半自動平壓模切機課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 目錄</b></p><p><b>　　2 機械設計任務書</b></p><p><b>　　3 機構的運動分析</b></p><p><b>　　4 機構的的選型

2、</b></p><p>　　5 機械運動方案的評定和選擇</p><p><b>　　6 機構的設計</b></p><p><b>　　7 課程設計小結</b></p><p><b>　　8 參考文獻</b></p><p><b

3、>　　三 各部件運動分析</b></p><p><b>　　1、模切機構的分析</b></p><p>　　當主軸轉角為0°---156.5°，下模從行程最低點開始，在平面六桿機構的帶動下向上移動至預定模切位置，進行沖壓模切；當主軸轉角為156.5°--360°，下模完成模切動作，快速急回運動至行程最低點即下

4、一周期起點。</p><p><b>　　2、走紙機構的分析</b></p><p>　　當主軸轉角為0°---156.5°，特殊齒輪組（用于完成間歇運動）沒有嚙合運動，鏈輪鏈條處于靜止狀態(tài)；當主軸轉角為156.5°--360°，特殊齒輪組輪齒參與嚙合，帶動鏈輪鏈條運動，進行走紙運動。</p><p>&

5、lt;b>　　3、夾緊裝置的分析</b></p><p>　　當主軸轉角為0°---156.5°，帶動夾子的凸輪走過推程，遠休止和回程使剛性彈簧夾完成夾紙動作；當主軸轉角為156.5°--360°，凸輪處于近休止狀態(tài)使剛性彈簧夾處于夾緊狀態(tài)。</p><p>　　綜上所述運動循環(huán)圖如下：</p><p>&l

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

7、于紙板的輸送構件，選用雙列鏈輪傳動：</p><p>　　a、相對皮帶傳動而言，雙列鏈輪傳動精度較高，有利于紙板的精確走紙定位；</p><p>　　b、適合于本機構的遠距離傳遞；</p><p>　　c、本機構在長時間傳輸、模切時摩擦大，易發(fā)熱，而雙列鏈輪傳動機構適合于長時間在此惡劣環(huán)境下工作。</p><p>　　另外，使用皮帶輪傳動其易

8、打滑，易變形，傳輸精度低，傳遞效率低。</p><p>　　(2)對于紙板的停歇，選用特殊齒輪組：</p><p>　　a、相對凸輪機構相比而言，特殊齒輪組制造容易，工作可靠。</p><p>　　b、特殊齒輪組在設計時，易實現(xiàn)從動件的運動時間和靜止時間的比例在較大范圍內(nèi)調節(jié)，適用范圍廣。</p><p>　　c、特殊齒輪組在工作時由于面接觸

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

10、><p>　　b、在夾緊和松開紙板時，運用凸輪機構和剛性彈簧的配合使用，能準確、方便、自動的實現(xiàn)紙板的夾緊和松開動作。</p><p>　　另外，使用普通夾子較難實現(xiàn)紙板的自動夾緊和松開的工藝動作以及平穩(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；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） 模切沖壓機構的選型</p><p><b>　　1、可選機構</b></p><p><b>　　2、選型原因：</b></p><p>　　a、相對凸輪機構而言，連桿機構的運動副一般均為低副，其運動副元素為面接觸，壓力較小，潤滑好，磨損小，則承載能力較大，有利于實現(xiàn)增力效果。</p><p

12、>　　b、連桿機構的設計、加工制造容易，經(jīng)濟性好，且低副一般為幾何封閉，工作的可靠性好。</p><p>　　c、在滿足運動要求的條件下，連桿機構可以靈活改變各桿件的相對長度來調節(jié)運動規(guī)律，適用性強。</p><p>　　另外，凸輪機構增力效果差，設計加工制造困難，適用性差。</p><p>　　最終選型：平面六桿曲柄滑塊機構。</p><

13、p>　　(三) 電動機的選型</p><p>　　1、類型和結構形式：三相異步籠型交流電動機，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、轉速： </b></p><p>　　( =8~40 分別為皮帶和減速器的傳動比) 則 綜上所述3點，最終選型

15、為：</p><p>　　五 機械運動方案的評定和選擇</p><p>　　由上述運動循環(huán)圖及題設要求可知，“半自動平壓模切機”主要分為三大部分：動力傳動機構；走紙機構；沖壓模切機構。其中動力傳動機構又分為動力傳遞機構和變速轉向機構。走紙機構分為：紙板的輸送機構，紙板的停歇機構和紙板的固定機構。沖壓模切機構為急回機構。 </p><p><b>　　備選

16、機構列表： </b></p><p>　　由上述備選機構可得32種備選機械運動方案，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----剛性彈簧夾----平面六桿曲柄滑塊機構</p><p>　　方案B：雙列鏈輪傳動----剛性彈簧夾----直動推桿凸輪機構</p><p>　　方案C： 皮帶輪傳動--

17、--普通夾子----直動桿凸輪機構</p><p><b>　　典型可行方案評定</b></p><p><b>　　方案A：</b></p><p><b>　　1、示意圖</b></p><p><b>　　2、分析與評定</b></p>

18、<p>　　(1)機械功能的實現(xiàn)質量</p><p>　　平面六桿曲柄滑塊機構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；使用剛性彈簧夾自動的實現(xiàn)紙板的夾緊與松開動作，并運用特殊齒輪組完成走紙的間歇運動和準確的定位，以實現(xiàn)與沖壓模切的協(xié)調配合。</p><p>　　(2)機械的運動分析</p><p>　　在同一傳動機構的帶動下，雙列鏈輪

19、機構共同完成走紙的準確定位，運動精度高，并且能和沖壓模切運動很好的配合完成要求動作工藝。</p><p><b>　　(3)機械動力分析</b></p><p>　　平面六桿曲柄滑塊機構有良好的力學性能，在飛輪的調節(jié)下，能大大的降低因短時間承受很大生產(chǎn)阻力而帶來的沖擊震動；整個機構（特別是六桿機構和特殊齒輪組）具有很好的耐磨性能，可以長時間安全、穩(wěn)定的工作。</

20、p><p>　　(4)機械結構合理性</p><p>　　該機構各構件結構簡單緊湊，尺寸設計簡單，機構重量適中。</p><p><b>　　(5)機械經(jīng)濟性</b></p><p>　　平面六桿曲柄滑塊機構設計，加工制造簡單，使用壽命長，維修容易，經(jīng)濟成本低，雖然特殊齒輪組設計加工難度較大，成本偏高，但與其他等效備選機構相

21、比，其能更好的實現(xiàn)工作要求，以帶來更大的經(jīng)濟效益。</p><p><b>　　方案B：</b></p><p><b>　　示意圖</b></p><p><b>　　2、分析與評定</b></p><p>　　(1)機械功能的實現(xiàn)質量</p><p>

22、;　　采用直動推桿凸輪機構難承受很大的生產(chǎn)阻力，不能很好的完成沖壓模切功能；運用凸輪機構帶動走紙機構間歇運動，由于長時間工作而磨損變形，會造成走紙機構無法準確定位。雖然能實現(xiàn)總體功能要求，但實現(xiàn)的質量較差。</p><p><b>　　(2)機械運動分析</b></p><p>　　凸輪的長期間歇運動導致微小誤差積累，從而引起走紙定位的準確性下降，最終引起各執(zhí)行機構間

23、的配合運動失調。</p><p><b>　　(3)機械動力分析</b></p><p>　　直動推桿凸輪機構難以承受很大的生產(chǎn)阻力，不便長期在重載條件下工作，不能很好的滿足沖壓模切的力學要求；該方案中的凸輪機構（包括機構中的兩個凸輪機構）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、分析與評定</b></p><p><b>　　機械功能的實現(xiàn)質量</b></p><p>　　相對于方案B，皮帶傳送很難實現(xiàn)走紙的準確定位；普通夾子不便于紙板的自動化夾緊和松開，需要相應輔助手段較多；采用蝸桿減速器，結構緊

25、湊，環(huán)境適應好，但傳動效率低，不適宜于連續(xù)長期工作。總體上機械功能的實現(xiàn)質量很差。</p><p><b>　　機械運動分析</b></p><p>　　皮帶傳送易磨損、打滑，走紙運動的精度低，又因很難實現(xiàn)準確定位與沖壓模切的協(xié)調性差。</p><p><b>　　機械動力分析</b></p><p&g

26、t;　　直動推桿凸輪機構難以承受很大的生產(chǎn)阻力，不便長期在重載條件下工作，不能很好的滿足沖壓模切的力學要求；該方案中的凸輪機構（包括機構中的兩個凸輪機構）和平帶耐磨性差。</p><p><b>　　機械機構合理性</b></p><p>　　該機構結構簡單緊湊，但由于凸輪機構的使用，造成整體機構的尺寸很重量都較大。</p><p><b

27、>　　機械機構經(jīng)濟性</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，又由于凸輪機構和蝸桿機構的存在，經(jīng)濟成本還是很大。</p><p>　　綜上所述，從機械功能的實現(xiàn)質量、機械運動分析、機械動力分析、機械結構合理性、機械經(jīng)濟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 機構的設計</b></p><p>　　(一) 齒輪組的設計</p><p>　　根據(jù)（一）中傳動比的分配設計以及整體尺寸綜合考慮，查圓柱齒輪標準模數(shù)系列表（GB/T 1357—1987）得：</p><p>　?。?）、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、鏈條的設計</p><p>　　依據(jù)上述整體尺寸，初步設計鏈輪直徑為300mm，查短節(jié)距傳動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>　　（三） 剛性彈簧夾及其配合凸輪的設計</p><p>　　剛性彈簧夾及其配合凸輪的尺寸如上，按設計要求配合凸輪</p><p>　　只需完成在規(guī)定時間內(nèi)將夾子頂開和松弛兩個動作，故采用勻速運動規(guī)

32、律即可滿足運動要求。雖然受剛性沖擊，但是作用力很小，運動要求簡單，所以可以滿足設計要求。故可得，推桿的位移曲線圖如下：</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　（ 為模塊上升時間，t為周期）</p><p><b>　　凸輪角速度為</b></p><p><

33、b>　　,轉速： </b></p><p>　?。ㄋ模?平面六桿滑塊機構設計</p><p>　　AB=b-a,BC=e，CD=c，AD=d，CG=f，AC=a+b</p><p>　　由設計要求可得極位夾角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</p><p>　　a

36、=15mm b=36.2mm c=400mm d=387.9mm f=300mm l=500mm</p><p><b>　　(五) 飛輪設計</b></p><p>　　根據(jù)平面六桿機構的運動曲線圖，可知：</p><p>　　在0.12秒時，等效構件（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，等效構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，等效構件有最小角速度 ，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)質碳素結構鋼，其密度ρ=7.85 kg/ ,又取桿件的截面直徑d=50mm,且轉動慣量 =m </p><p>　　再根據(jù)運動方程式 = 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 課程設計小結</b></p><p>　　課程設計是對我們已學知識的一種檢驗的方法,通過對課程設計的完成我們可以知道自己學習中的不足和缺憾，對以后的學習是有很大幫助的。當然，通過這次課程設計也增加了我們實踐的訓練，這是我們邁向社會的一個過渡，增強

42、我們團體工作的能力，同時也增加我們獨立動手的能力。</p><p>　　雖然感覺有點累，不過當看見自己設計的機構能正常工作還是感覺是值得的，</p><p>　　說實話，課程設計真的有點累．然而，當我一著手清理自己的設計成果，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．雖然這是我剛學會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，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。通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致。課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂：有兩次因為不小心我計算出錯，只能毫不情愿的重來。但一想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責，認真對待的良好習慣．這次課程設計使我在工作作風上得到了一次難得的磨練．　　 </p><p><b&