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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 目錄 1 目錄 2 機械設(shè)計任務(wù)書 3 機構(gòu)的運動分析 4 機構(gòu)的的選型 5 機械運動方案的評定和選擇 6 機構(gòu)的設(shè)計 7 課程設(shè)計小結(jié) 8 參考文獻 三 各部件運動分析 1、模切機構(gòu)的分析 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0°---156.5°，下模從行程最低點開始，在平面六桿機構(gòu)的帶動下向上移動至預(yù)定模切位置，進行沖壓模切；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)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一周期起點。 2、走紙機構(gòu)的分析 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0°---156.5°，特殊

2、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?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，帶動鏈輪鏈條運動，進行走紙運動。 3、夾緊裝置的分析 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)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(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)。 綜上所述運動循環(huán)圖如下： 主軸轉(zhuǎn)角 0° 156.5°(圖示位置) 360° 走紙機構(gòu) 停止 運動 夾緊裝置 送料夾緊 輸入走紙 模切機構(gòu)

3、滑塊上升（模切） 滑塊下降（回程） 四 機構(gòu)的選型 一 送料、模切機構(gòu)的選型 （一） 送料機構(gòu)的選型 1、可選機構(gòu) 機構(gòu) 供選機構(gòu)類型 紙板的輸送 雙列鏈輪傳動 皮帶輪傳動 紙板的停歇機構(gòu) 凸輪機構(gòu) 特殊齒輪組 紙板的固定 剛性彈簧夾 普通夾子 2、選型原因： (1)對于紙板的輸送構(gòu)件，選用雙列鏈輪傳動： 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； b、適合于本機構(gòu)的遠距離傳遞； c、本機構(gòu)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(gòu)適合于長時間在此惡劣環(huán)境下工作。 另外，使用皮帶輪傳動其易打

4、滑，易變形，傳輸精度低，傳遞效率低。 (2)對于紙板的停歇，選用特殊齒輪組： a、相對凸輪機構(gòu)相比而言，特殊齒輪組制造容易，工作可靠。 b、特殊齒輪組在設(shè)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(diào)節(jié)，適用范圍廣。 c、特殊齒輪組在工作時由于面接觸且是間歇運轉(zhuǎn)，因此不易磨 損，使用壽命長。 另外凸輪機構(gòu)制造加工困難，易磨損。 (3)對于紙板的固定，選用剛性彈簧夾： 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； b、在夾緊和松開紙板時，運用凸輪機構(gòu)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

5、開動作。 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。 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。 （二） 模切沖壓機構(gòu)的選型 1、可選機構(gòu) 機構(gòu) 供選機構(gòu) 急回機構(gòu) 直動推桿凸輪機構(gòu) 平面六桿曲柄滑塊機構(gòu) 2、選型原因： a、相對凸輪機構(gòu)而言，連桿機構(gòu)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。 b、連桿機構(gòu)的設(shè)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。 c、在滿足運動要求的條件下，連

6、桿機構(gòu)可以靈活改變各桿件的相對長度來調(diào)節(jié)運動規(guī)律，適用性強。 另外，凸輪機構(gòu)增力效果差，設(shè)計加工制造困難，適用性差。 3、 最終選型：平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)。 (三) 電動機的選型 1、類型和結(jié)構(gòu)形式：三相異步籠型交流電動機，封閉式，380V，Y型； 2、功率：Pw=Pc?st=Pc·st'·kk+1=2×106×2×10-×1.31.3+1 =5.897 kw （Pw---功率、Pc---生產(chǎn)阻力、s---有效模切行程、t’---周期、k---行程速比系數(shù)） η=η1·η23·η32=0.96×0.983×0.972=0.85（η1，η2，η3分別為皮帶，軸承和齒輪的效率

7、） 故 Pd=Pwη=6.938 kw PN=11 kw 3、轉(zhuǎn)速：nw=n0=3000 r60 min=50rmin i=i1·i2=16~160 ( i1=2~4 i2=8~40 分別為皮帶和減速器的傳動比) 則 nd=n0·i=800~8000 r/min綜上所述3點，最終選型為： 型號 PN （kw） 滿載時 起動電流額定電流 起動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 r/min 電流 （380V） 效率 % 功率因數(shù) Y160M1-1 11 2930 20.8 87.2

8、 0.88 7.0 2.0 2.2 五 機械運動方案的評定和選擇 由上述運動循環(huán)圖及題設(shè)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(gòu)；走紙機構(gòu)；沖壓模切機構(gòu)。其中動力傳動機構(gòu)又分為動力傳遞機構(gòu)和變速轉(zhuǎn)向機構(gòu)。走紙機構(gòu)分為：紙板的輸送機構(gòu)，紙板的停歇機構(gòu)和紙板的固定機構(gòu)。沖壓模切機構(gòu)為急回機構(gòu)。 備選機構(gòu)列表： 機構(gòu) 供選機構(gòu)類型 走紙機構(gòu) 雙列鏈輪傳動 皮帶輪傳動 紙板的固定 剛性彈簧夾 普通夾子 沖壓模切機機構(gòu) 直動推桿凸輪機構(gòu) 平面六桿曲柄滑塊機構(gòu) 由上述備選機構(gòu)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：

9、 方案A：雙列鏈輪傳動----剛性彈簧夾----平面六桿曲柄滑塊機構(gòu) 方案B：雙列鏈輪傳動----剛性彈簧夾----直動推桿凸輪機構(gòu) 方案C： 皮帶輪傳動----普通夾子----直動桿凸輪機構(gòu) 典型可行方案評定 方案A： 1、示意圖 剛性彈簧夾 2、分析與評定 (1)機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量 平面六桿曲柄滑塊機構(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(diào)配合。 (2)機械的運動分析 在同一傳動機構(gòu)的帶動下，雙列鏈輪機構(gòu)共同完成走紙的準確

10、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。 (3)機械動力分析 平面六桿曲柄滑塊機構(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間承受很大生產(chǎn)阻力而帶來的沖擊震動；整個機構(gòu)（特別是六桿機構(gòu)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。 (4)機械結(jié)構(gòu)合理性 該機構(gòu)各構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單緊湊，尺寸設(shè)計簡單，機構(gòu)重量適中。 (5)機械經(jīng)濟性 平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)設(shè)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(shè)計加工難度較大，成本偏高，但與其他等效備選機構(gòu)相比，其能更好的實現(xiàn)工作要求，以帶來更大的經(jīng)濟效益。 方案B： 1、

11、 示意圖 2、分析與評定 (1)機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量 采用直動推桿凸輪機構(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；運用凸輪機構(gòu)帶動走紙機構(gòu)間歇運動，由于長時間工作而磨損變形，會造成走紙機構(gòu)無法準確定位。雖然能實現(xiàn)總體功能要求，但實現(xiàn)的質(zhì)量較差。 (2)機械運動分析 凸輪的長期間歇運動導(dǎo)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(gòu)間的配合運動失調(diào)。 (3)機械動力分析 直動推桿凸輪機構(gòu)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(xué)要求；該方案中的凸輪機構(gòu)（包括機構(gòu)中的兩個凸輪機構(gòu)）耐磨性差。 方案C： 1、示意圖

12、普通夾子 2、分析與評定 (1) 機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量 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(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(zhì)量很差。 (2) 機械運動分析 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(diào)性差。 (3) 機械動力分析 直動推桿凸輪機構(gòu)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(xué)要求；該方案中的凸輪機構(gòu)（包括機構(gòu)中的兩個凸輪機構(gòu)）和平帶耐磨性差。 (4) 機械機構(gòu)合理性

13、 該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但由于凸輪機構(gòu)的使用，造成整體機構(gòu)的尺寸很重量都較大。 (5) 機械機構(gòu)經(jīng)濟性 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，又由于凸輪機構(gòu)和蝸桿機構(gòu)的存在，經(jīng)濟成本還是很大。 綜上所述，從機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量、機械運動分析、機械動力分析、機械結(jié)構(gòu)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。 六 機構(gòu)的設(shè)計 (一) 齒輪組的設(shè)計 根據(jù)（一）中傳動比的分配設(shè)計以及整體尺寸綜合考慮，查圓柱齒輪標(biāo)準模數(shù)系列表（GB/T 1357—1987）得： （1）、m1=2 a1=113mm z1=20 z2=z1

14、·i3=20×5.70=114 （2）、m2=3 a2=139.5mm z1=20 z2=z1·i4=20×3.67=73 （3）、m3=0.5 a3=27.5mm z1=60 z2=z1·I’=60×50 r/min60.218 r/min=50 （4）、m4=6 a4=180mm z=30 由z‘·m·πz·m·π=t2t=0.5221.2=0.435得 （二） 鏈輪、鏈條的設(shè)計 依據(jù)上述整體尺寸，初步設(shè)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： 齒數(shù)z=25 ，其直徑為d=303.989mm

15、 則鏈條的節(jié)數(shù) n‘=π·d+2sp=77.55 即鏈條為： 24A-1-78 GB/T 1243-1997 （s為鏈輪中心距s=1000mm p為節(jié)距p=38.1mm） （三） 剛性彈簧夾及其配合凸輪的設(shè)計 剛性彈簧夾及其配合凸輪的尺寸如上，按設(shè)計要求配合凸輪 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)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(shè)計要求。故可得，推桿的位移曲線圖如下： 其中 t1t×360°=0.6781.2×360°=203.4° （t1為模塊上升時間，t為

16、周期） 凸輪角速度為 ω=2πt=π0.6 rad/s ,轉(zhuǎn)速：n=30ωπ=50 r/min （四） 平面六桿滑塊機構(gòu)設(shè)計 AB=b-a,BC=e，CD=c，AD=d，CG=f，AC=a+b 由設(shè)計要求可得極位夾角θ=K-1K+1×180°=23.478° H=50mm 在?ABC和?BCD中，由余弦定理得： c21-cosφ=a21+cosθ+b2（1-cosθ） 同理，在?BDF和?CDG中分別可得： cosφ1=c2+l2-f22c·l cosφ2=c2+（l+H）2-f22c·（l+H） 則 φ=φ1-φ2 在?ABC中，

17、得 cosα=e2+（a+b）2-（b-a）22e（a+b） β=90°--12φ-α 故d=（a+b）2+c2-2（b+a)·c·cosβ 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+c≤b+d 根據(jù)以上分析，可取 l=500mm c=400mm f=300mm 帶入以上公式可得 a2×1.917+b2×0.083=480 考慮a為曲柄的條件，可得各桿長 a=15mm b=36.2mm c=400mm d=387.9mm f=300mm l=500mm

18、 (五) 飛輪設(shè)計 根據(jù)平面六桿機構(gòu)的運動曲線圖，可知： 在0.12秒時，等效構(gòu)件（零件2-1）有最大角速度ωmax，由圖得v=-0.127m/s, ω3=0.1897rad/s, ω5=0.2058rad/s, ω7=-0.3437rad/s, v2=-0.0269m/s,v3=-0.051m/s, v5=-0.024m/s, v7=-0.088m/s. 在0.66s時，等效構(gòu)件的角速度可近似為ω0=50r/min=5.233rad/s, 由圖v=-0.094m/s, ω3=1.0772rad/s, ω5=-0.1221rad/s, ω7=-0.2224rad/s， v2=0

19、.0168m/s,v3=0.031m/s, v5=0.0165m/s, v7=0.0598m/s. 在1.05秒時，等效構(gòu)件有最小角速度ωmin，由圖得v=0m/s, ω3=-2.4095rad/s, ω5=-0.0174rad/s, ω7=-0.0470rad/s, v2=0.02829m/s,v3=0.029m/s, v5=0.011m/s, v7=0.m/s. 選桿件材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其密度ρ=7.85×103kg/m3,又取桿件的截面直徑d=50mm,且轉(zhuǎn)動慣量Je=mr2 再根據(jù)運動方程式12Jeω2=12i=1n(mivsi2+Jsiωi2)可得: Je=0.056

20、79kg·m2，ωmin=0.3283rad/s, ωmax=5.9351rad/s. ?Wmax=12Je（ωmax2-ωmin2）=0.9970 J ωm=12（ωmax+ωmin）=3.29585rad/s JF≥?Wmax/(ωm2[δ])- Je=0.58567 kg·m2，( [δ]=17),取 JF=0.58567kg·m2 由GAD2=4gJF，取D=0.3m，則GA=260.2978N，又由GA=πDHbγ，可取H=b=0.03m，則γ=76756.83N/m3. 飛輪尺寸如下圖： 七 課程設(shè)計小結(jié) 課程設(shè)計是對我們已學(xué)知識的一

21、種檢驗的方法,通過對課程設(shè)計的完成我們可以知道自己學(xué)習(xí)中的不足和缺憾，對以后的學(xué)習(xí)是有很大幫助的。當(dāng)然，通過這次課程設(shè)計也增加了我們實踐的訓(xùn)練，這是我們邁向社會的一個過渡，增強我們團體工作的能力，同時也增加我們獨立動手的能力。 雖然感覺有點累，不過當(dāng)看見自己設(shè)計的機構(gòu)能正常工作還是感覺是值得的， 說實話，課程設(shè)計真的有點累．然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)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(xué)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＂春眠不知曉＂的感悟。通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心

22、，細致。課程設(shè)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(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)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(zé)，認真對待的良好習(xí)慣．這次課程設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練．　　 八 參考文獻 1.師忠秀,王繼榮主編<<機械原理課程設(shè)計>>.北京:機械工業(yè)出版社,2003 2.裘建新主編.<<機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書>>.北京:高等教育出版社,2006 1、工作原理及工藝動作過程 半自動平壓模切機是印刷、

23、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設(shè)備。它可對各種規(guī)格的紙板、厚度在4 mm以下的瓦楞紙板，以及各種高級精細的印刷品進行壓痕、切線、壓凹凸。經(jīng)過壓痕、切線的紙板，用手工或機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)。 它的工藝動作主要有兩個：一是將紙板走紙到位，二是進行沖壓模切。 2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 ' 1）每小時壓制紙板3000張。 2）上模固定，下模向上移動的行程長度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，回程時不受力。下模和滑塊的質(zhì)量共約120kg。 4

24、）工作臺面離地面的距離約120 mm。 5）所設(shè)計的機構(gòu)性能要良好，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，節(jié)省動力，壽命長，便于制造。 3、設(shè)計方案提示 1）走紙機構(gòu)可采用雙列鏈傳動，走紙橫塊其兩端分別固定在前后兩根鏈條上，橫塊上裝有若干夾緊片以夾緊紙板。主動鏈輪由間歇運動機構(gòu)帶動以實現(xiàn)定時走紙。 2）模切機構(gòu)一般可采用六桿沖壓機構(gòu)，在紙板停頓時進行沖壓模切。沖壓機構(gòu)要求急回并節(jié)省動力。 3）由于沖壓模切機構(gòu)僅在短時內(nèi)承受很大生產(chǎn)阻力，為了減小周期性速度波動可選用較小容量的電機，一般需安裝飛輪。 4、設(shè)計任務(wù) 1）根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖。 2）進行送料、模切機構(gòu)的選型。 3）機械運動方案的評定和選擇。 4）根據(jù)給定的生產(chǎn)阻力及工作裕量選定合適的電動機。 5）進行飛輪設(shè)計。 6）按選定的電動機和執(zhí)行機構(gòu)運動參數(shù)擬定機械傳動方案。 7）畫出機械運動方案簡圖。 8）對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸計算。 專心---專注---專業(yè)