《新型平壓模切機的設(shè)計(畢業(yè)論文)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《新型平壓模切機的設(shè)計(畢業(yè)論文)（60頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、新型平壓模切機的設(shè)計 【摘　要】 本文在認真分析現(xiàn)有模切機優(yōu)缺點，通過查找機械設(shè)計手冊等大量文獻比較不同方案，選擇了更為合適的一種新的模切機設(shè)計方案。該方案的工作原理為利用不完全齒輪控制雙列鏈條做間歇性送料動作，而凸輪推桿機構(gòu)控制紙板的夾緊與松開，依靠平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)對紙板進行模切。同時本文對該方案模切機的關(guān)鍵零部件設(shè)計過程進行了詳細闡述，其主要內(nèi)容包括系統(tǒng)總體方案的設(shè)計、電動機的選擇、執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計、傳動零部件的設(shè)計、飛輪的設(shè)計、軸的設(shè)計與校核以及軸承的選擇、機架的設(shè)計等。該新型平壓模切機工作時采用的是上模不動，下模通過肘桿機構(gòu)帶動模切的工作方式，從而更好的保證了模切精度，提高了

2、工作效率。文中平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計使模切機構(gòu)具有了急回、增力、短時保壓等良好的工作能力，從而減小了電機功率損耗，降低了成本使模切機更能適應(yīng)現(xiàn)在代生產(chǎn)的需要。對未來的模壓機的發(fā)展具有重大意義。 【關(guān)鍵詞】模切機；凸輪機構(gòu)；電動機 Abstract In this paper, on the basis of compareof of die-cutting machine’s analysis of advantages and disadvantages，we can design a new die-cutting mach

3、ine，it works as that useing not completely gear control double row chain intermittent to feeding movement，The cam mechanism control board’s clamping and release，Rely on flat six crank on the board for cutting.This program also express the key components of the design process described in detail，The

4、main contents include the overall program design, motor selection, executive body of the design, the design of drive components, fly wheel design, shaft design, and bearing checking options, the rack design and so on.The new die-cutting machine at work on the model used is fixed，Lower die cutting th

5、rough the elbow-bar mechanism driven way of working,in orderto die organizations have a quick return, by force, short-term holding pressure, good working ability, thereby reducing the electrical power losses, reducing the cost. 【Keywords】Die-cutting machine; Cam Agencies; Electromotor

6、 II 新型平壓模切機的設(shè)計 第一章 緒 論 1.1課題來源 在現(xiàn)在的生活中機器已經(jīng)逐漸發(fā)展成為人們工作、生產(chǎn)、生活的一個重要部分，使人們的生活更加美好。他已經(jīng)涉及到各個領(lǐng)域和行業(yè)，提高了人們的勞動生產(chǎn)效率，減少了勞動強度。他已經(jīng)稱為人們不可或缺的一部分。 而在另一方面，人們正在追求高品質(zhì)的生活，追求簡單、方便和舒適的同時也在追求美。在印刷行業(yè)也是一樣，人們對產(chǎn)品的包裝要求越來越高，不僅要求產(chǎn)品的外包裝上有艷麗的印刷圖案，而且還要求外包裝的盒型精美、別致，造型漂亮，于是平壓模切機滿足了人們的這種需要。 在現(xiàn)階段，平壓模切機的發(fā)展即應(yīng)達到一個較為成熟的水平，無論是

7、在設(shè)計理念上還是在制造工藝水平上都已經(jīng)達到一定水準。于是在此提出了新型平壓模切機的設(shè)計這一課題。 新型平壓模切機是印刷、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設(shè)備。該機可對各種規(guī)格的白紙板、厚度在4mm以下的瓦愣紙板，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，沿著壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱或制成凹凸的商標。這種設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量可靠、成型性好、經(jīng)久耐用、維修方便等特點，經(jīng)過模切壓痕后的印刷品可大幅提高其商品附加值。 平壓模切機的創(chuàng)新點來源于對國內(nèi)外各種不同類型的平壓模切機進行調(diào)研，然后再進行分析研究得出的。特別是在改革開放

8、以后，國內(nèi)的中、小型印刷包裝廠得到迅速發(fā)展，立式平壓模切機的市場需求量每年都在不斷增長。 立式平壓模切機雖屬傳統(tǒng)產(chǎn)品，但是隨著我國印刷包裝業(yè)的不斷發(fā)展，用戶對該機也提出了新的更高的要求。用戶就是“上帝”，本畢業(yè)設(shè)計就是秉乘著這樣一個原則對傳統(tǒng)平壓模切機進行了創(chuàng)新設(shè)計，以求進一步提高其壓切性能、工作可靠性和操作安全性，使其滿足市場的需求。該新型平壓模切機主要創(chuàng)新點表現(xiàn)為以下幾個方面： 1.整體布局得以創(chuàng)新，主模切機構(gòu)采用上模固定，下模從下往上模切運動。這相較上模運動下模固定而言，使整個機構(gòu)變得更為整湊，減少了占用體積，方便了整機布局。而相較上、下模同時運動機構(gòu)而言，減少了機構(gòu)復(fù)雜性，同

9、時增加了模切定位的精度。 2.主模切機構(gòu)采用平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)，這使得主模切機構(gòu)實現(xiàn)了增壓、短時保壓、急回等運動性能，減少了原動機的功率損耗，提高了模壓質(zhì)量與工作效率。 1.2平壓模切機的企業(yè)需求 隨著社會的不斷進步，技術(shù)的不斷提升，該行業(yè)的生產(chǎn)制造廠家不斷增加，這就使得生產(chǎn)者面臨巨大的挑戰(zhàn)。要想贏利，要想擊敗競爭對手就必須有更加優(yōu)勢的技術(shù)保障來制生產(chǎn)出創(chuàng)新性產(chǎn)品。這種新型產(chǎn)品不僅在節(jié)約成本，效率高，生產(chǎn)穩(wěn)定等方面提出高要求之外，更要在人性化方面做到更加合理。尤其是達到現(xiàn)在“十二五”規(guī)劃所倡導(dǎo)的“節(jié)能減排和綠色環(huán)保”。 雖然半平壓模切機的技術(shù)已經(jīng)不斷成熟，但是要在這個基礎(chǔ)上提高還是有

10、可能的，結(jié)合企業(yè)的需要，可以將幾個工藝動作合成。這樣就更能夠生產(chǎn)更加緊湊。目前．我國全自動平壓平模切機的技術(shù)水平已經(jīng)有大幅度的提高，主要表現(xiàn)在：先進企業(yè)設(shè)備的模切速度指標已經(jīng)達N8000張/小時．模切精度已經(jīng)達到0．1～O.2mm，多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的全自動平壓平模切機普遍帶有清廢裝置，還有的企業(yè)能夠制造全息燙金模切兩用的模切機，也有一些企業(yè)能夠制造模切瓦楞紙的全自動平壓平模切機和半自動平壓平模切機。這些設(shè)備的基礎(chǔ)件大都采用鋼結(jié)構(gòu)墻板，加工中心加工．精度和剛性得到充分保證。這都體現(xiàn)出不論規(guī)模是大是小的企業(yè)都提出了對新型平壓模切機的需求。 1.3平壓模切機的發(fā)展趨勢及相關(guān)研究動態(tài) 在眾多印后

11、設(shè)備品種中,我國模切機產(chǎn)品的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)達到較高的水平,其主要標志表現(xiàn)在以下幾個方面: 一是模切機的進口額下降,出口額在不斷提高； 二是模切機的品種基本滿足國內(nèi)印刷包裝業(yè)的生產(chǎn)需求。國內(nèi)已經(jīng)可以制造包括全、自動平壓平模切機在內(nèi)的商標模切機,不干膠商標模切機,圓壓圓模切機,圓壓平模切機, 平壓模切壓痕機(老虎嘴模切機)等產(chǎn)品,近年來,已經(jīng)可以制造聯(lián)動線上的模切單元； 三是制造全自動和半自動模切機的企業(yè)已經(jīng)超過20家。其中主要廠家有上海亞華、北人集團、唐山玉印、天津長榮、北京勝利偉業(yè)、湖北京山、河南新鄉(xiāng)、上海耀科、上海鼎龍、上海旭恒、青島美光等企業(yè)。商標模切機有多家企業(yè)在生產(chǎn)，其中主要廠

12、家有咸陽和豐、北京馬昌營等企業(yè)。生產(chǎn)平壓模切壓痕機（老虎嘴模切機）的企業(yè)更是數(shù)不勝數(shù)。 半自動平壓平模切機是印刷包裝品印后加工的重點設(shè)備，不但是一種高效、安全、高質(zhì)量的模制成型設(shè)備，同時，又是一種高效、安全、高質(zhì)量的模制成型設(shè)備，同時．又是平壓模切壓痕機(老虎嘴模切機)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，受到包裝印刷企業(yè)的青睞。這種設(shè)備的廣泛應(yīng)用和廣闊的市場前景，已經(jīng)吸引不少企業(yè)進入全自動平壓平模切機的制造行列．使我國全自動平壓平模切機已經(jīng)形成完整的產(chǎn)品品種系列，在技術(shù)上也達到較高的水平。 國外模切機的發(fā)展比較成熟，其主要有以下特點： 一是自動平壓模切機正向著控制智能化、機械操作簡化的方向發(fā)展。

13、模切的幅面大； 二是自動模切正向著功能全面化方向發(fā)展，許多模切機構(gòu)帶有清廢功能，大大提高了工作效率； 三是機械本身有著高的精度和速度，在德魯巴展覽會上，瑞士的BOBST公司生產(chǎn)的SPRINTEPA106－PER自動模切壓痕機（帶全清廢單元）達到了12000張/小時的速度，其模切精度通常可以控制在0.1mm左右。 1.4設(shè)計平壓模切機的目的及意義 平壓模切機是目前應(yīng)用最廣泛的最普遍的類型也是國內(nèi)外生產(chǎn)廠家最多的機型。平壓平模切機可以用于各種類型的模切。既能模切瓦楞紙板、卡紙、不干膠，又能模切橡膠、海綿、金屬板材等。既能人工續(xù)紙半自動模切，也能全自動高速聯(lián)動模切。他的工作原理最具

14、有代表性的。所以研究它也及其重要。平壓模切機分為立式、臥式兩種。立式模切機俗稱“老虎嘴”機其特點是精準度比圓壓圓模切機好售價便宜突出的缺點是安全系數(shù)低多年來始終沒有徹底解決杜絕傷殘事故問題工傷事故時有發(fā)生在當(dāng)今國家重點保證人身安全并已立法的大環(huán)境下如果還是解決不了安全問題必然要退出市場。臥式模切機分為半自動模切機、全自動模切機以及帶清廢和不帶清廢四種。它們的共同特點是精準度比較準確效率比“老虎嘴”機高比圓壓圓低處于中位。 近二十年來平壓模切機是使用最廣泛且技術(shù)發(fā)展最快的機型。萬丈高樓平地起作為一個剛剛畢業(yè)的大學(xué)生要想有自己的技術(shù)進步與技術(shù)技術(shù)創(chuàng)新就得先搞懂基本設(shè)備

15、的基本原理。為以后實現(xiàn)模切機的數(shù)字化和智能化做準備。 1.5畢業(yè)設(shè)計具體內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)設(shè)計模塊的課題，題目是新型平壓模切機的設(shè)計。本次設(shè)計的題目是“新型平壓模切機的設(shè)計”，其中最重要的是對平壓模切機現(xiàn)狀的考察以及對國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)水平的了解，再根據(jù)得出的結(jié)論設(shè)計出新型平壓模切機。在設(shè)計過程中，先進行調(diào)研考察，全面了解平壓模切機的各種技術(shù)參數(shù)，例如方案的設(shè)計，結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及運動參數(shù)的計算等。同時，要注重在保證設(shè)計正確合理的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，巧妙設(shè)計，使自己的設(shè)計在各方面更加適用。 該畢業(yè)設(shè)計設(shè)計任務(wù)主要有： 1. 明確設(shè)計任務(wù)和要求，了解平壓模切機的現(xiàn)狀；

16、 2.設(shè)計方案的確定：本次畢業(yè)設(shè)計題目是新型平壓模切機的設(shè)計，它新型的之處是通過對老式平壓模切機的結(jié)構(gòu)功能分析，并針對各個機構(gòu)分別進行討論，得出新的平壓模切機方案；根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖，并進行送料，模切機構(gòu)的選型等； 3. 運動設(shè)計與動力計算 （1）原動機的確定 （2）確定各傳動機構(gòu)的傳動比 （3）計算各軸的轉(zhuǎn)速和功率 4. 根據(jù)要求進行相關(guān)機構(gòu)的設(shè)計及計算 （1）各齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺寸計算 （2）曲柄連桿機構(gòu)的設(shè)計及尺寸計算 （3）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺寸計算 （5）凸輪的設(shè)計 （6）不完全齒輪的設(shè)計 （7）飛

17、輪的設(shè)計 （8）主要零件的強度校核等等 5.繪制新型平壓模切機的裝配圖及零件圖 6.完成設(shè)計任務(wù)說明書 第二章 新型平壓模切機系統(tǒng)總體方案設(shè)計 2.1新型平壓模切機的原始數(shù)據(jù) （1）新型平壓模切機的生產(chǎn)能力為每小時壓制紙板3000張； （2）紙板尺寸為250mm250mm，由人工放入輸送線上，雙班制； （3）模壓行程H=50,回程的平均速度是工作行程平均速度的1.2倍左右，模壓生產(chǎn)阻力P=210N，模壓回程時不受力； （4）模具和滑塊的質(zhì)量約為120kg; （5）在最后加壓的5mm范圍內(nèi)施壓性能良好，即增力性好，且在5mm范圍內(nèi)施壓時間適當(dāng)長些； （6）工作臺距離地面12

18、00mm； （7）所設(shè)計機構(gòu)的性能要良好，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，節(jié)省動力，壽命長，便于制造。 2.2新型平壓模切機的工作原理及工藝動作分解 2.2.1新型平壓模切機的工作原理 從機器的工藝動作可以看出，可以把整個機構(gòu)運動的運動分成兩個部分，一是輔助運動，它可以用于完成紙板的夾緊，走紙，松開等動作。對實現(xiàn)該運動的傳動機構(gòu)要求做間歇運動；二是主運動，完成對紙板的壓切動作，要求裝有模板的滑塊做直線往復(fù)運動，其特點是行程短，受載大。本機構(gòu)要求行程是50毫米，最大載荷是P=0.810N，工作速度是每小時壓制3000張。另外，主運動和輔運動要相互協(xié)調(diào)，如圖2—1和圖2—2所示：

19、圖2—1 平壓模切機動作示意圖 圖2—2 模切機生產(chǎn)阻力曲線 壓制紙板的工藝過程分為“走紙”和“模切”兩部份，如圖2—1所示，4為工作臺面，工作臺上方的1為雙列鏈傳動，2為主動鏈輪，3為走紙橫塊(共五個)，其兩端分別固定在前后兩根鏈條上，橫塊上裝有若干個夾緊片。主動鏈輪由間歇機構(gòu)帶動，使雙列鏈條作同步的間歇運動。每次停歇時，鏈上的一個走紙模塊剛好運行到主動鏈輪下方的位置上。這時，工作臺面下方的控制機構(gòu)，其執(zhí)行構(gòu)件7作往復(fù)移動，推動橫塊上的夾緊裝置，使夾緊片張開，操作者可將紙板8喂入，待夾緊后，主動鏈輪又開始轉(zhuǎn)動，將紙板送到具有上模5(裝調(diào)以后是固定不動的)和下模6的

20、位置，鏈輪再次停歇。這時，在工作臺面下部的主傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行構(gòu)件——滑決6和下模為一體向上移動，實現(xiàn)紙板的壓痕、切線，稱為模壓或壓切。壓切完成以后，鏈條再次運行，當(dāng)夾有紙板的橫塊走到某一位置時，受另一機構(gòu)(圖上未表示)作用，使夾緊片張開，紙板落到收紙臺上，完成一個工作循環(huán)。與此同時，后一個橫塊進入第二個工作循環(huán)，將已夾緊的紙板輸入壓切處，如此實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作。 2.2.2新型平壓模切機的工藝動作分解 新型平壓模切機是印刷、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設(shè)備。該機可對各種規(guī)格的白紙板、厚度在4mm以下的瓦愣紙板，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

21、工或機械沿切線處去掉邊料后，沿著壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱或制成凹凸的商標。這種設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量可靠、成型性好、經(jīng)久耐用、維修方便等特點。本次設(shè)計的模切機是半自動平壓模切機，機構(gòu)簡單，動力節(jié)省，成成本低，可以適用于各種不同規(guī)模的企業(yè)。 為了實現(xiàn)壓痕、切線、壓凹凸等動作，新型平壓模切機必須具備以下幾個工藝動作： 1） 夾緊機構(gòu)將紙版夾緊； 2） 將紙板走紙到位； 3） 進行沖壓模切； 4） 夾緊機構(gòu)松開，完成模切。 其具體工藝動作順序如下： 圖2-3 新型平壓模切機的工藝動作順序 2.3執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計 對于新型平壓模切機的運動循環(huán)圖主要是確定控制夾緊裝置張開

22、，夾緊送料和加壓模切三個執(zhí)行機構(gòu)的先后順序、相位，以及對各執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計、裝配和調(diào)試。 新型平壓模切機的加壓模切機構(gòu)為主機構(gòu)，下壓模為標定件，以曲柄轉(zhuǎn)角φ橫坐標起點，縱坐標表示各執(zhí)行機構(gòu)的位移起逸位置。 （1）曲柄自φ運動至φ相應(yīng)于下壓模向上移動5mm，此為下壓模施壓區(qū)間。（φ-φ）愈大，加壓效果愈理想。 （2）為保證紙板處于靜止?fàn)顟B(tài)下模切，輸送鏈輪比φ角提前10停止，并滯后φ角10開始轉(zhuǎn)動。 （3）在夾緊工位上，應(yīng)確保輸送輪停止轉(zhuǎn)動后，推桿才升至最高位置，頂動夾緊片松開，輸送鏈輪重新轉(zhuǎn)動前，推桿迅速下降，使夾緊片夾緊紙板。在此期間，保證有足夠的時間將紙板送入夾緊片。 1、首先確定執(zhí)

23、行機構(gòu)的運動循環(huán)時間T 該新型平壓模切機模切沖壓機構(gòu)即為主執(zhí)行機構(gòu)，該機構(gòu)沖壓、回程一個往復(fù)即構(gòu)成一個運動循環(huán)，其所需時間由生產(chǎn)率來確定。因為新型平壓模切機的生產(chǎn)率Q=3000張/時,即曲柄軸每轉(zhuǎn)一周(360O),下模往復(fù)移動一次完成一個工作循環(huán)。為滿足生產(chǎn)率，曲柄每小時轉(zhuǎn)速為,故其運動循環(huán)時間。 2、確定執(zhí)行構(gòu)件各區(qū)段的運動時間及相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角 　。 3、繪制新型平壓模切機的三個執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖如下： 圖2—4的新型平壓模切機的運動循環(huán)圖 2.4設(shè)計方案的討論 2.4.1設(shè)計方案的討論 根據(jù)半自動平壓模切機的工作原理，把機器完成加工要求的動作分解成若干種基

24、本運動。進行機械運動方案設(shè)計時，最主要的是要弄清設(shè)計要求和條件，掌握現(xiàn)有機構(gòu)的基本性能，靈活地應(yīng)用現(xiàn)有機構(gòu)或有創(chuàng)造性地構(gòu)思新的機構(gòu)，以保證機器有完善的功能和盡可能低的成本。完成一項運動，一般來說總有幾種機構(gòu)可以實現(xiàn)，所以，不同的機構(gòu)類型及其組合將構(gòu)成多種運動方案。對本題進行機械運動方案設(shè)計時應(yīng)考慮以下問題： (1) 設(shè)計實現(xiàn)下模往復(fù)移動的機構(gòu)時，要同時考慮機構(gòu)應(yīng)滿足運動條件和動力條件。例如實現(xiàn)往復(fù)直線移動的機構(gòu)，有凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)等。由于壓制紙板時受力較大，宜采用承載能力高的平面連桿機構(gòu)，而連桿機構(gòu)中常用的有四桿機構(gòu)和六桿機構(gòu)，再從機構(gòu)應(yīng)具有急回特性的要求出發(fā)，在定性分析

25、的基礎(chǔ)上，選取節(jié)省動力的機構(gòu)。當(dāng)受力不大而運動規(guī)律又比較復(fù)雜時，可采用凸輪機構(gòu)。例如本題中推動夾緊裝置使夾緊片張開的控制機構(gòu)，由于夾緊片張開后要停留片刻，讓紙板送入后才能夾緊，因而推桿移動到最高位置時，有較長時間停歇的運動要求，故采用凸輪機構(gòu)在設(shè)計上易于實現(xiàn)此要求，且結(jié)構(gòu)簡單。 (2) 為滿足機器工藝要求，各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的動作在規(guī)定的位置和時間上必須協(xié)調(diào)，如下壓模在工作行程時，紙板必須夾緊；在下壓?；爻虝r，紙板必須送到模壓位置。因此，為使各執(zhí)行構(gòu)件能按工藝要求協(xié)調(diào)運動，應(yīng)繪出機械系統(tǒng)的機構(gòu)運動循環(huán)圖。 (3) 根據(jù)機器要求每小時完成的加工件數(shù)，可以確定執(zhí)行機構(gòu)主動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速。若電動

26、機轉(zhuǎn)速與執(zhí)行機構(gòu)的主動件轉(zhuǎn)速不同，可先確定總傳動比，再根據(jù)總傳動比選定不同的傳動機構(gòu)及組合方式，例如帶傳動和定軸輪系串聯(lián)或采用行星輪系等；有自鎖要求而功率又不大時，可采用蝸桿蝸輪機構(gòu)。對定軸輪系要合理分配各對齒輪的傳動比，這是傳動裝置的一個重要問題，它將直按影響機器的外廓尺寸、重量、潤滑和整個機器的工作能力，這個問題將在機械設(shè)計課中解決。 (4) 在一個運動循環(huán)內(nèi)僅在某一區(qū)間承受生產(chǎn)阻力很大的機器，將引起等效構(gòu)件所受的等效阻力矩有明顯的周期性變化，若電動機所產(chǎn)生的驅(qū)動力矩近似地認為是常數(shù)，則將引起角速度的周期性波動。為使主動作的角速度較為均勻，應(yīng)考慮安裝飛輪?？蛇m當(dāng)選擇帶傳動的傳動比

27、，使大帶輪具有一定的轉(zhuǎn)動慣量而起飛輪的作用，通常應(yīng)計算大帶輪的轉(zhuǎn)動慣量是否滿足要求，如不滿足，則需另外安裝飛輪。 實現(xiàn)本題要求的機構(gòu)方案有多種： (1) 實現(xiàn)下模往復(fù)移動的執(zhí)行機構(gòu)——具有急回或增力特性的往復(fù)直移機構(gòu)有曲柄滑塊機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)(或?qū)U機構(gòu))與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)組成的六桿機構(gòu)等。 (2) 傳動機構(gòu)——連續(xù)勻速運動的減速機構(gòu)有帶傳動與兩級齒輪傳動串聯(lián)、帶傳動與行星輪系串聯(lián)和行星輪系(需安裝飛輪)等。 (3) 控制夾緊裝置的機構(gòu)——具有一端停歇的往復(fù)直移運動機構(gòu)有凸輪機構(gòu)、具有圓弧槽的導(dǎo)桿機構(gòu)等。 2.4.2執(zhí)行機構(gòu)的選型 通過前述的運動分解及夾緊機構(gòu)分

28、析、送料機構(gòu)分析、模切機構(gòu)分析、傳動機構(gòu)分析可得出下述的運動轉(zhuǎn)換功能圖： 圖2—5 新型平壓模切機運動轉(zhuǎn)換功能圖 接下來將功能元即基本運動轉(zhuǎn)換功能框圖列為縱坐標，與功能元匹配的機構(gòu)列為橫坐標，于是便可形成下圖所示的形態(tài)學(xué)矩陣： 根據(jù)控制夾緊裝置張開，夾緊送料，加壓模切這三個執(zhí)行構(gòu)件動作要求和機構(gòu)特點可以選擇表2—1的常用機構(gòu)，這一表格就是執(zhí)行機構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。 表2-1 執(zhí)行機構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣 控制夾緊裝 置張開機構(gòu) 凸輪推桿機構(gòu) 圓弧槽導(dǎo)桿機構(gòu) 螺旋機構(gòu) 夾緊送料機構(gòu) 紙板的輸送機構(gòu) 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

29、 棘輪機構(gòu) 紙板的固定 剛性彈簧夾 普通夾子 加壓模切機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)(或?qū)U機構(gòu))與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)組成的不同六桿機構(gòu)見圖2—6、圖2—7及圖2—8。 凸輪推桿機構(gòu) 對于加壓模切部分不同組合的六桿機構(gòu)要求具有急回或增力特性，所以設(shè)計出一下三種組合，見圖2—6圖2—7及圖2—8。 圖2-6 六桿機構(gòu)組合之一（偏心輪式肘節(jié)機構(gòu)） 圖2-7 六桿機構(gòu)組合之二 圖2-8 六桿機構(gòu)組合之三 根據(jù)上表所示的各種具有可能性的機構(gòu)進行組合，可以得出各種不同的方案。各個方

30、案的可行性效果各不相同，各自有自己的優(yōu)點和不足。例如控制夾緊裝置張開中凸輪機構(gòu)具有運動精確，可靠性高等特點，但是制造困難。下面將進行運動方案的選擇和評定。 2.4.3機械運動方案的選擇和評定 根據(jù)表3—1所示的三個執(zhí)行機構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣，可以求出新型平壓模切機的機械運動方案數(shù)為： N=32324=144 現(xiàn)在，可以按給定條件、各機構(gòu)的相容性和盡量使機構(gòu)簡單，效率高，成本低，動力節(jié)省等等要求來選擇方案。由于方案較多，此處分部分進行討論： I、首先是加緊送料機構(gòu)的選擇： (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；

31、 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

32、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。 （4）最終選型：紙板的輸送選用雙列鏈輪傳動；紙板的停歇選用特殊齒輪組；紙板的固選用剛性彈簧夾。于是擬定其為夾緊送料機構(gòu)的選型，以下部分將不再重復(fù)敘述。這樣可選擇的執(zhí)行機構(gòu)方案還有： N=31=12種 II、其他非執(zhí)行機構(gòu)的選型見擬定的下表： 表2—2 非執(zhí)行機構(gòu)的選型 動力傳遞機構(gòu) 聯(lián)軸器 V形帶傳動 鏈傳動 變速轉(zhuǎn)向機構(gòu) 圓柱齒輪傳動機構(gòu)

33、 單級蝸桿傳動機構(gòu) 錐--圓柱齒輪傳動機構(gòu) III、可行的方案選定 綜上所述可以選定三個結(jié)構(gòu)比較簡單而又更加可行的方案進行比較。 方案（I）：控制夾緊裝置張開機構(gòu)為凸輪推桿機構(gòu)----夾緊送料機構(gòu)----加壓模切機構(gòu)為圖2—6六桿機構(gòu)組合之一（偏心輪式肘節(jié)機構(gòu)）----V形帶傳動----圓柱齒輪傳動機構(gòu)； 方案（II）：控制夾緊裝置張開機構(gòu)為螺旋機構(gòu)----夾緊送料機構(gòu)----加壓模切機構(gòu)為凸輪推桿機構(gòu)----聯(lián)軸器----錐--圓柱齒輪傳動機構(gòu)； 方案（III）：控制夾緊裝置張開機構(gòu)為凸輪推桿機構(gòu)----夾緊送料機構(gòu)----加壓模切機構(gòu)為凸輪推桿機構(gòu)----聯(lián)軸器----單

34、級蝸桿傳動機構(gòu)。 下面針對以上的三種方案用模糊綜合評價方法來進行評估選優(yōu)，再從中選取一種更為合適的方案。 對于方案(I):（1）在機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量方面：由于V形帶傳動和齒輪的組合傳動，功率損失小，機械效率高，可靠性高；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）在機械的運動分析方面：在同一傳動機構(gòu)的帶動下，特殊齒輪和雙列鏈輪機構(gòu)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。 （3）在

35、機械動力分析方面：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。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。 （4）在機械結(jié)構(gòu)合理性方面：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。在滿足運動要求的條件下，連桿機構(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。 （5）在機械經(jīng)濟性方面：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

36、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I的示意圖見圖2—6 圖2-9 方案I的示意圖 對于方案(II)：(1)機械功能的實現(xiàn)質(zhì)量：相較于方案A的V形帶，聯(lián)軸器的傳遞效率雖然高，但是減速效果差；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

37、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。 (4)機械結(jié)構(gòu)合理性：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)機械經(jīng)濟性：由于凸輪機構(gòu)和錐圓柱齒輪的設(shè)計、加工制造較難，用料較大，維修不易，故而生產(chǎn)和維修經(jīng)濟成本均較高。 對于方案III：（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

38、，環(huán)境適應(yīng)好，但傳動效率低，不適宜于連續(xù)長期工作?？傮w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：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

39、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，同時結(jié)合平壓模切機的現(xiàn)有技術(shù)水平和制造水平，在對于傳統(tǒng)的平壓模切機進行創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，并使之符合國家十二五規(guī)劃中“高效節(jié)能”的指導(dǎo)思想后，選擇方案I作為此次新型平壓模切機的設(shè)計方案。 第三章 電動機的選擇 電動機是新型平壓模切機的原動機，為其提供動力來源，電動機的選擇原則是既能滿足系統(tǒng)的動力需求，同時也能達到節(jié)約能源的要求，根據(jù)國家十二五規(guī)劃的要求，高效節(jié)能也是電動機的選擇原則。 電動機的選擇首先是進行功率計算： P=P=

40、 P=210=7.37（kw） 其中，P---執(zhí)行機構(gòu)所需的功率、Kw；P---模切過程生產(chǎn)阻力、N；S---有效模切行程（回程時不受力，故有效行程只有整個行程的一半）、mm；T---周期、s；K---行程速比系數(shù)(此處取值為1.3)。 計算傳動效率：==0.950.980.97=0.757 其中，表示總效率；表示帶傳動效率；表示軸承效率；表示齒輪的嚙合效率，表示其他部分的效率。于是電動機的功率為：P===9.74kw。 參照[2]知Y系列三相異步電動機是按照國際電工委員會（IEC）標準設(shè)計的，具有國際互換性的特點。具有防灰塵、鐵屑或其他雜物入侵電動機內(nèi)部之特點，B級絕緣，尤其適用于維

41、特需要求的機械上，所以此處選擇Y系列的三相異步電動機，根據(jù)[2]知額定功率與P相接近的為11kw，故此處選取電動機額定功率P為11kw。 執(zhí)行機構(gòu)即曲柄的轉(zhuǎn)速計算：n=n=3000r/h=3000r/60min=50r/min 可選擇的電動機方案，初步擬定為： 表3-1 電動機方案 方案 型號 （kw） 轉(zhuǎn)速 r/min 重量 N 參考價格（元） 傳動比 同步 滿載 總傳動比 V帶 減速器 1 Y160M1-1 11 3000 2930 1170 1350 60 3~4.8 12.5~20 2 Y160M-4

42、 11 1500 1460 1230 1800 30 1.5~2.4 12.5~20 3 Y160L-6 11 1000 970 1470 1600 20 1~1.6 12.5~20 對于對于第一種方案：總傳動比i==60，根據(jù)[1]ZLY型硬齒面圓柱齒輪減速器（摘自JB/T 8853—2001）的傳動比范圍是i=12.5~22，于是帶傳動的傳動比i===2.7~4.8； 對于第二種方案：總傳動比i==30，根據(jù)[1]ZLY型硬齒面圓柱齒輪減速器（摘自JB/T 8853—2001）的傳動比范圍是i=12.5~22，于是帶傳動的傳動比i===1.36~2

43、.4； 對于第三種方案，總傳動比i==20，根據(jù)[1]ZLY型硬齒面圓柱齒輪減速器（摘自JB/T 8853—2001）的傳動比范圍是i=12.5~22，于是帶傳動的傳動比i===0.9~1.6。 根據(jù)[3]帶傳動的最佳傳動比在2.5~7之間，同時綜合考慮市場價格，于是選擇第一種方案為最佳方案。取減速器傳動比i=20，則帶傳動的傳動比i===3.0。. 表3-2 電動機的外形及尺寸 型號 安裝尺寸(mm) 外形尺寸(mm) A B C D E F G H K AB AC AD HD L Y160M1-1 254 210 108

44、42 110 12 37 160 15 330 335 265 385 605 第四章 傳動零件設(shè)計 4.1 傳動比分配 由第四章可知總傳動比i=60，電動機的滿載轉(zhuǎn)速為2930r/min，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，曲柄的轉(zhuǎn)速為50r/min。 根據(jù)第二章的方案設(shè)計知：新型平壓模切機的傳動形式為：首先采用帶傳動，再采用二級圓柱齒輪減速器傳動。并且已經(jīng)確定V帶傳動的傳動比為i=3，二級圓柱齒輪減速器的傳動比為：i=20，考慮到潤滑以及加工制造的簡單，并根據(jù)[1]取低速級傳動比為=3.50則i=ii=3.505.71

45、=20，于是高速級的傳動比為：=5.71。 4.2 V帶傳動設(shè)計 帶傳動為新型平壓模切機傳輸動力，制造成本較低，且能夠很好地滿足新型平壓模切機的設(shè)計要求，是較為理想的傳動裝置，本次V帶傳動的設(shè)計包括選擇帶的型號、確定基準長度、根數(shù)、中心距、帶輪的材料、基準直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸等。 根據(jù)[5]知帶傳動的設(shè)計步驟如下： （1）確定計算功率P 計算功率P是根據(jù)傳遞的功率P和帶的工作條件而確定的，P=KP， 式中：K——工作情況系數(shù)，由表8—7知K=1.4，P——電動機額定功率，由第四章知，P=11kw，于是P=KP=1.411=15.4kw。 （2）選擇V帶的帶型 根據(jù)計算功率P

46、和小帶輪的轉(zhuǎn)速n，從圖8—11選取普通V帶的帶型為B型、 （3）確定帶輪的基準直徑d并驗算帶速 I）初選小帶輪的基準直徑 根據(jù)V帶的帶型，參考表8-6和表8-8確定小帶輪的基準直徑，應(yīng)使。對于B型，=125mm，取小帶輪的基準直徑=150mm。 II）驗算帶速 根據(jù)式8—13計算帶的速度23，根據(jù)[5]帶速不可以過高或過低，一般推薦，最高帶速，此處滿足這個要求。 III）計算大帶輪的基準直徑 由計算有。 （4）確定中心距，并選擇V帶的基準長度 I）根據(jù)帶傳動總體尺寸的限制條件，結(jié)合式8-20知，即，此處取中間數(shù)值。 II）計算相應(yīng)的帶長 =mm 再根據(jù)表8-2

47、知帶的基準長度=2500mm III）計算中心距及其變動范圍 傳動的實際中心距近似為：==765mm，考慮到帶輪的制造誤差、帶長誤差、帶的彈性以及帶的松弛而產(chǎn)生的補充張緊的需要，常給出中心距的變動范圍： （5）驗算小帶輪上的包角 由式知其滿足設(shè)計要求。 （6）確定帶的根數(shù)z 運用公式8-26：計算帶的根數(shù)，式中表示單根普通帶的基本額定功率，由表8-4a知=4.5kw；表示單根普通V帶額定功率的增量，由表8-4b知=0.89kw；表示當(dāng)包角不等于時的修正系數(shù)，由表8-5知=0.94；表示當(dāng)帶長不等于實驗規(guī)定的特定帶長時的修正系數(shù)，由表8-2知=1.03；表示單根

48、V帶的額定功率。于是，進行圓整后取z=3. （7）確定帶的初拉力 由式8-6計算帶的初拉力，式中q表示傳動帶單位長度的質(zhì)量，由表8-3知q=0.18kg/m；將之前的已知條件代入其中得 ==280N 對于新安裝的V帶，初拉力應(yīng)為1.5。 （8）計算帶傳動的壓軸力 為了設(shè)計帶輪軸的軸承，需要計算帶傳動作用在軸上的壓軸力，由式8-28知=1646N （9）帶輪張緊裝置的設(shè)計 V帶運動一定時間以后，會因為帶的塑性變形和磨損而松弛，為了保證帶傳動的正常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，采取相應(yīng)的補救措施。新型平壓模切機中的帶傳動采用張緊輪的張緊裝置。由于此設(shè)計中的中心距不可調(diào)，所以張緊輪將

49、帶張緊。 設(shè)置張緊輪應(yīng)注意：（1）應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲； （2）張緊輪應(yīng)盡量靠近大帶輪，以免減少帶在小帶輪上的包角； （3）張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同，且直徑小于小帶輪的直徑。 圖4-1 張緊輪裝置 （10）帶輪的設(shè)計 根據(jù)參考文獻[5]知帶輪的材料選為HT200； V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成。V帶的機構(gòu)形式與基準直徑有關(guān)，而有本章前節(jié)知小帶輪的直徑=150mm，大帶輪的直徑=450mm，根據(jù)參考文獻[5]選取小帶輪為腹板式，大帶輪為輪輻式。 下面對大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算如下： ，??；

50、，取； ； ； ，取； ； ； 式中：－傳遞功率，kw；n－大帶輪的轉(zhuǎn)速，r/min；－輪輻數(shù)。 輪槽截面尺寸見下表： 表4-1 輪槽截面尺寸 槽型 f min min e B 14 11.5 10.8 3.5 19 7.5 大帶輪結(jié)構(gòu)見零件圖MQJ00-06。. 4.3 減速器齒輪組的設(shè)計 新型平壓模切機的二級傳動部分采用的是二級圓柱齒輪減速器傳動方案，在此處主要是進行齒輪組的設(shè)計，其中涉及了很多方面的內(nèi)容，包括齒輪材料的選擇，強度的計算，尺寸的設(shè)計等方面，下面具體進行介紹。 由4

51、.1節(jié)知低速級傳動比為i=3.50，高速級的傳動比為：i=5.71。 4.3.1 高速級齒輪的設(shè)計計算 1． 選定高速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ①． 結(jié)合工作要求選擇齒輪傳動類型為直齒圓柱齒輪傳動。 ②． 模切機為一般機械，故選用7級精度（GB 10095—88）［5］。 ③． 由表10-1［5］選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 ④． 選小齒輪齒數(shù) 初選小齒輪齒數(shù)Z1=23，由i3=5.71，可知Z2=131 2．按齒面接觸強度設(shè)計 （1）由設(shè)計計算公式（10-9a）進行試

52、算，即 確定公式內(nèi)各個參數(shù)的數(shù)值。 1）初選載荷系數(shù)。 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3）由表10-7選取齒寬系數(shù) 4）由表10-6查出材料的彈性影響系數(shù)。 5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強度極限；大齒輪接觸疲勞強度極限。 6）由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù),

53、8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。 失效概率為1%，安全系數(shù)S=1,由式10-12即得: （2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑d1t,代入中較小的值 mm=61.03mm 2）計算圓周速度。 3）計算齒寬b 4）計算齒寬與齒高之比。 模數(shù) 齒高 5）計算載荷系數(shù)。 根據(jù)，7級精度，由圖10-8查得動載荷系數(shù)； 直齒輪，； 由表10-2查得使用系數(shù); 由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承對稱布置時，。 由，，查圖10-13得；故載荷系數(shù) 6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度

54、圓直徑，由公式10-10a得 7)計算模數(shù)。 。 3．按齒根彎曲強度設(shè)計 由式10-5得彎曲強度設(shè)計公式為 （1） 確定公式內(nèi)得各計算數(shù)值 1） 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限； 2） 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù),; 3） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式10-12即得： 4) 計算載荷系數(shù)K。 5) 查取齒形系數(shù)。 由表10-5查得；。。 6） 查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由表10-5查得; 。 7） 計算大、小齒輪的并加以比較。 大齒輪數(shù)值大。 （2） 設(shè)計計算

55、 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與輪齒直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取有彎曲強度算的模數(shù)1.985并就近圓整為m=2考慮模切機的沖擊，齒輪模數(shù)從大選取由齒面接觸疲勞強度所決定，從而最后選取模數(shù)為2.5mm。按接觸疲勞強度算得為,算出小齒輪的齒數(shù) ； 大齒輪齒數(shù)： ,取Z=149 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 4．幾何尺寸

56、的計算 （1）計算分度圓的直徑 ，圓整為：，取公差為：。 （2）計算中心距 （3）計算齒輪的寬度 取，。 （4）計算齒頂圓直徑和齒根圓直徑 齒頂圓直徑: ，圓整為：； 齒根圓直徑： =366.25mm (5) 由于，尺寸較小，故采用齒輪軸的形式； ，根據(jù)參考文獻[5]知該齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。 下面對高速級大齒輪進行結(jié)構(gòu)設(shè)計： ； <(8~10), 可取為15mm; 336.25mm; mm; 63m; =15mm (6) 高速級大齒輪結(jié)構(gòu)見零件圖MQJ00-

57、04。 4.3.2 低速級齒輪的設(shè)計計算 低速級齒輪的設(shè)計計算與高速級齒輪的設(shè)計計算方法一樣，由于設(shè)計時間的關(guān)系這里就不再進行具體設(shè)計，但本人已經(jīng)用軟件的而設(shè)計方法設(shè)計出了此高速級齒輪的分度圓直徑、齒寬等參數(shù)，見下表4-？，表中數(shù)據(jù)的單位是：mm。 低速級齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計亦同前，低速級小齒輪采用齒輪軸形式，低速級大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。下面對低速級大齒輪進行結(jié)構(gòu)設(shè)計： ； <(8~10), 可取為15mm; 346.5mm; mm; 56m; =23mm 低速級大齒輪結(jié)構(gòu)見零件圖MQJ00-05。 表4-2 減速器齒輪組的設(shè)計尺寸 齒輪型號 模數(shù)m 分

58、度圓 直徑 齒頂圓直 徑 齒根圓 直徑 齒寬B 齒數(shù)Z 高速級小齒輪 2.5 65 70 58.75 70 26 高速級大齒輪 2.5 373 378 366.25 65 149 低速級小齒輪 3 111 117 103.5 116 37 低速級大齒輪 3 384 390 376.5 111 128 4.4 不完全齒輪的設(shè)計 不完全齒輪的設(shè)計是此次設(shè)計的重要內(nèi)容，它是傳動零件，帶動整個鏈傳動的動作，也就是說不完全齒輪控制著整個模壓紙板的停與動的動作。所以，其運動的協(xié)調(diào)性極為重要。 由前

59、面的運動循環(huán)圖知：在一個循環(huán)周期內(nèi)，有接近0.4s的模壓時間，0.5s的工作行程時間，以及0.3s的急回行程時間。在這樣一個周期內(nèi)，在接近0.4s的模壓時間中，紙板是不能動的，要保持在模壓對中的位置。所以在這段時間內(nèi)，不完全齒輪是不能進行嚙合的。取非嚙合時間為0.4s，占整個周期的。 取與之嚙合的齒輪次數(shù)為60，則不完全此輪的齒數(shù)為。查參考文獻[3]知，為了提高齒面疲勞強度該齒輪的模數(shù)m取為。于是得到相嚙合的這一對齒輪: 分度圓直徑為； 齒頂圓直徑； 齒根圓直徑=115mm 由參考文獻[5]知：采用實心式結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計任務(wù)量的關(guān)系不完全齒輪的結(jié)構(gòu)見裝配總圖MQJ00。

60、 第五章 執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計 5.1平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)設(shè)計 在新型平壓模切機的設(shè)計中采用平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)作為執(zhí)行機構(gòu)，即偏心輪式肘節(jié)機構(gòu),如圖5—1所示。在新型平壓模切機的設(shè)計中，在保證其能夠按照模切要求進行模切以外，還要滿足在模切過程中能夠增力的要求以及具有急回特性的要求，在第三章方案設(shè)計中已經(jīng)說明該六桿機構(gòu)能滿足要求，下面將進行具體的計算論證。 圖5—1 平面六桿曲柄滑塊機構(gòu) 如下圖5—2所示，表示了執(zhí)行機構(gòu)的兩種極限運動狀況和位置，從圖中可以看出該六桿機構(gòu)是由曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)并聯(lián)而成。對于前者曲柄搖桿機構(gòu)在設(shè)計時保證其具有急回

61、特性的要求，后者搖桿滑塊機構(gòu)在設(shè)計時保證其具有增力特性的要求。 首先進行急回特性分析，如圖所示當(dāng)主動曲柄位于AB而與連桿BC成一條直線時，從動搖桿位于左極限位置CD。當(dāng)曲柄以等角速度ω順時針轉(zhuǎn)過δ而與連桿BC重疊時,曲柄到達位置AB,而搖桿則達到其右極限位置CD.當(dāng)曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)過角δ又回到位置AB時,搖桿CD由右極限位置回到左極限位置.且搖桿的往復(fù)擺角均為ψ=ψ-ψ。由圖可以看出曲柄相應(yīng)的兩個轉(zhuǎn)角δ和δ為： δ=180+θ δ=180-θ 式中，θ為搖桿位于兩極限位置時，曲柄兩位置所夾的銳角，即為極位夾角。根據(jù)[7]知具有急回夾角的機構(gòu)滿足急回特性. 由于δ>δ,因此曲柄以等角速度ω轉(zhuǎn)

62、過兩個角度時，對應(yīng)的時間t>t,并且δ/δ= t/ t。而搖桿的平均速度為：ω=ψ/ t,ω=ψ/ t,顯然ω<ω.從而K===，由原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求知，平面六桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.3，所以=180=180=23.48 圖5—2 平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)的兩種極限位置和運動狀況 接下來進行平面六桿機構(gòu)的自由度分析，根據(jù)[7]的相關(guān)知識知判斷所設(shè)計的運動鏈是否成為機構(gòu)，是提出新的設(shè)計方案時自行評價方案可行性的關(guān)鍵一步。運動鏈能成為機構(gòu)的首要條件，是運動鏈的自由度必須大于零，并且原動件的數(shù)目應(yīng)等于運動鏈的自由度數(shù)。此平面六桿機構(gòu)均是低副機構(gòu)，所以自由度F=3n-2P-P=36-27=1

63、(C處有兩個自由度)。這與原動機的個數(shù)為一個相吻合，能夠構(gòu)成機構(gòu)。 再進行平面六桿機構(gòu)的具體尺寸設(shè)計，如圖5—2所示，設(shè)AB=a，BC=b，CD=c，AD=f，CE=d，ED=I，EE=H，CAC=，CCA=，ACD=，CDE= 考慮到模切機的總體結(jié)構(gòu)布置以及總體尺寸的要求，以及工作臺距地面1200mm，可以考慮按照7:5的關(guān)系進行，可取桿CD=400mm, 桿CE=300mm,結(jié)合模切行程H=50mm, =23.48度，則： 在CDE（兩邊之和大于第三邊）中運用余弦定理知： cos ===0.95 于是：=18.19，所以CD桿的擺動范圍是：[0,18.19]。 圖5-3

64、 圖解法設(shè)計 首先選定D點，作Dq1及Dq2,使其間的夾角ψ=18.717，分別在Dq1、Dq2上截取桿c長度DC1=DC2=400mm。連接C1C2作直線CM⊥C1C2，作直線CN使∠AC=90-θ=66.522，直線C1M與直線C2N相交于點P，然后以C2P中點為圓心，1/2C2P長為半徑作△C1C2P的外接圓。于是可在的圓弧上可任選一點A作為曲柄的回轉(zhuǎn)中心。但考慮到a為曲柄，實際中將采用曲軸作為曲柄，故a不宜大于50mm且不宜小于30mm，故可粗取AD即d桿為280mm，則有： 其中：AC1＝192.771mm,AC1=280.976mm，可根據(jù)ｄ＝280mm，

65、確定A點，從而從圖中測量出數(shù)據(jù)。 從而得出六桿機構(gòu)長度尺寸分別為： a=44.1025mm；ｂ＝236.8735mm；ｃ＝400mm；ｄ＝280mm；ｅ＝300mm。 因為ａ＋ｃ＝444.1025mm＜ｂ＋ｄ＝516.8735mm，故滿足平面四桿機構(gòu)桿長之和條件，其中以ｄ桿為機架，則ａ、ｂ、ｃ、ｄ四桿構(gòu)成一個曲柄搖桿機構(gòu)，ａ為曲柄，ｃ為搖桿。 下面對該平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)進行受力分析： 如下圖4-3所示，該下模板所受阻力為Q，連桿BC的推力為P，肘桿CE上的力為T，其力的作用線與DE的夾角為α，L1是推力P作用線對鉸支點D的垂直距離，L2是力T的作用線對鉸支點D的距離，ψ是搖桿CD的

66、擺角。則在不考慮摩擦力和慣性力的情況下，將力T和P對鉸支點D列力矩方程： ，則： 圖5-4 平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)受力分析 由上式可以看出：在P一定的情況下，要使Q較大，可使L1盡量大，L2、α盡量小。當(dāng)肘桿DC與肘桿CE接近一條直線時，L1幾乎為一定值，而L2、α趨近于0，故由公式知此時力Q理論上將趨近于無窮大，所以此時足可以滿足模切要求 5.2凸輪機構(gòu)的設(shè)計 凸輪機構(gòu)的設(shè)計極為重要，它是控制彈簧夾子張開與閉合的一大機構(gòu)，它設(shè)計的成功與否直接關(guān)系著整個平壓模切功能的完成與否。在進行凸輪機構(gòu)的設(shè)計時，最重要的是滿足運動協(xié)調(diào)的要求。只有在指定的時間使彈簧夾子張開和夾緊，才能滿足設(shè)計要求。 由前面的運動循環(huán)圖可知：在一個循環(huán)周期內(nèi)，前保持模壓的時間為0.4S,為整個周期的，于是得到凸輪有保持直徑不變，即處于夾緊狀態(tài)。模壓完成后，彈簧夾子松開，凸輪的直徑慢慢降低，直至彈簧夾子完全松開，可取。之后凸輪便處于直徑不變狀態(tài)，在此狀態(tài)下彈簧夾子一直張開，等待操作者將紙板放入。在即將進入模切狀態(tài)之前，彈簧夾子必須夾緊，也就是說在這之前，凸輪直徑必須增加