薄壁零件冲压机设计说明书文档格式.doc
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并对齿轮、轴承、键进行校核。
关键词:
冲压机;
电动机;
键;
齿轮
Abstract
Thisdesignisonthedesignofthin-walledpartsmachine,stampingmachineofexecutingagencies,mainlytransmissionsystemdesignandcalculation.
Firstpartelaboratespunchingmachineexecutingagenciesandtheircomplementaryfeedingmechanismdesign.AccordingtotwofeaturesIdevelopedthreedesigns,accordingtocampaignimplementingagenciesrequiredwithquick-returncharacteristicsandnear-uniformfeaturesofthework,inordertomeetthisattribute,selecSelecttheyseriesY90L-4motorpowersource,ithasasimplestructure,smallsize,lightweight,economic,andsoon.Itscharacteristicssuperiortotheyseriesmotors,appliesaslightvibration,reverseandhighspeedapplicationstsix-barmechanism,thepressureangleassmallaspossible..
Isinvolvedinthelatterpartofmachinedesignofthetransmissionsystem.Gearmaterialsof40Cr,andthroughadjustingthequalityandsurfacehardening.Andcheckthegears,bearings,keys.
Keywords:
stampingmachine;
motor;
key;
gear
附录符号表
压力角
动载荷系数
转角
齿高
γ
传动角
齿宽
载荷系数
弯曲疲劳许用应力
转矩
N.mm
弯曲疲劳强度
齿宽系数
安全系数
弹性影响系数
中心距
mm
接触疲劳强度极限
接触疲劳寿命系数
齿形系数
齿数
应力校正系数
模数
功率
圆周速度
m/s
i
传动比
d
分度圆直径
应力循环系数
接触疲劳许用应力
效率
使用系数
目录
摘要 I
Abstract II
附录符号表 III
1绪论 1
1.1设计方案及机械设计 1
1.2原始数据及设计要求 1
1.3步骤设计 2
方案论证 3
2.1三种方案的比较与选择 3
2.1.1设计方案一 3
2.1.2设计方案二 3
2.1.3设计方案三 4
2.2最终选定方案方案 5
3机构设计 6
3.1上模冲压机构的尺寸设计:
6
3.2传动系统的尺寸设计:
3.3下模顶出机构尺寸设计:
7
3.4原动机的选择:
3.5工作循环图 8
4传动系统的设计 9
4.1传动装置总传动比的确定及传动比的分配:
9
4.2计算传动装置的运动和动力参数 9
4.3V带传动设计 10
4.3.1计算,选择V带型号:
10
4.3.2确定带轮直径d1和d2:
4.3.3确定中心距,带长,验算包角:
11
4.3.4求V带根数:
4.3.5确定预拉力和作用在轴上的力 11
4.4齿轮的设计 12
4.4.1高速轴上的齿轮设计计算 12
4.4.2低速轴上齿轮的设计 15
4.5轴的设计计算 19
4.5.1高速轴Ⅰ设计 19
4.5.2轴Ⅱ的设计计算 21
4.5.3轴Ⅲ的设计计算 22
4.6滚动轴承的选择及计算 23
4.6.1Ⅰ轴轴承型号为30206的圆锥滚子轴承 23
4.6.2Ⅱ轴轴承型号为30207的圆锥滚子轴承 24
4.6.3Ⅲ轴轴承型号为30211的圆锥滚子轴承 25
4.7键联接的选择及校核计算 26
4.8联轴器的选择 27
4.8.1高速输入轴1 27
4.8.2低速输出轴3 27
参考文献 28
致谢 29
IV
1绪论
1.1设计方案及机械设计
电动机通过减速装置将其动力和运动传递给冲压机的主要执行机构。
设计冲压薄壁零件的主要执行机构冲压机构及与其相配合的送料机构,设计减速传动装置。
如(图1.1)所示,上模先以比较小的速度接近坯料,然后以匀速进行拉延成形工作,以后,上模继续下行将成品推出型腔,最后快速返回。
上模退出下模以后,送料机构从侧面将坯料送至待加工位置,完成一个工作循环。
图1.1
薄壁零件冲压机是用于将具有良好拉伸延展性的薄壁金属板(如铝板)一次冲压成所规定形状的机械机构。
它的主要加工过程如下:
1.将坯料送至待加工位置;
2.下模固定在机架上,上模先以较大速度接近坯料,接着以近似匀速将坯料冲压拉延成形,最后快速返回。
1.2原始数据及设计要求
1.动力源是电动机,作转动;
从动件(执行构件)为上模,作上下往复直线运动,其大致运动规律如图所示,具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性。
2.机构应具有较好的传力性,特别,是工作段的压力角α应尽可能小;
传动角γ大于或等于许用传动角[γ]。
3.上模到达工作段之前,送料机构已将坯料送至待加工位置(下模上方)。
4.生产率约每分钟70件。
5.执行构件(上模)的工作段长度L=30~100mm,对应曲柄转角φ=(1/3~1/2)π;
上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。
6.行程速度变化系数K≥1.5。
7.许用传动角[γ]=40°
。
8.送料距离H=60~250mm。
1.3步骤设计
1.方案设计和总体布置。
2.计算各机构的尺寸。
3.绘制机构总体布置简图和运动循环图。
2方案论证
2.1三种方案的比较与选择
2.1.1设计方案一
设计方案一的的冲压机构是由一个四连杆机构串联一个摇杆滑块机构组合而成,送料机构是曲柄滑块机构。
此方案自由度为一,自由度数等于原动件数,能够满足传动要求。
机构的加压时间较短,一级传动角最大,效率高,成本低。
但工作平稳性一般,加工装配较难。
(图一)
2.1.2设计方案二
该方案的冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构,用齿轮副将其封闭为一个自由度,使自由度为一,自由度数等于原动件数,能够满足传动要求。
送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的。
(图二)
2.1.3设计方案三
设计方案三是一个凸轮机构附带一个曲柄滑块机构,自由度为一,可以准确的满足运动要求,并且满足杆件受力的要求(首大作用力的元件设计为凸轮,基本不受力的杆件设计为连杆,简单合理),最后这样的设计计算十分简单,也就容易对运动过程进行准确分析。
但方案五设计的凸轮可能尺寸太大,浪费材料。
(图三)
2.2最终选定方案方案
在3个方案全部提出后,进行了对比。
各个方案都由不同的基础机构组合而成,且基本都可完成设计要求的运动。
但是考虑到机构的性能、加工成本和后期的建模,分析等的方便,最后决定采取第1个方案。
分析:
方案二稳定性、传动角等都较好,但结构过于复杂,不利于加工,成本比较高。
方案三凸轮虽然机构简单紧凑,但是凸轮轮廓与推杆之间为点、线接触,易磨损,凸轮机构多用于传力不大的场合。
而我们最终确定方案的机构设计中结构在满足其性能的同时相对其它方案又比较简单,在制造中可以大大减少工序,并且可以降低成本,较易实现。
该机构的加压时间长,传动角大,因此可获得良好的传动效果,且机构的装配简单,成本低,易于投入实际生产。
方案一可满足急回运动的要求,输送配料上工作台和上模冲压这2个工作步骤也可较容易的配合出来。
使整个机构完成一次送料冲压的周期。
考虑到配料被冲压成形之后如果还留有切边,则成品就不能从下模的下部离开,而在方案的设计基础上,成品只可由一机构垂直将其顶出上模,然后同时由下一个送来的配料将其横向地推出下模工作台面。
因此经过研讨在方案一的基础上增加了一个“上顶”机构,此机构的运动方向基本和上模相同,上模在回程时呈现出急回的特性,而“上顶”机构为了能迅速的将在下模中的成品顶出,其需要急速向上运动的特性。
最终决定的专用精压机的运动简图
3机构设计
因上模冲压机构采用曲柄滑块的传动机构,且根据任务书的要求行程速比系数K≥1.5,取K=1.5.则:
极位夹角为
θ=180º
×
(K-1)/(K+1)=36°
且要求上模冲压的总行程为480mm,则冲模锤的最高点到最低点的距离H为240mm。
可以算出:
CD=H/(2×
sin18º
)≈388mm;
取AB=250mm,则可算得:
AC=250/(sin18º
)≈809mm;
取上模的工作段长度L=100,经测量计算,对应曲柄转角为Φ=65°
∈(1/3~1/2)π.
此时最小传动角最大取值maxγmin=72°
满足许用传动角[γ]=40°
.
为了方便运算以及统一性,且在保证大于冲锤的冲程范围,取三个小齿轮的分度圆直径为d=300mm,大齿轮分度圆直径为D=600mm,所有齿轮为渐开线齿轮。
取相同模数m=10,压力角采用相同的α=20º
。
GL水平距离取240mm。
与此同时,根据输送配料的时推杆的最大行程距离200mm以及四连杆机构的行程速比系数K=1.5,考虑两处极限位置,即J,H,G三点共线的两个极限位置。
(步
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- 薄壁 零件 冲压机 设计 说明书