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1、机械原理课程设计目录一、课题题- 02二、机构构总体设设计- 03三、机构构具体设设计 3.11上冲模模机构设设计- 04 3.2脱模模机构设设计- 221 3.2.11滚子直直动对心心盘形凸凸轮设计计- 2213.22.2平平底推杆杆直动对对心盘形形凸轮设设计- 34 3.22.3分分析比较较- 4453.3送送粉机构构设计- 446 3.3.11设计分分析- 446 3.3.22摆动推推杆凸轮轮设计- 47 3.3.33连杆机机构设计计- 559四、机构构动力设设计- 80五、参考考文献- 882课题:粉粉末成形形压机一 工作原理理及工艺艺动作过过程粉末冶金金是将金金属等粉粉末的混混合料,
2、通通过压制制成型和和烧结而而制成零零件或成成品材料料的一种种工艺方方法。在在压制长长径比hh/d111.5的的圆柱体体压坯时时,可采采用单向向压制,即即压制时时仅一个个方向施施力。压压制过程程中,阴阴模固定定不动,其其他执行行动作如如图1所所示。 送料器上上粉后返返回,上上冲模开开始 上冲冲模压制制到位,下行压制制粉末,下下冲模固固定不动动 下冲模模固定不不动 (aa) (b) 上冲冲模上行行回位,下下 送粉器器推坯下下料冲模上顶顶压坯脱脱模 下下冲模固固定不动动 (C) (dd) 送粉粉器到位位后上料料准备回回位 下下冲模下下行回位位,准备备循环 (ee)二设计计要求1. 上冲模压压制机构构
3、应具有有以下的的运动特特性:快快速接近近粉料,慢慢速等速速压制,压压制到位位后停歇歇片刻(约约0.44秒左右右)保压压或接近近压制行行程终点点时再放放慢而几几道保压压作用。2. 脱模机构构应使下下冲模顶顶出距离离准确,复复位时要要求速度度快而冲冲击小。3. 送粉机构构要严格格遵守压压制周期期的运动动规律。4. 进一步要要求:让让上冲模模和下冲冲模的行行程可调调。 三. 主主要技术术要求 1每分钟钟压制次次数为110440次; 22.压坯坯最大直直径为445mmm;3.上冲冲模最大大行程为为1100mm; 44.送粉粉器行程程为1115mmm;5.脱模模最大行行程为445mmm; 6.压压制及脱
4、脱模能力力最大为为58KKN;一:机构构总体设设计成型压机机的总体体设计如如图一所所示。该该成型压压机包括括三个机机构:上上冲模机机构、下下冲模机机构(脱脱模机构构)、送送粉机构构。图 1上冲模机机构由一一个曲柄柄摇杆机机构(11、2、33)和一一个三杆杆滑块机机构(33、4、55)并联联,其功功能是: 曲柄1做做回转运运动,带带动摇杆杆3在一一定范围围内摆动动,并且且具有急急回特性性。 摇杆3与与连杆44铰接,进进而带动动冲头55做直线线运动。 上冲模在在冲压完完成后停停歇0.300.4SS,之后后有一个个急回过过程。脱模机构构由下冲冲模即推推杆与圆圆盘凸轮轮组成。其其功能是是: 在凸轮停停
5、歇,上上冲模做做冲压动动作时凸凸轮与推推杆不接接触,此此时推杆杆由机架架拖住。这这样,在在冲压过过程中推推杆上受受到的压压力就不不会作用用到凸轮轮上。 脱模机构构能使下下冲模顶顶出距离离准确。 回程(复复位)时时速度快快而冲击击小。送粉机构构由一个个滚子摆摆杆偏心心圆盘机机构与一一个摇杆杆滑块机机构串联联而成。其其功能是是: 具有间歇歇送料和和急回特特性 送料的同同时将已已压制好好的坯送送离工作作区域二机构构具体设设计 (1)上上冲模机机构设计计:设计选定定LCD =LBCC =L4=2000mm,上冲模模的行程程为1000mmm。即构件件2,33,4的的长度均均为2000mmm。先对曲柄柄摇
6、杆机机构进行行作图分分析:图 21假定定CD杆杆运动到到竖直位位置时,AAB杆与与BC杆杆恰好共共线,且且此时BBC与水平平方向的的夹角为为30。BC与B”C”分别是是BC杆杆运动的的两个极极限位置置。进而而计算出出杆CDD的摆动动角为441.44计算得C”CD=669.33。则C”CB=300+C”CD-990=9.3AB与与BC共线,AA铰链的的位置在在直线BB”C”上,现现假设LLAB =X,则则有ACC=2000+XX。还有有AB”与B”C”重合,则则AC”=2000-XX。进而由余余弦定理理得:COSC”CB=(2000+X)2+220022-(2200-X)22/2x1100xx1
7、.4414(2000+X)解得X=68.78mmm即曲柄11的长度度约等于于68.8mmm。进一步计计算其机机位夹角角f=9.97,即其其机位夹夹角约等等于100,从而而得该机机构的行行程速比比系数KK=1.17。最后得到的上冲模机构简图如下图三。图 32现对对进行运运动分析析:图 44计算得LLAD=2242mmm、LLAE=LLAB+LLBC=2268.8mmm、ADD与水平平线的夹夹角为115.7773现以以AD为为基准进进行机构构的运动动分析:f1(q22,q3)=(LBCCcossq2 +LLCDcoosq3 )(LADD+LABBcossq1 )f2(q22,q3)=(LCDDsi
8、nnq3 LBC sinnq2 )LABsiinq1 该方程组组的雅克克比矩阵阵为J:LBBC sinnq2 -LCDsiinq3J= -LBCcoosq2 LCDcoosq3接着进行行MATTLABB编程,对对机构的的运动进进行分析析:位移分分析:原函数:funcctioon yy=rrrrpoosi(x)%scrriptt ussed to impplemmentt Neewtoon-RRaphhsonn meechood ffor%sollvinng nnonllineear possitiion of RRRR baar ggrouup%Inpput parrameeterrs%x(1
9、1)=tthetta-11%x(22)=tthetta-22 guuesss vaaluee%x(33)=tthetta-33 guuesss vaaluee%x(44)=LLAB%x(55)=LLBC%x(66)=LLCD%x(77)=LLAD%Outtputt paarammeteers%y(22)=tthetta-22%y(33)=tthetta-33%y(44)=tthetta-44%thetta2=x(22);thetta3=x(33);%epsiilonn=1.0E-6;%f=xx(5)*coos(tthetta2)+x(6)*coss(thhetaa3)-x(77)-xx(4)*
10、coos(xx(1); x(66)*ssin(theeta33)-xx(5)*siin(tthetta2)-x(4)*sinn(x(1);%whille nnormm(f)eppsillon J=-x(5)*sinn(thhetaa2) -x(6)*sinn(thhetaa3); -xx(5)*coos(tthetta2) x(6)*coss(thhetaa3); dthh=innv(JJ)*(-1.0*ff); theeta22=thhetaa2+ddth(1); theeta33=thhetaa3+ddth(2); f=x(55)*ccos(theeta22)+xx(6)*coos(tth
11、etta3)-x(7)-x(44)*ccos(x(11); x(66)*ssin(theeta33)-xx(5)*siin(tthetta2)-x(4)*sinn(x(1);normm(f);end;y(1)=thhetaa2;y(2)=thhetaa3;主程序:clccleaarx1=llinsspacce(00,2*ppi,1800);x=zeeross(leengtth(xx1),7);for n=11:1880x(n,:)=x11(:,n) 440*ppi/1180 55*pi/1800 688.8 2000 2000 2242;endp=zeeross(leengtth(xx1),2
12、);for k=11:1880y= sshanngchhonggm(xx(k,:);p(k,:)=y;end得到P矩矩阵。得到的PP矩阵的的第二列列是q3在曲柄柄1转过3660的过程程中对应应各个位位置的值值。得摇摇杆与竖竖直线的的夹角矩矩阵为qq=900-p(:,11)*(1880/ppi)-15.77。输输出图像像:图 55上冲模的的行程方方程为:X= 2x2200xxcossq-3300输出上冲冲模行程程随q1 摆动角角度变化化的图像像:图 66分析上冲冲模的行行程图像像可知,上上冲模在在一个周周期内约约有0.33SS的停歇歇时间。接下来分析机构运动的加速度: f1(q2,q3)=(LB
13、CCcossq2 +LCDcoosq3 )(LAAD+LLABcoosq1 )f2(q22,q3)=(LCDDsinnq3 LLBC ssinq22 )LABBsinnq1对时间tt求导数数得到:-2LLBCSiin22-3LCDSiin33=-1LABSiin113LCCDCoos33-2LBCCoos22=1LABCoos11 -LBBCSiin2 -LCDDSinn3 2 -LBBCCoos2 LCDCoos3 3 -LABBSinn1 =1LABBCoss11=22/=radd/s再次求导导数得到到:-2LLBCSiin2-22LBCCoos2-3LCDSiin3-32LCDCoos3
14、=-12LABCoos13LCCDCoos3-32LCDSiin3-2LBCCoos2+22LBCSiin2=-12LABSiin1 -LLBCSiin2 -LCDDSinn3 2 = LLCDCoos3 -LBCCCoss23 1LAABCoos1 2LBCCoos2 3LCDCoos3 1 2-11LABSiin1 -2LBCSiin2 3LCDSiin3 3依据速度度方程和和加速度度方程进进行MAATLAAB编程程。速度分分析:主函数:funcctioon yy=sccmveel(xx)%Inpput parrameeterrs%x(11)=tthetta-11%x(22)=tthett
15、a-22%x(33)=tthetta-33%x(44)=ddtheeta-1%x(55)=LLAB%x(66)=LLBC%x(77)=LLCD%x(88)=LLDA%Outtoutt paarammeteers%y(11)=ddtheeta-2%y(22)=ddtheeta-3%A=-x(66)*ssin(x(22) -x(7)*sinn(x(3); -x(6)*coss(x(2) x(7)*coss(x(3);B=-x(55)*ssin(x(11); x(55)*ccos(x(11)*x(4);y=innv(AA)*BB;主程序: xx2=x1 p(:,11) pp(:,2) pi*onee
16、s(1180,1) 68.8*ooness(1880,11) 2200*onees(1180,1).200*onees(1180,1) 2422*onnes(1800,1); mm=zeeross(2,1800); ffor k=11:1880y2=sscmvvel(x2(k,:);m(:,k)=y2;end得到的mm矩阵的的第二行行是CDD杆的角角速度进一步输输出CDD杆角速速度图像像:图 77上冲模的的速度函函数V=-W3x4000xssinq33输出上冲冲模速度度图像: 图 8求加速速度:主函数:funcctioon yy=sccma(x)%Inpput parrameeterrs%x(
17、11)=tthetta-11%x(22)=tthetta-22%x(33)=tthetta-33%x(44)=ddtheeta-1%x(55)=ddtheeta-2%x(66)=ddtheeta-3%x(77)=LLAB%x(88)=LLBC%x(99)=LLCD%x(110)=LADD%Outtoutt paarammeteers%y(11)=aa2%y(22)=aa3%A=-x(88)*ssin(x(22) -x(9)*sinn(x(3); x(99)*ccos(x(33) -x(8)*coss(x(2);B=-x(44)*xx(7)*coos(xx(1) xx(5)*x(8)*coss(
18、x(2) x(6)*x(99)*ccos(x(33); -x(4)*x(77)*ssin(x(11) -x(5)*x(88)*ssin(x(22) x(66)*xx(9)*siin(xx(3);C=xx(4);x(5);x(66);y=innv(AA)*BB*C;主程序: xx3=x1 p(:,11) pp(:,2) pi*onees(1180,1) m(11,:) mm(2,:) 0.06888*ooness(1880,11).0.2000*ooness(1880,11) 00.2000*ooness(1880,11) 00.2442*ooness(1880,11); nn=zeeross(
19、2,1800);for k=11:1880y3=sscmaa(x33(k,:);n(:,k)=y3;end 得到的nn矩阵的的第二行行是CDD杆的角角加速度度。输出杆CCD运动动的角加加速度图图像:图 9上冲模加加速度: AA=zeeross(1,1800); ffor k=11:1880A(k)=-00.4*n(22,k)*siin(pp(k,2)-0.4*mm(2,k)2*ccos(p(kk,2);end输出上冲冲模加速速度图像像:图 100整理数据据列表:表一 上上冲模运运动分析析数据表表q1/raadq2/raadq3/raadW2(rrad/s)W3(rrad/s)a2/(radd/
20、m22)a3/(radd/m22)0 0.003511 0.007022 0.110533 0.114044 0.117555 0.221066 0.224577 0.228088 0.331599 0.335100 0.338611 0.442122 0.445633 0.449144 0.552655 0.556166 0.559677 0.663188 0.666699 0.770200 0.773711 0.777222 0.880733 0.884244 0.887755 0.991266 0.994777 0.998288 1.001799 1.005300 1.008811 1.
21、112333 1.115844 1.119355 1.222866 1.226377 1.229888 1.333399 1.336900 1.440411 1.443922 1.447433 1.550944 1.554455 1.557966 1.661477 1.664988 1.668499 1.772000 1.775511 1.779022 1.882533 1.886044 1.889555 1.993066 1.996577 2.000088 2.003599 2.007100 2.110611 2.114122 2.117633 2.221144 2.224655 2.228
22、166 2.331677 2.335188 2.338699 2.442200 2.445711 2.449222 2.552733 2.556244 2.559755 2.663266 2.666777 2.770288 2.773799 2.777300 2.880811 2.884322 2.887833 2.991344 2.994855 2.998366 3.001877 3.005388 3.008899 3.112400 3.115911 3.119422 3.222933 3.226444 3.229955 3.333477 3.336988 3.440499 3.444000
23、 3.447511 3.551022 3.554533 3.558044 3.661555 3.665066 3.668577 3.772088 3.775599 3.779100 3.882611 3.886122 3.889633 3.993144 3.996655 4.000166 4.003677 4.007188 4.110699 4.114200 4.117711 4.221222 4.224733 4.228244 4.331755 4.335266 4.338777 4.442288 4.445799 4.449300 4.552811 4.556322 4.559833 4.
24、663344 4.666855 4.770366 4.773877 4.777388 4.880899 4.884400 4.887911 4.991422 4.994933 4.998444 5.001955 5.005466 5.008977 5.112488 5.115999 5.119500 5.223011 5.226522 5.330033 5.333544 5.337055 5.440566 5.444077 5.447588 5.551100 5.554611 5.558122 5.661633 5.665144 5.668655 5.772166 5.775677 5.779
25、188 5.882699 5.886200 5.889711 5.993222 5.996733 6.000244 6.003755 6.007266 6.110777 6.114288 6.117799 6.221300 6.224811 6.2283220.68809 0.667333 0.666599 0.665888 0.665200 0.664544 0.663911 0.663311 0.662744 0.662200 0.661688 0.661200 0.660744 0.660311 0.559911 0.559544 0.559200 0.558888 0.558599 0
26、.558344 0.558111 0.557900 0.557733 0.557599 0.557477 0.557388 0.557322 0.557288 0.557288 0.557300 0.557355 0.557433 0.557533 0.557677 0.557833 0.558022 0.558244 0.558488 0.558766 0.559066 0.559399 0.559755 0.660144 0.660566 0.661000 0.661488 0.661999 0.662522 0.663099 0.663699 0.664322 0.664988 0.66
27、5688 0.666400 0.667166 0.667955 0.668788 0.669644 0.770533 0.771466 0.772422 0.773411 0.774444 0.775500 0.776600 0.777733 0.778900 0.880100 0.881333 0.882599 0.883899 0.885211 0.886566 0.887944 0.889355 0.990788 0.992233 0.993700 0.995188 0.996688 0.998199 0.999711 1.001222 1.002744 1.004255 1.00576
28、6 1.007255 1.008722 1.110177 1.111600 1.112999 1.114355 1.115677 1.116955 1.118188 1.119366 1.220488 1.221555 1.222566 1.223500 1.224388 1.225200 1.225944 1.226622 1.227233 1.227766 1.228233 1.228622 1.228955 1.229200 1.229399 1.229500 1.229555 1.229533 1.229455 1.229311 1.229100 1.228833 1.228511 1
29、.228133 1.227700 1.227211 1.226677 1.226099 1.225455 1.224788 1.224066 1.223300 1.222500 1.221666 1.220800 1.119899 1.118966 1.118000 1.117011 1.115999 1.114955 1.113899 1.112811 1.111711 1.110599 1.009455 1.008311 1.007155 1.005988 1.004799 1.003611 1.002411 1.001211 1.000011 0.998800 0.997599 0.99
30、6388 0.995188 0.993988 0.992788 0.991588 0.990400 0.889222 0.888055 0.886899 0.885744 0.884611 0.883488 0.882377 0.881288 0.880211 0.779155 0.778111 0.777099 0.776088 0.775100 0.774144 0.773211 0.772299 0.771400 0.770544 0.669700 0.668888 0.6680990.68809 0.668888 0.669700 0.770544 0.771400 0.772299
31、0.773211 0.774144 0.775100 0.776088 0.777099 0.778111 0.779155 0.880211 0.881288 0.882377 0.883488 0.884611 0.885744 0.886899 0.888055 0.889222 0.990400 0.991588 0.992788 0.993988 0.995188 0.996388 0.997599 0.998800 1.000011 1.001211 1.002411 1.003611 1.004799 1.005988 1.007155 1.008311 1.009455 1.110599 1.111711 1.112811 1.113899 1.114955 1.115999 1.117011 1.118000 1.118966 1.119899 1.220800 1.221666 1.222500 1.223300 1.224066 1.224788 1.225455 1.226099 1.226677 1.227211 1.227700 1.228133 1.228511 1.22883