剪板機課程設(shè)計

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要3\o"CurrentDocument"一機構(gòu)簡介.4\o"CurrentDocument"二執(zhí)行機構(gòu)的選擇與比較5\o"CurrentDocument"三傳動方案的確定.6\o"CurrentDocument"3.1傳動件的特性6\o"CurrentDocument"3.2凸輪機構(gòu)方案.7\o"CurrentDocument"3.3曲柄滑塊機構(gòu)方案8\o"CurrentDocument"四主要機構(gòu)的設(shè)計.94.1剪斷機構(gòu)的設(shè)計.9\o"CurrentDocument"4.2傳輸機構(gòu)的設(shè)計10\o"CurrentDocument"五機構(gòu)運動分析12\o"CurrentDocument"5.1送料裝置：12\o"CurrentDocument"5.2剪斷機構(gòu)12\o"CurrentDocument"六原動機的選擇14\o"CurrentDocument"七傳動機構(gòu)的設(shè)計15\o"CurrentDocument"7.1傳動機構(gòu)的傳動比和模數(shù)15\o"CurrentDocument"7.2間歇傳送機構(gòu)16\o"CurrentDocument"7.3機構(gòu)傳動總體示意圖17\o"CurrentDocument"八機械裝配效果圖19\o"CurrentDocument"九機械系統(tǒng)運動循環(huán)圖20\o"CurrentDocument"十結(jié)語2122卜一參考文獻22剪板機課程設(shè)計摘要在使用金屬板材較多的工業(yè)部門，都需要根據(jù)尺寸要求對板材進行切斷加工，所以剪板機就成為各工業(yè)部門使用最為廣泛的板料剪斷設(shè)備。對稱傳動剪板機是一種典型的對稱傳動的機械，主要用于剪裁各種尺寸金屬板材的直線邊緣。該設(shè)備應(yīng)用廣泛，具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，經(jīng)濟實用的優(yōu)點。此次設(shè)計的對稱傳動剪板機，其沖剪力為10噸，滑塊的行程為22mm，每分鐘剪切30次。由電動機提供動力，經(jīng)過一級帶傳動和一級齒輪傳動減速。設(shè)計中采用的執(zhí)行機構(gòu)為對心曲柄滑塊機構(gòu)，這一機構(gòu)將剪板機傳動系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往復(fù)直線運動，實現(xiàn)對板料的剪切。曲柄滑塊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、維修方便、經(jīng)濟實用的優(yōu)點，在機械設(shè)備中應(yīng)用廣泛。關(guān)鍵詞：曲柄滑塊剪板機—機構(gòu)簡介剪板機，主要用于剪切金屬板材，是重要的金屬板材加工機器。其不僅用于機械制造業(yè)，還是金屬板材配送中心必不可少的裝備，應(yīng)用范圍特別廣泛。剪板機按結(jié)構(gòu)分為閘式剪板機和擺式剪板機兩類；按傳動方式分，有機械傳動剪板機和液壓傳動剪板機兩類?，F(xiàn)在，我們要設(shè)計的剪板機是將卷料壓平展開并將其剪成一定長度的鐵板的機器，即將板料作定長度的間歇送進，在剪板短暫間歇時間內(nèi)，剪刀在一定位置處將鐵板剪斷。因此剪板機主要包括鐵板輸送機構(gòu)和剪斷機構(gòu)。設(shè)計數(shù)據(jù)要求原材料為成卷的板料。每次輸送鐵板長度為L=2000mm。每次輸送鐵板到達規(guī)定長度后，鐵板稍停，以待剪板機構(gòu)將其剪斷。剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的十五分之一。建議鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率。輸送機構(gòu)運轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，振動和沖擊應(yīng)盡量小(即要求輸送機構(gòu)從動件的加速度曲線連續(xù)無突變)。二執(zhí)行機構(gòu)的選擇與比較機構(gòu)方案設(shè)計，可從下述兩個方面考慮機構(gòu)的選擇：如何夾持和輸送鐵板，并使停歇時保持鐵板的待剪位置；如何實現(xiàn)間歇送進，并能使鐵板停歇時運送鐵板的構(gòu)件的速度和加速度曲線仍然連續(xù)，這樣，送進機構(gòu)的運轉(zhuǎn)就比較平穩(wěn)。大致有幾條途徑：利用機構(gòu)中運動構(gòu)件暫時脫離運動鏈，使后續(xù)構(gòu)件實現(xiàn)停歇；利用構(gòu)件上一點在圓弧段或直線段上運動，使與之相連的構(gòu)件實現(xiàn)停歇；利用兩種運動的疊加使構(gòu)件實現(xiàn)間歇運動；其它。工業(yè)上常用的簡單間歇機構(gòu)，如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)和不完全齒輪機構(gòu)等，雖具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運動可靠等優(yōu)點。但在動力性能、動停比(運動時間和停歇時間之比)方面很難滿足設(shè)計要求，所以常用組合機構(gòu)來滿足設(shè)計要求。三傳動方案的確定3.1傳動件的特性合理的傳動方案首先要滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件，工作可靠，此外還應(yīng)使傳動裝置的結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，加工方便，成本低廉,傳動效率高和使用維修方便，要同時滿足這些要求是比較困難的，因此要通過分析比較多種傳遞方案，選擇出保證重點要求的最佳傳動方案。當(dāng)采用由幾種傳動形式組成的多級傳動時，要充分考慮各種傳動形式的特點，合理的分配其傳動順序。在選擇時，應(yīng)注意以下幾種傳動件的特性：（1）帶傳動的承載能力小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動形大，但傳動平穩(wěn)，能吸振緩沖，因此，宣布置在高速級。（2）斜齒圓柱齒輪傳動平穩(wěn)，比直齒輪好，常用在高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合。（3）開式直齒圓柱齒輪傳動的工作環(huán)境一般較差，潤滑條件不好，因而磨損嚴(yán)重，壽命較短，應(yīng)布置在低速級。（4）圓錐齒輪傳動只用于需要改變軸的布置方向的場合。由于圓錐齒輪加工比較困難，所以應(yīng)將其布置在傳動的高速級，并限制傳動比，以減小直徑和模數(shù)。（5）蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大的傳動比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，但傳動效率較低，故使用于中小功率的高速傳動中。（6）星輪機構(gòu)可以實現(xiàn)間歇傳動且無剛性沖擊同時兼有槽輪機構(gòu)的起動性能，有兼有齒輪機構(gòu)等速轉(zhuǎn)位的優(yōu)點，適應(yīng)性較廣，但是星輪機構(gòu)往往制造比較困難。（7）不完全齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造工作可靠，設(shè)計時從動輪的運動時間和靜止時間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。其缺點是有較大的沖擊，所以只適用于低速、輕載場合。綜上所述，考慮各方面，選擇帶傳動和直齒圓柱齒輪進行若干個減速級和兩個加速級的傳動，利用星輪作間歇傳動。傳動方案采用V帶傳動，齒輪傳動。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)；成本低廉；過載保護；緩沖吸振。采用窄v帶傳動，傳動效率較高。可承受較大的預(yù)緊力，速度快、撓曲次數(shù)高，還可減少帶傳動的尺寸。利用星輪做間歇傳動，雖然制造比較困難，但是此機構(gòu)的傳動時間和間歇式間之比方便控制，利于達到要求時間比。且受力情況較好，無剛性沖擊。

3.2凸輪機構(gòu)方案/////3.2凸輪機構(gòu)方案/////圖2-2凸輪機構(gòu)原理圖凸輪機構(gòu)的工作原理如圖2-2所示:主軸的轉(zhuǎn)動帶動凸輪傳動，凸輪推程時推動滑塊（即刀片）作剪切動作?；爻虝r，滑塊在彈簧的作用下上升到開始位置，準(zhǔn)備下一個動作循環(huán)。凸輪機構(gòu)的優(yōu)點是可以根據(jù)從動件的運動規(guī)律來選擇機構(gòu)的尺寸和確定凸輪輪廓線。缺點是凸輪機構(gòu)一般用于控制機構(gòu)而不是用于執(zhí)行機構(gòu)，因為其工作壓力不能太大，否則會嚴(yán)重磨損凸輪的輪廓及推桿，導(dǎo)致該機構(gòu)不能實現(xiàn)預(yù)期的動作要求，不能保證機器的穩(wěn)定性，因此該方案不予采用3.3曲柄滑塊機構(gòu)方案曲柄滑塊機構(gòu)的工作原理如圖2-3所示：通過主軸轉(zhuǎn)動帶動曲柄轉(zhuǎn)動，曲柄通過連桿使滑塊作上下往復(fù)運動，實現(xiàn)剪切動作。圖2-3曲柄滑塊機構(gòu)原理圖該機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、維修方便、經(jīng)濟實用的優(yōu)點，故采用此方案即曲柄滑塊機構(gòu)作為執(zhí)行機構(gòu)比較合適。4.1剪斷機構(gòu)的設(shè)計主要機構(gòu)的設(shè)計曲柄滑塊機構(gòu)簡圖4.2傳輸機構(gòu)的設(shè)計r/xzdl///ZdIZZZZ^r/xzdl///ZdIZZZZ^綜合考慮，本次剪板機設(shè)計的總體方案為電動機經(jīng)過一級帶輪減速及一級齒輪減速驅(qū)動主軸上的曲柄滑塊機構(gòu)，使滑塊作往復(fù)運動，進行剪切動作，剪板機的剪切力是10噸，行程為22mm，每分鐘剪板30次。設(shè)計傳動系統(tǒng)圖如圖3-1所示。剪板機系統(tǒng)傳動簡圖如下圖3-1所示:V7a圖3-1系統(tǒng)傳動簡圖V7a圖3-1系統(tǒng)傳動簡圖五機構(gòu)運動分析5.1送料裝置:五機構(gòu)運動分析I///刁IZZZd々3I///刁IZZZd々3通過兩個輪子的轉(zhuǎn)動從而帶動板料運動。行程選用2000mm，按照圖示機構(gòu)有：行程H=n兀d，n為滾子轉(zhuǎn)動圈數(shù)，d為滾子直徑。為方便設(shè)計傳動比選用滾子周長為：400mm。又直徑d=周長/兀所以可算得直徑為：127.324mm。此時滾子轉(zhuǎn)動五圈即達到要求行程。5.2剪斷機構(gòu)針輪的轉(zhuǎn)動圖示，轉(zhuǎn)向為逆時針。當(dāng)轉(zhuǎn)到圖一位置時針輪的末齒剛喊脫離星輪，此時，星輪剛好停止轉(zhuǎn)動，進入間歇階段；直到針輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動到圖二位置，針輪的首齒與星輪接觸推動星輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，間歇完成。可知，星輪轉(zhuǎn)動半周，針輪轉(zhuǎn)動一周，完成一個傳動周期。設(shè)針輪按照理論勻速轉(zhuǎn)動，則為了達到要求的時間比例，見間歇時間最多為總周期的1/10，所以由此可得：間歇時針輪轉(zhuǎn)動角為：360*1/10=36（度）。

曲柄長度計算的簡圖如下設(shè)曲柄長度為50mm，則根據(jù)勾股定理可算得，塊移動距離為：S=r-r*cos18-（L-、"_（r*sin18）2）。其中L為連桿長度。設(shè)連桿長度為500mm。算得S=2.686mm。刀具移動距離應(yīng)大于板料厚度，所以如若直接將刀具安放于連桿所聯(lián)接的滑塊出則一般不能達到剪斷板料的要求，因此，基需要再增加一個連桿放大刀具移動距離。具體設(shè)計如圖所示：實際情況中，可根據(jù)板料具體厚度選擇放大的比例，六原動機的選擇電動機數(shù)據(jù)及額定值選擇：型號：我們選定下表所示的一些型號。功率：5.5Kw電壓：交流220。頻率：50HZ+1轉(zhuǎn)速：3000r/min型號可剪板厚（mm）可剪板寬（mm）剪切角材料強度（N/mm）后擋料調(diào)節(jié)范圍（mm）行程次數(shù)（次/分）主電機功率（Kw）重量(Kg)外形尺寸LXWXH（mm）QC12Y-4/2500剪板機425001°30，W45020-500165.550003040X1610X1620QC12Y-4/3200剪板機2232001°30，W45020-500135.560003840X1610X1620QC12Y-4/4000剪板機440001°30，W45020-600105.570004600X1700X1700七傳動機構(gòu)的設(shè)計7.1傳動機構(gòu)的傳動比和模數(shù)傳動機構(gòu)簡圖星輪轉(zhuǎn)動180度傳動滾子轉(zhuǎn)動五圈，由此可得，齒輪總傳動比為1：10為均勻分布載荷，可初步確定個齒輪齒數(shù)；令兩個大的主動齒輪1、3的齒數(shù)分別為100，60；從動小齒輪2、4的齒數(shù)分別為30，20；這樣傳動比剛好達到1：10。齒輪模數(shù)確定（參照機械原理第七版180頁）表10-1圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（GB/T1357—1987）優(yōu)先選用的模數(shù)有：0.120.150.20.250.30.40.50.60.811.251.522.5345681012162025324050（單位：mm）分度圓直徑d=m*z，所以，初步選擇模數(shù)為2,可得，各齒輪分度圓直徑為齒輪1:d1=200mm齒輪2:d2=60mm齒輪3:d3=120mm齒輪4:d4=40mm模數(shù)的確定也可根據(jù)實際工作的需要另行選定7.2間歇傳送機構(gòu)此處間歇傳送機構(gòu)采用星輪機構(gòu)，為了讓機構(gòu)在運轉(zhuǎn)時沒有較大的剛性沖擊，所以，設(shè)計星輪時，首先，必須讓首末兩針齒切向進入或退出星輪的齒槽；其次，針輪的首齒與其相嚙合的第一個齒槽的嚙合過程應(yīng)使星輪逐漸加速直至正常速度為止，而針輪的末齒與星輪的最后一個齒槽的嚙合過程，應(yīng)使星輪逐漸減速直到停歇為止。機構(gòu)簡圖如下所示：間歇傳送機構(gòu)兩個圓弧板起到鎖止孤的作用，轉(zhuǎn)動一周有兩個停歇段，主動輪轉(zhuǎn)一周，從動輪轉(zhuǎn)半周，星輪的邊緣有齒槽，具體形狀由運動曲線確定。因為曲線復(fù)雜，故此處未畫出齒槽具體形狀。

7.3機構(gòu)傳動總體示意圖機構(gòu)傳動總體示意圖XXP二fTTTT機構(gòu)傳動總體示意圖XXP二fTTTT由于此機構(gòu)的傳動部分和剪切部分由一個原動件輸出功率，所以在機構(gòu)的裝配時需要有一定的要求，以保證時間上的合理配合。主要是針輪所連接的兩個構(gòu)件星輪和連桿；裝配時，星輪處于間歇中間時刻時，連桿達到最大位移。即連桿此時所在平面過針輪的回轉(zhuǎn)中心軸線。如下裝配時對針輪所連接的兩個構(gòu)件星輪和連桿的要求圖所示：

裝配時對針輪所連接的兩個構(gòu)件星輪和連桿的要求圖:裝配要求圖星輪的凹圓弧板的弧線中點處于針輪間歇中央，即此時星輪應(yīng)經(jīng)停歇1/20倍周期；連桿所聯(lián)接的搖桿剛好達到順時針最大轉(zhuǎn)角。機械裝配效果圖如下圖所示:八機械裝配效果圖機械裝配效果圖九機械系統(tǒng)運動循環(huán)圖機械系統(tǒng)運動循環(huán)圖如下圖所示：機械系統(tǒng)運動循環(huán)圖十結(jié)語我覺得這次的機械原理課程設(shè)計很有意義，首先鍛煉了我們的團隊意識，同時也讓我們重新回顧了一下我們的所學(xué)知識，我認(rèn)為只有將所學(xué)的知識應(yīng)用到實踐當(dāng)中去，才是我們所學(xué)到的，通過對剪板機的設(shè)計，我意識到我學(xué)的知識還是不夠穩(wěn)定，我的知識還需要溫習(xí)，相信通過我們組員的一起努力，我們的設(shè)計會很完美。經(jīng)過幾周的研究設(shè)計，最終我們確定了剪板機的方案。設(shè)計過程中我對各種機構(gòu)進行了分析比較，也使我們對所學(xué)知識有了進一步的理解，通過比較選擇了較為合理的運動構(gòu)件以及傳動方案。但因為個人能力有限，所以某些專業(yè)的知識本人沒有做詳細的講