機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)電一班

1、半自動(dòng)平壓模切機(jī)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書姓名：李 強(qiáng)學(xué)號(hào)：20116325班級(jí)：機(jī)電一班目錄一、設(shè)計(jì)目的2二、工作原理及工作過(guò)程2三、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖3（1）運(yùn)動(dòng)示意圖3（2）各部件運(yùn)動(dòng)分析4四、送料、模切機(jī)的選型5（1）送料機(jī)構(gòu)的選型5（2）模切沖壓機(jī)構(gòu)選型5五、械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定與選擇6方案A7方案B9方案C：10六、電動(dòng)機(jī)選型11七、平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)14八 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖16九 傳動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算17十、飛輪的設(shè)計(jì)26一、設(shè)計(jì)目的通過(guò)本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，著手設(shè)計(jì)“半自動(dòng)平壓模切機(jī)”。通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)的選型、設(shè)計(jì)；對(duì)機(jī)械傳動(dòng)方案、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)價(jià)而培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算能

2、力。熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過(guò)程。二、工作原理及工作過(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4mm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)。半自動(dòng)平壓模切機(jī)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。其具體工作順序如下：三、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（1）運(yùn)動(dòng)示意圖由上述機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求，繪制如下運(yùn)動(dòng)示意圖：（2）各部件運(yùn)動(dòng)分析1、主軸的選擇和轉(zhuǎn)角運(yùn)算 選擇變速箱的輸出軸為運(yùn)動(dòng)分析主軸，平面六桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K

3、=1.3，則極為夾角為根據(jù)機(jī)械原理有關(guān)知識(shí)，并知該運(yùn)動(dòng)周期以 156.5°=180°-23.5°為分界點(diǎn)，分為0°156.5°和156.5°360°兩個(gè)過(guò)程 2、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)。 軸轉(zhuǎn)角為0°3、走紙機(jī)構(gòu)的分析 當(dāng)主-156.5°，特殊齒輪組（用于完成間歇運(yùn)動(dòng)）

4、沒(méi)有嚙合運(yùn)動(dòng)，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(dòng)鏈輪鏈條運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行走紙運(yùn)動(dòng)。 4、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，進(jìn)入遠(yuǎn)休止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)。綜上可得運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下：主軸轉(zhuǎn)角停止運(yùn)動(dòng)夾緊裝置送料夾緊輸入走紙模切機(jī)構(gòu) 滑塊上升滑塊下降四、送料、模切機(jī)的選型（1）送料機(jī)構(gòu)的選型1、對(duì)于紙板的輸送機(jī)構(gòu)，選擇雙列鏈輪傳動(dòng)。2、對(duì)于紙板停歇機(jī)構(gòu)、選用特殊齒輪組。3、對(duì)

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

6、桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)典型可行方案評(píng)定方案A（1）示意圖 （2）分析與評(píng)定1運(yùn)動(dòng)分析 雙列鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承載能力大，傳動(dòng)效率高，可實(shí)現(xiàn)中心矩較大的軸間傳動(dòng)。雙列鏈輪機(jī)構(gòu)和特殊齒輪在主動(dòng)輪的帶動(dòng)下完成走紙的間歇運(yùn)動(dòng)，并且能準(zhǔn)確配合沖壓模切運(yùn)動(dòng)，精度高; V形帶和齒輪的組合傳動(dòng)，功率損失小，機(jī)械效率高，可靠性高; 剛性彈簧夾能自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)紙板的夾緊與松開(kāi) 2機(jī)械的力學(xué)分析 平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有良好的力學(xué)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(fù)雜性這些具體項(xiàng)目的性能明顯優(yōu)于連桿凸輪組合機(jī)構(gòu)，它可以平穩(wěn)的完成模切任務(wù)。如果加上飛輪的調(diào)節(jié)，它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

7、動(dòng)。所以選擇六連桿機(jī)構(gòu)作為沖壓模切機(jī)構(gòu) 3 機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性 該機(jī)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。 4 機(jī)械結(jié)構(gòu)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。其他機(jī)構(gòu)性價(jià)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(jì)效益。 方案B（1）示意圖（2）分析與評(píng)定分析與評(píng)定： （1）機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析 下模向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模切運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的生產(chǎn)阻力，但是直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)不能承受很大的阻力，所以選用直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成沖壓模切并不是很合理；凸輪機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間帶動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，將會(huì)使工作磨損變形產(chǎn)生的微小誤差積累，這會(huì)造成走紙機(jī)構(gòu)定位的準(zhǔn)確性下降

8、，最終引起各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的配合運(yùn)動(dòng)失調(diào)。 （2）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，聯(lián)軸器的傳遞效率雖然高，但是減速效果差。 （3）機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性 該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但是，凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用會(huì)造成整體機(jī)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(dòng)化夾緊和松開(kāi)，而且需要相應(yīng)輔助手段，增加了機(jī)構(gòu)的尺寸。 （4）機(jī)械機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性 凸輪機(jī)構(gòu)和錐圓柱齒輪的設(shè)計(jì)、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(jì)成本較高。 總體上機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)較差 方案C：（1）示意圖（2）分析與評(píng)定(1) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析 V帶雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，成本低廉

9、，沖擊力小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，但是易磨損、打滑，傳動(dòng)效率低，壽命較短，走紙運(yùn)動(dòng)的精度不高，很難實(shí)現(xiàn)走紙定位與沖壓模切兩者之間的協(xié)調(diào)性。 (2) 機(jī)械動(dòng)力分析 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，易發(fā)熱，不適宜于連續(xù)長(zhǎng)期工作。直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)難以承受較大的生產(chǎn)阻力，如果長(zhǎng)期在重載條件下工作，直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)將不能滿足沖壓模切的力學(xué)要求； (3) 機(jī)械機(jī)構(gòu)合理性 該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但是，凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用會(huì)造成整體機(jī)構(gòu)的尺寸和重量都變大。 (4) 機(jī)械機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性 使用普通夾子會(huì)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(dòng)化夾緊和松開(kāi)，需要相應(yīng)輔助手段，經(jīng)濟(jì)成本還是很大。凸輪機(jī)構(gòu)和蝸桿機(jī)構(gòu)也會(huì)是經(jīng)濟(jì)成本增加。 總體上機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)很差 綜上所述，從、機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析、機(jī)械動(dòng)力分析、機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性與經(jīng)濟(jì)性這四個(gè)方面綜合考慮，方案A各方面性能最優(yōu)。六、電動(dòng)機(jī)選型1類型和結(jié)構(gòu)形式：三相異步籠形交流電機(jī)，封閉式，380V，Y形；2功率；=5.897KW綜上所述四點(diǎn)，最終選型為七、平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)AB=b-a，BC=e，CD=c，AD=d，CG=f，AC=a+b八 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖特殊齒輪組4的簡(jiǎn)圖九 傳動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)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