大学第一学期课程名称（系、系） 学年 机械原理 指导班主任 中学生职称 专业名称 班级学号 起止日期 年月 课程设计任务书 年月 大学机械工程系（系）年月日目录 1.设计任务书设计方案分析与评价... 12 机械传动系统的速比及变速系统... ………… 13 执行机构运动规范设计…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………] ……………………………………16 速度和加速度分析………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 16 ..................... 17 十一设计总结 ............................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... .......................................第18课设计任务书学院（系、系）专业课课程名称：机械原理课程设计课程名称：精密特种压力机运动图设计时限： 一、设计任务及主要技术参数壁式铝合金铸件及设计要求： 1、具有快速逼近锥面、等速下引、快速回位的运动特性； 2、成品生产率约903个/分钟，上模总行程280mm。 拉伸行程置于总行程中间，约100mm； 4.成型率变化率K； 铸件最大输送距离为200mm； 7、上模滑块总重量为40kg，最大生产阻力为5000N，假定为拉深区生产平衡阻力； 8. 设置最大摆动预制构件质量为40kg/m，绕刚体旋转力矩为2kg.m/mm。 刚体简化为杆长的中点，忽略其他预制构件的质量和转动矩； 9. 传动装置等效转矩设定为30kgm，机器运行不均匀系数[δ]=； 动作与协调需要制定运动循环图，选择执行器，构思机械运动方案，并进行选择与评价，确定机械运动的总体方案，确定机械运动的速度传输系统按任务书上的技术参数。 变比变速机构，制作机构运动示意图，分析设计相关执行机构的具体尺寸。
需要一份设计规范和一两张相关图纸。 （有条件要求使用3D动画解说）。 起止日期，构思机械运动方案，运动分析及制图，组织指令和防御工作内容。 上海：高等教育出版社，2008：15-200 主要是邹慧君． 机械原理课程设计[M]． 上海：高等教育出版社，2009：15-250 参考资料 指导班主任：系**研究室）主任：年月 一、工作原理及工艺动作过程简介有壁的铝合金铸件冲压工艺。 如图所示，上模先以逐渐增加的速度接近铸件，然后匀速拉深成型，然后上模继续向下运动将成品推出型腔，最后返回迅速地。 上模推出固定的下模后，送料机构将新铸件从侧面送到待加工位置，从而完成一个循环。 图1-1 特种精压机运动示意图 2.流程动作分解 根据任务书的要求，机器的流程应该写成：机构有一个注射机构和一个送料机构，它执行预制构件的运动方式是： 1）冲压过程中预制构件上模的一般运动规律如图1-2所示。 图1-22），送料机构是辅助工作机构，需要与注塑机构配合。 送料运动是间歇式的，即冲头送入预制构件将原材料送至模孔上方后即可进入模孔注射，直到冲头向上移动一定时间后才进行最后一次送料动作距离。 铸件最大输送距离为200mm。 送料机构的一般运动规律如图1-3所示： 图1-3根据工艺动作和协调要求制定运动循环图。 对于特种精密压力机运动图的循环图，主要是确定注塑机构和进料结构的预制件。 各执行器的顺序和相位有利于各执行器的设计、装配和调试。
特种精密压力机的注塑机构为主体机构，以其活动部件零角为横坐标起点，纵坐标为各预制件位移起始位置。 图1-4为精压机两种机构的运动循环图。 注塑机构由工作行程和回程两部分组成。 送料运动是间歇式的，即冲头送入预制构件将原材料送至模孔上方后即可进入模孔注射，直到冲头向上移动一定时间后才进行最后一次送料动作距离。 因此，在注射成型前，送料机构必须将钢锭送入模孔等待注射成型。 图1-4 运动循环图 三、冲压机构和送料机构运动方案的制定 1、机构的组成 整个机构分为注射机构和送料机构两部分。 主要移动预制件分别为上模和推杆。 输送带送料机构可采用曲轴机构、槽轮机构、棘轮机构和不完全蜗杆实现间歇送料。 如果考虑成品的切边，则需要一个提升拉制成品的机构配合推杆完成将成品推出模腔的运动。 2、运动方案方案1 设计方案1的注塑机构由四连杆机构与手柄滑块机构串联组成，进料机构为曲柄滑块机构。 该方案的自由度为一个，自由度的个数等于原动机的个数，可以满足传动要求。 该机构增压时间短，一次传动角最大，效率高，成本低什么是机械运动简图，但工作稳定性一般，加工装配难度大。 图2-1 方案1 机构运动示意图 方案2 导杆-手柄滑块注射机构及曲轴进给机构 注射成型机构是在倒杆机构的基础上串接手柄滑块机构的组合。
导杆机构按给定的行程率变化系数设计，与手柄滑块机构组合，可满足工作段近匀速的要求。 适当选择导向位置可使工作段的压力角变小。 进给机构的曲柄机构通过曲柄机构与曲轴连接。 根据机构的运动图确定曲轴的工作角度和从动件的运动规律，然后机构可以在预定的时间将型腔送至子加工位 曲轴进给机构 注塑机构采用二自由度双曲柄七杆机构，用蜗杆合为一自由度。 适当选择点的轨迹和确定预制件的规格，可以保证机构具有快速返回运动的特点，工作段接近匀速，压力角尽可能小。 该机制可以使用实验方法进行设计； 当要求较高时，可采用解析法，或将实验法得到的结果作为优化设计的初值。 进给机构由曲轴机构和曲轴机构串联组成。 根据机构的运动循环图，可以确定曲轴的工作角度和从动件的运动规律，从而在预定的时间将型腔送到加工位置。 图2-3 方案三运动图方案四曲轴曲轴注塑进料机构进料机构和注塑机构均由曲轴机构组成。 曲轴机构可以通过推算杆的长度来设计，选择合适的规格后，就可以实现所需的速比和运动要求。 通过适当选择铰接点和拉杆长度，可使机构具有更小的压力角和更理想的传动角，从而达到运动功能，满足传动要求。
图2-4 方案4 运动结构件示意图方案5-6 连杆注射机构及曲轴连杆进给机构注射成型机构由铰链四曲柄机构和手柄滑块机构串联组成。 可以根据冲程率的变化系数对四杆机构进行图形化设计，然后选择曲轴长度和导轨位置，并根据要求确定铰点位置工作段接近匀速。 如果规格选择得当，机构传动角能满足预制构件在工作段运动时的要求，压力角小。 曲轴进给机构的曲轴通过蜗杆机构与曲轴相连。 如果根据机构的运动循环图确定曲轴转角及其从动件的运动规律，则机构可以在预定的时间将型腔送到加工位置。 4、方案分析与评价 前面5个方案提出后，小组进行了比较，发现每个方案由不同的地基组成，均能完成设计要求的运动。 并且考虑到机制的性能、处理成本以及后期建模分析的便利性，团队经过讨论最终决定采用方案四。 分析：方案一貌似可以完成设计要求的运动，稳定性不高。 可延长二次机构加压时间，效率高，结构简单，装配更容易； 一级传动角小，不利于注塑成型。 方案三比以上两种方案更稳定，传输角度更大； 且结构过于复杂，不利于加工，成本较高。 选项五在结构上也过于复杂。 事实上，曲轴可以很容易地设计轮廓曲线，使其满足预定设计要求的运动规律，但曲轴与从动件之间的点接触或线接触容易生锈。
但在设计要求中，该机构每分钟必须生产90件，该机构的运转速度相对较高。 且其上模滑块总质量为40kg，最大生产阻力为5000N，对其机构的传动性能有要求，曲轴机构不适用于传递力过大的场合。 因此我们选择第四个选项。 而且，第四种方案可以满足快速返回运动的要求，工作台上输送调味料和上模注塑两个工步也可以轻松协调。 使整个机构完成一个加料注射循环。 五、机械传动系统和变速机构的速比 1、冲压机构的传动比 由于电动机的大小为1KW-730r/min，精压机每分钟必须生产90个产品。 据估算，机构需要的周期T=2/3s，角速度W1=3π； 电机的W2=π。 注塑机构总传动比：iA=W2/W1=设初级传动比i1=4，次级传动比i2=2。 一次传动是注塑机构中电机与中间蜗杆之间的传动比，二次传动是注塑机构中中间蜗杆与传动蜗杆之间的传动比。 2、送料机构的传动比由于送料机构要与注塑机构保持相同的运动周期，所以其传动比应与注塑机构的总传动比一样大：iB=W2/W1=所以我们也可以选择相同的一级或二级传动比：i1=4，i3=2。 一级传动是电机与中间蜗杆的传动比，二级传动是中间蜗杆与进给机构传动蜗杆的传动比。
六、执行器运动规格估算 图6-1 设计规格示意图 1、上模注塑机构规格设计：由于上模注塑机构采用曲柄滑块传动机构，并且速比必须小于等于。 取k=，则θ=52要求上模射出总行程为280mm，则模锤最低点到最高点的距离CD=H/(2*sin26)=160mm； 取AB=250mm，则可计算：AC=250/(sin26)=570mm。 2、传动系统的规格设计：i=Z2/Z1=D2/D1=，设初级传动比i1=4，次级传动比i2=2； 则中间蜗杆的角速度为6π，取模数m=2； z1=50, z2=100; 估计d1=100，d2=200mm； 送料机构传动蜗杆参数均与注塑机构相同。 因此，d3=d1=100，z3=z1=50； 冲程速比为θ=52度； 并且最大送料距离也是200mm，所以可以推算出HG=175mm，GF=75mm，H勾勒出即将到来的整体根据设计规范的要求，画出最终的结构、运动、结构和配光图7-1 整机机构示意图 右图为3D模型示意图 某一时刻机构的速度和加速度分析： 图9-1 注射机构立即运动 图7-2 送料机构立即移动 图9-1中的注射机构处于上模的最低位置。
排量最大，速度如图9-2。 此时送料机构应达到最大位移，等待上模加工。 滑块向右有一个速度，因为机构是匀速运动，加速度为0。朱力。 机械原理[M]． 上海：高等教育出版社，2008：15-200 [2]邹慧君． 机械原理课程设计[M]． 上海：高等教育出版社，2009：15-250 第十一期设计总结 经过一周的努力，在老师的带领下，我终于完成了机械设计课程的设计。 在这次任务中，我遇到了很多困难。 一次次的估算，一次次的设计变更，暴露了我前期在这方面知识和经验的不足。 但是，重要的是，通过这次课程设计，我有很多感慨和收获。 首先，我对机械原理这门课程有了更深的理解。 我通常只是处于初级的感性认识阶段，对所学的具体原理和应用问题没有真正的理解，在设计过程中总是在问为什么以及如何解决。 理论有深刻理解。 在这个设计过程中，如何将所学的理论应用到实践中是我们的目的。 这也是我们毕业后必须具备的能力，可以为以后的学习和工作积累宝贵的经验。 据悉，我对绘画的掌握程度提高了； 、proe、Word，这些只是必须掌握的工具和软件。 对我来说，最大的收获是技能和能力。 这些分析和解决问题的技能和能力。 在整个过程中，我发现像我们这样的中学生最缺乏的是经验，没有感性认识，更缺乏理论知识。 这是一个很大的问题，需要我们把所学的所有相关知识系统地联系起来，暴露出自己的不足，需要改进的地方。 有时候一个人的力量是有限的。 相信结合群众的智慧什么是机械运动简图，我们的作品会更加完美！ 课程设计告一段落。 今后，我一定会以这样的心态面对未来的学习，以更加细腻的热情投入到学习和工作中，做一个不断探索、敢于创新的大学生。