电瓷帽设计与计算
机械原理课程设计电瓷帽坯件成型机设计者学号： 姓名：学号： 姓名：学号： 姓名：指导老师：骆祎岚年月日星期1.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 18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：Y90S4，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。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，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：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。3、 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。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20:20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=200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冲压台速度曲线冲压台加速度曲线脱模机构位移曲线脱模机构速度曲线脱模机构加速度曲线推杆位移曲线推杆速度曲线推杆加速度曲线刮平机构位移曲线刮平机构速度曲线刮平机构加速度曲线自编程序（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 Double PI = 3.141592654 Const Con = 3.141592654 / 180 '角度转化为弧度常数 R0 = 100 H = 65 '初始条件 P01 = 144 P01 = P01 * Con P02 = 90 P02 = P02 * Con P03 = 36 P03 = P03 * Con P04 = 90 P04 = P04 * Con St = 3.14 / 180 Num = 0 For Ph = 0 To P01 Step St Ps = 0 Num = Num + 1 ReDim Preserve x(Num), y(Num) x(Num) = (R0 + Ps) * Sin(Ph) y(Num) = (R0 + Ps) * Cos(Ph) Next For Ph = 0 To P02 Step St Ps = H * (Ph / P02) - Sin(2 * PI * Ph / P02) / (2 * PI) Num = Num + 1 ReDim Preserve x(Num), y(Num) x(Num) = (R0 + Ps) * Sin(P01 + Ph) y(Num) = (R0 + Ps) * Cos(P01 + Ph) Next For Ph = 0 To P03 Step St Ps = H Num = Num + 1 ReDim Preserve x(Num), y(Num) x(Num) = (R0 + Ps) * Sin(P01 + P02 + Ph) y(Num) = (R0 + Ps) * Cos(P01 + P02 + Ph) Next For Ph = 0 To P04 Step St Ps = H * (1 - (Ph / P04) + Sin(2 * PI * Ph / P04) / (2 * PI) Num = Num + 1 ReDim Preserve x(Num), y(Num) x(Num) = (R0 + Ps) * Sin(P01 + P02 + P03 + Ph) y(Num) = (R0 + Ps) * Cos(P01 + P02 + P03 + Ph) Next Open "f:1.txt" For Output As #1 For i = 1 To Num Print #1, x(i), ; Print #1, y(i); 0 Next i Print #1, 0; R0; 0 Close #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 Double PI = 3.141592654 Const Con = 3.141592654 / 180 '角度转化为弧度常数 R0 = 100 H = 80 '初始条件 P01 = 90 P01 = 3.141592654 / 180 * P01 P02 = 54 P02 = P02 * Con P03 = 216 P03 = P03 * Con St = 3.14 / 180 * 2 Num = 0
