課程設計(飛剪機構的設計)

飛剪機構的設計設計內(nèi)容1、工藝要求1,1剪切運動速度為V=2m/s的鋼板，拉鋼系數(shù)=V/勺詢，刀t&冃?0~1?051,2兩種鋼板定尺（長度丿L=1m；o,65m，1,3剪切時上下剪刃有間隙，剪切后上下剪刃不發(fā)生干涉（相碰）1,4剪切時上、下剪刃沿鋼板運動速度方向的速度相對誤差：a-v刀gom2、給定參數(shù)2,1工藝參數(shù)剪切力F=10T=98kN；h-7x5 ._7Tl-"V 財-7x5 ._7Tl-"V 財鋼板厚度Ab=1mm;圖2,12,2機構設計參數(shù)按定尺L=1m給出機構的行程速比系數(shù)k、遠極位傳動角2搖桿擺角屮如表2-1所示。：表2-1參數(shù)與方案74°162

r~.73°17°3

rr

74°162

r~.73°17°3

rr

~T2

~184TT

帀

~205TT"683、具體內(nèi)容3.1根據(jù)工藝要求制定機構方案，定性比較各方案的優(yōu)、劣；3.2設計出滿足工藝要求的機構尺寸及上下剪刃的位置尺寸；3,3根據(jù)最終設計結果按比例繪制機構運動簡圖及上下剪刃的軌跡；3,4進行機構的運動及力分析，檢驗上下剪刃的速度相對誤差、拉鋼系數(shù)是否滿要求，并求出曲柄上的平衡力矩4、對剪機運動的要求：4,1曲柄轉一圈對鋼材剪切一次；4,2剪切時，上、下剪刃速度相對誤差小于其許用值：△V=2\V—|/(V+V)<[e]=0.05.刀EtFtEtFt4,3剪切時，上下剪刃應與鋼材運動同步。一般希望剪刃速度略大于鋼材運動速度，即拉鋼系數(shù)1：V=(V+V)/2；刀EtFt8=勺/t=[S]=1?014?05?刀4,4能調節(jié)鋼材的剪切長度L5、設定參數(shù)5.1工藝參數(shù)剪切力F=107=98kN支座A距輥道面高約為h?250mm刀刃重合量Nh^Smm 鋼板厚度M=1mm5,2機構設計參數(shù)按定尺L=1m給出機構的行程速比系數(shù)k、遠極位傳動角2搖桿擺角屮如表2-1所示。6、機構的型綜合首先對工藝要求進行分析，把工藝要求變換為對機構運動的要求，然后根據(jù)對機構的動作要求進行型綜合。6,1工藝對機構的動作要求:(〃為完成剪切，上下剪刃應完成相對分合運動;為剪切運動中的鋼材，上下剪刃在完成相對分合運動的同時還應有沿鋼材方向的運動;根據(jù)以上要求可知，上下剪刃運動軌跡之一應為封閉曲線(如圖6,1a.b.c)所示o?3d上下刀刃均為非封閉曲線，使得飛剪在空行程中沿鋼材運動方向逆向剪切，這是不允許的。a)b)c)d)圖6.16.2機構型綜合的方法及一般原則固定一個構件為機架，可得到一個全鉸鏈機構?？捎靡苿痈敝苯哟孓D動副而得到帶有移動副的機構。具有兩個轉動副的一個構件可變換成一個高副。最簡單機構原則。首先采用最簡單的運動鏈進行機構綜合，不滿足要求時才采用較復雜的運動鏈。最低級別機構原則。一般采用多元連桿為機架不易得到高級別機構。不出現(xiàn)無功能結構原則。最低成本原則。加工易難及加工成本按如下順序遞增：轉動副、移動副、高副。最符合工藝要求原則。對比分析二、計算四桿機構的相對尺寸設計已知參數(shù):k,Y2,申計算機構的相對尺寸a,b,c,d=1.0000四桿機構的絕對尺寸2,1曲柄半徑a剪切鋼板一次所需的時間:t=L/Vt(s)曲柄的轉速n和角速度0：若曲柄銷的速度為VB則曲柄半徑a11為：a=VZo.B1設：k=vZv（k為曲柄銷B點的速度與刀刃平均速度之比1B刀1V=kV=k[5]VB1刀It由此得到：a=k^]Vl0,或 0=氣⑹LZ（2k）初步設計時k可任選。*機構初步設計完成后再重新確定112,2計算四桿機構的絕對尺寸相對尺寸為：a,b,c,d。絕對尺寸為：a,b,c,d:0000

求比例尺1=a/a。得絕對尺寸：求比例尺1=a/a。得絕對尺寸：=L01La0,b=1Lb,c=1Lc,d=1L。刀刃位置確定如圖（）所示，取機架角a=妙~30。且使曲柄與機架共線的機4構位置來確定刀刃位置尺寸，這是考慮到可得到刀刃重合量厶h，且此時有““（此時連桿的絕對瞬心在D點且有co=?）。若TOC\o"1-5"\h\zFtEt 2 3計算出f、a3、e、a,即確定了刀刃FE的位置。3 2f=dcosa^—h（3）e={(f-△h)2+(d-a)2-2(f-Ah)(d-a)co4a}o-5, (4)初步計算a、a/3 2a=a+Aao3 4Aa由AB按余弦定理求出。a求出后可由Aa由AB3求出L、L。然后由ABCE按余弦定理求出a。CECF 2注意到點EF應滿足重合（剪切）即L=L。故令CECFL=(L+L)/2CEFCECF(5)TOC\o"1-5"\h\z按長度L及尺寸b,e,c,f重新^算a aCEF 2 3剪切角（P1（0）的確定：剪切角卑（0）即剪切時所對應的曲柄轉角。由圖（）知：q（0）=a—ZDAB,1 4ZDAB由AADB按余弦定理求解。長度L由ABE（F）D求BD得，ABED的角2ZBEC+ZDEC。ZBECZDEC分別由ABECADEC按余弦定理求解。調整上下刀刃水平速度誤差當曲柄轉角P尸％（0）時飛剪對鋼材進行剪切。此時若上、下刀

刃EF沿鋼材方向的速度誤差太大，則出現(xiàn)傾斜的鋼材切口，甚至不能切斷鋼材。因此必需調整某參數(shù)以控制上、下刀刃的速度誤差。上、下刀刃的速度可寫成如下矢量方程：V=V+VECECV=V+V若勺、、垂直于鋼材運動方向(即CE(F)線與鋼FCFCECFC材運動方向平行)則其在鋼材運動方向的分量為零％沿EF鋼材的分量即％沿鋼材的分速度而相等。故計算CE(F)的位置角o，再使整個機構沿順時針轉動以使S(F)線與鋼材運動E方向平行。即調整機架傾角4使上、下刀刃的速度誤差為零。先對機構進行運動分析求出角(參考《機械原理》29?p30,2再由矢量多邊形方程BE=BC+CE由下式求o角：Etan=[esbn()^bsinj\[ecos()^6eosj (6)（7）△e=?-9o（7）EE即整個機構沿順時針轉動的角度。按下式計算機構轉E動后的機架傾角和各構件的位置角：a*=a-A6?（o）?=?（0）-A6TOC\o"1-5"\h\z4 4 丁￡丁 ,t1 〒E?*=?-A?2 E?*=?-A?3 E調整刀刃與鋼材運動速度同步先進行運動分析求出o、①，再由矢量方程AE=AB+BE求2 3上、下刀刃沿鋼材方向的速度分量fy；、勺尹；(機構的運動分析參考《機械原理》29?30)。求出上、下刀刃沿鋼材方向的平均速度刀及拉鋼系數(shù)5：VEt+ VVEt+ VFt ）/2刀

(8)9）一般5^[5],即上、下刀的速度不滿足預先選定的拉鋼系數(shù)要求。由于曲柄轉速不能調整故應調整曲柄半徑。初定曲柄半徑時公式中的k（為曲柄銷B點的速度與刀刃平均速度之比）是任意選定的，故應按下式計算出實際的;值后重新計算曲柄半徑(10)(11)k*=oTO/勺,(10)(11)1 1刀a=k*?V?或 a=k;?L/（Sk）為保證原始給定參數(shù)2、k屮不變，各長度尺寸應作如下調整:2b=,c=d=e=f=由此得到滿足給定設計要求的機構尺寸為柵參數(shù)，其剪切角為e（o）求曲柄的平衡力矩b如圖8所示，M3-FV+FV=0b1cExcFxMb=Fc(V-V)/3 (12)ExFx1

CC三、機構設計性能（用帶*號尺寸計算）檢驗剪切幅=e（0）*丿時，上下刀刃對刀誤