1、.一、工藝動作分析由設計題目可見， 在位置 A 沖壓工件的是執行構件1，帶動鋼帶進給的工作臺是執行構件 2，這兩個執行構件的運動協調關系如下圖所示。T1執行構件運動情況執行構件1下降上升停止執行構件2停止進給T2分度沖壓機運動循環圖T1 是是執行構件1 的工作周期，T 2 是執行構件2 的工作周期，執行構件1 是間歇往復移動，執行構件2 是間歇轉動。執行構件2 的周期是執行構件1 的四分之一，執行構件2大多數時間是在停歇狀態。二、運動功能分析驅動執行構件1 工作的執行應該具有的運動功能如圖1 所示。運動功能單元把一個連續的單向傳動轉換為間歇的往復運動，主動件每轉動一周，從動件（執行構件1）間歇

2、往復運動一次，主動件轉速分別為15、 25、 40 轉 / 分。圖 1 執行 1 的運動功能由于電動機的轉速為1430 轉/ 分，為了在執行 1 的主動件上分別的到15、25、40 rpm 的轉速，則由電動機到執行1 之間的總傳動比 i z 有 3 種，分別為n 1430i z195.33 n1 15iin1430z 2n257. 2025n1430z 3n335. 7540.下載可編輯 .總傳動比由定傳動比i c 和變傳動比 iv 兩部分構成，即：i z1i ci v1i z2i civ 2i z3i civ33 種總傳動比中 i z1 最大， iz3 最小。由于定傳動比ic 是常數，因此，

3、 3 種變傳動比中 iv1 最大， i比 i v1=4。v3 最小。采用滑移齒輪變速，其最大傳動比最好不大于4，設定傳動定傳動比：i cizi95. 33i23. 8325v 14iiz195. 33v 1i4c20i v 2i z 257. 2i c2. 423. 8325i v 3i z 335. 75i c1. 523. 8325于是，傳動系統的有級變速功能單元如圖2 所示。i 4,2. 4,1. 5圖 2 有級變速運動功能單元為了保證系統過載時不至于損壞， 在電動機和傳動系統之間加一個過載保護環節。過載保護運動功能單元可采用帶傳動實現， 這樣，該運動功能單元不僅具有過載保護功能還具有減

4、速功能，如圖 3 所示。i 2.5圖 3 過載保護運動功能單元整個傳動系統僅靠過載保護運動功能單元不能實現其全部定傳動比，因此，在傳動系統中還要另加減速運動功能單元，其減速比為.下載可編輯 .ic23. 8325i9. 532. 52. 5減速運動功能單元如圖4 所示。i 9. 53圖 4 減速運動功能單元根據上述運動功能分析， 可以得到實現執行構件1 運動的運動功能系統圖， 如圖5 所示。1430rpmi2.5i4,2 . 4,1. 5i9. 53執行構件1圖 5 實現執行構件1 運動的運動功能系統圖為了使用統一原動機驅動執行構件 2，應該在圖 5 所示的運動功能系統圖中加一運動分支功能單元

5、，其運動分支驅動執行構件 2，該運動分支功能單元如圖6 所示。圖 6 運動分支功能單元由于執行構件2 是間歇運動，且由圖1 可以看出執行構件2 的間歇時間是工作周期T的 3/4 ，即其運動時間是其工作周期T 的 1/4 。因此，間歇運動功能單的運動系數為14間歇運動功能單元如圖7 所示0.25圖 7間歇運動功能單元由于執行構件2 鋼帶的每次送料長度為300mm，故，恒轉速轉動鋼帶無法使進給定長.下載可編輯 .度保持在300mm，故設計成：橡膠輪壓動鋼帶使鋼帶進給的方法，考慮到橡膠輪的半徑，將半徑定在R300mm47. 77mm8，故需要將間歇轉動增速，增速運動功能單元如圖2所示：i 4圖 8

6、增速運動功能單元增速運動功能單元輸出的運動驅動執行2 實現執行構件2 的運動功能。 由于執行構件2 做間歇轉動運動，因此，執行構件2 的運動功能是把連續轉動轉換為歇轉動運動。根據上述分析，可以畫出整個系統的運動功能系統圖，如圖9 所示。1430rpmi2.5i4,2 . 4 ,1 . 5i9. 531234執行構件 1560.25i4執行構件278圖 9 沖壓機的運動功能系統圖三、系統運動方案擬定根據圖 9 所示的運動功能系統圖， 選擇適當的替代運動功能系統圖中的各個運動功能單元，便可擬定出機械系統運動方案。圖 9 中的運動功能單元1 是原動機。根據分度沖壓機的工作要求， 可以選擇.下載可編輯

7、 .電動機作為原動機，如圖10 所示。n1430rpm1圖 10 電動機替代運動功能單元 1圖 9 中的運動功能單元 2 是過載保護功能單元兼具減速功能， 可以選擇帶傳動代替，如圖 11 所示。i 2.52圖 11 皮帶傳動替代運動功能單元2圖 9 中的運動功能單元 3 是有級變速功能，可以選擇滑移齒輪變速傳動代替，如圖 12 所示。i 4,2 . 4,1. 53圖 12 滑移齒輪變速替代運動功能單元3.下載可編輯 .圖 9 中的運動功能單元 4 是減速功能，考慮到 i=9.53 比較大，故可以選擇行星輪或二級齒輪傳動代替，如圖 13 所示。i=9.534圖 13 行星輪傳動代替運動功能單元4

8、圖 9 中的運動功能單元 5，6, 是運動分支功能單元和執行構件 1 的間歇直線運動，可以用凸輪替代，如圖 14 所示。.下載可編輯 .56圖 14 凸輪代替運動單元 5,6圖 9 中的運動功能單元 7 是把連續轉動轉換為間歇轉動的運動功能單元， 可以用槽輪替代。該運動功能單元的運動系數為0.25 ，該槽輪如圖 15 所示。0.257圖 15 槽輪替代連續轉動轉換為間歇轉動的運動功能單元7圖 9 中的運動功能單元 8 是增速運動功能單元，可以用圓柱齒輪傳動替代，完成執行構件 2（橡膠輪）的間歇轉動，如圖 16 所示。i49圖 16 圓柱齒輪傳動替代增速運動功能單元8根據以上分析，按照圖 9 各

9、個運動功能單元連接的順序把各個運動功能單元的替代以此便形成了分度沖壓機的運動方案簡圖（見 A3 圖紙）。.下載可編輯 .變速簡圖如圖 17圖 17 變速簡圖四、系統運動方案設計1、執行構件1 的設計執行 1 驅動執行構件 1 運動，執行構件 1 由凸輪帶動沖頭做上下往復間歇直.下載可編輯 .線運動。由題目可知，沖頭行程 200mm，為使沖頭沖壓工件時具有較大的沖量，應采用高速運動， 選擇正弦加速度運動規律， 同時沖頭上升時為了避免較大的沖量，故速度應較低，選擇等速運動規律.由于升程速度要比回程速度快，且無遠休止角，暫設升程運動角為 120o 回程運動角為 150o ，則近休止角為 90o。升程

10、時許用壓力角較小，取 30o，回程許用壓力角取 60o 。故執行構件 1 的凸輪的原始參數如下 :升程 200mm升程運動角120°升程運動規律：正弦加速度升程許用壓力角30°回程運動角150°回程運動規律：等速回程許用壓力角60°近休止角90°凸輪 dss曲線如圖 18：d.下載可編輯 .圖 18 凸輪 dss曲線d凸輪偏心距 e=70.12mm，基圓半徑 r 0=140.2mm升程采用正弦加速度規律： （ 02）3sh1/ 2sin( 2100 (3sin 3 )00vh1 1cos(2)300 1 (1cos3 )00a2h 122)90

11、0 122sin(sin300回程采用等速運動規律：（ 23）32( 0s)2s1200(13)'056vh400'110a0近休止：（ 32）2S=0V=0a-0故由此可確定凸輪輪廓方程：s0r02e2140.2270.122121.4mm凸輪輪廓方程：x( s0s)cosesiny( s0s)sinecos.下載可編輯 .x ( s0s)cosesin121.4100 (3sin 3)cos70.12sin2(0y ( s0s)sine cos)3121.4100 (3sin 3)sin70.12cosx(s0s)cosesin2121.4200(13)cos70.12si

12、n56（23y(s0s)sinecos3）22121.4200(13)sin70.12cos56用 matlab 繪制凸輪的輪廓如圖19.下載可編輯 .圖 19 凸輪的輪廓2、槽輪設計1) 確定槽輪槽數在撥盤圓銷數 k=1 時，槽輪槽數 z=4，該槽輪的各尺寸關系如圖20 所示圖 20 槽輪幾何尺寸關系2) 槽輪槽間角由圖 20 可知槽輪的槽間角為360360290z4.下載可編輯 .3) 槽輪每次轉位時撥盤的轉角2180o290o4) 中心距槽輪的中心距應該根據具體結構確定，在結構尚不明確的情況下暫定為a150mm5)撥盤圓銷回轉半徑rsinsin 450.7071ara0.7071 150

13、106.065mm6) 槽輪半徑R120.7071cosaR a 0.7071150106.065mm7) 鎖止弧角3602a360902708) 圓銷半徑r Ar106.06513.26mm88圓整RA18mm9) 槽輪槽深h(1)ar A(0.70710.70711)1501880.13mm10) 鎖止弧半徑rSrr A106.0651888.065mm取r S80mm4、滑移齒輪傳動設計1) 確定齒輪齒數結構簡圖圖 12 中齒輪 5、6、 7、 8、 9、 10 組成了滑移齒輪有級變速運動功能單元，其齒數分別為 z5、 z6、z7、 z8、 z9、 z10。由前面的分析可知z10iv14

14、z9.下載可編輯 .z8iv22.4z7z6iv31.5z5按最小不跟切齒數取z917則z10iv1 z941768為改善傳動性能應使相互嚙合的齒輪齒數互為質數，故取z1069其齒數和為z9z10176986可取z917z1069另外兩對嚙合齒輪的齒數和應該大致相同z7z886z9z1086iv 286z78612.4z7z7z78686251i v212.4z886z7862561為了更接近傳動比i v2 可取z725z860z5z686.下載可編輯 .iv386z58611.5z5z5z58686341i v31 1.5z686z5863452為了更接近于所要求的傳動比，可取z534z65

15、12) 計算齒輪幾何尺寸齒輪 7、 8 的齒數，齒輪9、 10 的齒數和齒輪5、6 的齒數和相等，即z5z6z7 z8 85若取齒輪模數為 m=2mm，則這兩對齒輪的標準中心距相同am(z5z6 ) m( z7 z8 )2285故 9,10的齒數和要比7,8和 5,6的齒數和大z9z108685故齒輪 9,10 要采用負變位才能使9,10 的中心距與5,6 或 7,8標準中心距相同，這三對齒輪互為標準傳動，齒輪5,6 和齒輪 7,8 幾何尺寸可按標準齒輪計算，齒輪9,10 采用負變位齒輪計算：變位系數 x1， x2：cos'cosaa ''arccos a *cosar

16、ccos 86*cos20 o18.06oa '85inv'inv2( x1x2 ) tanz1z2x1inv' invz2 )0.498x2( z12 tan知道標準齒輪 5,6,7,8的模數和齒數，表位齒輪9,10 的模數，齒數，變位系數，可求得所需齒輪的參數。5、齒輪傳動設計1）圓柱齒輪傳動設計運動功能單元4，二級減速輪：由結構簡圖可知，齒輪11、 12、 13，14 實現圖 9 中的運動功能4 的減速運動功能，它.下載可編輯 .所實現的傳動比為9.53 。z12z149.533.087z11z13齒輪 11,12 大于最小不根切齒數：取 z11 z13 23故

17、z12z143.087* z1171為了使 11， 12,13,14的傳動比更接近9.53 ，取 :z11z1323z12z1471齒輪 11,12,13,14均為標準齒輪，取模數m=2mm。運動功能單元9，增速齒輪：i=4z174z18取 z18 =17， z17=17*4=68z1768取z1817取模數為2mm，全部按標準齒輪傳動設計。五、機械系統運動分析帶動鋼帶伸出的橡膠輪半徑R30047.77mm，為逆時針轉動，通過運動簡圖的分2析，發動機為順時針轉動，通過齒輪組的變速，凸輪和槽輪撥盤為逆時針轉動，槽輪又通過一個增速齒輪組，實現橡膠輪的逆時針轉動，周期與沖頭相同。沖頭初始位置為凸輪升程起始位置，槽輪初始位置為如A3 圖所示位置。1）執行構件1 運動分析沖頭升程、回程運動方程及推桿位移、速度、加速度線圖：升程采用正弦加速度