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半自動平壓模切機課程設(shè)計

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半自動平壓模切機課程設(shè)計

僅供個人參考目錄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(xiàn)不得用于商業(yè)用途僅供個人參考三 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(jìn)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(jìn)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(yuǎn)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)滑塊上升(模切)滑塊下降(回程)不得用于商業(yè)用途僅供個人參考四 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凸輪機構(gòu)特殊齒輪組構(gòu)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(yuǎn)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:不得用于商業(yè)用途僅供個人參考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(zhǔn)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(zhǔn)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。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:=5.897 kw( -功率、 -生產(chǎn)阻力、 s-有效模切行程、 t -周期、 k-行程速比系數(shù))(分別為皮帶,軸承和齒輪的效率)故kw不得用于商業(yè)用途僅供個人參考3、轉(zhuǎn)速:(=840分別為皮帶和 減速器的傳 動比 ) 則綜上所述 3 點,最終選型為:滿載時起動電流起動轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩型號轉(zhuǎn)速電流效率功率額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩( kw)r/min( 380V)%額定電流因數(shù)Y160M1-111293020.887.20.887.02.02.2五 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直動推桿凸輪機構(gòu)平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)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: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、示意圖不得用于商業(yè)用途僅供個人參考剛性彈簧夾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(zhǔn)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(zhǔn)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)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、示意圖不得用于商業(yè)用途僅供個人參考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(zhǔn)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(zhǔn)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、示意圖不得用于商業(yè)用途僅供個人參考普通夾子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(zhǔn)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??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(zhǔn)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(zhǔn)模數(shù)系列表( GB/T 13571987)得:(1)、m1=2a1=113mmz1=20z2=z1·i3=205.70=114不得用于商業(yè)用途僅供個人參考(2)、m2=3 a2=139.5mm z1=20z2=z1·i4=203.67=73(3)、m3=0.5 a3=27.5mm z1=60z2=z1·=60I=50(4)、m4=6 a4=180mm z=30由(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則鏈條的節(jié)數(shù)即鏈條為:24A-1-78 GB/T 1243-1997(s 為鏈輪中心距s=1000mmp 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:不得用于商業(yè)用途僅供個人參考| / °其中(為模塊上升時間, t 為周期)凸輪角速度為,轉(zhuǎn)速:(四)平面六桿滑塊機構(gòu)設(shè)計不得用于商業(yè)用途僅供個人參考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=H=50mm在?ABC和?BCD中,由余弦定理得:同理,在 ?BDF和?CDG中分別可得:coscos則在?ABC中,得=90°-故d=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+cb+d根據(jù)以上分析,可取l=500mmc=400mmf=300mm帶入以上公式可得=480考慮 a 為曲柄的條件,可得各桿長不得用于商業(yè)用途僅供個人參考a=15mm b=36.2mm c=400mm d=387.9mm f=300mm l=500mm ( 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,由圖得v=-0.127m/s,=0.1897rad/s,=0.2058rad/s,=-0.3437rad/s,=-0.0269m/s,=-0.051m/s,=-0.024m/s,=-0.088m/s.在 0.66s 時,等效構(gòu)件的角速度可近似為=50r/min=5.233rad/s, 由圖v=-0.094m/s,=1.0772rad/s,=-0.1221rad/s,=-0.2224rad/s,=0.0168m/s,=0.031m/s,=0.0165m/s,=0.0598m/s.在1.05秒時,等效構(gòu)件有最小角速度,由圖得v=0m/s,=-2.4095rad/s,=-0.0174rad/s,=-0.0470rad/s,=0.02829m/s,=0.029m/s,=0.011m/s,=0.000159m/s.選桿件材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,其密度=7.85kg/,又取桿件的截面直徑 d=50mm,且轉(zhuǎn)動慣量=m再根據(jù)運動方程式=可得:=0.05679kg·,=0.3283rad/s,=5.9351rad/s.?=0.9970 J=3.29585rad/s ?/( )=0.58567 kg ·, ( =), 取=0.58567kg·由=4g ,取 D=0.3m,則=260.2978N,又由=DHb,可取 H=b=0.03m,則 =76756.83N/.飛輪尺寸如下圖:不得用于商業(yè)用途僅供個人參考七 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,細(xì)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(xì)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(fù)責(zé),認(rèn)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(xiàn)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 ,20032. 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不得用于商業(yè)用途僅供個人參考1、工作原理及工藝動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(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(xì)的印刷品進(jìn)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(jìn)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)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行運動尺寸計算。不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究;不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f ü r den pers?nlichen fü r Studien, 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