机械原理课程设计最佳(电阻压帽机)

机械原理课程设计—— 电阻压帽机
一.对设计要求的分析：
1.电阻压帽机的设计要求； 2.电阻压帽机的功能分解； 3.电阻压帽机的执行机构的评价与选择，传 动系统的评价与选择，执行机构的简图； 4.电阻压帽机的机械传动方案；
二.机械运动方案简图。 三.制作运动循环图； 三.执行机构和传动机构的尺寸；
设计要求
比较：圆锥齿轮在两根垂直轴之间传递情况是很普 遍的，因为齿轮传动比比较精确，传动平稳，而且 噪音比较小； 双万向联轴节理论上可以传递任意角度的两种之间 的运动，但是实际情况中很少传递两垂直轴之间的 运动，因为万向节传动不太精确，它传递的两轴速 度具有波动性； 涡轮蜗杆传动比大。零件数目少，结构简单紧凑。 冲击荷载小，传动平稳，噪音小而且可以具有自锁 功能。但是在啮合处有滑动，速度很大时会引起很 大的热，因此效率低； 断面凸轮也可以满足要求，但是制造难度大，精度 低。 所以最后还是用圆锥齿轮来进行设计。
3.齿轮齿条机构 • 优点：传动效率高，结构紧凑，工作可靠， 传动比平稳，速度均匀。 • 缺点：制造及其安装精度要求高，价格比 较贵，而且不宜用于传动距离较大的场合。 机构的组合及其分析 要完成旋转转化为直线运动，则可以将三种 机构进行组合：凸轮+滑块机构，齿轮+滑块机
构，齿轮+凸轮+滑块机构
凸轮+连杆机构
齿轮齿条+连杆机构分析
• 左边的为主动轮1，右边为齿轮2 。可以通 过控制齿数使得1带动齿条向右转动到某一 给定的位置时，1齿轮恰好又与2齿轮啮合， 2带动齿条，使得齿条向左移动。齿条上面 连接到连杆机构，从而控制滑块水平往复 移动，可以达到所需的要求。 • 但是加工复杂，在在1与2啮合瞬间齿条速 度变向，有刚性冲击产生，不宜用于高速 转动。
各个机构的运动循环图
机构运动循环同步化设计 最短工作时间循环图
考虑滞后量后的循环图
确定最短时间tpmin
三个执行机构必须在各自的工作时 间内有适当的重合时间，这样才有 可能将电阻压帽成功；当送料机构 5将电阻坯料送到加工位置（A5点） 后，夹紧机构6就可以将坯料夹紧 在（A6点），压帽机构4和9就可 以开始对电阻坯料进行慢速压帽操 作（A4点）。则电阻压帽机的最短 工作循环时间就有这三点共同确定。
压帽机构
方案2
压帽机构
方案3
送料机构 方案1
送料机构 方案2
送料+夹紧机构 方案3
夹紧机构 方案1
夹紧机构 方案2
电阻压帽机的机械传动方案 ——传动机构的选型
各个执行机构可以连接在同一根 主轴上：将运动传递到各个执行机 构上进行加工产品，但是考虑到送 料机与夹紧机构和两个压帽机构的 凸轮的中心轴相互垂直，不在同一 条直线上。所以可以选择改变方向 的传动机构。 常见的这种机构有:单一机构有：锥 齿轮，双万向联轴节，涡轮蜗杆机 构，端面凸轮。
齿轮+凸轮+连杆机构
凸轮+连杆机构的分析
• 机构分析：凸轮-连杆机构在实现轨迹和刚体导引方面具 有很大的优越性。简单的凸轮机构已经可以实现任意给定 规律的往复运动。但是在从动件做往复移动时，考虑到机 构的压力角，冲程大的机构尺寸会很大。做往复摆动时， 受压力角的限制，其摆角也不能太大。在封闭式的凸轮连 杆机构中，采用凸轮使连杆机构成为曲柄，可以满足任意 给定的运动规律 • 由此可知，将凸轮机构和连杆机构适当的进行组合而成的 凸轮连杆机构，克服了单一机构各自的局限性（单一机构 难以实现精确复杂的运动规律），发挥了两种机构的长处， 实现了复杂运动规律。
2.盘型凸轮移动滚子从动件机构
• 优点：根据设计要求，易得到滚子的位移S 与凸轮转角¢的关系，从而滚子的凸轮轮廓 线容易设计，然后制造出相应的凸轮。结 构简单，紧凑，设计方便，容易实现所需 要的复杂移动； • 缺点：凸轮与从动件之间为线接触或点接 触，易磨损，只适宜用于传动力不大的场 合；凸轮轮廓加工比较困难；从动件的行 程不能太大，否则凸轮变得笨重。
3.执行机构的选择
电阻压帽机执行机构需要的是往复的直线运动，而电动机输 出的是连续的转动，所学的基本机构有：平面机构中的曲柄滑 块机构，凸轮机构，齿轮齿条机构；先分析单一机构，然后将 几个基本机构相互组合考虑。
单一机构的优缺点 1.曲柄滑块机构
优点：实现直线运动比较容易，容易控制行程和速度,以低副连 接，压强小，便于润滑，所以磨损小;加工起来比较简单，容易 获得较高的精度； 缺点：一般情况下只能近似的实现给定的运动规律或运动轨迹， 而且设计起来比较复杂；当给定的运动要求比较多或者较复杂 时，需要的构件数就比较多，会是机构复杂，工作效率低；惯 性力及惯性力矩难以平衡，不适合用于告诉现场合；
1.原始数据:
电阻坯成品尺寸：₵ 8mm*20mm。 市场能力：60次/min。 驱动电机：n=1440r/min
2.功能分解
包括三个工艺动作： 1).送坯 将电阻坯件送到压帽工位，为此需要设计 进坯机构——工作行程-停歇-回程-停歇； 2).夹紧 将电阻坯件定位夹紧，为此设计夹紧机 构——工作行程-停歇-回程； 3).压帽和松帽 将两个压帽同时快速送到加工位置， 然后慢速压牢在电阻坯件两端成为一个成品 ——迅速送料-压电阻帽-回程-停歇；
tpmin=tw6+tow6+tr6+(tw5-tw6) 带入数据得tpmin=66/72s=11/12s tp=tpmin+▲t5 取▲t5=1/12s,▲t6=1/12s 此时▲¢5=30度，▲¢6=30度。 满足tp=1s,和生产要求的60件/min相符 合
电阻压帽机机械运动循环图
执行机构的选型
• 综上所述，齿轮齿条-连杆机构虽然也可以 满足条件，但加工成本高，难度大，且装 配要求高，有刚性冲击。 • 所以压帽机构选用凸轮-连杆机构，相比与 其他的机构，方便设计，构造简单，体积 较小，可以精确实现所需要的运动轨迹， 又能很好的控制间隙时间。
执行机构简图
• 压帽机构 方案1
运动循环图
设
tw：执行机构周期运动开始到工作位置运动时间； tow：执行机构工作位置到返程时间； tr：执行机构返程到停止运动时间； tor：执行机构返程停止间歇时间
生产要求初步确定周期
生产要求：60次/min。 生产一个零件分配轴恰好转一圈：所以有齿 轮到主轴3的传动比i=1440/60=24 分配轴转速n=60r/min, 电阻压帽机周期tp=各执行机构的周期tw tp=tw=1/60(min)=1s;
计算各个机构的周期 tw+tow+tr+tor=tp
₵wFra Baidu bibliotek₵ow+₵r+₵or=360 度 送料机构的周期：
取tw5=1/4s,tow5=1/6s,tr5=1/4s,tor5=1/3s;
₵w3=90 度，₵ow3=60 度,₵r3=90 度,₵or3=120 度. 夹紧机构的周期： 取tw6=5/24s，tow6=11/24s,tr6=5/24s,tor6=1/8s ₵w4=75 度,₵ow4=165 度,₵r4=75 度,₵or4=45 度. 压帽机构的周期： 取tw4=5/24s,tow4=23/72s,tr4=1/4s,tor4=2/9s ₵w5=75 度,₵ow5=115 度,₵r5=90 度,₵or5=80 度.
电阻压帽机
方案1
电阻压帽机
方案2
电阻压帽机的工作过程
电动机1经变速机构2，通过传送带 将动力传送给蜗杆11，蜗杆11驱动 主轴3，是凸轮机构4，5，6，9一起 转动，凸轮5将电阻坯件8送到工作 工位，凸轮6将电阻坯件8夹紧，凸 轮4，9将同时把两个电阻帽压在坯 件上，再慢速将电阻帽旋下，并换 上新的电阻坯料和电阻帽，进行下 一轮的循环。