剪板机设计(9页).doc

-剪板机设计-第 9 页重庆理工大学汽车学院课程设计说明书课程名称：机械原理课题名称：剪板机设计设 计 者：李 X X学 号：XXXXXX 指导老师：XX 目录1前言32设计任务及要求43方案提示54设计用到基本机构6-75传动方案确定7-86装置简介及参数确定9-137机构传动总示意图14-158机构的装配15-169机构装配效果图1710. 运动循环图.1811. 参考资料1912. 结束语20前言机又称剪板机，主要用于剪切金属板材，是重要的金属板材加工机床。其不仅用于机械制造业，还是金属板材配送中心必不可少的装备，应用范围特别广泛。剪板机按结构分为闸式剪板机和摆式剪板机两类；按传动方式分，有机械传动剪板机和液压传动剪板机两类。剪板机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换 滑块的直线往复运动，对板料进行剪切加工的剪切机械。本剪板机是用于板料剪切的通用剪板机。适用于剪切、落料、弯曲、浅拉伸成型和其他冷冲压工作。主要由曲柄滑块机构和星轮机构组成，结构简单，实用性高。关键词：剪板机、不完全齿轮、间歇传动设计任务及要求（一）数据要求(1) 原材料为成卷的板料。每次输送铁板长度为L1900或2000或2200 mm(设计时任选一种)。(2) 每次输送铁板到达规定长度后，铁板稍停，以待剪板机构将其剪断。剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十五分之一。建议铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的1.5倍，以保证有较高的生产率。(3) 输送机构运转应平稳，振动和冲击应尽量小(即要求输送机构从动件的加速度曲线连续无突变)。（二）任务要求（1） 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；（2） 进行铁板输送机构和剪断机构的选型；（3） 机械运动方案的评定和选择；（4） 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机 传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图（5） 对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；（6） 对执行机构进行运动分析，画出运动线图；（7） 画出机械运动方案简图；（8） 编写设计计算说明书。方案提示将铁板作间歇送进的机构方案设计，可从下述两个方面考虑机构的选择：(1) 如何夹持和输送铁板，并使停歇时保持铁板的待剪位置；(2) 如何实现间歇送进，并能使铁板停歇时运送铁板的构件的速度和加速度曲线仍然连续，这样，送进机构的运转就比较平稳。大致有几条途径：(1) 利用机构中运动构件暂时脱离运动链，使后续构件实现停歇；(2) 利用构件上一点在圆弧段或直线段上运动，使与之相连的构件实现停歇；(3) 利用两种运动的叠加使构件实现间歇运动；(4) 其它。工业上常用的简单间歇机构，如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等，虽具有结构简单、制造方便。运动可靠等优点，但在动力性能、动停比(运动时间和停歇时间之比)方面很难满足设计要求。所以常用组合机构来满足设计要求。设计用到的基本机构本设计用到的一般简单机构示意图：1 剪断机构曲柄滑块机构简图2 星轮机构示意图传动方案的确定合理的传动方案首先要满足工作机的性能要求,适应工作条件,工作可靠,此外还应使传动装置的结构简单,尺寸紧凑,加工方便,成本低廉,传动效率高和使用维修方便，要同时满足这些要求是比较困难的,因此要通过分析比较多种传递方案,选择出保证重点要求的最佳传动方案。当采用由几种传动形式组成的多级传动时，要充分考虑各种传动形式的特点,合理的分配其传动顺序。在选择时，应注意以下种传动件的特性：（1）带传动的承载能力小，传递相同转矩时,结构尺寸较其它传动形大，但传动平稳，能吸振缓冲，因此，宜布置在高速级。 （2）链传动不均匀有冲击，不适用于高速级，应布置于低速级。（3）斜齿圆柱齿轮传动的平稳，较直齿轮较好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。（4）开式直齿圆柱齿轮传动的工作环境一般较差，润滑条件不好，因而磨损严重，寿命较短，应布置在低速级。（5）圆锥齿轮传动只用于需要改变轴的布置方向的场合。由于圆锥齿轮加工比较困难，所以应将其布置在传动的高速级，并限制传动比，以减小直径和模数。（6）蜗杆传动可以实现较大的传动比，结构紧凑，传动平稳，但传动效率较低，故使用于中小功率的高速传动中。（7）星轮机构可以实现间歇传动且无刚性冲击同时兼有槽轮机构的启动性能，有兼有齿轮机构等速转位的优点，适应性较广，但是性论机构往往制造比较困难。（8）不完全齿轮机构结构简单，容易制造，工作可靠，十几时运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。其缺点是有较大的冲击，所以只适用于低速、轻载场合。综上所述，考虑各方面，选择带传动和直齿圆柱齿轮进行若干个减速级和两个加速级的传动，利用星轮作间歇传动。传动方案采用v带传动，齿轮传动。优点：结构简单，传动平稳；成本低廉；过载保护；缓冲吸振。采用窄v带传动，传动效率较高。可承受较大的预紧力，速度快、挠曲次数高，还可减少带传动的尺寸。利用星轮做间歇传动，虽然制造比较困难，但是此机构的传动时间和间歇式间之比方便控制，利于达到要求时间比。且受力情况较好，无刚性冲击。装置简介及参数确定一 送料装置如图所示：通过两个轮子的转动从而带动板料运动。行程选用2000mm，按照图示机构有：行程H=ndn为滚子转动圈数，d为滚子直径。为方便设计传动比选用滚子周长为：400mm又直径 d=周长/此时滚子转动五圈即达到要求行程。二剪断机构针轮的转动图示，转向为逆时针。当转到图一位置时针轮的末齿刚喊脱离星轮，此时，星轮刚好停止转动，进入间歇阶段；直到针轮继续转动到图二位置，针轮的首齿与星轮接触推动星轮继续转动，间歇完成。可知，星轮转动半周，针轮转动一周，完成一个传动周期。设针轮按照理论匀速转动，则为了达到要求的时间比例，见间歇时间最多为总周期的1/10，所以由此可得：间歇时针轮转动角为 360*1/10=36 (度)设曲柄长度为50mm，则根据勾股定理可算得滑块移动距离为：S=r-r*cos18-（L-其中L为连杆长度。设连杆长度为500mm算得S=mm刀具移动距离应大于板料厚度，所以如若直接将刀具安放于连杆所联接的滑块出则一般不能达到剪断板料的要求，因此，基需要再增加一个连杆放大刀具移动距离。具体设计如图所示：实际情况中，可根据板料具体厚度选择放大的比例，三. 齿轮传动机构星轮转动180度传动滚子转动五圈，由此可得，齿轮总传动比为1：10为均匀分布载荷，可初步确定个齿轮齿数；令两个大的主动齿轮1、3的齿数分别为100 ，60；从动小齿轮2、4的齿数分别为30 ，20；这样传动比刚好达到1：10。齿轮模数确定参照机械原理第七版180页 表10-1 圆柱齿轮标准模数系列表（GB/T 13571987）优先选用的模数有：0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50（单位：mm）分度圆直径 d=m*z所以，初步选择模数为2可得 各齿轮分度圆直径为齿轮1 ：d1=200mm 齿轮2 ：d2=60mm齿轮3 ：d3=120mm 齿轮4 ：d4=40mm模数的确定也可根据实际工作的需要另行选定。四间歇传送机构此处间歇传送机构采用星轮机构，为了让机构在运转时没有较大的刚性冲击，所以，设计星轮时，首先，必须让首末两针齿切向进入或对出星轮的齿槽；其次，针轮的首齿与其相啮合的第一个齿槽的啮合过程应使星轮逐渐加速直至正常速度为止，而针轮的末齿与星轮的最后一个齿槽的啮合过程，应使星轮逐渐减速直到停歇为止。机构简图如下所示：两个圆弧板起到锁止狐的作用转动一周有两个停歇段主动轮转一周，从动轮转半周。星轮的边缘有齿槽，具体形状由运动曲线确定。以为曲线复杂，故此处未画出齿槽具体形状。机构传动总体示意图注：机构前部分的带传动根据剪切的速度和电机的转速以及实际工作情况设定传动比，在这里不做详细说明！机构的装配 由于此机构的传动部分和剪切部分由一个原动件输出功率，所以在机构的装配时需要有一定的要求，以保证时间上的合理配合。主要是针轮所连接的两个构件星轮和连杆；装配时，星轮处于间歇中间时刻时，连杆达到最大位移。即连杆此时所在平面过针轮的回转中心轴线。 如下图所示：星轮的凹圆弧板的弧线中点处于针轮间歇中央，即 此时星轮应经停歇1/20倍周期；连杆所联接的摇杆刚好达到顺时针最大转角。机械装配效果图运动循环图 参考文献1 冯文杰 机械工程基础实验教程 重庆大学出版社2 葛文杰 机械原理 第七版 北京 高等教育出版社3 刘鸿文 理论力学 第六版 北京 高等教育出版社结束语 经过几天的设计，设计出了剪板机的方案。过程中我对各种机构进行了分析比较，选择了较为合理的运动构件以传动方案。但因为个人能力有限，所以某些专业的知识本人没有做详细的讲解，也无法做讲解，但是这不影响机构的设计方案。还有一些属于工厂实际情况而定的参数，也没有给出，这些都可以依据实际情况的不同而稍加改变。本机构如若还有一些未说清楚的地方，那纯属意外。 本设计绝对原创，谢绝盗版！