机械原理课程设计---小型卧式模锻机.doc

目录 1、设计要求 2、运动方案拟定 3、执行机构的比较选择及计算 4、运动循环图 5、传动机构的设计 6、原动机的选择 7、设计总结与体会 8、附录 9、参考文献 1、设计要求 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的冲头1进行顶锻工作的卧式模锻机。拟用电动机通过传动装置带动夹料机构首先使活动凹模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的1/8~1/3），由夹料机构带着凹模3返回，松开杆料回到初始位置。在顶锻过程中要求两半凹模始终处于夹紧状态，不能自动松开。要求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要求。 图6—23? 锻件?图6—24 卧式模锻机执行构件 二、设计数据与要求 电动机同步转速：nm=1000r/min或1500r/min； 冲头顶锻次数为每分钟50~75次； 主滑块1的全行程H=200~380mm； 顶锻工艺开始后冲头的工作行程H1=(1/2~2/3)H； 夹紧滑块3的总行程h=60~80mm； 作用在主滑块上的顶锻力F1=250~500KN； 作用在夹紧滑块3上的夹紧力F2=F1/3； 要求该模锻机的机械效率高，振动冲击小。 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 3、执行机构的比较选择及计算 ①顶锻机构的设计与选择 方案一： 图3-1 图3-2 机构说明： ⑴ r=100mm n=60r/min ⑵ 此机构中，冲头的全行程为200mm，顶锻工艺中冲头的工作行程为100mm。 ⑶ 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个运动周期内的运动可行性。 机构优缺点分析： 优点：⑴图3-2中，2的运动方向始终与冲头的运动方向一致，因此可承受更大的力F。 ⑵采用图3-2中的三角形桁架结构，可以提高构件的受力稳定性。 ⑶根据图3-1可知，冲头的位移s与曲柄的半径r有以下关系： s=r*sin( 因此，此机构更利于计算滑块与曲柄间的运动位置关系。 缺点：曲柄上的滑块3将1和2连接，会有一定的装配难度。 方案二： 图3-3 计算得： a2b2-104b2+108=0 则：a2=(104b2-108)/b2 图3-4 使曲柄在图3-4位置时，开始顶锻工艺。 则： 有急回特性：(=25° K=1.32 机构优缺点分析： 优点：⑴有急回，可以缩短非工作段的时间，增加工作段的时间，可减小杆件的受力。 ⑵结构简单，装配方便。 缺点：传力效果不佳，且曲柄与连杆的运动关系计算比较复杂。 综上所述：选择方案一 ②夹紧机构的设计与选择： 图3-5 假设：ED=a, CD=b, DF=c, 滑块1的行程=d, ∠EFD=( 滑块2的两极性位置间距为60mm，在滑块2在夹紧行程的最后10mm范围内满足最小传动角的要求（即(50°） 图3-6 根据图3-6，可知： 在滑块2在夹紧行程中距离点F2时应该有以下结论： cos(=(c2+(a+c-10)2-a2)/(2*a*(c-10)), (50° 得：a=(c2+(c-10)2-2c(c-10)cos()/(2c cos(+20-2c) 其中2c cos(+20-2c0 可算出：c10/(1-cos() 利用C语言，可得出若干多个解，从中选择较合适的解： 图3-7 根据图3-7，可以看出，左图的传力效果要好于右图，因此选用左图的具体参数,同时可知滑块1的极限位置间距离为72.6m