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5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，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3、机构简图：6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 18:369伞轮的齿数比为 20:20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=20010回转半径 R=141.4槽顶半径 S=141.4槽深 h=107运动曲线冲压台位移曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-339-293-247-200-154位位位位- Y冲压台速度曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-185-107-2949127位位位位- Y(mm/11冲压台加速度曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-13302-9549-5796-20421711位位位位位 -Y (mm/se脱模机构位移曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-480-463-447-431-415位位位位- Y脱模机构速度曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-104-52052104位位位位- Y (mm/12脱模机构加速度曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位 位 (se-3280-1821-36110992559位位位位位 -Y (mm/se推杆位移曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-310-260-210-160-110位位位位- X 推杆速度曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位 位 (se-321-106110325540位位位位- X(mm/13推杆加速度曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-217156324343646240390442位位位位位 - X (mm/se刮平机构位移曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-1.0-0.50.00.51.0位位位位- X 刮平机构速度曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-1.0-0.50.00.51.0位位位位- X(mm/14刮平机构加速度曲线0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00位位 (se-1.0-0.50.00.51.0位位位位位 -X (mm/se自编程序（1）底盘凸轮：Dim swApp As ObjectSub main()Dim x() As Double, y() As Double 凸轮廓线坐标Dim Ph As Double, Ps As Double, H As Double 凸轮转角、推杆位移、最大行程Dim R0 As Double, P01 As Double, P02 As Double, P03 As Double, P04 As Double 基圆半径、凸轮推程运动角Dim St As Double, Num As Double 凸轮廓线构造点步长、曲线坐标点数目Dim PI As DoublePI = 3.141592654Const Con = 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 = 0For Ph = 0 To P01 Step StPs = 0Num = Num + 1ReDim Preserve x(Num), y(Num)x(Num) = (R0 + Ps) * Sin(Ph)y(Num) = (R0 + Ps) * Cos(Ph)NextFor Ph = 0 To P02 Step StPs = H * (Ph / P02) - Sin(2 * PI * Ph / P02) / (2 * PI)Num = Num + 1ReDim Preserve x(Num), y(Num)x(Num) = (R0 + Ps) * Sin(P01 + Ph)y(Num) = (R0 + Ps) * Cos(P01 + Ph)NextFor Ph = 0 To P03 Step StPs = HNum = Num + 1ReDim Preserve x(Num), y(Num)x(Num) = (R0 + Ps) * Sin(P01 + P02 + Ph)y(Num) = (R0 + Ps) * Cos(P01 + P02 + Ph)NextFor Ph = 0 To P04 Step StPs = H * (1 - (Ph / P04) + Sin(2 * PI * Ph / P04) / (2 * PI)16Num = Num + 1ReDim Preserve x(Num), y(Num)x(Num) = (R0 + Ps) * Sin(P01 + P02 + P03 + Ph)y(Num) = (R0 + Ps) * Cos(P01 + P02 + P03 + Ph)NextOpen f:1.txt For Output As #1For i = 1 To NumPrint #1, x(i), ;Print #1, y(i); 0Next iPrint #1, 0; R0; 0Close #1Set swApp = Application.SldWorksEnd Sub（2）凸轮 1 代码：Dim swApp As ObjectSub Main()Dim x() As Double, y() As Double 凸轮廓线坐标Dim Ph As Double, Ps As Double, H As Double 凸轮转角、推杆位移、最大行程Dim R0 As Double, P01 As Double, P02 As Double, P03 As Double 基圆半径、凸轮推程运动角Dim St As Double, Num As Double 凸轮廓线构造点步长、曲线坐标点数目Dim PI As Doub