机械原理专业课程设计小型卧式模锻机.doc
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1、 目录1、设计规定2、运动方案拟定3、执行机构比较选取及计算4、运动循环图5、传动机构设计6、原动机选取7、设计总结与体会8、附录9、参照文献1、设计规定一、设计题目为锻造长杆类锻件(如图1所示锻件,系用棒料局部镦粗而成),今需设计一台将杆料水平置放后用活动凹模3(如图2所示)及固定凹模2将其夹紧后再用水平置放冲头1进行顶锻工作卧式模锻机。拟用电动机通过传动装置带动夹料机构一方面使活动凹模3向前移动,与固定凹模2合拢,以夹紧棒料。然后主滑块1带动冲头进行顶锻,锻件成形后,待冲头1返回离开凹模后(返回距离约占冲头全行程1/81/3),由夹料机构带着凹模3返回,松开杆料回到初始位置。在顶锻过程中规
2、定两半凹模始终处在夹紧状态,不能自动松开。规定设计该小型卧式模锻机执行机构和传动系统,以满足上述顶锻工艺规定。 图623 锻件 图624 卧式模锻机执行构件二、设计数据与规定电动机同步转速:nm=1000r/min或1500r/min;冲头顶锻次数为每分钟5075次;主滑块1全行程H=200380mm;顶锻工艺开始后冲头工作行程H1=(1/22/3)H;夹紧滑块3总行程h=6080mm;作用在主滑块上顶锻力F1=250500KN;作用在夹紧滑块3上夹紧力F2=F1/3;规定该模锻机机械效率高,振动冲击小。2、运动方案拟定一、运动功能分析本机构中,原动机以转动形式输出功率,依照机构规定,可以拟定
3、,需要将原动机高速转动通过降速后传动给执行机构。依照设计规定,执行机构需进行夹紧和顶锻运动规定,同步夹紧和顶锻过程需要符合相应配合规定。二、运动转换运动转换功能图:原动机三、运动机构功能树状图: 原动机 小型卧式模锻机 传动机构 执行机构夹紧机构顶锻机构3、执行机构比较选取及计算顶锻机构设计与选取 方案一: 图3-1 图3-2 机构阐明: r=100mm n=60r/min 此机构中,冲头全行程为200mm,顶锻工艺中冲头工作行程为100mm。 在图3-2中,曲柄1可以绕滑块3转动,这样可以实现整个机构在一种运动周期内运动可行性。机构优缺陷分析:长处:图3-2中,2运动方向始终与冲头运动方向一
4、致,因而可承受更大力F。采用图3-2中三角形桁架构造,可以提高构件受力稳定性。依照图3-1可知,冲头位移s与曲柄半径r有如下关系: s=r*sinq因而,此机构更利于计算滑块与曲柄间运动位置关系。缺陷:曲柄上滑块3将1和2连接,会有一定装配难度。方案二: 图3-3计算得: a2b2-104b2+108=0 则:a2=(104b2-108)/b2 图3-4b2-2ab=104使曲柄在图3-4位置时,开始顶锻工艺。a2b2-104b2+108=0则: a=89b=223有急回特性:q=25 K=1.32机构优缺陷分析:长处:有急回,可以缩短非工作段时间,增长工作段时间,可减小杆件受力。构造简朴,装
5、配以便。缺陷:传力效果不佳,且曲柄与连杆运动关系计算比较复杂。综上所述:选取方案一夹紧机构设计与选取: 图3-5假设:ED=a,CD=b,DF=c,滑块1行程=d,EFD=a 滑块2两极性位置间距为60mm,在滑块2在夹紧行程最后10mm范畴内满足最小传动角规定(即a50) 图3-6依照图3-6,可知: 在滑块2在夹紧行程中距离点F2时应当有如下结论: cosa=(c2+(a+c-10)2-a2)/(2*a*(c-10),a0 可算出:c10/(1-cosa) 运用C语言,可得出若干各种解,从中选取较适当解: a=97c=95a=66c=98 图3-7 依照图3-7,可以看出,左图传力效果要好
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