機械原理課程設計--自動剪切機的設計

1、可修改可編輯機械原理課程設計課題名稱：自動剪切機的設計學生學號：61021140321專業(yè)班級：11級機械設計制造及其自動化學生姓名：盛杭學生成績：指導教師：盧霞課題工作時間：2022.05.09至2022.05.24精選文檔式像7允“孝郵電與信息工程學院可修改可編輯目錄第一章緒論31-1傳統(tǒng)剪切機原理圖31-2鋼材剪切過程及方式31-3鋼材剪切配送現狀開展調研4第二章設計方案的篩選.62-1杠桿機構.62-2平面連桿機構82-3凸輪機構92-4齒輪機構及齒輪系結構10第三章機構運動簡圖113-1曲柄搖桿機構113-2機構模型的截圖.123-3CAE圖15第四章機構運動計算19第五章設計小結2

2、0參考文獻.21精選文檔可修改可編輯第一章緒論1-1傳統(tǒng)剪切機的原理圖20世紀70年代開展起來的用于剪切鋼板的剪機,它靠圓弧形上剪刃在平直的下剪刃上滾動來完成剪切.由于上剪刃相對鋼板切面的滑動量小,上下剪刃重疊量在全剪刃長度上相同,因此鋼板切口斷面光滑、 平直.圓弧滾切式剪切機與斜刃剪相比,有設備重量輕、剪切頻率高、操作事故少的優(yōu)點.1-2鋼材剪切過程及方式根據被剪金屬的溫度剪切分為熱剪和冷剪見切斷.根據被剪金屬的切斷方向分為橫剪和縱剪.橫剪是為了切去軋件頭尾和把軋件切成要求的長度.縱剪用在鋼板生產時切去軋件的不規(guī)那么側邊,或將寬帶卷或寬板切成假設干個窄帶卷精選文檔圖i平行ZJ用苜蝴機?人和制

3、力片卡切機律I14.111!.W3謨樹式算頓機埋修也置*LU切有后,一文相切I?切.?相?可修改可編輯或窄板精選文檔可修改可編輯剪切用的剪切機按刀片的形狀和配置以及軋件情況可分為平行刀片剪切機、 斜刀片剪切機、圓盤式剪切機、飛剪機和滾切式剪切機.平行刀片剪切機這種剪切機的兩片剪刃平行.剪切時可以是下刃固定,剪切動作由上刃完成上切式剪切機,也可以是上刃壓住軋件,剪切動作由下刃完成下切式剪切機.通常用于初軋坯和其他方形、矩形坯以及厚度大于3060mm扁坯的熱剪.有時也用開有孔槽的刀片冷剪軋件 如管坯和小圓鋼等 .孔槽形狀應與被剪切的軋件斷面形狀相同.上切式剪切機結構簡單,但需要在剪切機后裝設擺動臺

4、或擺動輾道,廣泛用于剪切小型鋼坯或特大型板坯斷面為350m由2400mm下切式剪切機因在剪切過程?上刃與下刃都運動,所以剪切機本體結構比上切式復雜,但剪切端面整潔,被剪軋件端頭不易彎曲,且因剪切時鋼材高于輾道面,不需在剪切機后設擺動升降輾道.斜刀片剪切機斜刀片剪切機剪切機的一個刀片與另一個刀片成一定角度.一般上刀片傾斜,傾斜角為1.5o6o,剪厚板時為8o12o,下刀片水平.這類剪機由于刀片與軋件接觸面積小和剪切力小,常用于冷剪或熱剪鋼板、 帶鋼、 薄板坯及焊管坯等,也用于剪切成束的小型鋼材.斜刀片剪切機也有上切式和下切式之分.近年來液壓傳動的下切式斜刃剪得到較廣泛的使用.這種剪切機有結構簡單

5、、緊湊、重量輕、剪切平穩(wěn)、能自動預防過載等優(yōu)點,但生產率低,要求電機功率大.圓盤式剪切機兩個刀片做成圓盤狀,用于鋼板及帶鋼邊部的剪切；將鋼板或帶鋼縱向剪切成窄條時采用多對刀片.圓盤式剪切機一般都布置在鋼板精整線上或冷、熱帶鋼的縱切機組作業(yè)線上.被剪切板帶鋼的厚度通常小于2040mm為了擴大剪切厚度范圍,有的國家采用兩臺串聯布置的圓盤剪以剪切厚度38mm左?的鋼板.第一臺圓盤剪切入板厚的5%-10%緊接著第二臺圓盤剪將鋼板切斷.飛剪機用于橫向剪切運動?的軋件.這種剪機一般都裝在連軋機組或冷、熱帶鋼車間的橫切機組、鍍錫機組作業(yè)線上,用來剪切軋件頭尾及將軋件剪切成一定長度.1-3鋼材剪切配送現狀開展

6、調研物流配送是一種新興產業(yè),也是企業(yè)產生利潤的第三源泉.對鋼鐵企業(yè)來講,它最重要的功能就是建立先進的倉儲、拉近效勞距離、滿足用戶城需求、追求用戶利益、實現雙贏.早在90年代初,國內一些主要鋼鐵企業(yè)就開始并借鑒和系統(tǒng)研究國外先進的物流配送樂銷售模式,如寶鋼等大型鋼鐵企業(yè)率先在華南、華東區(qū)地的重點用戶?建立物流配送?央.國外一些企業(yè)瞄準?國的汽車、家電、電器、電子等龐大的市場紛紛來?國導找合作伙伴,合資和獨資建立鋼材剪切加工配送?央,這一現代營銷舉措,使國內的一些企業(yè)逐肯開始轉變過精選文檔可修改可編輯去的傳統(tǒng)銷售和采購治理模式,也使得物流配送很快的在?國崛起.經過多年鋼材剪切加工配送的開展,物流配

7、送已成為鋼鐵企業(yè)產品銷售向用戶延伸、建立穩(wěn)定供貨渠道、形成供給鏈的重要手段.精選文檔可修改可編輯國內鋼材剪切加工配送?央現狀目前我國已經建成了鋼材剪切加工配送?央已超過300家,從投資和建設的角度看有5種類型：1、國外企業(yè)在我國投資建設鋼材剪切加工配送?央.近年來,國外鋼鐵企業(yè)在?國建廠,有針對性地設立鋼材剪切配送?央,開展個性化、專業(yè)化服務,幫助用戶降低采購本錢.如韓國浦項在華北、 華東和華南地區(qū)建有板卷加工?央,加工水平達40萬t;日本商社從1993年起在?國建立有29家鋼材加工?央,這些鋼材加工配送?央的主要效勞對象是外資、合資和臺資企業(yè)及一些較大規(guī)模的知名企業(yè).2、 國內大型鋼鐵企業(yè)投

8、資建立鋼材配送?央.如寶鋼先后投資自建和合資在上海、天津、廣州、杭州、青島、重慶、沈陽、東莞等城市建立了鋼材配送?心,年剪切配送水平已到達100萬t.寶鋼面對國際鋼鐵業(yè)的劇烈競爭,選擇與國際同行業(yè)的戰(zhàn)略合作策略,2022年與國際知名公司日本三井物產簽訂了在?國共同開展鋼材加工配送業(yè)的總協定和合資合同.據了解,未來5年內,寶鋼的加工水平將到達250-300萬t,力口工配送?央將到達25-30家；鞍鋼隨著冷軋和硅鋼工程的改造和新建,全面實施建立剪切配送戰(zhàn)略,先后在上海、廣東、山東、沈陽建立了鋼材配送?央；攀鋼也在廣東等地建起剪切配送?央；武鋼在90年代與日本三井合資在武漢建立了電工鋼加工?央,近幾

9、年開始系統(tǒng)制定和實施建立剪切配?央的戰(zhàn)略,目前擬在江蘇太倉實施新建國內最先進、規(guī)模最大、品種齊全的物流配送?央；其它鋼廠也正在考慮建立鋼材剪切配送?央,見表.由此可看出,寶鋼在國內已經建立了鋼材剪切配送網絡體系,根本實現了國內穩(wěn)定的市場營銷戰(zhàn)略.同時看出,國內大鋼所建剪切配送?央以家電、汽車行業(yè)配套為主,設備先進,剪切精度高、質量好,與用戶形成了供給鏈.3、使用廠家自建分條、模切、沖片、套裁、落料生產線.如造船廠、集裝箱廠、大型汽車廠以及冰箱、空調、洗衣機、電機廠等自建有鋼材加工車間,作為企業(yè)產品的前工序,用于落料加工.4、鋼材代理商投資建設鋼材剪切配送?央.代理商利用在資金和效勞手段上的優(yōu)勢

10、,與鋼廠建立了穩(wěn)定的供貨關系,成為供需雙方的重要?間橋梁.為了穩(wěn)定鋼廠和使用廠家的關系,代理商主動投資建立倉儲和剪切配送?央,這一勢頭非常之快,設備的檔次及加工質量也越來越高,國內一些專業(yè)倉庫、 鐵路線已具備了專業(yè)倉儲和剪切配送功能.還有一些民間自發(fā)投資建設鋼材配送?央.這主要是在較集?的鋼材交易市場附近由民間自發(fā)投資建設剪切機組用于在鋼材交易時按用戶需求進行剪切加工.5、主要城市社會自建鋼材剪切加工配送?央.通過調查與分析,近年來,我國自建鋼材剪切配送?央開展很快,加工水平已超過1000萬t,主要以加工薄規(guī)格冷熱板、電工鋼、鍍鋅、錫板、彩板為主.因此,提升剪切效率必要性越來越強,作者就設計這

11、種自動剪切機.精選文檔可修改可編輯第二章設計方案的篩選2-1杠桿機構在力的作用下如果能繞著一周定點轉動的物體就叫杠桿.在生活?根據需要,杠桿可以做成直的,也可以做成彎的,但必須是物體.阿基米德在?論平面圖形的平衡?一書?最早提出了杠桿原理.他首先把杠桿實際應用?的一些經驗知識當作不證自明的公理,然后從這些公理出發(fā),運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了杠桿原理.這些公理是： 在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上相等的重量,它們將平衡；在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上不相等的重量,重的一端將下傾； 在無重量的桿的兩端離支點不相等距離處掛上相等重量,距離遠的一端將下傾；一個重物的作用可以

12、用幾個均勻分布的重物的作用來代替,只要重心的位置保持不變.相反,幾個均勻分布的重物可以用一個懸掛在它們的重心處的重物來代替； 似圖形的重心以相似的方式分布正是從這些公理出發(fā),在重心理論的根底上,阿基米德又發(fā)現了杠桿原理,即二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比.杠桿繞著轉動的固定點叫做支點使杠桿轉動的力叫做動力施力的點叫動力作用點阻礙杠桿轉動的力叫做阻力,施力的點叫阻力用力點當動力和阻力對杠桿的轉動效果相互抵消時,杠桿將處于平衡狀態(tài),這種狀態(tài)叫做杠桿平衡,但是杠桿平衡并不是力的平衡.注意： 在分析杠桿平衡問題時,不能僅僅以力的大小來判斷,一定要從根本知識考慮,做到解決問題有根有據,切忌憑主

13、觀感覺來解題.杠桿靜止不動或勻速轉動都叫做杠桿平衡.通過力的作用點沿力的方向的直線叫做力的作用線從支點O到動力F1的作用線的垂直距離L1叫做動力臂從支點O到阻力F2的作用線的垂直距離L2叫做阻力臂精選文檔可修改可編輯杠桿平衡的條件文字表達式：動力X動力臂=阻力X阻力臂公式：F1XL1=F2XL2一根硬棒能成為杠桿,不僅要有力的作用,而且必須能繞某周定點轉動,缺少任何一個條件,硬棒就不能成為杠桿,例如酒瓶起子在沒有使用時,就不能稱為杠桿.動力和阻力是相對的,不管是動力還是阻力,受力物體都是杠桿,作用于杠桿的物體都是施力物體力臂的關鍵性概念：1:垂直距離,千萬不能理解為支點到力的作用點的長度.力臂

14、不一定在杠桿上.力臂三要素：大括號或用|一一|表示、字母、垂直符號使用杠桿時,如果杠桿靜止不動或繞支點勻速轉動,那么杠桿就處于平衡狀動力臂X動力=阻力臂X阻力,即L1XF1=L2XF2,由此可以演變?yōu)镕2/F1=L1/L2杠桿的平衡不僅與動力和阻力有關,還與力的作用點及力的作用方向有關.假設動力臂為阻力臂的n倍,那么動力大小為阻力的1/n“大頭沉動力臂越長越省力,阻力臂越長越費力.省力杠桿費距離；費力杠桿省距離.等臂杠桿既不省力,也不費力.可以用它來稱量.例如：天平許多情況下,杠桿是傾斜靜止的,這是由于杠桿受到幾個平衡力的作用.一類：支點在動力點和阻力點的?間.稱為第一類杠桿.既可能省力的,也

15、可能費力的,主要由支點的位置決定,或者說由臂的長度決定.動力臂與阻力臂長度一致,所以這類杠桿是等臂杠桿.例：蹺蹺板、天平等.二類：阻力點在動力點和支點?間.稱為第二類杠桿.由于動力臂總是大于阻力臂,所以它是省力杠桿.例：堅果夾子,門,釘書機,跳水板,扳手,開啤灑瓶器,運水泥、磚的手推車.三類：動力點在支點和阻力點之間.稱為第三類杠桿.特點是動力臂比阻力臂短,所以這類杠桿是費力杠桿,然而能夠節(jié)省距離.例： 銀子,手臂,魚竿,皮劃艇的槳,下顆,鍬、掃帚、球棍,理發(fā)剪刀等以一手為支點,一手為動力的器械.另外,像輪軸這類的工具也屬于一種變形杠桿.就拿最簡單、 相似于第一類杠桿的定滑輪來介紹,滑輪軸心好

16、比支點,兩端物體的拉L妤比杠桿的兩端施1,而如果滑輪是一個完美的圓,施力臂和阻力臂皆將是圓的半徑.根據杠桿模型可知,假設L1L2,那么F1F2,這是杠桿可省力；假設L1L2,那么F1F2,這時杠桿要費力；假設L1=L2,那么F1=F2,杠桿既不省力也不費力精選文檔可修改可編輯根據動力臂與阻力臂的不同,我們可以把杠桿分為三類：省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿.既省力又省距離的杠桿是沒有的.2-2平面連桿機構平面連桿機構的運動設計一般可歸納為以下三類根本問題：1實現構件給定位置亦稱剛體導引,即要求連桿機構能引導某構件按規(guī)定順序精確或近似地經過給定的假設干位置.2實現運動規(guī)律亦稱函數生成,即要求主、從動

17、件滿足的假設干組對應位置關系,包括滿足一定的急回特性要求,或者在主動件運動規(guī)律一定時,從動件能精確或近似地按給定規(guī)律運動.3實現運動軌跡亦稱軌跡生成,即要求連桿機構?作平面運動的構件上某一點精確或近似地沿著給定的軌跡運動.在進行平面連桿機構運動設計時,往往是以上述運動要求為主要設計目標,同時還要兼顧一些運動特性和傳力特性等方面的要求,如整轉副要求、壓力角或傳動角要求、機構占據空間位置要求等.另外,設計結果還應滿足運動連續(xù)性要求,即當主動件連續(xù)運動時,從動件也能連續(xù)地占據預定的各個位置,而不能出現錯位或錯序等現象.平面連桿機構運動設計的方法主要是幾何法和解析法,此外還有圖譜法和模型實驗法.幾何法

18、是利用機構運動過程?各運動副位置之間的幾何關系,通過作圖獲得有關運動尺寸,所以幾何法直觀形象,幾何關系清楚,對于一些簡單設計問題的處理是有效而快捷的,但由于作圖誤差的存在,所以設計精度較低.解析法是將運動設計問題用數學方程加以描述,通過方程的求解獲得有關運動尺寸,故其直觀性差,但設計精度高.隨著數值計算方法的開展和計算機的普及應用,解析法已成為各類平面連桿機構運動設計的一種有效方法.四桿機構有兩種根本類型.在滿足曲柄存在的前提下,銀鏈四桿機構取不同的構件作機架,可得到具有不同運動特性的較鏈四桿機構： 例如曲柄搖桿機構,雙曲柄機構和由它們派生出來的平行四邊形機構,曲柄滑塊機構等.錢鏈四桿機構?,

19、假設a為最短桿,取桿d或桿b為機架,那么a為曲柄,c為搖桿,即得曲柄搖桿機構.如取a為機架,那么b和d都是曲柄,即得雙曲柄機構.在不滿足曲柄存在的前提下,錢鏈四桿機構的運動鏈不管哪個桿固定,因無曲柄存在,必為雙搖桿機構.例如圖2c,取c為機架,b和d都是搖桿.如將曲柄搖桿機構的搖桿長度增加至無窮大,那么轉動副CB轉化為移動副,即得曲柄滑塊機構精選文檔可修改可編輯此外四桿機構還帶兩個滑塊型式的雙滑塊機構曲柄存在條件動力機的驅動軸一般整周轉動,因此機構?被驅動的主動件應是繞機架作整周轉動的曲柄在形成錢鏈四桿機構的運動鏈?,a、b、c、d既代表各桿長度又是各桿的符號.當滿足最短桿和最長桿之和小于或等

20、于其他兩桿長度之和時,假設將最短桿或其鄰桿固定其一,那么另一桿即為曲柄.2-3凸輪機構凸輪機構是由凸輪,從動件和機架三個根本構件組成的高副機構.凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件,一般為主動件,作等速回轉運動或往復直線運動.由凸輪的回轉運動或往復運動推動從動件作規(guī)定往復移動或擺動的機構.I凸輪具有曲線輪廓或凹槽,有盤形凸輪、 圓柱凸輪和移動凸輪等,其?圓柱凸輪的凹槽曲線是空間曲線,因而屬于空間凸輪.從動件與凸輪作點接觸或線接觸,有滾子從動件、平底從動件和尖端從動件等.尖端從動件能與任意復雜的凸輪輪廓保持接觸,可實現任意運動,但尖端容易磨損,適用于傳力較小的低速機構?.為了使從動件與凸輪始終保持

21、接觸,可采用彈簧或施加重力.具有凹槽的凸輪可使從動件傳遞確定的運動,為確動凸輪的一種.一般情況下凸輪是主動的,但也有從動或固定的凸輪.多數凸輪是單自由度的,但也有雙自由度的劈錐凸輪.凸輪機構結構緊湊,最適用于要求從動件作間歇運動的場合.它與液壓和氣動的類似機構比擬,運動可靠,因此在自動機床、 內燃機、 印刷機和紡織機?得到廣泛應用.但凸輪機構易磨損,有噪聲,高速凸輪的設計比擬復雜,制造要求較高.優(yōu)點結構簡單、緊湊、設計方便,可實現從動件任意預期運動,因此在機床、紡織機械、輕工機械、印刷機械、機電一體化裝配?大量應用.缺點1點、線接觸易磨損;2凸輪輪廓加工困難3行程不大.精選文檔2-4齒輪機構及

22、齒輪系結構齒輪機構是現代機械?應用最廣泛的一種傳動機構,它可以用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力.與其它傳動機構相比,齒輪機構的優(yōu)點是： 結構緊湊、 工作可靠、傳動平穩(wěn)、效率高、壽命長、能保證恒定的傳動比,而且其傳遞的功率和適用的速度范圍大.故齒輪機構廣泛用于機械傳動?.但是齒輪機構的制造安裝費用高、 低精度齒輪傳動的噪聲大.根據一對齒輪傳動的傳動比是否恒定,齒輪機構可以分為兩大類：其一是定傳動比齒輪機構,齒輪是圓形的,又稱為圓形齒輪機構,是目前應用最廣泛的一種；其二是變傳動比齒輪機構,齒輪一般是非圓形的,又稱為非圓形齒輪機構,僅在某些特殊機械?適用.根據一對齒輪在傳動時的相對運動是平面運動還

23、是空間運動,圓形齒輪機構又可以分為平面齒輪機構和空間齒輪機構兩類.固1-1齒輪情動輪系類型輪系分為兩大類：定軸齒輪系定軸線輪系或定軸輪系和行星齒輪系動軸線輪系或周轉輪系.定軸輪系當齒輪系運轉時,假設其?各齒輪的軸線相對于機架的位置始終固定不變,那么精選文檔可修改可編輯可修改可編輯該齒輪系稱為定軸輪系精選文檔可修改可編輯定軸輪系分為平面定軸輪系、空間定軸輪系.周轉輪系當齒輪運轉時,其?存在齒輪的軸線相對于某一固定軸線或平面轉動,那么此輪系稱為周轉輪系.周轉輪系分為差動輪系、行星輪系.1、實現分路傳動,如鐘表時分秒指鐘表時分秒指針針2、換向傳動,如車床走刀絲桿三星輪系3、實行變速傳動,如減速箱齒輪

24、系減速齒輪系4、運動分解,如汽車差速器5、在尺寸及重量較小時,實行大功率傳送第三章機構運動簡圖精選文檔可修改可編輯經過第二章對常見的幾種機構特點分析,我們采用曲柄搖桿機構來設計該剪切機.3-1精選文檔曲柄搖桿機構可修改可編輯3-2機構模型的截圖精選文檔精選文檔可修改可編輯3-3CAD簡圖精選文檔可修改可編輯精選文檔可修改可編輯精選文檔可修改可編輯精選文檔可修改可編輯第四章機構運動計算運動副為周轉副的條件：1)最短桿長度+最長桿長度=其余兩桿長度之和.桿長條件2)組成該周轉副的兩桿必有一桿為最短桿.當最短桿為連架桿時,機構為曲柄搖桿機構a+db+c根據CAD乍圖標注數據,有A=38.84B=155.32C=166.79D=215.76A+D=38.84+155.32=194.16B+C=155.32+166.79=322.11故,滿足條件.通過圖推算得到,K=V2/V1=T1/T2=a1/a2=(180+0