机械原理课程设计粉末成型压机讲解Word格式.docx

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上模冲要求冲头能够快速接近粉料，并且能有保压过程，然后返回。

由此可以看出这要求我们所选的上模冲压制机构要有急回特性，所以我们可以采用曲柄滑块机构或者凸轮机构。

对于曲柄滑块机构我们要采用偏置曲柄滑块机构才会具有急回特性。

由于当凸轮机构作为上模冲压制机构时，若上模冲冲击力过大会造成凸轮推杆的断裂，所以若要求上模冲冲击力较大时不宜采用凸轮机构。

2、下模冲脱模机构：

下模冲要求顶出距离准确，复位时要求速度快而冲击

小，并且要求下模冲的运动规律很严格，所以我们可以采用凸轮机构。

若采用凸轮机构也还是会有一定的缺点，就是当上模冲的冲头冲压时必定会对下模冲凸轮脱模机构的推杆产生一定的影响，容易造成下模冲凸轮机构推杆的断裂。

3、送粉机构：

本题目要求送粉机构的运动周期严格并且具有行程要求。

根据此项要求我们可以采用对心曲柄滑块机构或者凸轮机构。

若采用对心曲柄滑块机构则无法保证留有送粉机构在送粉回程后和推料推程前的间歇时间。

如果不存在间歇时间就会使送粉和推料的速度大大降低，故采用对心曲柄滑块机构还是有一定的缺点的。

综合上面的分析，我们可以采用偏置曲柄滑块机构。

根据以上对上模冲压制机构、下模冲脱模机构和送粉机构的分析我们可以设计出几种粉末成型压机的机构简图，在运动方案选择和确定上会一一加以描述。

（二）运动方案的选择和确定

关于运动机构的选择，我们找到了一些可以完成运动功能的机构，如下图所示：

牛头刨床的急回机构，优点进程速度平稳，回程时间短。

曲柄滑块机构

圆柱凸轮机构，可用于水平送料

凸轮推杆机构

平面六杆机构

根据所选的机构，我们设计了三种不同的方案如下：

方案一：

方案二

方案三

最终，我们选择上冲模用平面六杆机构，水平送料用曲柄滑块机构，下冲模采用凸轮推杆机构。

即方案一

第三部分所选机构传动系统的选择

上冲模机构运动分析

取OD1=r=70mm 

;

θ=20°

；

BD=L1；

AB=L2;

则:

（ 

L1- 

r）sinθ=110;

[（ 

L1+ 

r）-（ 

L1- 

r） 

cosθ]2+ 

[ 

L2- 

r）sinθ]2= 

L22

L1=231.76

L2=230.4

现在以AO为基准进行机构的运动分析

MATLAB编程分析

（1）位置分析

原函数：

functiony=rrrposi55（x）

%

%ScriptusedtoimplementNewton-Raphonmechodfor

%solvingnonlinearpositionofRRRbargroup

%Inputparameters

%x

（1）=theta-1

%x

（2）=theta-2guessvalue

%x（3）=theta-3guessvalue

%x（4）=k1

%x（5）=k2

%x（6）=k3

%x（7）=r1

%Outputparamenters

%y

（1）=theta-2

%y

（2）=theta-3

theta2=x

（2）;

theta3=x（3）;

epsilon=1.0E-6;

f=[-x（7）*cos（x

（1））+x（4）*cos（theta2）+x（5）*cos（theta3）-x（6）;

x（7）*sin（x

（1））-x（4）*sin（theta2）+x（5）*sin（theta3）];

whilenorm（f）>

epsilon

J=[-x（4）*sin（theta2）-x（5）*sin（theta3）;

-x（4）*cos（theta2）x（5）*cos（theta3）];

dth=inv（J）*（-1.0*f）;

theta2=theta2+dth

（1）;

theta3=theta3+dth

（2）;

norm（f）;

end;

y

（1）=theta2;

y

（2）=theta3;

>

x1=linspace（0,2*pi,180）;

x=zeros（length（x1）,7）;

forn=1:

180

x（n,:

）=[x1（:

n）17.4*pi/18052.6*pi/180231.8230.4379.770];

p=zeros（length（x1）,2）;

fork=1:

y=rrrposi55（x（k,:

））;

p（k,:

）=y;

p

输出图像θ2，θ3相对于θ1的图像

plot（x1,p（:

1）,'

--'

x1,p（:

2）,'

:

'

）

摇杆与竖直线之间的夹角矩阵为m=90-p（:

1）'

*（180/pi）-37.4;

上冲模的行程方程为L=460.8-2*230.4*cos（m）

分析上冲模的图像可知，在上冲模达到最低点时会有一小段时间的停歇以起到保压作用。

接下来分析速度：

首先根据机构需要，定义w1=pi/3,

Matlab编程：

functiony=rrrvel22（x）

%x

（2）=theta-2

%x（3）=theta-3

%x（4）=dtheta-1

%x（5）=k1

%x（6）=k2

%x（7）=k3

%x（8）=r1

%y

（1）=dtheta-2

%y

（2）=dtheta-3

A=[-x（5）*cos（x

（2））x（6）*cos（x（3））;

-x（5）*sin（x

（2））-x（6）*sin（x（3））];

B=[-x（8）*cos（x

（1））-x（8）*sin（x

（1））]*x（4）;

B=B'

y=inv（A）*B;

输出程序

fori=1:

x2（i,:

）=[x11（i,1）,p（i,1）,p（i,2）,pi/3,231.8,230.4,379.7,70];

q=zeros（2,180）;

form=1:

y2=rrrvel22（x2（m,:

q（:

m）=y2;

q

输出图像

plot（x1,q（1,:

）,'

x1,q（2,:

）;

w2,w3,相对于w1的图像：

上冲模的速度函数V=dL/dt

输出图像为：

加速度分析

Matlab编程分析：

functiony=rrra111（x）

%inputparameters

%x

（1）=th1

%x

（2）=th2

%x（3）=th3

%x（4）=dth1

%x（5）=dth2

%x（6）=dth3

%x（7）=k1

%x（8）=k2

%x（9）=k3

%x（10）=r1

%y

（1）=ddth2

%y

（2）=ddth3

A=[-x（7）*cos（x

（2））x（8）*cos（x（3））;

-x（7）*sin（x

（2））x（8）*sin（x（3））];

B=[x（7）*x（5）*sin（x

（2））-x（8）*x（6）*sin（x（3））;

-x（7）*x（5）*cos（x

（2））-x（8）*x（6）*cos（x（3））];

C=[x（5）;

x（6）];

D=[x（10）*x（4）^2*sin（x

（1））;

-x（10）*x（4）^2*cos（x

（1））];

y=inv（A）*D-inv（A）*B*C;

fori=1:

x3（i,:

）=[x11（i,1）,p（i,1）,p（i,2）,pi/3,q（1,i）,q（2,i）,0.2318,0.2304,0.3797,0.070];

n=zeros（2,180）;

y3=rrra111（x3（k,:

n（:

k）=y3;

n

subplot（1,2,1）;

plot（x1,n（1,:

xlabel（'

theta1'

ylabel（'

ddtheta3'

title（'

杆2的角加速度'

subplot（1,2,1）;

ddtheta2'

杆1的角加速度'

subplot（1,2,2）;

杆二的加速度'

上冲模的加速度A=dV/dt

（该图像用数学里面的微积分求出，故在图像最后会有一点图像不正常显示，这属于正常情况，不影响加速度的分析）

统计所输出的数据：

θ1

θ2

θ3

w2

W3

α2

α3

0.23238

0.23382

0.16301

-0.16301

-189.12

-190.34

0.035102

0.23818

0.2287

0.1832

-0.14257

28.81

28.928

0.070203

0.24466

0.22426

0.20309

-0.1222

13.366

13.399

0.1053

0.25179

0.2205

0.22249

-0.10208

8.6342

8.647

0.14041

0.25957

0.21741

0.24125

-0.082384

6.3099

6.3174

0.17551

0.26796

0.21497

0.25921

-0.063249

4.9132

4.921

0.21061

0.27693

0.21316

0.27626

-0.044796

3.973

3.9841

0.24571

0.28647

0.21196

0.2923

-0.027116

3.2929

3.3088

0.28081

0.29652

0.21134

0.30728

-0.010274

2.7762

2.798

0.31591

0.30705

0.21126

0.32114

0.005691

2.3699

2.3983

0.35102

0.31803

0.21171

0.33387

0.020763

2.0421

2.0775

0.38612

0.32942

0.21264

0.34548

0.034945

1.7727

1.8153

0.42122

0.34118

0.21404

0.35598

0.048256

1.5479

1.5981

0.45632

0.35328

0.21587

0.36541

0.060728

1.3582

1.4161

0.49142

0.36567

0.2181

0.37378

0.0724

1.1967

1.2624

0.52652

0.37832

0.22072

0.38117

0.083319

1.0581

1.1317

0.56163

0.39121

0.22368

0.3876

0.093535

0.93833

1.0199

0.59673

0.4043

0.22698

0.39313

0.1031

0.8343

0.92384

0.63183

0.41755

0.23059

0.3978

0.11206

0.74345

0.84105

0.66693

0.43096

0.23449

0.40167

0.12048

0.66375

0.76945

0.70203

0.44447

0.23866

0.40478

0.12839

0.59353

0.70734

0.73713

0.45808

0.24309

0.40717

0.13584

0.53141

0.65335

0.77224

0.47176

0.24776

0.40889

0.14289

0.47622

0.60633

0.80734

0.48549

0.25266

0.40996

0.14956

0.42702

0.56531

0.84244

0.49924

0.25778

0.41043

0.15589

0.38298

0.52947

0.87754

0.513

0.26311

0.41032

0.16193

0.34342

0.49813

0.91264

0.52674

0.26863

0.40966

0.16769

0.30776

0.47071

0.94774

0.54045

0.27435

0.40848

0.17322

0.27549

0.44669

0.98284

0.55412

0.28024

0.4068

0.17852

0.24618

0.42566

1.0179

0.56772

0.28631

0.40464

0.18364

0.21948

0.40724

1.053

0.58124

0.29255

0.40201

0.18859

0.19505

0.39111

1.0881

0.59467

0.29896

0.39895

0.19338

0.17262

0.377

1.1233

0.60798

0.30552

0.39545

0.19804

0.15196

0.36467

1.1584

0.62117

0.31223

0.39153

0.20258

0.13286

0.35389

1.1935

0.63422

0.3191

0.3872

0.20702

0.11512

0.34449

1.2286

0.64712

0.32611

0.38248

0.21137

0.098603

0.3363

1.2637

0.65986

0.33326

0.37736

0.21563

0.083154

0.32918

1.2988

0.67242

0.34056

0.37186

0.21982

0.068652

0.32299

1.3339

0.68479

0.348

0.36599

0.22395

0.054983

0.31762

1.369

0.69695

0.35558

0.35975

0.22802

0.04205

0.31295

1.4041

0.7089

0.36329

0.35314

0.23204

0.029761

0.3089

1.4392

0.72062

0.37113

0.34618

0.23601

0.018036

0.30536

1.4743

0.7321

0.37911

0.33886

0.23994

0.0068002

0.30226

1.5094

0.74333

0.38722

0.33118

0.24382

-0.0040152

0.29952

1.5445

0.7543

0.32316

0.24767

-0.014474

0.29706

1.5796

0.76499

0.40382

0.31479

0.25149

-0.024636

0.2948

1.6147

0.7754

0.41231

0.30608

0.25526

-0.03456

0.29268

1.6498

0.78551

0.42093

0.29704

0.259

-0.0443

0.29063

1.6849

0.79531

0.42967

0.28766

0.2627

-0.053912

0.28857

1.72

0.80479

0.43854

0.27794

0.26635

-0.06345

0.28644

1.7551

0.81394

0.44753

0.26791

0.26996

-0.072969

0.28415

1.7902

0.82275

0.45664

0.25754

0.27351

-0.082526

0.28164

1.8253

0.8312

0.46587

0.24687

0.27701

-0.092181

0.27883

1.8604

0.83929

0.47521

0.23588

0.28045

-0.102

0.27563

1.8955

0.84701

0.48467

0.22458

0.28381

-0.11204

0.27195

1.9306

0.85435

0.49423

0.21299

0.2871

-0.12238

0.2677

1.9657

0.86129

0.50391

0.20111

0.29029

-0.1331

0.26278

2.0008

0.86782

0.51369

0.18894

0.29339

-0.14429

0.25707

2.0359

0.87395

0.52358

0.17651

0.29637

-0.15605

0.25046

2.071

0.87965

0.53356

0.16381

0.29923

-0.16848

0.2428

2.1061

0.88493

0.54364

0.15087

0.30196

-0.18172

0.23395

2.1412

0.88977

0.5538

0.13769

0.30453

-0.1959

0.22374

2.1763

0.89416

0.56405

0.1243

0.30694

-0.21118

0.21199

2.2114

0.8981

0.57438

0.1107

0.30916

-0.22776

0.19848

2.2465

0.90158

0.58477

0.096911

0.31119

-0.24585

0.18297

2.2816

0.90459

0.59524

0.082959

0.31299

-0.2657

0.16519

2.3167

0.90714

0.60576

0.06886

0.31456

-0.2876

0.14482

2.3518

0.90921

0.61632

0.054637

0.31587

-0.3119

0.12149

2.3869

0.9108

0.62693

0.040314

0.31691

-0.33902

0.094776

2.422

0.91191

0.63756

0.025914

0.31765

-0.36943

0.064162

2.4571

0.91253

0.64822

0.011466

0.31807

-0.40374

0.029039

2.4922

0.91268

0.65888

-0.0030052

0.31815

-0.44265

-0.011327

2.5273

0.912