半自動(dòng)平壓模切機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、僅供個(gè)人參考目錄1 目錄2 機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析4 機(jī)構(gòu)的的選型5 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇6 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7 課程設(shè)計(jì)小結(jié)8 參考文獻(xiàn)不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考三 各部件運(yùn)動(dòng)分析1、模切機(jī)構(gòu)的分析當(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)即下一周期起點(diǎn)。2、走紙機(jī)構(gòu)的分析當(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

2、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)。3、夾緊裝置的分析當(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)。綜上所述運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下：主軸轉(zhuǎn)角0°156.5 °(圖示位置 )360°走紙機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)夾緊裝置送料夾緊輸入走紙模切機(jī)構(gòu)滑塊上升（模切）滑塊下降（回程）不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考四 機(jī)構(gòu)的選型一

3、送料、模切機(jī)構(gòu)的選型（一）送料機(jī)構(gòu)的選型1、可選機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)供選機(jī)構(gòu)類型紙板的輸送雙列鏈輪傳動(dòng)皮帶輪傳動(dòng)紙板的停歇機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)特殊齒輪組構(gòu)紙板的固定剛性彈簧夾普通夾子2、選型原因：(1)對(duì)于紙板的輸送構(gòu)件，選用雙列鏈輪傳動(dòng)：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；b、適合于本機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)距離傳遞；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。另外，使用皮帶輪傳動(dòng)其易打滑，易變形，傳輸精度低，傳遞效率低。(2)對(duì)于紙板的停歇，選用特殊齒輪組：不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考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

4、靠。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。c、特殊齒輪組在工作時(shí)由于面接觸且是間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，因此不易磨損，使用壽命長(zhǎng)。另外凸輪機(jī)構(gòu)制造加工困難，易磨損。(3)對(duì)于紙板的固定，選用剛性彈簧夾：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；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。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。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

5、簧夾。（二）模切沖壓機(jī)構(gòu)的選型1、可選機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)供選機(jī)構(gòu)急回機(jī)構(gòu)直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2、選型原因：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。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。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)。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。3、最終選型：平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。(三 ) 電動(dòng)機(jī)的選型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

6、；2、功率：=5.897 kw（ -功率、 -生產(chǎn)阻力、 s-有效模切行程、 t -周期、 k-行程速比系數(shù)）（分別為皮帶，軸承和齒輪的效率）故kw不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考3、轉(zhuǎn)速：(=840分別為皮帶和 減速器的傳 動(dòng)比 ) 則綜上所述 3 點(diǎn)，最終選型為：滿載時(shí)起動(dòng)電流起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩型號(hào)轉(zhuǎn)速電流效率功率額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩（ kw）r/min（ 380V）%額定電流因數(shù)Y160M1-111293020.887.20.887.02.02.2五 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇由上述運(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)

7、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)。備選機(jī)構(gòu)列表：機(jī)構(gòu)供選機(jī)構(gòu)類型走紙機(jī)構(gòu)雙列鏈輪傳動(dòng)皮帶輪傳動(dòng)紙板的固定剛性彈簧夾普通夾子沖壓模切機(jī)機(jī)直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)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：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)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)方案 C： 皮帶輪傳動(dòng) -普通夾子 -直動(dòng)桿凸輪機(jī)構(gòu)典型可行方案評(píng)定方案 A：1、示意圖不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考剛性彈簧夾2、分析與評(píng)定(

8、1)機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量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。(2)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)分析在同一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，雙列鏈輪機(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。(3)機(jī)械動(dòng)力分析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。(4)機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性該機(jī)

9、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。(5)機(jī)械經(jīng)濟(jì)性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。方案 B：1、示意圖不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考2、分析與評(píng)定(1)機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量采用直動(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。(2)機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析凸輪的長(zhǎng)期間歇運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致微小誤差積累，從而引

10、起走紙定位的準(zhǔn)確性下降，最終引起各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的配合運(yùn)動(dòng)失調(diào)。(3)機(jī)械動(dòng)力分析直動(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。方案 C：1、示意圖不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考普通夾子2、分析與評(píng)定(1)機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量相對(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。(2) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析皮帶傳送易磨損、打滑，走紙運(yùn)動(dòng)的精度低，

11、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。(3) 機(jī)械動(dòng)力分析直動(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。(4) 機(jī)械機(jī)構(gòu)合理性該機(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。(5) 機(jī)械機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性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。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

12、案。六 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(一) 齒輪組的設(shè)計(jì)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 13571987）得：（1）、m1=2a1=113mmz1=20z2=z1·i3=205.70=114不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考（2）、m2=3 a2=139.5mm z1=20z2=z1·i4=203.67=73（3）、m3=0.5 a3=27.5mm z1=60z2=z1·=60I=50（4）、m4=6 a4=180mm z=30由（二） 鏈輪、鏈條的設(shè)計(jì)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

13、參數(shù)與主要尺寸（ GB/T 1243-1997）得：齒數(shù) z=25 ，其直徑為 d=303.989mm則鏈條的節(jié)數(shù)即鏈條為：24A-1-78 GB/T 1243-1997（s 為鏈輪中心距s=1000mmp 為節(jié)距 p=38.1mm）（三）剛性彈簧夾及其配合凸輪的設(shè)計(jì)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)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：不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考| / °其中（為模塊上升時(shí)間， t 為周期）凸輪角速度為,轉(zhuǎn)

14、速：（四）平面六桿滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考AB=b-a,BC=e， CD=c，AD=d，CG=f，AC=a+b由設(shè)計(jì)要求可得極位夾角=H=50mm在?ABC和?BCD中，由余弦定理得：同理，在 ?BDF和?CDG中分別可得：coscos則在?ABC中，得=90°-故d=另外桿 a 為曲柄的條件為：（1） 在 a、b、c、d 四桿中， a 為最小， c 為最大；（2） a+cb+d根據(jù)以上分析，可取l=500mmc=400mmf=300mm帶入以上公式可得=480考慮 a 為曲柄的條件，可得各桿長(zhǎng)不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考a=15mm b=36.2mm c=400mm

15、 d=387.9mm f=300mm l=500mm ( 五) 飛輪設(shè)計(jì)根據(jù)平面六桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線圖，可知：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,=0.1897rad/s,=0.2058rad/s,=-0.3437rad/s,=-0.0269m/s,=-0.051m/s,=-0.024m/s,=-0.088m/s.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，=0.0168m/s,=0.031m/s,

16、=0.0165m/s,=0.0598m/s.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,=0.02829m/s,=0.029m/s,=0.011m/s,=0.000159m/s.選桿件材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其密度=7.85kg/,又取桿件的截面直徑 d=50mm,且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=m再根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式=可得:=0.05679kg·，=0.3283rad/s,=5.9351rad/s.?=0.9970 J=3.29585rad/s ?/( )=0.58567 kg ·， ( =), 取=

17、0.58567kg·由=4g ，取 D=0.3m，則=260.2978N，又由=DHb，可取 H=b=0.03m，則 =76756.83N/.飛輪尺寸如下圖：不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考七 課程設(shè)計(jì)小結(jié)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)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。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，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，

18、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八 參考文獻(xiàn)1. 師忠秀 , 王繼榮主編 <<機(jī)械原理

19、課程設(shè)計(jì) >>. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,20032. 裘建新主編 .<< 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) >>. 北京 : 高等教育出版社 ,2006不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考1、工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程半自動(dòng)平壓模切機(jī)是印刷、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設(shè)備。它可對(duì)各種規(guī)格的紙板、 厚度在 4 mm以下的瓦楞紙板， 以及各種高級(jí)精細(xì)的印刷品進(jìn)行壓痕、 切線、壓凹凸。經(jīng)過(guò)壓痕、切線的紙板，用手工或機(jī)械沿切線處去掉邊料后，沿壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱，或制成凹凸的商標(biāo)。它的工藝動(dòng)作主要有兩個(gè)：一是將紙板走紙到位，二是進(jìn)行沖壓模切。2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求'1）每小時(shí)壓制紙板3000 張。2）上模固定，下模向上移動(dòng)的行程長(zhǎng)度 H=50±0.5 mm，回程的平均速度為工作行程的平均速度的 1.3 倍。3）工作行程的最后2 mm范圍內(nèi)受到生產(chǎn)阻力Pc=2x1O6 N，回程時(shí)不受力。下模和滑塊的質(zhì)量共約 120kg 。4）工作臺(tái)面離地面的距離約120 mm。5）所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)性能要良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，節(jié)省動(dòng)力，壽命長(zhǎng)，便于制造。3、設(shè)計(jì)方案提示