1、三、设计课题运动功能分析 1.分度冲压机的运动功能分析由设计课题可知，分度冲压机由一台原动机驱动，有两个执行构件（冲头和分度盘）。分度冲压机的运动传递途径如图3所示。图中由原动机到冲头的运动传递路径为主传动链，由主传动链分解一个运动到水平工作台即分度盘的运动传递路径为辅传动链。图31）分度冲压机主传动链运动功能分析根据分度冲压机的使用功能描述，冲压机每分钟冲压次数为18、28和40次。通常情况下，原动机的转速都要远大于。因此，需要减速，即传动比。也就是说，机械传动部分应该具有运动缩小功能，把一个较大的输入转动转换为转速较小的输出传动。又因为该分度冲压机有调节档位的功能，故需要变速机构。（1）原
2、动机运动功能。一般情况下，冲压机是在工厂使用。在工厂车间里应用的设备绝大多数原动机是电动机，具有连续回转的运动形式。根据要求，电动机转速为，因此，分度冲压机原动机的运动功能单元表达符号如图4所示。 n=1430r/min图4 （2）主传动链减速运动及变速功能。 由原动机到执行机构需要减速，同时，由于该冲压机档位可调，故需加变速机构，其运动单元表达符号如图5所示。i=79.44,51.07,35.75图5（3）过载保护功能。金属加工机床的原动机与传动部分之间通常回家一个过载保护单元，以便在过载时保护机床免遭损坏。多数情况下，这一过载保护功能同时还具有减速功能（），因此其表达符号如图6所示。 图6
3、（4）冲头运动的执行机构运动功能。由冲压机功能可知，分度冲压机冲头的运动形式为连续往复直线运动，并且每分钟分别往复运动18次、28次和40次。而冲头运动执行机构的主动件的运动应该是其前面机械传动部分的输出传动。因此，冲头运动执行机构应该具有将连续转动转换为往复连续直线移动的功能，其运动功能单元表达符号如图7所示。 n=18,28,40r/min图7 （5）运动分支运动功能。图8原动机除了为冲头运动执行机构提供动力外还要为分度盘运动执行机构提供动力。为此，在主传动链中加一个运动分支单元，把一个输入运动分解成两个输出运动，其运动功能单元表达符号如图8所示。根据上述运动功能分析，可以绘制出分度冲压机
4、主运动链的运动功能系统图，如图9所示。1430r/min i=79.44, 51.07,35.7518,28,40r/min图92）分度冲压机辅传动链运动功能分析根据分度冲压机功能要求，冲压机的冲头每冲压一次，分度盘随即转过一个工位，且在冲压时分度盘不动。冲压结束后分度盘转动，即分度盘是间歇运动。（1）分度盘运动驱动机构的运动功能。分度盘运动驱动机构的输出运动是转动运动，可用直齿轮实现该运动。其运动功能表达符号如图10所示。图10（2）间歇运动机构的运动功能。当分度盘运动运动驱动机构是输入的单向间歇转动，综合考虑，使用槽轮实现转动转换为间歇转动即可。运动功能表达符号如图11所示。图11 （3）
5、辅传动链输入运动功能。 辅传动链输入运动为连续转动，方向为水平，需将其变为垂直的连续转动运动。运动功能表达符号如图12所示。图12 2.分度冲压机的运动功能系统图根据上述分析的分度冲压机由原动机到执行机构的运动传递与转换关系，可以绘出分度冲压机的运动功能系统图，如图13所示。图13四、设计课题运动方案拟定 1.根据运动功能单元确定替代机构 （1）图13中运动功能单元1的实现载体采用三相交流电动机，额定转速为1430r/min 。（2）图13中运动功能单元2为过载保护机构，可采用带传动机构。（3）图13中运动功能单元3为变速机构，可采用滑移齿轮变速机构。（4）图13中运动功能单元4为减速机构，可
6、采用圆柱齿轮传动。同时，变速机构也具有减速功能。（5）图13中运动功能单元5的功能是把运动功能单元4的一个输出运动分支成两个运动。（6）图13中运动功能单元6为冲头运动执行机构，可采用移动从动件盘型凸轮结构。（7） 图13中运动功能单元7实现的功能是将连续转动运动转换成垂直的连续转换运动，故可用锥齿轮来实现此运动变换。（8） 图13中运动功能单元8实现的功能是将连续转动运动转换为间歇转动运动，故可采用槽轮机构。（9）图13中运动功能单元9实现的功能是减速功能，即使槽轮每转过90度，分度盘转过45度。可用圆柱齿轮传动。2.绘制机械运动简图五、设计课题运动方案设计 1.带传动设计 按传递功率4kW
7、进行设计。（1）传动带类型和带传动形式。普通V带开口传动。 （2）普通V带传动设计计算。序号计算项目符号单位计算公式和参数选定1设计功率kW,2选定带型A型普通V带3初定传动比4小带轮基准直径mm5大带轮6传动比不计滑动率计入滑动率，取7带速m/s8初定轴间距9所需基准长度10实际轴间距11小带轮包角（）2.齿轮机构设计（1）分配传动比上述带传动设计计算中得到的带传动比为带传动与齿轮传动的总传动比为则齿轮传动的传动比为齿轮传动的总传动比由变传动比和定传动比两部分组成，即为避免一对滑移齿轮的齿数差过大，可以先假定变传动比的最大值为据此，可以求出定传动比为采用二级减速，故 根据已求得的定传动比可以
8、确定其他变传动比为 （2）配凑中心距 实现变传动比的三对滑移齿轮分别安装在两根轴上，这就意味着这三对滑移齿轮的中心距都是相同的。 取 为使传动质量更好，取。则 同理 ， （3）定轴传动齿数确定取 ，取 （4）齿轮设计计算滑移齿轮几何尺寸计算名称代号公式滑移齿轮3、4滑移齿轮5、6滑移齿轮7、8齿轮3齿轮4齿轮5齿轮6齿轮7齿轮8模数m齿数z176724603054分度圆柱螺旋角分度圆压力角齿顶高系数顶隙系数0.25直径d512017218090162基圆直径47.92188.8867.66169.1484.57152.23齿距p9.425基圆齿距8.85612齿根高3.7513全齿高h6.75
9、14齿顶圆57207781869616815齿根圆43.5193.564.5172.582.5154.516中心距126齿顶压力角32.7924.1529.8424.5828.2425.0218重合度1.6581.6931.710定轴齿轮几何尺寸计算（主运动链）定轴齿轮9、10定轴齿轮11、12定轴齿轮13齿轮9齿轮10齿轮11齿轮12106.51.6411.766定轴齿轮几何参数计算（辅运动链锥齿轮）项目计算公式及计算结果齿轮14齿轮15齿顶高系数0.2分度圆锥角分度圆直径锥距3.6齿顶圆直径55.24齿根圆直径45.91当量齿数当量齿轮齿顶圆压力角=1.602定轴齿轮几何参数计算（辅运动链
10、直齿轮）定轴齿轮18定轴齿轮19定轴齿轮203410295.8510894.576.527.441.5161.5983.槽轮机构设计槽轮槽轮机构计算槽数槽间角槽轮每次转位时拨盘的转角拨盘圆销相对回转半径槽轮相对半径锁止弧张角圆销半径相对槽深0.414,h取30mm槽轮轮毂相对直径0.586,取40mm拨盘轮毂相对直径0.586,取30mm锁止弧半径,取30mm圆销个数j槽轮每次转位时间与停歇时间之比运动系数4. 凸轮机构设计计算公式从动件行程200mm升程运动角远休程运动角回程运动角近休程运动角从动件运动规律当时，采用等速运动规律、当时，当时，采用正弦加速度运动规律升程许用压力角取回程许用压力
11、角基圆半径偏距e100mm滚子半径，取40mm理论廓线xy理论廓线曲率半径工作廓线XY工作廓线曲率半径注：凸轮的基圆半径和偏距e通过下面的图确定，范围取三条线公共的下方的点（e，）。凸轮图（取图中（-100，-100）点）六、设计课题运动方案分析由机构简图可知，当拨盘16刚要拨动槽轮时，凸轮22进入到近休止状态，冲头升到最高点，然后，拨盘将槽轮拨过90度，分度盘转了45度进入到下一个工位，此时凸轮进入到推程，推程完成后，对工件冲压完成，在进入到远休止及回程阶段。整个推程，远休止，回程过程中，分度盘不转动。故可以满足分度冲压机工艺动作的要求。分度冲压机真实机械运动循环图如下。凸轮22升程（冲压）远休止回程近休止拨盘16槽轮17 验证传动比： 误差0.113% 误差1.214% 误差1.594%误差均小于5%，故符合要求第 页
