半自動平壓模切機設(shè)計

1、中原工學(xué)院課程設(shè)計課程名稱 : 機械設(shè)計 （上）課程審計:DB 0 3 0202；專業(yè) : 機械設(shè)計制造及其自動化班 級:機自13 1班學(xué)號:2 學(xué)生姓名 : 劉旭東 指導(dǎo)教師 : 程軍紅2015 年 06 月 2 6日題目 : 半自動平壓模切機得模切設(shè)計設(shè)計者 : 劉旭東同組成員 : 王超凡、李俊熙目錄一:課程設(shè)計任務(wù)錯誤 !未定義書簽。二：執(zhí)行機構(gòu)得功能原理 錯誤!未定義書簽。三:執(zhí)行機構(gòu)運動規(guī)律及型式設(shè)計 集昔誤！未定義書簽。四：主機構(gòu)得運動設(shè)計 錯誤!未定義書簽。五：執(zhí)行系統(tǒng)得協(xié)調(diào)設(shè)計 保昔誤!未定義書簽。六:方案評價總結(jié) 錯誤!未定義書簽。七：課程設(shè)計總結(jié)（體會）錯誤!未定義書簽。八

2、：參考文獻(xiàn) 錯誤!未定義書簽。九附錄?m誤！未定義書簽。一:課程設(shè)計任務(wù)一、設(shè)計題目：半自動平壓模切機得模切機構(gòu)二、工作原理及工藝動作過程半自動平壓模切機就是印刷、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱 等紙制品得專用設(shè)備。 它可對各種規(guī)格得紙板、 厚度在4mm 以下得瓦愣紙板，以及各種高級精細(xì)得印刷品進行壓痕、切 線、壓凹凸。經(jīng)過壓痕、切線得紙扳 ，用手工或機械沿切線處 去掉邊料后，沿著壓由得壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱，或制成凹凸得商標(biāo)。壓制紙板得工藝過程主要分兩部分，一為將紙板走紙到位， 二就是對紙板沖壓模切。如圖一所示 ，4為工作臺面，工作臺 上方得1為雙列鏈傳動，2為主動鏈輪，3為走紙模塊，具兩端分別

3、固定在前后兩根鏈條上，橫塊上裝有若干個夾緊片。 主動鏈 輪由間歇機構(gòu)帶動，使雙列鏈條作同步得間歇運動。 每次停歇 時，鏈上得一個走紙模塊剛好運動到主動鏈輪下方得位置上、 這時，工作臺面下方得控制機構(gòu)，其執(zhí)行構(gòu)件7作往復(fù)移動，推 動橫塊上得夾緊裝置，使夾緊片張開，操作者可將紙板8喂入, 待夾緊后，主動鏈輪又開始轉(zhuǎn)動，將紙板送到具有固定上模5與可動下模6得位置。 鏈輪再次停歇。這時，在工作臺面下部 得得主傳動系統(tǒng)中得執(zhí)行構(gòu)件（滑塊）與下模6為一體向上移 動，實現(xiàn)紙板得壓痕、切線（稱為模壓或壓切卜壓切完成以后， 鏈條再次運行，當(dāng)夾有紙板得模塊走到某一位置時，受另一機構(gòu)（圖上未表示）作用，使夾緊片張開

4、，紙板落到收紙臺上，完成 一個工作循環(huán)。與此同時，后一個橫塊進人第二個工作循環(huán)、 將已夾緊得紙板輸入壓切處，如此實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作。本題要求按照壓制紙板得工藝過程設(shè)計下列幾個機構(gòu)：使下壓模運動得執(zhí)行機構(gòu)，起減速作用得傳動機構(gòu)；控制橫塊上 夾緊裝置（夾緊紙板）得控制機構(gòu)。圖（1）平壓模切機工藝動作示意圖(2) 模切機得生產(chǎn)阻力曲線三、原始數(shù)據(jù)與設(shè)計要求1、每小時壓制紙板3000 張。2、傳動機構(gòu)所用電動機轉(zhuǎn)速 n =14 5 0r/min,滑塊推動 下模向上運動時所受生產(chǎn)阻力如圖2所示，在其工作行程得最后2 mm范圍內(nèi)受到生產(chǎn)阻力為 Fc=2Xl 6 6N,回程時不受 力、 下模與滑塊得質(zhì)量約 1

5、2 0kg。3、下模向上移動得行程長度H=5 0 i0. 5mm、回程得平均速度為工作行程平均速度得1、3倍，4、工作臺離地面得距離約120 0 mm、5、按照壓制紙板得工藝過程要求設(shè)計下列幾機構(gòu)：使下壓模往復(fù)運動得執(zhí)行機構(gòu);起減速作用得傳動機構(gòu) ;控制橫塊上壓緊裝置(壓緊紙板 )得控制機構(gòu)。所設(shè)計機構(gòu)得性能要良好,結(jié)構(gòu)簡單緊湊,節(jié)省動力,壽命長,便于制造、四、設(shè)計方案提示根據(jù)半自動平壓模切機得工作原理,把機器完成加工要求得動作分解成若干種基本運動。進行機械運動方案設(shè)計時最主要得就是要弄清設(shè)計要求與條件,掌握現(xiàn)有機構(gòu)得基本性能 ,靈活地應(yīng)用現(xiàn)有機構(gòu)或有創(chuàng)造性地構(gòu)思新得機構(gòu) ,以保 證機器有完善

6、得功能與盡可低得成本。完成一項運動,一般說總有幾種機構(gòu)可以實現(xiàn),所以 ,不同得機構(gòu)類型及其組合將構(gòu)成多種運動方案。對本題進行機械運動方案設(shè)計時可考慮一下機構(gòu)方案:1、實現(xiàn)下模往復(fù)移動與執(zhí)行機構(gòu)一般可采用具有急回或曾力特性得六桿沖壓機構(gòu)、2、傳動機構(gòu)可采用連續(xù)勻速運動得減速機構(gòu) ,有帶傳動與兩級齒輪傳動串聯(lián),帶傳動與行星輪系串聯(lián)等、3、控制加緊裝置得機構(gòu)可采用具有一端停歇得往復(fù)移動運動機構(gòu),有圖輪機構(gòu) ,有圓弧槽得導(dǎo)桿機構(gòu)等。4、由于沖壓模切機構(gòu)只在短時間內(nèi)承受很大得生產(chǎn)阻力 ,為了減小周期性波動可選用較小得電動機,并安裝飛輪。五:設(shè)計任務(wù)1、根據(jù)設(shè)計要求與原始數(shù)據(jù)每組考慮至少23鐘系統(tǒng)運動方案

7、 ,并對其傳動性能進行初步得分析比較,畫出運動方案簡圖、經(jīng)小組討論選定一種較佳運動方案 ;2、根據(jù)工藝動作得順序與協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖。3、進行機械運動方案得評價;4、完成說明書一份、設(shè)計說明書應(yīng)包括設(shè)計題目、設(shè)計要求、方案設(shè)計與選型、方案評價,執(zhí)行構(gòu)件得運動循環(huán)圖 ,課程設(shè)計總結(jié),參考文獻(xiàn)。二:執(zhí)行機構(gòu)得功能原理如圖(3)所示,4為工作臺面，工作臺上方得1為雙列鏈傳動,2為主動鏈輪,3 為走紙模塊,其兩端分別固定在前后兩根鏈條上，橫塊上裝有若干個夾緊片。主動鏈輪由間歇機構(gòu)帶動，使雙列鏈條作同步得間歇運動。 每次停歇時，鏈上得一個走紙模 塊剛好運動到主動鏈輪下方得位置上。這時，工作臺面下方得

8、控制機構(gòu)，其執(zhí)行構(gòu)件7作往復(fù)移動，推動橫塊上得夾緊裝置， 使夾緊片張開，操作者可將紙板8喂入，待夾緊后，主動鏈輪又 開始轉(zhuǎn)動，將紙板送到具有固定上模5與可動下模6得位置。鏈輪再次停歇。這時，在工作臺面下部得得主傳動系統(tǒng)中得執(zhí) 行構(gòu)件（滑塊）與下模6為一體向上移動，實現(xiàn)紙板得壓痕、切 線（稱為模壓或壓切 卜壓切完成以后，鏈條再次運行，當(dāng)夾有紙 板得模塊走到某一位置時 ，受另一機構(gòu)（圖上未表示）作用，使 夾緊片張開，紙板落到收紙臺上，完成一個工作循環(huán)。與此同 時,后一個橫塊進人第二個工作循環(huán)。將已夾緊得紙板輸入壓切處，如此實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作。圖（3）平壓模切機工藝動作示意圖:執(zhí)行機構(gòu)運動規(guī)律及型式設(shè)

9、計執(zhí)行機構(gòu)運動得規(guī)律分成兩個部分，一就是輔助運動，它可以用于完成紙板得夾緊，走紙，松開等動作。對實現(xiàn)該運動得傳 動機構(gòu)要求做間歇運動；二就是主運動，完成對紙板得壓切動 作，要求裝有模板得滑塊做直線往復(fù)運動、具加工紙板得工藝動作流程如圖（4）半自動平壓模切機加工紙板工藝流程圖紙盒余料松開咽走 II B:! 、J 1紙二 輸由工走 n- N -V I M N I INN 7 模切4沖輸入走 廠選,1 M I 一一/rH K I I I I - 機夾料緊紙 一送 IL-1一 - L f 11.、 斗 1 落 印刷慧對于紙板得輸送構(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

10、于紙板得 精確走紙定位；b、適合于本機構(gòu)得遠(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。圖（5）雙列鏈傳動正視圖2）、紙板停歇：分為凸輪機構(gòu)、特殊齒輪機構(gòu)與槽輪機構(gòu)經(jīng)過討論及分析應(yīng)選用特殊齒輪鏈輪。a采用特殊齒輪加工與維修方便，工作可靠；b易實現(xiàn)從動件得運動時間與靜止時間得比例在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；c工作時面接觸為間歇運動，不易磨損、主動鏈輪做單向間歇運動，選擇齒輪（4個）與不完全齒輪 （1個）組合，將鏈條安放在完全齒輪上，在將完全齒輪與不完全 齒輪連接，不完全齒輪轉(zhuǎn)動帶動

11、完全齒輪轉(zhuǎn)動。圖(6)不完全齒輪圖(7)不完全齒輪嚙合3 )對于紙板得固定，可選用剛性彈簧夾或普通彈簧夾。選用剛性彈簧夾a、剛性彈簧夾具有剛性彈簧力得作用，不僅可以自動得將紙板夾緊，而且可以準(zhǔn)確平穩(wěn)得實現(xiàn)走紙運動；b、能準(zhǔn)確、方便、自動得實現(xiàn)紙板得夾緊與松開動作。c、使用普通夾子較難實現(xiàn)紙板得自動夾緊與松開得工藝動作以及平穩(wěn)走紙得目得、圖(8)剛性彈簧夾最終選型：紙板得輸送選用雙列鏈輪傳動；紙板得停歇選用殊齒輪組；紙板得固選用剛性彈簧夾。模切沖壓機構(gòu)得選型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)得運動副一般均為低副，具

12、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)得設(shè)計、加工制造容易，經(jīng)濟性好，且低副一般為幾何封閉 ,工作得可靠性好。c、在滿足運動要求得條件下，連桿機構(gòu)可以靈活改變各桿件得相對長度來調(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、最終選型:平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)、型式設(shè)計:方案A示意圖如圖 (9)1凸輪、2頂桿、3-滑塊、4-不完全齒輪、5-完全齒輪、6一曲柄、7一頂桿圖(9)凸輪頂桿機構(gòu)簡圖1)機械得運動分析下模向上運動進行模切運動時會產(chǎn)生很大得生產(chǎn)阻力，但就是直動推桿凸輪機構(gòu)不能承受很大得阻力，所以選用直動推

13、桿凸輪機構(gòu)來 完成沖壓模切并不就是很合理；凸輪機構(gòu)長時間帶動走紙機構(gòu)進行間 歇運動，將會使工作磨損變形產(chǎn)生得微小誤差積累，這會造成走紙機構(gòu) 定位得準(zhǔn)確性下降，最終引起各執(zhí)行機構(gòu)間得配合運動失調(diào)、2)機械得結(jié)構(gòu)合理性分析該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但就是，凸輪機構(gòu)得運用會造成整體機構(gòu)得尺寸與重量都變大。3)機械得機構(gòu)經(jīng)濟性分析凸輪機構(gòu)與錐圓柱齒輪得設(shè)計、制造較難 用料較大，生產(chǎn)成本較 高，況且維修方面得技術(shù)含量較高，經(jīng)濟成本較高。總體上機械功能得實現(xiàn)較差方案B示意圖如圖(10)缽條1 -凸輪、2-圓柱滾子、3-連桿、6-滑塊、7不完全齒輪、8-完全齒輪、9-鏈輪、10一曲柄圖(1 0 )凸輪六桿機構(gòu)設(shè)計

14、簡圖1) 機械得運動分析通過凸輪連接與平面六桿機構(gòu)得組合，能夠合理得完成沖壓過程,但就是機構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計比較困難，并且傳動過程較長，能量易損失，傳動效率低。2)機械結(jié)構(gòu)得合理性分析該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但就是，凸輪機構(gòu)得運用會造成整體機構(gòu)得 尺寸與重量都變大且設(shè)計比較復(fù)雜繁瑣。3) 機械機構(gòu)得經(jīng)濟性分析凸輪機構(gòu)得設(shè)計、制造較難，用料較大，生產(chǎn)成本較高，況且維修方 面得技術(shù)含量較高，經(jīng)濟成本較高、總體上機械得傳動性功能實現(xiàn)欠佳，尺寸及輪廓設(shè)計困難。方案C示意圖如圖(11)1圓柱、2-連桿、3一搖桿、4-連桿、5-滑塊、6不完全齒輪、7 完全齒輪、8 -鏈輪、9曲柄、10一頂桿圖(11)齒輪六桿機

15、構(gòu)簡圖(1)機械得運動分析雙列鏈傳動機構(gòu)與齒輪得組合傳動,功率損失小,機械效率高 ,可靠性高 ;平面六桿曲柄滑塊機構(gòu)能夠承受很大得生產(chǎn)阻力 ,增力效果好,可以平穩(wěn)得完成模切任務(wù);使用剛性彈簧夾自動得實現(xiàn)紙板得夾緊與松開動作,并運用特殊齒輪組完成走紙得間歇運動與準(zhǔn)確得定位, 以實現(xiàn)與沖壓模切得協(xié)調(diào)配合、2 )機械結(jié)構(gòu)得合理性分析該機構(gòu)各構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單緊湊,尺寸設(shè)計相對于凸輪而言簡單,且沒有凸輪機構(gòu)沉重,運行平穩(wěn)協(xié)調(diào)。3)機械得經(jīng)濟性分析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 ,但與其她等效備選機構(gòu)相比 ,其能更好得實現(xiàn)工作

16、要求,以帶來更大得經(jīng)濟效益、四 :主機構(gòu)得運動設(shè)計半自動平壓模切機構(gòu)得主運動如圖 (12)HL 111圖(1 2 )主機構(gòu)運動見圖AB=b -a, B C=e,CD = c,AD=d,CG=f, AC = a+ b有于回程得平均速度為工作行程得1。3倍可知極位夾角0K- 1-X 1800 = 23,4780=K+1由于?H= 5 0mm在？ABC與？ B CD中，由余弦定理得：c2 (1 - cos(p) = a2 (1 + cos ) + b2 (1 cos。)同理，在？BDF與？CDG中分別可得：+一，?+ (I + H) 2 產(chǎn)C os- 1 1 cos 1 1貝Uc,cos0另外桿a為

17、曲柄得條件為：(1)在a、b、c、d四桿中，a為最短桿,c為最長干；(2) a+c b+d根據(jù)以上分析，可取l=500mm c=400mmf = 300mm 帶入以上公式可得22a x 1.917 + b x 0.083=480 考慮a為曲柄得條件，可得各桿長a= 15mmb=36mmc=400m md= 3 88mm f= 3 0 0mm l =50 0 mm五 ：執(zhí)行系統(tǒng)得協(xié)調(diào)設(shè)計、如圖(1 3 )1-鏈輪與齒輪得組合、2 一齒輪、3-齒輪與圓柱得組合、4-鏈輪與齒輪得組合、9、1 0 -鏈輪與圓柱得嚙合圖(12)執(zhí)行系統(tǒng)簡圖執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合圖如圖(8),由于電機得原動力輸入通過齒輪傳動將

18、動力傳給A,在圖中A即為原動件。在圖中由于 A1與10通過鏈條傳 動將動力傳給10,10為不完全齒輪,1 1為完全齒輪，通過完全齒輪與不 完全齒輪通過一定傳動比得相互嚙合運動從而達(dá)到紙板得停歇運動。原動件1通過2、3得傳動即通過3個齒輪得嚙合將動力傳動給3 ，在 六桿機構(gòu)中，即3為原動件。由于不同齒輪得傳動，從而使沖壓模塊8 完成往復(fù)得沖模運動。3與4兩齒輪嚙合，然后通過4與9得鏈條傳動 將動力傳給9,然后由F完成橫壓彈簧夾得夾紙工作，在整個運動循環(huán) 過程中，機械運行平穩(wěn)，配合協(xié)調(diào)，可以達(dá)到工作得要求。六:方案評價總結(jié)對上述得幾個方案，從機械得運動、經(jīng)濟性、及其合理性分析，我 認(rèn)為方案C為最合理得方案、1.凸輪機構(gòu)得外形及尺寸設(shè)計困難且不易加工，在磨損之后，準(zhǔn)確性將會變差。？2 .方案B雖然也為齒輪與劉連桿機構(gòu)得傳動設(shè) 計但就是它與