电瓷帽坯件成型机设计说明书

12012机械原理课程设计电瓷帽坯件成型机设计者学号：100800322姓名：陈宇雄学号：100800412姓名：毛青学号：100800329姓名：潘浩东指导老师：骆祎岚2012年7月5日星期四21.设计题目……………………………………………………32.机器的功能分析…………………………………………43.运动方案设计……………………………………………44.运动方案的评价及选定……………………………………75.机器的运动循环图…………………………………………86.执行机构的设计与分析…………………………………87.运动曲线…………………………………………………108.自编程序…………………………………………………149.参考资料…………………………………………………183设计题目电瓷帽是变配电设备的一个重要零件，属系列产品，是易损件之一,其外形尺寸如下图所示。它由瓷土做成圆柱形状，并在上端挖有凹孔成“帽”；坯件晾干后再烧成瓷器。使用时将电瓷帽翻盖在金属导杆的顶（尾）端，将起到绝缘和安全保护作用。电瓷帽的成型制作必须完成5个动作：（1）填料并刮平。（2）转模输送物料。（3）坯件经冲压成型。（4）坯件脱模。（5）坯件输送。原始数据及设计要求如下：(1)生产能力：3000只/h。(2)电瓷帽尺寸：高60mm、外径60mm、孔径20mm、孔深25mm。(3)驱动电机：Y90S—4，功率p=1.1kW，转速n=1400r/min。(4)电瓷帽坯件成型机一般至少包括凸轮机构，齿轮机构，连杆机构等在内的3种机构，冲压机构应具有增力功能。4机器的功能分析首先，填料机构填料，之后，由槽轮带动工作台转动180度，使填好料的模型孔刚好对着正上方的冲压机构，转动的过程中同时进行了刮平。当填好料的模型孔对着冲压机构时，采用六杆增力机构的冲压机构向下运动可完成坯件的冲压成型。这段时间内，底盘脱模凸轮处于近休止阶段。冲压机构返回的同时，底盘的推杆由于凸轮的升程运动向上运动，从而使圆盘沿着孔壁向上运动，达到坯件脱模的目的。凸轮运动到最大位移时，远休止0.5秒。机构在凸轮推动下将成型的坯件推到传送带上。由于脱模凸轮运动，圆盘回到初始位置。在转盘转动180度之后至脱模结束这段时间，填料机构填料完毕，进行新一轮循环。运动方案设计方案一：1、组成：六杆増力机构、冲压模型及脱模机构、转盘、填料及刮平机构、抽底盘机构、槽轮机构、齿轮系、凸轮机构2、功能原理：首先，由填料机构填料；其次，槽轮带动工作台转动180°，使得冲压机构与填好料的模型孔正对，并且在转动工作台的时候进行了刮平的步骤。当填好料的模型孔正对着冲压机机构时，连有六连杆机构的冲压模型机构的内芯向下压，靠着末端带有的垫片带动外轴下降，完成坯件的冲压成型。冲压机构由槽轮机构控制运动，这时停在原位。待底下的底盘被抽走之后，冲压机构的外轴在凸轮的带动下，5对坯件进行挤压，使它冲压下来，到达传送带上。3、机构简图：方案二：1、组成：六杆増力机构、冲压模型、转盘、填料及刮平机构、将成型机构推到传送带机构、凸轮脱模机构、槽轮机构、齿轮系2、功能原理：见功能分析63、机构简图：方案三：1、组成：偏置曲柄滑块机构、冲压模型、转盘（三等分型）、填料及刮平机构、脱模机构、槽轮机构、齿轮系2、功能原理：首先由填料机构填料，其次工作台转120°，使得冲压机构正好与填好料的模型孔相对，并且工作台转动的同时完成了刮平的步骤。而后连有偏置曲柄滑块机构的冲压机构向下压，完成坯件的冲压成型。而后冲压机构上移，工作台转180°，脱模杆对坯件挤压脱模，送到传送带上。73、机构简图：运动方案评价及选定方案一：优点：机构简单，易于建模和实际生产加工。缺点：运动复杂，时间配合较难，脱模时坯件离传送带有一段距离，可能会使坯件受损。方案二：优点：运动相对简单，时间配合简单，坯件不容易损坏。缺点；机构相对复杂，建模困难。方案三：优点：结构简单，思路思路清晰。缺点：脱模时坯件离传送带有一段距离（同方案一），无增力功能。8机器的运动循环图执行机构的设计与分析1、确定电机带轮与带轮2的比例为12:35；电机带轮与带轮1的比例为12:35；带轮小3与带轮大3的比例为1:4。2、齿轮传动机构的传动比模数m=3小齿轮3与大齿轮3的齿数比为21:72小齿轮1与大齿轮1的齿数比为18:36伞轮的齿数比为20:209蜗杆涡轮的传动比为1:403、六连杆机构的尺寸六连杆cd=ce为450；Bc=317.5曲柄ab=107.54、槽轮参数计算槽数Z为4圆销直径自定为23每次转角为45度，但由于齿轮传动，工作台每次转角为90度中心距L=200回转半径R=141.410槽顶半径S=141.4槽深h=107运动曲线冲压台位移曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-339-293-247-200-154平动位移-Y冲压台速度曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-185-107-2949127质心速度-Y(mm/冲压台加速度曲线110.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-13302-9549-5796-20421711质心加速度-Y(mm/se脱模机构位移曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-480-463-447-431-415平动位移-Y脱模机构速度曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-104-52052104质心速度-Y(mm/12脱模机构加速度曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-3280-1821-36110992559质心加速度-Y(mm/se推杆位移曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-310-260-210-160-110平动位移-X推杆速度曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-321-106110325540质心速度-X(mm/13推杆加速度曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-217156324343646240390442质心加速度-X(mm/se刮平机构位移曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-1.0-0.50.00.51.0平动位移-X刮平机构速度曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-1.0-0.50.00.51.0质心速度-X(mm/14刮平机构加速度曲线0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00时间(se-1.0-0.50.00.51.0质心加速度-X(mm/se自编程序（1）底盘凸轮：DimswAppAsObjectSubmain()Dimx()AsDouble,y()AsDouble'凸轮廓线坐标DimPhAsDouble,PsAsDouble,HAsDouble'凸轮转角、推杆位移、最大行程DimR0AsDouble,P01AsDouble,P02AsDouble,P03AsDouble,P04AsDouble'基圆半径、凸轮推程运动角DimStAsDouble,NumAsDouble'凸轮廓线构造点步长、曲线坐标点数目DimPIAsDoublePI=3.141592654ConstCon=3.141592654/180'角度转化为弧度常数R0=100H=65'初始条件P01=144P01=P01*ConP02=90P02=P02*ConP03=36P03=P03*ConP04=90P04=P04*ConSt=3.14/18015Num=0ForPh=0ToP01StepStPs=0Num=Num+1ReDimPreservex(Num),y(Num)x(Num)=(R0+Ps)*Sin(Ph)y(Num)=(R0+Ps)*Cos(Ph)NextForPh=0ToP02StepStPs=H*((Ph/P02)-Sin(2*PI*Ph/P02)/(2*PI))Num=Num+1ReDimPreservex(Num),y(Num)x(Num)=(R0+Ps)*Sin(P01+Ph)y(Num)=(R0+Ps)*Cos(P01+Ph)NextForPh=0ToP03StepStPs=HNum=Num+1ReDimPreservex(Num),y(Num)x(Num)=(R0+Ps)*Sin(P01+P02+Ph)y(Num)=(R0+Ps)*Cos(P01+P02+Ph)NextForPh=0ToP04StepStPs=H*(1-(Ph/P04)+Sin(2*PI*Ph/P04)/(2*PI))16Num=Num+1ReDimPreservex(Num),y(Num)x(Num)=(R0+Ps)*Sin(P01+P02+P03+Ph)y(Num)=(R0+Ps)*Cos(P01+P02+P03+Ph)NextOpenf:\1.txtForOutputAs#1Fori=1ToNumPrint#1,x(i),;Print#1,y(i);0NextiPrint#1,0;R0;0Close#1SetswApp=Application.SldWorksEndSub（2）凸轮1代码：DimswAppAsObjectSubMain()Dimx()AsDouble,y()AsDouble'凸轮廓线坐标DimPhAsDouble,PsAsDouble,HAsDouble'凸轮转角、推杆位移、最大行程DimR0AsDouble,P01AsDouble,P02AsDouble,P03AsDouble'基圆半径、凸轮推程运动角DimStAsDouble,NumAsDouble'凸轮廓线构造点步长、曲线坐标点数目DimPIAsDoublePI=3.141592654ConstCon=3.141592654/180'角度转化为弧度常数R0=100H=80'初始条件P01=90P01=3.141592654/180*P01P02=54P02=P02*ConP03=216P03=P03*ConSt=3.14/180*217Num=0ForPh=0ToP01StepStPs=H*((Ph/P01)-Sin(2*PI*Ph/P01)/(2*PI))Num=Num+1ReDimPreservex(Num),y(Num)x(Num)=(R0+Ps)*Sin(Ph)y(Num)=(R0+Ps)*Cos(Ph)NextForPh=0ToP02StepStPs=H*(1-(Ph/P02)+Sin(2*PI*Ph/P02)/(2*PI))Num=Num+1ReDimPreservex(Num),y(Num)x(Num)=(R0+Ps)*Sin(P01+Ph)y(Num)=(R0+Ps)*Cos(P01+Ph)NextForPh=0ToP03StepStPs=0Num=Num+1ReDimPreservex(Num),y(Num)x(Num)=(R0+Ps)*Sin(P01+P02+Ph)y(Num)=(R0+Ps)*Cos(P01+P02+Ph)NextOpenf:\1.txtForOutputAs#1Fori=1ToNumPrint#1,x(i),;Print#1,y(i);0NextiClose#118SetswApp=Application.SldWorksEndSub参考资料（1）孙桓、陈作模、葛文杰主编，机械原