半自動(dòng)平壓模切機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 目錄</b></p><p><b>　　2 機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　3 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p><b>　　4 機(jī)構(gòu)的的選型

2、</b></p><p>　　5 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇</p><p><b>　　6 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　7 課程設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p><b>　　8 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b

3、>　　三 各部件運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p><b>　　1、模切機(jī)構(gòu)的分析</b></p><p>　　當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0°---156.5°，下模從行程最低點(diǎn)開(kāi)始，在平面六桿機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下向上移動(dòng)至預(yù)定模切位置，進(jìn)行沖壓模切；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為156.5°--360°，下模完成模切動(dòng)作，快速急回運(yùn)動(dòng)至行程最低點(diǎn)即下

4、一周期起點(diǎn)。</p><p><b>　　2、走紙機(jī)構(gòu)的分析</b></p><p>　　當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0°---156.5°，特殊齒輪組（用于完成間歇運(yùn)動(dòng)）沒(méi)有嚙合運(yùn)動(dòng)，鏈輪鏈條處于靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為156.5°--360°，特殊齒輪組輪齒參與嚙合，帶動(dòng)鏈輪鏈條運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行走紙運(yùn)動(dòng)。</p><p>&

5、lt;b>　　3、夾緊裝置的分析</b></p><p>　　當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0°---156.5°，帶動(dòng)夾子的凸輪走過(guò)推程，遠(yuǎn)休止和回程使剛性彈簧夾完成夾紙動(dòng)作；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為156.5°--360°，凸輪處于近休止?fàn)顟B(tài)使剛性彈簧夾處于夾緊狀態(tài)。</p><p>　　綜上所述運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下：</p><p>&l

6、t;b>　　四 機(jī)構(gòu)的選型</b></p><p>　　一 送料、模切機(jī)構(gòu)的選型 </p><p>　?。ㄒ唬?送料機(jī)構(gòu)的選型</p><p><b>　　1、可選機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　2、選型原因：</b></p><p>　　(1)對(duì)

7、于紙板的輸送構(gòu)件，選用雙列鏈輪傳動(dòng)：</p><p>　　a、相對(duì)皮帶傳動(dòng)而言，雙列鏈輪傳動(dòng)精度較高，有利于紙板的精確走紙定位；</p><p>　　b、適合于本機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)距離傳遞；</p><p>　　c、本機(jī)構(gòu)在長(zhǎng)時(shí)間傳輸、模切時(shí)摩擦大，易發(fā)熱，而雙列鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)適合于長(zhǎng)時(shí)間在此惡劣環(huán)境下工作。</p><p>　　另外，使用皮帶輪傳動(dòng)其易

8、打滑，易變形，傳輸精度低，傳遞效率低。</p><p>　　(2)對(duì)于紙板的停歇，選用特殊齒輪組：</p><p>　　a、相對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)相比而言，特殊齒輪組制造容易，工作可靠。</p><p>　　b、特殊齒輪組在設(shè)計(jì)時(shí)，易實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，適用范圍廣。</p><p>　　c、特殊齒輪組在工作時(shí)由于面接觸

9、且是間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，因此不易磨</p><p><b>　　損，使用壽命長(zhǎng)。</b></p><p>　　另外凸輪機(jī)構(gòu)制造加工困難，易磨損。</p><p>　　(3)對(duì)于紙板的固定，選用剛性彈簧夾：</p><p>　　a、在走紙時(shí)，相對(duì)普通夾子而言，由于剛性彈簧力的作用，可以自動(dòng)的將紙板夾緊，并準(zhǔn)確平穩(wěn)的走紙；</p

10、><p>　　b、在夾緊和松開(kāi)紙板時(shí)，運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)和剛性彈簧的配合使用，能準(zhǔn)確、方便、自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)紙板的夾緊和松開(kāi)動(dòng)作。</p><p>　　另外，使用普通夾子較難實(shí)現(xiàn)紙板的自動(dòng)夾緊和松開(kāi)的工藝動(dòng)作以及平穩(wěn)走紙的目的。</p><p>　　3、最終選型：紙板的輸送選用雙列鏈輪傳動(dòng)；紙板的停歇殊齒輪組選用特；紙板的固選用剛性彈簧夾。</p><p>

11、　　（二） 模切沖壓機(jī)構(gòu)的選型</p><p><b>　　1、可選機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　2、選型原因：</b></p><p>　　a、相對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)而言，連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副，其運(yùn)動(dòng)副元素為面接觸，壓力較小，潤(rùn)滑好，磨損小，則承載能力較大，有利于實(shí)現(xiàn)增力效果。</p><p

12、>　　b、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、加工制造容易，經(jīng)濟(jì)性好，且低副一般為幾何封閉，工作的可靠性好。</p><p>　　c、在滿足運(yùn)動(dòng)要求的條件下，連桿機(jī)構(gòu)可以靈活改變各桿件的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，適用性強(qiáng)。</p><p>　　另外，凸輪機(jī)構(gòu)增力效果差，設(shè)計(jì)加工制造困難，適用性差。</p><p>　　最終選型：平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。</p><

13、p>　　(三) 電動(dòng)機(jī)的選型</p><p>　　1、類型和結(jié)構(gòu)形式：三相異步籠型交流電動(dòng)機(jī)，封閉式，380V，Y型；</p><p><b>　　2、功率： </b></p><p><b>　　=5.897 kw</b></p><p>　　（ ---功率、 ---生產(chǎn)阻力、s---有效模

14、切行程、t’---周期、k---行程速比系數(shù)）</p><p>　?。?分別為皮帶，軸承和齒輪的效率）</p><p>　　故 kw </p><p><b>　　3、轉(zhuǎn)速： </b></p><p>　　( =8~40 分別為皮帶和減速器的傳動(dòng)比) 則 綜上所述3點(diǎn)，最終選型

15、為：</p><p>　　五 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇</p><p>　　由上述運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖及題設(shè)要求可知，“半自動(dòng)平壓模切機(jī)”主要分為三大部分：動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；走紙機(jī)構(gòu)；沖壓模切機(jī)構(gòu)。其中動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又分為動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)和變速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。走紙機(jī)構(gòu)分為：紙板的輸送機(jī)構(gòu)，紙板的停歇機(jī)構(gòu)和紙板的固定機(jī)構(gòu)。沖壓模切機(jī)構(gòu)為急回機(jī)構(gòu)。 </p><p><b>　　備選

16、機(jī)構(gòu)列表： </b></p><p>　　由上述備選機(jī)構(gòu)可得32種備選機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，從中選出3種典型可行方案如下：</p><p>　　方案A：雙列鏈輪傳動(dòng)----剛性彈簧夾----平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　方案B：雙列鏈輪傳動(dòng)----剛性彈簧夾----直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　方案C： 皮帶輪傳動(dòng)--

17、--普通夾子----直動(dòng)桿凸輪機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　典型可行方案評(píng)定</b></p><p><b>　　方案A：</b></p><p><b>　　1、示意圖</b></p><p><b>　　2、分析與評(píng)定</b></p>

18、<p>　　(1)機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量</p><p>　　平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能夠承受很大的生產(chǎn)阻力，增力效果好，可以平穩(wěn)的完成模切任務(wù)；使用剛性彈簧夾自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)紙板的夾緊與松開(kāi)動(dòng)作，并運(yùn)用特殊齒輪組完成走紙的間歇運(yùn)動(dòng)和準(zhǔn)確的定位，以實(shí)現(xiàn)與沖壓模切的協(xié)調(diào)配合。</p><p>　　(2)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　在同一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，雙列鏈輪

19、機(jī)構(gòu)共同完成走紙的準(zhǔn)確定位，運(yùn)動(dòng)精度高，并且能和沖壓模切運(yùn)動(dòng)很好的配合完成要求動(dòng)作工藝。</p><p><b>　　(3)機(jī)械動(dòng)力分析</b></p><p>　　平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有良好的力學(xué)性能，在飛輪的調(diào)節(jié)下，能大大的降低因短時(shí)間承受很大生產(chǎn)阻力而帶來(lái)的沖擊震動(dòng)；整個(gè)機(jī)構(gòu)（特別是六桿機(jī)構(gòu)和特殊齒輪組）具有很好的耐磨性能，可以長(zhǎng)時(shí)間安全、穩(wěn)定的工作。</

20、p><p>　　(4)機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性</p><p>　　該機(jī)構(gòu)各構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，尺寸設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)重量適中。</p><p><b>　　(5)機(jī)械經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，加工制造簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，維修容易，經(jīng)濟(jì)成本低，雖然特殊齒輪組設(shè)計(jì)加工難度較大，成本偏高，但與其他等效備選機(jī)構(gòu)相

21、比，其能更好的實(shí)現(xiàn)工作要求，以帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　方案B：</b></p><p><b>　　示意圖</b></p><p><b>　　2、分析與評(píng)定</b></p><p>　　(1)機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量</p><p>

22、;　　采用直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)難承受很大的生產(chǎn)阻力，不能很好的完成沖壓模切功能；運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)，由于長(zhǎng)時(shí)間工作而磨損變形，會(huì)造成走紙機(jī)構(gòu)無(wú)法準(zhǔn)確定位。雖然能實(shí)現(xiàn)總體功能要求，但實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量較差。</p><p><b>　　(2)機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　凸輪的長(zhǎng)期間歇運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致微小誤差積累，從而引起走紙定位的準(zhǔn)確性下降，最終引起各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間

23、的配合運(yùn)動(dòng)失調(diào)。</p><p><b>　　(3)機(jī)械動(dòng)力分析</b></p><p>　　直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)難以承受很大的生產(chǎn)阻力，不便長(zhǎng)期在重載條件下工作，不能很好的滿足沖壓模切的力學(xué)要求；該方案中的凸輪機(jī)構(gòu)（包括機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)）耐磨性差。</p><p><b>　　方案C：</b></p>&l

24、t;p><b>　　1、示意圖</b></p><p><b>　　2、分析與評(píng)定</b></p><p><b>　　機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量</b></p><p>　　相對(duì)于方案B，皮帶傳送很難實(shí)現(xiàn)走紙的準(zhǔn)確定位；普通夾子不便于紙板的自動(dòng)化夾緊和松開(kāi)，需要相應(yīng)輔助手段較多；采用蝸桿減速器，結(jié)構(gòu)緊

25、湊，環(huán)境適應(yīng)好，但傳動(dòng)效率低，不適宜于連續(xù)長(zhǎng)期工作。總體上機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量很差。</p><p><b>　　機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　皮帶傳送易磨損、打滑，走紙運(yùn)動(dòng)的精度低，又因很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位與沖壓模切的協(xié)調(diào)性差。</p><p><b>　　機(jī)械動(dòng)力分析</b></p><p&g

26、t;　　直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)難以承受很大的生產(chǎn)阻力，不便長(zhǎng)期在重載條件下工作，不能很好的滿足沖壓模切的力學(xué)要求；該方案中的凸輪機(jī)構(gòu)（包括機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)）和平帶耐磨性差。</p><p><b>　　機(jī)械機(jī)構(gòu)合理性</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但由于凸輪機(jī)構(gòu)的使用，造成整體機(jī)構(gòu)的尺寸很重量都較大。</p><p><b

27、>　　機(jī)械機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　由于普通夾子的使用，降低了生產(chǎn)成本，但由于其易磨損，維修成本大，又由于凸輪機(jī)構(gòu)和蝸桿機(jī)構(gòu)的存在，經(jīng)濟(jì)成本還是很大。</p><p>　　綜上所述，從機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析、機(jī)械動(dòng)力分析、機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性、機(jī)械經(jīng)濟(jì)性等各方面綜合考慮，方案A各方面性能均優(yōu)，故選擇其為最優(yōu)方案。</p><p>

28、<b>　　六 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(一) 齒輪組的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)（一）中傳動(dòng)比的分配設(shè)計(jì)以及整體尺寸綜合考慮，查圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（GB/T 1357—1987）得：</p><p>　　（1）、m1=2 a1=113mm z1=20 z2=z1·i3=20 5.70=114<

29、/p><p>　　（2）、m2=3 a2=139.5mm z1=20 z2=z1·i4=20 3.67=73</p><p>　?。?）、m3=0.5 a3=27.5mm z1=60 z2=z1·I’=60 =50</p><p>　?。?）、m4=6 a4=180mm z=30 由 =0.435得</p><

30、;p>　?。ǘ?鏈輪、鏈條的設(shè)計(jì)</p><p>　　依據(jù)上述整體尺寸，初步設(shè)計(jì)鏈輪直徑為300mm，查短節(jié)距傳動(dòng)用精密滾子鏈的基本參數(shù)與主要尺寸（GB/T 1243--1997）得：</p><p>　　齒數(shù)z=25 ，其直徑為d=303.989mm </p><p>　　則鏈條的節(jié)數(shù) 即鏈條為：</p><p>　　24A-1

31、-78 GB/T 1243-1997</p><p>　?。╯為鏈輪中心距s=1000mm p為節(jié)距p=38.1mm）</p><p>　?。ㄈ?剛性彈簧夾及其配合凸輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　剛性彈簧夾及其配合凸輪的尺寸如上，按設(shè)計(jì)要求配合凸輪</p><p>　　只需完成在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將夾子頂開(kāi)和松弛兩個(gè)動(dòng)作，故采用勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)

32、律即可滿足運(yùn)動(dòng)要求。雖然受剛性沖擊，但是作用力很小，運(yùn)動(dòng)要求簡(jiǎn)單，所以可以滿足設(shè)計(jì)要求。故可得，推桿的位移曲線圖如下：</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　?。?為模塊上升時(shí)間，t為周期）</p><p><b>　　凸輪角速度為</b></p><p><

33、b>　　,轉(zhuǎn)速： </b></p><p>　?。ㄋ模?平面六桿滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　AB=b-a,BC=e，CD=c，AD=d，CG=f，AC=a+b</p><p>　　由設(shè)計(jì)要求可得極位夾角θ= H=50mm</p><p>　　在?ABC和?BCD中，由余弦定理得：</p>&l

34、t;p>　　同理，在?BDF和?CDG中分別可得：</p><p>　　cos cos 則 </p><p><b>　　在?ABC中，得</b></p><p>　　β=90°-- 故d= </p><p>　　另外桿a為曲柄的條件為：</p>&

35、lt;p>　　在a、b、c、d四桿中，a為最小，c為最大；</p><p><b>　　a+c≤b+d</b></p><p>　　根據(jù)以上分析，可取 l=500mm c=400mm f=300mm 帶入以上公式可得</p><p>　　=480 考慮a為曲柄的條件，可得各桿長(zhǎng)</p><p>　　a

36、=15mm b=36.2mm c=400mm d=387.9mm f=300mm l=500mm</p><p><b>　　(五) 飛輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)平面六桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線圖，可知：</p><p>　　在0.12秒時(shí)，等效構(gòu)件（零件2-1）有最大角速度 ，由圖得v=-0.127m/s, =0.1897ra

37、d/s, =0.2058rad/s, =-0.3437rad/s, =-0.0269m/s, =-0.051m/s, =-0.024m/s, =-0.088m/s.</p><p>　　在0.66s時(shí)，等效構(gòu)件的角速度可近似為 =50r/min=5.233rad/s, 由圖v=-0.094m/s, =1.0772rad/s, =-0.1221rad/s, =-0.2224rad/s，</p><

38、;p>　　=0.0168m/s, =0.031m/s, =0.0165m/s, =0.0598m/s.</p><p>　　在1.05秒時(shí)，等效構(gòu)件有最小角速度 ，由圖得v=0m/s, =-2.4095rad/s, =-0.0174rad/s, =-0.0470rad/s,</p><p>　　=0.02829m/s, =0.029m/s, =0.011m/s, =0.000159m

39、/s.</p><p>　　選桿件材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其密度ρ=7.85 kg/ ,又取桿件的截面直徑d=50mm,且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 =m </p><p>　　再根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式 = 可得:</p><p>　　=0.05679kg· ， =0.3283rad/s, =5.9351rad/s.</p><p>　　? = =0.9970

40、 J </p><p>　　= =3.29585rad/s</p><p>　　≥? /( [δ]) =0.58567 kg· ，( [δ]= ),取 =0.58567kg· </p><p>　　由 =4g ，取D=0.3m，則 =260.2978N，又由 =πDHbγ，可取H=b=0.03m，則γ=76756.83N/ .</

41、p><p><b>　　飛輪尺寸如下圖：</b></p><p><b>　　七 課程設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們已學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)的方法,通過(guò)對(duì)課程設(shè)計(jì)的完成我們可以知道自己學(xué)習(xí)中的不足和缺憾，對(duì)以后的學(xué)習(xí)是有很大幫助的。當(dāng)然，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)也增加了我們實(shí)踐的訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)的一個(gè)過(guò)渡，增強(qiáng)

42、我們團(tuán)體工作的能力，同時(shí)也增加我們獨(dú)立動(dòng)手的能力。</p><p>　　雖然感覺(jué)有點(diǎn)累，不過(guò)當(dāng)看見(jiàn)自己設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能正常工作還是感覺(jué)是值得的，</p><p>　　說(shuō)實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累．然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這兩周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中＂春眠不

43、知曉＂的感悟。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂：有兩次因?yàn)椴恍⌒奈矣?jì)算出錯(cuò)，只能毫不情愿的重來(lái)。但一想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無(wú)比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對(duì)待的良好習(xí)慣．這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練．　　 </p><p><b&