機械原理課程設計機電一班

1、半自動平壓模切機設計 說明書姓名：李 強學號：20116325班級：機電一班目錄一、設計目的2二、工作原理及工作過程2三、運動循環(huán)圖3（1）運動示意圖3（2）各部件運動分析4四、送料、模切機的選型5（1）送料機構(gòu)的選型5（2）模切沖壓機構(gòu)選型5五、械運動方案的評定與選擇6方案A7方案B9方案C：10六、電動機選型11七、平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)的設計14八 機構(gòu)運動簡圖16九 傳動和執(zhí)行機構(gòu)運動尺寸計算17十、飛輪的設計26一、設計目的通過本課程設計將學過的基礎理論知識進行綜合應用，著手設計“半自動平壓模切機”。通過對機構(gòu)的選型、設計；對機械傳動方案、機械運動方案的選擇和評價而培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設計，計算能

2、力。熟悉一般的機械裝置設計過程。二、工作原理及工作過程半自動平壓模切機是印刷、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設備。它可對各種規(guī)格的紙板、厚度在4mm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。半自動平壓模切機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。其具體工作順序如下：三、運動循環(huán)圖（1）運動示意圖由上述機構(gòu)運動要求，繪制如下運動示意圖：（2）各部件運動分析1、主軸的選擇和轉(zhuǎn)角運算 選擇變速箱的輸出軸為運動分析主軸，平面六桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K

3、=1.3，則極為夾角為根據(jù)機械原理有關(guān)知識，并知該運動周期以 156.5°=180°-23.5°為分界點，分為0°156.5°和156.5°360°兩個過程 2、模切機構(gòu)的分析 當主軸轉(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定模切位置，進行沖壓模切；當主軸轉(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。 軸轉(zhuǎn)角為0°3、走紙機構(gòu)的分析 當主-156.5°，特殊齒輪組（用于完成間歇運動）

4、沒有嚙合運動，鏈輪鏈條處于靜止狀態(tài)；當主軸轉(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。 4、夾緊裝置的分析 當主軸轉(zhuǎn)角為0°-156.5°，帶動夾子的凸輪走過推程，進入遠休止使剛性彈簧夾完成夾紙動作；當主軸轉(zhuǎn)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)。綜上可得運動循環(huán)圖如下：主軸轉(zhuǎn)角停止運動夾緊裝置送料夾緊輸入走紙模切機構(gòu) 滑塊上升滑塊下降四、送料、模切機的選型（1）送料機構(gòu)的選型1、對于紙板的輸送機構(gòu)，選擇雙列鏈輪傳動。2、對于紙板停歇機構(gòu)、選用特殊齒輪組。3、對

5、于紙板的固定，選用剛性彈簧夾。（2）模切沖壓機構(gòu)選型五、械運動方案的評定與選擇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)動力傳遞機構(gòu)聯(lián)軸器V形帶變速轉(zhuǎn)向機構(gòu)圓柱齒輪傳動機構(gòu)單級蝸桿傳動機構(gòu)備選機構(gòu)列由上述備選機構(gòu)中選出3種典型可行方案如下： 方案A：雙列鏈輪傳動-特殊齒輪組-剛性彈簧夾-平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)-V形帶-圓柱齒輪傳動機構(gòu)方案B：雙列鏈輪傳動-凸輪機構(gòu)-普通夾子-直動推桿凸輪機構(gòu)-聯(lián)軸器-錐-圓柱齒輪傳動機構(gòu)方案C：皮帶輪傳動-凸輪機構(gòu)-普通夾子-直動桿凸輪機構(gòu)-聯(lián)軸器-單級蝸

6、桿傳動機構(gòu)典型可行方案評定方案A（1）示意圖 （2）分析與評定1運動分析 雙列鏈傳動機構(gòu)承載能力大，傳動效率高，可實現(xiàn)中心矩較大的軸間傳動。雙列鏈輪機構(gòu)和特殊齒輪在主動輪的帶動下完成走紙的間歇運動，并且能準確配合沖壓模切運動，精度高; V形帶和齒輪的組合傳動，功率損失小，機械效率高，可靠性高; 剛性彈簧夾能自動的實現(xiàn)紙板的夾緊與松開 2機械的力學分析 平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)具有良好的力學性能，在承受載荷，加速度，耐磨性，制造難易，重量和結(jié)構(gòu)復雜性這些具體項目的性能明顯優(yōu)于連桿凸輪組合機構(gòu)，它可以平穩(wěn)的完成模切任務。如果加上飛輪的調(diào)節(jié)，它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

7、動。所以選擇六連桿機構(gòu)作為沖壓模切機構(gòu) 3 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，尺寸設計簡單，機構(gòu)重量適中。 4 機械結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性 平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)設計，加工制造簡單，使用壽命長，維修容易，經(jīng)濟成本低。其他機構(gòu)性價比也很高。最重要是能很好的循環(huán)工作，這才是最大的經(jīng)濟效益。 方案B（1）示意圖（2）分析與評定分析與評定： （1）機械運動分析 下模向上運動進行模切運動時會產(chǎn)生很大的生產(chǎn)阻力，但是直動推桿凸輪機構(gòu)不能承受很大的阻力，所以選用直動推桿凸輪機構(gòu)來完成沖壓模切并不是很合理；凸輪機構(gòu)長時間帶動走紙機構(gòu)進行間歇運動，將會使工作磨損變形產(chǎn)生的微小誤差積累，這會造成走紙機構(gòu)定位的準確性下降

8、，最終引起各執(zhí)行機構(gòu)間的配合運動失調(diào)。 （2）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，聯(lián)軸器的傳遞效率雖然高，但是減速效果差。 （3）機械結(jié)構(gòu)合理性 該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但是，凸輪機構(gòu)的運用會造成整體機構(gòu)的尺寸和重量都變大。使用普通夾子不僅不便于紙板的自動化夾緊和松開，而且需要相應輔助手段，增加了機構(gòu)的尺寸。 （4）機械機構(gòu)經(jīng)濟性 凸輪機構(gòu)和錐圓柱齒輪的設計、制造較難，用料較大，生產(chǎn)成本較高，況且維修方面的技術(shù)含量較高，經(jīng)濟成本較高。 總體上機械功能的實現(xiàn)較差 方案C：（1）示意圖（2）分析與評定(1) 機械運動分析 V帶雖然結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，成本低廉

9、，沖擊力小，傳動平穩(wěn)，噪聲小，但是易磨損、打滑，傳動效率低，壽命較短，走紙運動的精度不高，很難實現(xiàn)走紙定位與沖壓模切兩者之間的協(xié)調(diào)性。 (2) 機械動力分析 蝸桿減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，環(huán)境適應好，但傳動效率低，易發(fā)熱，不適宜于連續(xù)長期工作。直動推桿凸輪機構(gòu)難以承受較大的生產(chǎn)阻力，如果長期在重載條件下工作，直動推桿凸輪機構(gòu)將不能滿足沖壓模切的力學要求； (3) 機械機構(gòu)合理性 該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但是，凸輪機構(gòu)的運用會造成整體機構(gòu)的尺寸和重量都變大。 (4) 機械機構(gòu)經(jīng)濟性 使用普通夾子會降低了生產(chǎn)成本，但由于其易磨損，維修成本大，并且不便于紙板的自動化夾緊和松開，需要相應輔助手段，經(jīng)濟成本還是很大。凸輪機構(gòu)和蝸桿機構(gòu)也會是經(jīng)濟成本增加。 總體上機械功能的實現(xiàn)很差 綜上所述，從、機械運動分析、機械動力分析、機械結(jié)構(gòu)合理性與經(jīng)濟性這四個方面綜合考慮，方案A各方面性能最優(yōu)。六、電動機選型1類型和結(jié)構(gòu)形式：三相異步籠形交流電機，封閉式，380V，Y形；2功率；=5.897KW綜上所述四點，最終選型為七、平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)的設計AB=b-a，BC=e，CD=c，AD=d，CG=f，AC=a+b八 機構(gòu)運動簡圖特殊齒輪組4的簡圖九 傳動和執(zhí)行機構(gòu)運動尺寸計算（1）軸的參數(shù)a、各軸轉(zhuǎn)速b、各軸輸入功率輸出功率（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩b