復(fù)習(xí)剪板機(jī)的輸送機(jī)構(gòu)和剪斷機(jī)構(gòu)

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)〔說明書〕設(shè)計(jì)題目：剪板機(jī)的輸送機(jī)構(gòu)和剪斷機(jī)構(gòu)學(xué)院：機(jī)電學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：B0701學(xué)生姓名：張彬指導(dǎo)教師：佟瑞宏2009年7機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)剪板機(jī)的鐵板輸送機(jī)構(gòu)和剪斷機(jī)構(gòu)。剪板機(jī)是將卷料展開并剪成一定長(zhǎng)度鐵板的機(jī)器，即將板料作定長(zhǎng)度的間歇送進(jìn)，在板料短暫的停歇時(shí)間內(nèi)，剪刀在一定位置上將鐵板剪斷。技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求原材料為成卷的板料。每次輸送鐵板長(zhǎng)度L=1900或2000或2200mm〔設(shè)計(jì)時(shí)任選一種〕。每次輸送鐵板到達(dá)規(guī)定長(zhǎng)度后，鐵板稍停，以待剪板機(jī)構(gòu)將其剪斷。剪斷工藝所需時(shí)間約為鐵板輸送周期的十五分之一。建議鐵板停歇時(shí)間不超過剪斷工藝時(shí)間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率。輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，振動(dòng)和沖擊應(yīng)盡量小〔即要求輸送機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的加速度曲線連續(xù)無突變〕。設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行鐵板輸送機(jī)構(gòu)和剪斷機(jī)構(gòu)的選型；根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案；機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇；對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算；進(jìn)行上機(jī)計(jì)算分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案；畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖和傳動(dòng)方案圖；完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。工作方案與進(jìn)度安排本課程設(shè)計(jì)總時(shí)間為2周〔共10天〕，進(jìn)度安排如下：步驟內(nèi)容要求時(shí)間1上課，熟悉題目分組，了解題目，查找資料1天2方案設(shè)計(jì)，分析一人一方案，分組比擬2天3尺寸綜合，繪圖圖解法，解析法等3天4上機(jī)計(jì)算分析上機(jī)分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)2天5整理說明書，圖紙說明書統(tǒng)一格式1天6辯論交說明書，圖紙1天指導(dǎo)教師：2021年7月6日目錄一、剪板機(jī)工作原理及設(shè)計(jì)要求 1二、機(jī)械設(shè)計(jì)方案擬定 2三、機(jī)械原理分析及構(gòu)件尺寸的計(jì)算 5四、機(jī)械變速傳動(dòng)設(shè)計(jì) 11五、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 12六、機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析 13七、設(shè)計(jì)總結(jié) 20八、參考文獻(xiàn) 21一、剪板機(jī)工作原理及設(shè)計(jì)要求1.工作原理及工藝過程本剪板機(jī)是將卷料展開并剪成一定長(zhǎng)度鐵板的機(jī)器，即將板料作定長(zhǎng)度的間歇送進(jìn)，在板料短暫的停歇時(shí)間內(nèi)，剪刀在一定位置上將鐵板剪斷，其工藝過程由輸送原材料和剪板兩個(gè)過程來完成。2.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求原材料為成卷的板料。每次輸送鐵板長(zhǎng)度L=1900或2000或2200mm〔設(shè)計(jì)時(shí)任選一種〕。每次輸送鐵板到達(dá)規(guī)定長(zhǎng)度后，鐵板稍停，以待剪板機(jī)構(gòu)將其剪斷。剪斷工藝所需時(shí)間約為鐵板輸送周期的十五分之一。建議鐵板停歇時(shí)間不超過剪斷工藝時(shí)間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率。輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，振動(dòng)和沖擊應(yīng)盡量小〔即要求輸送機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的加速度曲線連續(xù)無突變〕。3.機(jī)械系統(tǒng)功能分析剪板機(jī)要實(shí)現(xiàn)將卷料展開并剪成一定長(zhǎng)度鐵板，采用兩個(gè)相互配合的間歇機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)停歇與剪板。二、機(jī)械設(shè)計(jì)方案擬定1.輸送機(jī)構(gòu)方案的比擬和擬定方案一：不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖2—1圖2—1利用不完全齒輪實(shí)現(xiàn)間歇輸送板料在主動(dòng)輪上作出一局部的輪齒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與停歇時(shí)間的要求，在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相齒和的輪齒，當(dāng)主動(dòng)輪做連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪做間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、作可靠，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間可以在很大的范圍內(nèi)變化。但其從動(dòng)輪在開始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng)兩瞬時(shí)都存在剛性沖擊。只適合于低速、輕載的場(chǎng)合。在此對(duì)板料的平穩(wěn)運(yùn)輸沒有保證。方案二：差動(dòng)輪系與四桿機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)1321324ADBCE：圖2圖2—3此方案采用由1、2、3、4組成的差動(dòng)輪系與由A、B、C、D組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。其中AB桿與齒輪1鉸接于A點(diǎn)并隨齒輪的回轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)形成曲柄，CD桿與齒輪2鉸接于D點(diǎn)形成搖桿。太陽輪4的運(yùn)動(dòng)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)與差動(dòng)輪系共同決定，實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。太陽輪4與滾輪相連，實(shí)現(xiàn)滾輪的間歇周轉(zhuǎn)到達(dá)輸送板料的目的，并且滾輪可以將卷料壓平。方案擬定：綜合以上本輸送機(jī)構(gòu)采用方案二。2.剪切機(jī)構(gòu)方案的比擬和擬定方案一：采用槽輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：圖2—圖2—5圖2—4剪切機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，它的運(yùn)動(dòng)由槽輪機(jī)構(gòu)來控制，曲柄AD和BC分別固定到兩個(gè)齒輪上，同過槽輪機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)傳給齒輪實(shí)現(xiàn)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪機(jī)構(gòu)由主動(dòng)撥盤和從動(dòng)槽輪和機(jī)架組成，主動(dòng)撥盤獲得動(dòng)力，勻速回轉(zhuǎn)使得從動(dòng)槽輪間歇回轉(zhuǎn)，從動(dòng)槽輪由通過齒輪將運(yùn)動(dòng)傳遞給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)剪切運(yùn)動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形尺寸小、機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)的實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，存在柔性沖擊。方案二：凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：本剪切機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu)如圖，讓凸輪實(shí)現(xiàn)刀具的停歇與運(yùn)動(dòng)，到達(dá)剪板目的。凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出輪廓曲線，就可以使推桿得到準(zhǔn)確的軌跡，相應(yīng)快速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。綜合以上：剪板機(jī)采用方案二。3.輸送機(jī)構(gòu)與剪板機(jī)構(gòu)的組合使輸送機(jī)構(gòu)和剪切機(jī)構(gòu)同步，即在齒輪4停歇的時(shí)間內(nèi)凸輪剛好完成推程和回程完成剪板工作。三、機(jī)械原理分析及構(gòu)件尺寸的計(jì)算1.輸送機(jī)構(gòu)原理分析：本輸送機(jī)構(gòu)由根底機(jī)構(gòu)和附加機(jī)構(gòu)組成，根底機(jī)構(gòu)：齒輪2、3、4及系桿H組成的自由度為2的差動(dòng)輪系如圖3—1：附加機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD如圖3—2。齒輪1和桿AB固結(jié)在一起，桿CD與系桿H是一個(gè)構(gòu)件。主動(dòng)輪1的運(yùn)動(dòng)一方面通過差動(dòng)輪系傳遞給太陽輪4，一方面通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)傳遞給系桿H。因此齒輪4所輸出的運(yùn)動(dòng)是以上兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。3342H1212DAABDCH圖3—3圖3—3圖3—1圖3—22.機(jī)構(gòu)預(yù)期功能要求通過電機(jī)的驅(qū)動(dòng)給于曲柄一個(gè)繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)力，在該力的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)連桿，同時(shí)曲柄與齒輪相連，差動(dòng)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在摩擦力的帶動(dòng)下，使鐵板向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)輪系速度為0時(shí)剪切機(jī)構(gòu)將其剪斷完成一個(gè)周期的送板與剪板動(dòng)作。3.輸送板料傳動(dòng)分析及數(shù)據(jù)計(jì)算〔1〕傳動(dòng)分析：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，剪斷工藝為鐵板輸送周期的十五分之一，主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)一周為一個(gè)周期，故剪板工藝不少于：而停歇時(shí)間不超過剪板工藝的1.5倍，這里取停歇時(shí)間為。在齒輪1等速回轉(zhuǎn)一周時(shí)間內(nèi).，從動(dòng)齒輪4的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：在齒輪1轉(zhuǎn)過前的的時(shí)間內(nèi)，齒輪4勻速回轉(zhuǎn)，此段時(shí)間內(nèi)鐵板正好送到要求的長(zhǎng)度，在齒輪1轉(zhuǎn)過的剩余內(nèi)，從動(dòng)齒輪4停歇不動(dòng)，以待剪板?！?〕數(shù)據(jù)計(jì)算：①輪系數(shù)據(jù)分析在2、3、4、及系桿H組成的差動(dòng)輪系里：①對(duì)定軸輪系：②由①②得：③兩邊乘以時(shí)間t得：由此可知：齒輪4的輸出運(yùn)動(dòng)為齒輪1通過差動(dòng)輪系2、3、4傳動(dòng)給4和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)傳給系桿H的合運(yùn)動(dòng)，欲使主動(dòng)齒輪1從某瞬時(shí)開始轉(zhuǎn)過之內(nèi)構(gòu)件4產(chǎn)生停歇，那么應(yīng)令可得：=由于主動(dòng)輪1即為曲柄AB，系桿H即為桿CD，故上式正好反映了該組合機(jī)構(gòu)中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和差動(dòng)輪系的關(guān)系。因此設(shè)計(jì)的四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足上式要求。②輪系數(shù)據(jù)計(jì)算：設(shè)主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為T，對(duì)③式兩邊積分得：又可知：取滾輪轉(zhuǎn)300°剛好送2m的板料那么有：取=50齒，那么=60齒根據(jù)同軸條件：取=20那么=20取齒輪模數(shù)為5，那么齒輪的分度圓直徑分別為：根據(jù)：可得滾輪直徑為。③曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算：曲柄搖桿激斗應(yīng)該同時(shí)滿足三個(gè)條件：曲柄AB轉(zhuǎn)過30°沒一瞬間主從構(gòu)件要滿足共識(shí)：=。各桿長(zhǎng)度應(yīng)該滿足桿長(zhǎng)條件的曲柄存在條件，即能保證主動(dòng)桿AB能做整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角應(yīng)該大于40°以保證機(jī)械的傳動(dòng)效率。由以上可知此四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)變?yōu)閮蛇B架桿的對(duì)應(yīng)角位移來設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。由：可知：當(dāng)?shù)茫汗嗜。焊鶕?jù)齒輪1和齒輪4確定四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架4的長(zhǎng)度為：mm，取搖桿AB=用作圖法求其他桿長(zhǎng):ABABDC由圖中測(cè)得C條件驗(yàn)證：1．曲柄存在條件的驗(yàn)證：故：曲柄存在。2．最小壓力角的驗(yàn)證：故：符合要求。④剪切機(jī)構(gòu)尺寸確定：凸輪的設(shè)計(jì)參數(shù)：運(yùn)動(dòng)角運(yùn)動(dòng)規(guī)律0o-15o等速上升15mm15o-30o等速下降15mm30o-360o近休止遠(yuǎn)休止角=0°推程：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s=hδ/б0б0取15oδ0o3o6o9o12o15os03691215回程：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s=h〔1-δ〕/б0б0取15oδ15o18o21o24o27o30os15129630凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖：理論廓線理論廓線工作廓線四、機(jī)械變速傳動(dòng)設(shè)計(jì)1．原動(dòng)機(jī)的選擇由工作狀況，選擇低速型，故采用三相異步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為740r/min。2．總傳動(dòng)比的計(jì)算總傳動(dòng)比為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲柄轉(zhuǎn)速之比，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每分鐘剪板一次，因此總得傳動(dòng)比為：n=740/1=740。3．各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算第一級(jí)采用帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為：5第二級(jí)采用一個(gè)減速器傳動(dòng)比為：74第三極采用齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比為：2轉(zhuǎn)速1r/min轉(zhuǎn)速1r/min轉(zhuǎn)速1r/min輪系的齒數(shù)上邊已經(jīng)確定這里不再說明。取可到達(dá)傳動(dòng)要求2比1的傳動(dòng)要求。取五、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖六、機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析1．四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析①以下是取搖桿AB從0°轉(zhuǎn)到360°所對(duì)應(yīng)的輸出桿CD的角位移、角速度、角加速度〔取前、中、后說明〕0°到45°的數(shù)據(jù)165°到195°的數(shù)據(jù)330°到360°的數(shù)據(jù)②四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖速度加速度位移速度加速度位移③四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真2.凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析①凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿速度、加速度、壓力角數(shù)據(jù)說明：30°到330°凸輪進(jìn)入近休其從動(dòng)桿速度、加速度、壓力角均為0②凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖加速度②凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖加速度速度位移速度位移七、設(shè)計(jì)總結(jié)隨著放假日子的到來，課程設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過兩周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這兩年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比擬欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。

在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的確實(shí)覺得困難比擬多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。

在此要感謝我們的指導(dǎo)老師佟老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的