GUIZHOU UNIVERSITY课程设计课程名称：机械设计学 院：机械工程学院

GUIZHOU UNIVERSITY 课程设计 课程名称：机械设计 学 院：机械工程学院专 业：农业机械化及其自动化 姓 名：学号： 年 级：2008级081班任课教师： 2011年1月14日 贵州大学机械工程学院 机械原理课程设计任务书（） 班级: 锁梁自动成型机床扳弯机构设计 姓名： 学号： —、方案设计任务书3 二、设计原理及有关分析4 三方案选择及对比7 四、最优方案的分析与设计16 五、设计总结17 六、参考资料18 附图I：扳弯原理图 附图I I:机构运动循环图 附图III：机械系统运动方案图 —\方案设计任务书 1、机构说明和加工示意图 锁梁自动成型机床加工锁梁（即挂锁上用与插入门扣的钩状零 件）的工序为：将盘圆钢条校直、切槽、车圆头、切断和扳弯成型。 本机构为该机床的扳弯成型工艺部分，由送料机构、定位机构和扳弯 机构组合而成。扳弯成型加工原理如下图：送料滑块1将工件2送到扳 弯工位后即返回，定位销3上升至锁梁槽内，将锁梁卡住，扳弯架4转 动扳弯角度，扳弯架上的滚轮6绕固定滚轮5也转过扳弯角度，将锁梁 扳弯成型。然后扳弯架返回原位，定位销下降，松开工件，待送料滑 块第二次送进时将已扳弯成型的工件推出工位。 \\、 /K =i—m—= g 工件展开长度L =1—1- 2、设计分析 （1）、本课题着重设计锁梁口动成型机床加工锁梁扳弯机构，不用考 虑送料滑块的控制传动部分。 （2）、由于锁梁口动成型机床加工锁梁是圆钢零件，所以扳弯机构需 要比较大的力使其被扳弯。 （3）、扳弯机构的原动机为电动机（要求已给出），其输出的是圆周 运动，而执行机构实现的是直线运动，因此要选择把旋转运动变成直 线运动的机构。并且在设计冲压机构中要注意到机构运动过程中的急 回和匀速进给特性。 (4) 、设计过程中主要以传统的设计方法为主，其次利用计算机的强 大功能来进行辅助的设计，以选择最优的方案和节省大量的计算时 间。 3、机构设计的有关数据 (1) .生产率：20件/分 (2) .机电输入转速：nl= 900转/分 (3) .工件尺寸： L= 190 mm Dl= 8 mm D2= 5 mm (4) .扳弯角度185度；齿轮模数6。 4、课程设计项目内容 a) 目标分析：根据设计任务书中规定的设计任务，进行功能 分析，作出工艺动作的分解，明确各个工艺动作的工作原 理。 b) 创新构思：对完成各工艺动作和工作性能的执行机构的运 动方案进行全面构思。对各可行方案进行运动规律设计、 机构型式设计和协调设计。 C)方案拟定：拟定总体方案，进行执行系统、传动系统、原 动机的选择和基本参数设计。 d) 方案评价：对各行方案进行运动分析、力分析及有关计 算、以进行功能、性能评价和技术、经济评价。 e) 方案决策：在方案评价的基础上进行方案决策，在可行方 案。确认其总体设计方案，绘制系统运动简图、编写总体 方案设计计算机说明书。 5、课程设计要求 f）按工艺动作设计多个组合机构的总体方案，根据评标的运动 特性、传力特性、工作可靠性、结构紧凑性和制造经济性等 进行分析比较，最后确定一、二个较好的方案，拟定出运动 方案示意图。 g）分解T艺动作，根据生产率绘制送料机构、定位机构和扳弯 机构（或进刀机构）的运动循环图。（4号图） h）根据生产率和电机转速，设计传动系统。 i）用图解法对送料机构、定位机构和扳弯机构（或进刀机构） 进行运动设计，绘制组合机构的运动简图。（4号图） j）用计算机辅助设计对送料机构进行运动分析： i. 编制计算流程框图。 ii・根据计算流程框图编制主程序，上机计算及打卬结果。 k）用计算机辅助设计对凸轮机构进行设计，绘出凸轮轮廓和从 动件位移曲线 设计、参考资料目录和设计小结、致谢。 l）编写课程设计说明书。内容包括：设计题目、工艺要求、设 计内容、方案选择与比较、各机构类型和运动参数的选择、 机构运动设计步骤、设计结构、设计结构、传动系统设计、 机构运动分析计算流程框图、主程序及计算结构、凸轮机构 1、 锁梁自动成型机床扳弯机构的功能与设计要求 将切削加工的金属材料加工成图2. 1所示的零 方案选择与对比 件，可采用附图I所示的扳弯机构来实现。用一扳弯 滚子将工件压在一圆弧模块上，然后绕圆弧模块转一 角度，可将工件扳成与圆弧模块板将相对应得弧形。 文架 扳弯滚子 2、功能原理设计 图2.1所示为挂 锁的一个零件，称为 “锁梁”。锁梁自动成 型机床扳弯机构的功能 是将已切削加工后的材 料进行扳弯再加工成 “锁梁”。设计要求和 参数为： 附图I：扳弯原理图 ①②③④⑤ “锁梁”的形状如图2.1所示； 连续口动生产； 生产能力为件20件/min； 加工质量要达到规定的技术要求； 机械系统运动方案应力求简单，可靠。 3、功能分解 为了实现将已切削加工的工件加工成锁梁的总功能，可将总功能 分解为如下分功能： 1）切削成型工件送料功能； 2）送料定位功能； 3）工件扳弯功能。 定位功能 逻辑功能如图2. 3： ►送料功能 锁梁| |动板弯及 能 板弯功能 4、机构运动转换功能图 经过对机构的功能分析、功能原理解、功能原理工艺过程分解 后，确定机构运动分为送料、定位、扳弯三功能。送料机构为执行构 件左右往复运动，定位机构为执行构件上下往复运动，搬弯机构为执 行构件往复摇摆运动。为了减少控制环节，决定采用一个电动机的驱 动方式。由于电动机的转速与执行构件的运动速度有较大的差距，因 此，在电动机与执行构件之间要有减速机构，由于电动机是连续转 动，耍得到执行构件的往复移动，还必须耍有将转动变为往复移动的 装置。根据这些要求，绘制出如下的运动转换功能图2.4o r—!_ 一送稲块碉往复 ► O <~►—K―►扭动 远动分支 I 板弯葯支架确 图2.4 5、形态学矩阵法创建机构运动方案 根据机械系统运动转换功能图可构成形态学矩阵，由下表2.5所 示的形态学矩阵可求出锁梁自动扳弯机系统运动方案数为： N 二 3X3X3X3X3X3X3- 2187 种 可由给顶的条件，各机构的相容性，各机构的空间布置，类似产 品的借鉴和设计者的经验等，从中选出若干个较为实际可行的方案， 然后从选出的若干个方案中用评价方法选出最优方案。 表2.5 功能元 功能元解（匹配机构） 1 2 3 减速1 A 带传魂、 齿轮传动 蜗杆传动 减速2 带传动 j传动 蜗杆传动 减速3 带传动 齿轮 传动 蜗杆传动 减速四 带传动 此辛 I传动 蜗杆传动 送料夹持 器间歇往 复移动 — 凸轮机构 连杆机构 杆机构 定位杆间 凸轮机构 连杆机构 凸轮+连 杆机构 軟往复移 动 反弯