机械原理课程设计方案(单边滚轴自动送料机构设计方案与分析)

机械设计基础课程设计任务书专业__流体传动与控制__班级__流体041_设计者_蒋金云_学号__2号__设计题目：单边滚轴自动送料机构设计与分析请将相关数据填入表1中。

表1 单边辊轴自动送料机构的原始数据7O22O32O42图1 单边辊轴送料装置原理图题目的原始数据见表1,其中:S n—板料送进距离；n—压机频次；B—板料厚度；H—冲压滑块行程；[α]—许用压力角；F b—板料送进阻力；F r—冲压板料时的阻力；δ—速度不均匀系数； e=0 ，取R1=R b要求：2号图纸两张，设计计算说明书一份。

设计期限：2006年6月19日至2006年6月23日颁发日期：2006年6月18日一、机构尺寸综合已知数据见表1,要求确定机构尺寸：l O1A, l O1A' , l A'C , 及开始冲压时滑块C点至板料的距离S i。

步骤:1．求辊轴转角2．摇杆摆角3．机架中心距4．曲柄半径r= l O1A5．曲柄滑块机构曲柄半径r16.根据许用压力角[α]调节连杆长l1，取l1=560mm,并验算：二、用相对运动图解法，求滑块和板料的速度分析1.求v A'及v Av A=r1ω1=40×26mm/s =1040mm/s, v A=rω1=96×26mm=2496mm/s其中、ω1=2πn/60=2π×250/60rad/s =26 rad/s2．列出矢量方程,求v C、 v B0点位置：取比例尺μv=60mm/mm，则pa′=17mm，pa=41mmv c=0，v B=39.5×60mm/s =2370mm/s1点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=9×60mm/s =540mm/s=0.54mm/s，v B=31×60mm/s =1860mm/s2点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=15×60mm/s =900mm/s=0.90mm/s，v B=15.5×60m/s =0.93m/s3点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=17×60m/s =1.02m/s，v B=5×60m/s =0.3m/s4点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=15×60m/s =0.90m/s，v B=0×60m/s =0m/s5点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=10×60m/s =0.60m/s，v B=0×60m/s =0m/s6点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=0m/s，v B=0m/s7点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=8.5×60m/s =0.51m/s，v B=0×60m/s =0m/s8点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=15×60m/s =0.90m/s，v B=0×60m/s =0m/s9点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=17×60m/s =1.02m/s，v B=7×60m/s =0.42m/s10点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=14×60m/s =0.84m/s，v B=24×60m/s =1.44m/s11点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=8×60m/s =0.48m/s，v B=41×60m/s =2.46m/s12点位置：取比例尺μv=60mm/mm，v c=11×60m/s =0.66m/s，v B=34×60m/s =2.04m/s作滑块7的位移线图<s-φ）曲线，板料的位移线图<s′-φ）曲线。

将曲线l O1A的圆周按曲柄的转向依次分为12等分，另外补充冲头开始冲压时的一个位置，取曲柄1位原点，这时滑块7在最高点<上死点），板料应进入送料阶段，使曲柄依次转各个位置，可找出滑块7上C点的位置和板料移动的距离，取长度比例尺μs及时间比例尺μt=T/L=60/n1L<s/mm），分别作滑块的位移线图和板料的位移线图<一个周期内），其中L为图上横坐标的长度。

用图解微分法分别作滑块与板料的速度线图<v-t曲线）其中d y和d x为s=s<t）线图中代表微小位移和微小时间d t的线段，α为曲线s=s<t）在所研究位置处切线的倾角，则v∝tanα。

为了用线段来表示速度，引入极距K<mm），则利用弦线法绘得v-t图。

三、飞轮设计1．利用速度多变形杠杆法原理。

2．用速度多边形杠杆法求等效构件的等效阻力矩。

或F B=0<v板=0）0点：F er×17=F B×39+G7×0=333×39+G7×0所以F e r=763.9NM er=F er×r1=763.9×0.04N·m=30.558N·m1点：F er×17=F B×31-G7×9=333×31+G7×9所以F e r=186.88NM er=F er×r1=186.88×0.04N·m=7.475N·m2点：F er×17=-F B×15.5+G7×15=-333×15.5+G7×15 所以F e r=1019.9NM er=F er×r1=1019.9×0.04N·m=40.796N·m3点：F er×17=-F B×5+G7×17=-333×5+G7×17所以F e r=-1402.1NM er=F er×r1=-1402.1×0.04N·m=-56.08N·m4点：-F er×17=G7×15所以 F er=-1323.5NM er=F er×r1=-1323.5×0.04N·m=52.94N·m5点：F er×17=-G7×10所以F er=-88.23NM er=F er×r1=-88.23×0.04N·m=-35.29N·m6点：F er×17=-G7×0所以 F er=0NM er=F er×r1=0×0.04N·m=0N·m7点：F er×17=G7×8.5所以F er=750NM er=F er×r1=750×0.04N·m=30N·m8点：F er×17=G7×18所以F er=1588.2NM er=F er×r1=1588.2×0.04N·m=63.5N·m9点：F er×17=G7×16所以 F er=1413.78NM er=F er×r1=1413.78×0.04N·m=56.55N·m10点：-F er×17=-G7×14-F b×24所以F er=1803NM er=F er×r1=1803×0.04N·m=72.12N·m11点：F er×17=G7×8+F b×41所以F er=1059NM er=F er×r1=1059×0.04N·m=60.36N·m冲压始点：F er×17=-G7×11+F r×11当F r=0时，F er=-970.5NM er=F er×r1=-970.5×0.04N·m=-38.82N·m当F r=2000N时，F er=323.5NM er=F er×r1=323.5×0.04N·m=12.9N·m表2 等效阻力矩Mer汇总表绘图步骤：1）根据已算得的M er，取力矩比例尺μM<N·m/mm），曲柄的转角比例尺μφ=2π/L<rad/mm），其中L为横坐标的长度<mm），作曲柄在一个运动循环中的等效阻力矩M er-φ曲线如图5a<见图纸，下同）所示。

2）用图解积分法作等效阻力矩功A er-φ曲线。

取极距K<mm），用图解积分法作等效阻力矩功A er-φ曲线<图5b）。

Ｍ＝dＡ/ dφ＝μＡdy/μφdx＝[μＡ/(μφＫ>]<Ｋtanα）＝μＭＫtanα其中μＭ＝μＡ/<μφＫ）3>作动能增量ΔE-φ曲线图。

△Ｅ＝Ａd－Ａer，其值直接由图5b上A d<Φ）与A er<Φ）对应纵坐标相减得到，由此可得动能变化曲线(图5c）。

比例尺μＭ＝2 N·m/mm取极距K=30mm比例尺作等效E R-φ曲线图本例：其中G7=1500N，J O2=0.8kg·m2，J O3=0.4kg·m2，J O4=0.3kg·m2，所以m7=150kg，ω2=v B/R=2370/180=13.17，ω3=2ω2，ω4=ω30点：1点：2点：3点：4点：5点：6点：7点：8点：9点：10点：11点：12点：表3 等效构件动能E R的汇总表R4．作动能变化△Ｅ与等效构件动能ＥＲ差值<△Ｅ－ＥＲ）-φ线图取比例尺μＥ＝μＡ＝μ△Ｅ＝μＥＲ＝μ<△Ｅ－ＥＲ）=3Ｊ/mm，既然比例尺都相同，在求作<△Ｅ－ＥＲ）-φ线图时，△Ｅ－ＥＲ的值可直接由图5c与图5d上的对应纵坐标线段相减得到<图5e）。

5．计算飞轮的转动惯量ＪＦ在图5e中，a和b两点为等效构件转速最大和最小位置，即ωmax和ωmin位置，对应的纵坐标为<△Ｅ－ＥＲ）max和<△Ｅ－ＥＲ）min。

在<△Ｅ－ＥＲ）-φ曲线上量取纵坐标最高点和最低点之间的距离gf，并记住Ｅ＝△Ｅ－ＥＲ，则所以飞轮转动惯量的单位为kg·m２。

分析讨论：结果出现误差，是由于作速度图时，由于距离较远，在平移时尺有所移动，使得速度矢量不准确，产生一定误差，导致M er、E R均产生误差，最终使图形产生误差，使得gf有一定误差，从而导致计算结果J F的数值也出现误差，但基本在允许范围之内。