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第二节 机械基础课程综合课程设计题目 2.1 自动冲压机设计 一、设计题目 如图2-1a冲压机所示，上模先以比较小的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延形成工作，以后，上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。 图2-1 加工工件及上模运动规律 本题要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构，设计减速传动装置。 二、原始数据和设计要求 （1）动力源是电动机，做转动；从动件（执行构件）为上模，作上下往复直移运动，其大致运动规律如图2.43b所示，具有快速下沉，等速工作进给和快速返回的特性。 （2）机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角α应尽可能小；传动角γ大于或等于许用传动角[γ]。 （3）上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）。 （4）生产率约每分钟70件。 （5）执行构件（上模）的工作长度，对应曲柄转角；上模型程长度必须大于工作段长度的两倍以上。 （6）行程速度变化系数。 （7）许用传动角。 （8）送料距离。 （9）若对机构仅进行运动分析，为使计算方便起见，建议主动件角速度取。 （10）若对机构进行动力分析，为方便起见，其所需参数值建议如下选取： 1）设连杆机构中各构件均为等截面匀质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合。 2）设各构件的质量按每米40kg计算。绕质心的转动惯量按每米计算。 3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计；移动滑块的质量设为36kg。 4）载荷设为5000N；按平均功率选用电动机。建议同步转速为1550r/min。 5）设曲柄转速约为70r/min。在由电动机轴至曲柄轴之间的传动装置中，可取带的传动比。 6）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为。 7）机器运转不均匀系数δ不超过0.05。 三、设计任务 （1）传动方案设计和选择。 （2）设计七杆机构。 （3）对七杆机构进行运动分析和动力分析。 （4）绘制机构运动循环图，绘制传动装置简图。 （5）凸轮机构设计。 （6）减速传动装置设计、绘制装配图、部分零件图。 （7）编写设计计算说明书。 （8）用ADAMS软件完成插床主体机构的计算机运动仿真。 （9）根据机电液一体化策略和现代控制（包括计算机控制）理论，大胆提出一种或一种以上与该现有传统设计不同的创新设计方案。 2.2 平台印刷机 一、设计题目 平台印刷机的工作原理是复印原理，即将铅版上凸出的痕迹借助于油墨压印到纸张上。平台印刷机一般由输纸、着墨（即将油墨均匀涂抹在嵌于版台上的铅版上）、压印、收纸等四部分组成。 二、原始数据及设计要求 （1）要求构思合适的机构方案实现平台印刷机的主运动：版台作往复直线运动，滚筒作连续或间歇转动； （2）为了保证印刷质量，要求在压印过程，滚筒与版台之间无相对滑动，即在压印区段，滚筒表面点的线速度与版台移动速度相等； （3）为保证整个印刷幅面上的印痕浓淡一致，要求版台在压印区内的速度变化限制在一定的范围内（应尽可能小）； （4）不同类型的平台印刷机所要求实现的生产率（即每小时印刷张数）、版台往复运动的行程长度及其它设计参数见表2-1。 表2-1 平台印刷机设计数据 类型 项目 低速型 高速型 印刷生产率（张/小时） 1920 20000 40000 4500 版台行程长度（mm） 730 795 压印区域长度（mm） 440 415 滚筒直径（mm） 232 360 电动机参数 功率（kw） 1.5 3 转速（r/min） 940 1450 （5）要求机构传动性能良好，结构紧抽，制造方便。 二、设计任务 （1）完成各执行机构的选型与设计计算，选择原动机，拟定机械传动方案并画出机构运动简图。 （2）按工艺要求进行协调设计，画出各执行机构的工作循环图。 （3）对主执行机构用相对运动图解法进行运动分析，并根据结果画出插刀位移图，速度图和加速度线图。 （4）对主执行机构用图解法进行动态静力分析，用速度杠