半自動(dòng)平壓模切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書半自動(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。該機(jī)可對(duì)各種規(guī)格的白紙板、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，沿切線去掉邊料后，可以沿著壓出的壓痕折疊成各種紙盒、紙箱，或壓制成凸凹的商標(biāo)和印刷品。壓制紙板的工藝過程分為“走紙”和“模切”兩部分，如圖（a）所示，4為工作臺(tái)面，工作臺(tái)上方的1為雙排鏈傳動(dòng)，2為主動(dòng)鏈輪，3為走紙橫模塊(共五個(gè))，其兩端分別固定在兩根鏈條上，模塊上裝有若干個(gè)夾緊片。主動(dòng)鏈輪由間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，使雙排鏈條作同步的間歇運(yùn)動(dòng)。每次停歇時(shí)，鏈上的一個(gè)走紙橫模塊剛好運(yùn)行到主動(dòng)鏈輪下方的位置上。這時(shí)，工作臺(tái)面下方的執(zhí)行構(gòu)

2、件7作往復(fù)移動(dòng)，推動(dòng)模塊上的夾緊裝置，使夾緊片張開，操作者可將紙板8喂入，待夾緊后，主動(dòng)鏈輪又開始轉(zhuǎn)動(dòng)，將紙板送到上模5(裝調(diào)以后是固定不動(dòng)的)和下模6的位置，鏈輪再次停歇。這時(shí)，在工作臺(tái)而下方的主傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行構(gòu)件滑塊和下模為一體向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)紙板的壓痕、切線，這一過程稱為模壓或壓切。壓切完成以后，鏈條再次運(yùn)行，當(dāng)夾有紙板的模塊走到某一位置時(shí)，受另一機(jī)構(gòu)(圖上未表示)作用，使夾緊片張開，紙板落到收紙臺(tái)上，完成一個(gè)工作循環(huán)。圖（b）為阻力線圖。 ，2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(1)每小時(shí)壓制紙板3000張。(2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1450rmin；滑塊推動(dòng)下模向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受生產(chǎn)阻力如圖 (b)所示，工作

3、阻力Fr2000kN，回程時(shí)不受力；行程速比系數(shù)K1.3；下模移動(dòng)的行程H50土0.5mm。下模和滑塊的質(zhì)量約120kg。(3)工作臺(tái)面離地面的距離約1200mm。(4)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的性能要良好，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，節(jié)省動(dòng)力，壽命長，便于制造。3設(shè)計(jì)提示模切機(jī)構(gòu)的加壓方式有上加壓、下加壓和上下同時(shí)加壓三種。上下同時(shí)加壓難使凸凹模對(duì)位準(zhǔn)確，不宜采用；上加壓要占據(jù)工作臺(tái)上方的空間，而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般都相置在下方，結(jié)構(gòu)布置不合理；采用下加壓方式則可使模切機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一起布置在工作臺(tái)面下方，能有效地利用空間，且便于操作和輸送紙板。本方案采用下加壓方式，圖(a)中上模裝配調(diào)整后固定不動(dòng)，下模裝在滑塊上。模切機(jī)構(gòu)需

4、要有運(yùn)功形式、運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度變換的功能，若電動(dòng)機(jī)軸線水平布置，則需將水平軸線的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速后變換成沿鉛垂方向的往復(fù)移動(dòng)。模切機(jī)構(gòu)還需具有顯著的增力功能，以便滑塊在工作位置克服較大的生產(chǎn)阻力，進(jìn)行模切。工作原理及工藝動(dòng)作過程半自動(dòng)平壓模切機(jī)是印刷、包裝等行業(yè)壓制紙盒紙箱等紙制品的專用設(shè)備，它可用來對(duì)各種規(guī)格的白紙板及厚度在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、折疊以及壓制凹凸商標(biāo)等，經(jīng)過壓痕、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，或制成凹凸商標(biāo)，可以成批量的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；Ｋ墓に噭?dòng)作主要有兩個(gè)：一是將紙板走紙到位，二是進(jìn)

5、行沖壓模切。半自動(dòng)平壓模切機(jī)是印刷、包裝等行業(yè)壓制紙盒紙箱等紙制品的專用設(shè)備，其主要功能是進(jìn)行壓痕、切線、折疊以及壓制凹凸等。2）分析工藝操作動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)規(guī)律為保證機(jī)器的正常運(yùn)行，防止出現(xiàn)卡紙，空壓等不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，個(gè)個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成動(dòng)作，并且保證機(jī)構(gòu)的運(yùn)行到準(zhǔn)確的位置。在設(shè)計(jì)半自動(dòng)平壓模切機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，我主要確定沖壓模切，走紙兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序。各部件運(yùn)動(dòng)分析1主軸轉(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=1.3，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

6、界點(diǎn)，分為0°156.5°和156.5°360°兩個(gè)過程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)。3、走紙機(jī)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(yùn)動(dòng)）沒有嚙合運(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

7、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)。 表2-1 主軸轉(zhuǎn)角與機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系主軸轉(zhuǎn)角0° 156.5° 360°走紙機(jī)構(gòu)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（模切）滑塊下降（回程）2.2 送料模切機(jī)構(gòu)選型送料：1，紙板的輸送：a雙列鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu); b帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 選用a雙列鏈采用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用鏈輪更易固定紙板夾子；鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是多對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，承載能力大，傳動(dòng)

8、效率高，并且可實(shí)現(xiàn)中心距較大的軸間傳動(dòng)；模切時(shí)摩擦較大，易發(fā)熱，而雙列鏈適合長時(shí)間在惡劣環(huán)境下工作。 圖2-1 雙列鏈傳動(dòng)正視圖2， 紙板停歇：a凸輪；b特殊齒輪 選用b特殊齒輪鏈輪采用特殊齒輪加工和維修方便，工作可靠；易實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與靜止時(shí)間的比例在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；工作時(shí)面接觸為間歇運(yùn)動(dòng)，不易磨損。3，紙板的固定：a剛性彈簧夾；b普通夾子 選用a剛性彈簧夾剛性彈簧夾具有剛性彈簧力的作用，不僅可以自動(dòng)的將紙板夾緊，而且可以準(zhǔn)確平穩(wěn)的實(shí)現(xiàn)走紙運(yùn)動(dòng)；能準(zhǔn)確、方便、自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)紙板的夾緊和松開動(dòng)作。 圖2-4 剛性彈簧夾 4.夾緊裝置的機(jī)構(gòu) 在送紙后，要將紙板夾緊，因此機(jī)構(gòu)在上升到一定位置后需

9、要有一段時(shí)間的停歇，所以要選擇具有一端停歇的往復(fù)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可選取不完全齒輪、凸輪機(jī)構(gòu)或連桿機(jī)構(gòu)。 （一） 不完全齒輪 由于不完全齒輪有較大的沖擊力，所以只適合低速輕載場(chǎng)合并且多使用與有特殊要求的專用機(jī)械中，所以我們不采用它。 （二） 連桿機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳遞時(shí)，傳遞路線較長，易產(chǎn)生較大誤差同時(shí)機(jī)械效率也會(huì)降低，而連桿及滑塊所產(chǎn)生的慣性力難以用一般平衡方法消除，不宜用于高速運(yùn)動(dòng)，所以也不采用它。 (三）凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)最大優(yōu)點(diǎn)是只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，而且相應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡單。所以選用凸輪機(jī)構(gòu)很適合。5平壓模切機(jī)構(gòu) （1）下圖機(jī)構(gòu)為最簡單的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)

10、構(gòu)之一，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，不難看出該機(jī)構(gòu)雖然簡單，但完全可以實(shí)現(xiàn)下模的上下移動(dòng)和沖壓過程，但由于它的承載能力很差，且下模在進(jìn)行沖壓時(shí)在紙板上停留片刻才能保證壓模效果，所以不能選用此機(jī)構(gòu)。 圖2-5 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) （2）下面兩個(gè)沖壓機(jī)構(gòu)也能完成工作，但是機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)比較困難，并且傳動(dòng)過程較長，能量易損失，傳動(dòng)效率低，所以不采用這兩種機(jī)構(gòu)。 圖2-6 六桿機(jī)構(gòu) （3）圖是六桿機(jī)構(gòu)，它彌補(bǔ)了方案一承載能力差和方案二傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn) 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載能力強(qiáng)，且機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，所以采用此方案。 圖2-7 六桿機(jī)構(gòu)最終選型：紙板的輸送選用雙列鏈輪傳動(dòng)；紙板的停歇殊齒輪組選用特殊齒輪；紙板的固選用剛性彈

11、簧夾，其中的夾緊機(jī)構(gòu)用凸輪機(jī)構(gòu)；平面模切選用平面六桿機(jī)構(gòu)。槽輪的計(jì)算：1） 槽數(shù)z 按工位數(shù)要求選定為4。2） 中心距 按結(jié)構(gòu)情況確定 =200mm3） 圓銷半徑r 按結(jié)構(gòu)情況確定 r=20mm4） 槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角 5）槽間角 6）主動(dòng)件圓銷中心半徑 mm 7）與a的比值 8）槽輪外圓半徑 mm 9）槽輪槽深 mm 10）運(yùn)動(dòng)系數(shù) （n=1，n為圓銷數(shù)）多桿滑塊機(jī)構(gòu)的計(jì)算： 為了滿足以上的條件，由極位可知：L3+L1>L6 兩個(gè)極位之間的夾角度數(shù)為24，且B點(diǎn)的行程是mm， 角30度左右 經(jīng)計(jì)算可得撥盤的轉(zhuǎn)速120度每秒，各桿數(shù)據(jù)初取數(shù)值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果如下圖所示，可求得前三

12、桿的的長度，及a2，a3的加速度并作出運(yùn)動(dòng)分析圖。根據(jù)模塊的行程是50±0.02mm，及上述角度可畫如下圖所示的三角形經(jīng)計(jì)算可知X的值為90即桿L4是90.。三角形的作用起換向和支撐的作用，已知L5的長度為272.2mm，角是30度，初取L3=100由三角形的定義可知L1L3+L5，L1L5-L3可由幾何關(guān)系知L1為366mm。 （1） （2）鏈條鏈輪的設(shè)計(jì)依據(jù)上述整體尺寸，初步設(shè)計(jì)鏈輪直徑為300mm，查短節(jié)距傳動(dòng)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) n=·d+2sp=77.55

13、即鏈條為：24A-1-78 GB/T 1243-1997（s為鏈輪中心距s=1000mm p為節(jié)距p=38.1mm）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總圖為動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)圖見圖紙部分體 會(huì)：通過這次設(shè)計(jì)，我深深地體會(huì)到：要設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)方案，想到運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)的方法只是整個(gè)設(shè)計(jì)的一小步，最重要的是計(jì)算機(jī)構(gòu)的配合尺寸。其實(shí)，機(jī)構(gòu)的大體形狀以及它的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的大體原理，很早就在我腦里有了雛形，本來以為很快會(huì)結(jié)束設(shè)計(jì)，但事與愿違，我感覺我的時(shí)間全花在了計(jì)算與配合上，所以如果以后還有設(shè)計(jì)機(jī)械的作業(yè)，一定要先把具體的各種配合關(guān)系計(jì)算精確，哪怕花再多的時(shí)間，至少不會(huì)漫無目的在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)，機(jī)構(gòu)尺寸和相互配合需要大量計(jì)算，同時(shí)還要考慮造型的可行性，特別是尺輪間的傳動(dòng)需要大量的反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)要有一定的技巧。在這次設(shè)計(jì)中，我充分認(rèn)識(shí)到作為設(shè)計(jì)者，必需嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，要充分考慮到制造的可行性。設(shè)計(jì)是一