剪板機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3

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1、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 學(xué) 院 ： 班 級(jí) ： 組 名 ： 組 員 ： 指導(dǎo)老師： 2016年 月 目錄 一、 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 2 二、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較 3 1、方案設(shè)計(jì)提示 3 2、設(shè)計(jì)任務(wù) 4 3、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì) 5 三、 方案篩選與總結(jié) 13 四、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 14 1. 送料裝置： 14 2. 剪斷機(jī)構(gòu) 15 五、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較 16 六、 對(duì)結(jié)果的分析與體會(huì)（每個(gè)人不同） 18 七、 參考文獻(xiàn) 19 1、 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 剪板機(jī)（英文名稱：plate shea

2、rs；guillotine shear）是用一個(gè)刀片相對(duì)另一刀片作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)剪切板材的機(jī)器。是借于運(yùn)動(dòng)的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片間隙，對(duì)各種厚度的金屬板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸斷裂分離。剪板機(jī)屬于鍛壓機(jī)械中的一種，主要作用就是金屬加工行業(yè)。產(chǎn)品廣泛適用于航空、輕工、冶金、化工、建筑、船舶、汽車、電力、電器、裝潢等行業(yè)提供所需的專用機(jī)械和成套設(shè)備。 工作原理 剪板機(jī)剪切后應(yīng)能保證被剪板料剪切面的直線度和平行度要求，并盡量減少板材扭曲，以獲得高質(zhì)量的工件。剪板機(jī)的上刀片固定在刀架上，下刀片固定在工作臺(tái)上。 工作臺(tái)上安裝有托料球，以便于板料的在上面滑動(dòng)時(shí)不被劃傷。 后擋料

3、用于板料定位，位置由電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 壓料缸用于壓緊板料，以防止板料在剪切時(shí)移動(dòng)。 護(hù)欄是安全裝置，以防止發(fā)生工傷事故。 回程一般靠氮?dú)?，速度快，沖擊小。 3、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 (1) 原材料為成卷的板料。每次輸送鐵板長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝1900或2000或2200 mm(設(shè)計(jì)時(shí)任選一種)。 (2) 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。 (3) 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)。 2、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較

4、 1、方案設(shè)計(jì)提示 將鐵板作間歇送進(jìn)的機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，可從下述兩個(gè)方面考慮機(jī)構(gòu)的選擇： (1) 如何夾持和輸送鐵板，并使停歇時(shí)保持鐵板的待剪位置； (2) 如何實(shí)現(xiàn)間歇送進(jìn)，并能使鐵板停歇時(shí)運(yùn)送鐵板的構(gòu)件的速度和加速度曲線仍然連續(xù)，這樣，送進(jìn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)就比較平穩(wěn)。 大致有幾條途徑： (1) 利用機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)構(gòu)件暫時(shí)脫離運(yùn)動(dòng)鏈，使后續(xù)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)停歇； (2) 利用構(gòu)件上一點(diǎn)在圓弧段或直線段上運(yùn)動(dòng)，使與之相連的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)停歇； (3) 利用兩種運(yùn)動(dòng)的疊加使構(gòu)件實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)； (4) 其它。 工業(yè)上常用的簡(jiǎn)單間歇機(jī)構(gòu)，如棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)等，雖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。運(yùn)動(dòng)

5、可靠等優(yōu)點(diǎn)，但在動(dòng)力性能、動(dòng)停比(運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間之比)方面很難滿足設(shè)計(jì)要求。所以常用組合機(jī)構(gòu)來滿足設(shè)計(jì)要求。 2、設(shè)計(jì)任務(wù) （1） 進(jìn)行鐵板輸送機(jī)構(gòu)和剪斷機(jī)構(gòu)的選型； （2） 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； （3） 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； （4） 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇； （5） 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； （6） 進(jìn)行上機(jī)編程分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案； （7） 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； （8） 完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份  3、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì) （1）方案 ①間歇運(yùn)動(dòng)

6、原理：采用了不完全齒輪，不完全齒輪外嚙合機(jī)構(gòu)，是由齒輪機(jī)構(gòu)演變而得的一種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。就是在主動(dòng)輪上只做一部分牙齒，并根據(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)輪輪齒相嚙合的輪齒。當(dāng)主動(dòng)輪做連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪做間歇運(yùn)動(dòng)。在送料機(jī)構(gòu)和剪切機(jī)構(gòu)的共同作用下，就可以實(shí)現(xiàn)工件的剪切。 ②優(yōu)點(diǎn)：采用這種機(jī)構(gòu)，首先可以節(jié)約構(gòu)件的數(shù)目，節(jié)約成本；其次，構(gòu)件類型簡(jiǎn)單，齒輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)都較為簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)和操作；最后是，不完全齒輪能夠很好地實(shí)現(xiàn)停頓送料的目的，能夠滿足我們對(duì)設(shè)計(jì)的完全要求。 ③缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)很難滿足設(shè)計(jì)的速度要求、傳動(dòng)比要求，加工精度較低，并且，加工速度慢，只適合小批量的加工，不能

7、滿足工廠需求。采用皮帶傳動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，不利于工件的加工。不完全齒輪機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)過程中，從動(dòng)輪開始運(yùn)動(dòng)和終止運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)都存在剛性沖擊。 （2） 方案 ①輸送機(jī)構(gòu)分析 間歇原理：設(shè)主動(dòng)針輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其上的針齒未進(jìn)入星輪的齒槽時(shí)，其上的外凸鎖止弧與星輪的內(nèi)凹鎖止弧相互鎖死，星輪靜止不動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)針輪的針齒進(jìn)入星輪的齒槽時(shí)，兩鎖止弧恰好松開，星輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)。 優(yōu)缺點(diǎn)分析：不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。但是從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般用于低速，輕載場(chǎng)合。 星輪機(jī)構(gòu)示意圖 ②剪

8、切機(jī)構(gòu)的分析 連桿機(jī)構(gòu)示意圖 優(yōu)缺點(diǎn)分析：機(jī)構(gòu)可以傳遞較大負(fù)荷，且?guī)缀涡螤詈?jiǎn)單，便于加工制造，擁有急回運(yùn)動(dòng)，能提供足夠的剪切力，綜合性能好。 ③剪切板機(jī)構(gòu)整體圖 （3） 方案 工作原理： 機(jī)構(gòu)1：送料機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)2：剪切機(jī)構(gòu)。給活動(dòng)鉸鏈桿一順時(shí)針原動(dòng)力，使曲柄運(yùn)動(dòng)起來帶動(dòng)滑塊上下運(yùn)動(dòng)。而滑塊上面固定刀具，以實(shí)現(xiàn)材料的剪切。 機(jī)構(gòu)3：間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。連機(jī)架共5個(gè)構(gòu)件，有機(jī)架、連架桿、連桿、滑塊、搖桿。給連架桿一逆時(shí)針原動(dòng)力，連桿與搖桿配合運(yùn)動(dòng)，使滑塊來回向右間歇運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)材料剪切。 整體效果圖 本機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)： 1、能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換，如它可以將原

9、動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)、往復(fù)擺動(dòng)。 2、平面連桿機(jī)構(gòu)的連桿作平面運(yùn)動(dòng)，其上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線有多種多樣，利用這些軌跡曲線可實(shí)現(xiàn)送料的進(jìn)行。 3、平面連桿機(jī)構(gòu)中，各運(yùn)動(dòng)副均為面接觸，傳動(dòng)時(shí)受到單位面積上的壓力較小，且有利于潤(rùn)滑，所以磨損較輕，壽命較長(zhǎng)。 4、由于接觸面多為圓柱面或平面，制造比較簡(jiǎn)單，易獲得較高的精度。 本機(jī)構(gòu)缺點(diǎn): 1、難以實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的間隙運(yùn)動(dòng)。 2、慣性力難平衡(構(gòu)件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)),易產(chǎn)生動(dòng)載荷。 3、本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，占空間，積累誤差(低副間存在間隙),效率低。 4、需要3個(gè)電動(dòng)機(jī)，耗能大。 （4） 方案 剪切機(jī)構(gòu) 采用曲柄滑塊

10、機(jī)構(gòu)，相對(duì)于凸輪機(jī)構(gòu)來說設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易操作。 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1、間歇原理：利用主動(dòng)輪撥盤在圓弧段或直線段上運(yùn)動(dòng)，或者控制槽和銷的數(shù)量，是與之相連的槽輪構(gòu)件實(shí)現(xiàn)停歇。 2、槽輪機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn) (1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，效率較高; (2)在進(jìn)入和脫離嚙合時(shí)運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)動(dòng)的角度; (3)轉(zhuǎn)位迅速，從動(dòng)件能在較短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過較大的角度; (4)槽輪轉(zhuǎn)位時(shí)間與靜止時(shí)間之比為定值。 3、槽輪機(jī)構(gòu)缺點(diǎn) (1)槽輪的轉(zhuǎn)角大小不能調(diào)節(jié); (2)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的始、末位置加速度變化較大，從而產(chǎn)生沖擊: (3)在工作盤定位精度要求較高時(shí)，利用鎖緊弧面往往滿足不了要求，而需另加定位裝置。 (4

11、)槽輪的制造與裝配精度要求較高。由于這些原因，槽輪機(jī)構(gòu)一般應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高的裝置中 槽輪機(jī)構(gòu)示意圖 1　 整體裝配效果 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理：電機(jī)通過皮帶帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)間歇傳動(dòng)的同時(shí)刀具切割板料。 （5） 方案 本機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：需要兩個(gè)主動(dòng)件，在實(shí)現(xiàn)同步性時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差且都為連桿機(jī)構(gòu)，工作效率低 也可能造成機(jī)器體型過大  3、 方案篩選與總結(jié) 小組成員分析，總結(jié)如下： 各個(gè)方案優(yōu)缺點(diǎn)小組成員自己總結(jié)，當(dāng)然每個(gè)人都有自己的想法，又有一些錯(cuò)誤，經(jīng)過我們的討論與修改選出最佳方案如下圖： 齒輪連接 我們將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做了一點(diǎn)調(diào)整，在板料運(yùn)輸

12、機(jī)構(gòu)中采用齒輪傳動(dòng)，使得傳送更加精確。 下面我們進(jìn)行運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的整體分析！  4、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 1. 送料裝置： 從動(dòng)槽輪 通過兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)板料運(yùn)動(dòng)。行程選用2000mm，按照?qǐng)D示機(jī)構(gòu)有：行程H=nd，n為滾子轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，d為滾子直徑。為方便設(shè)計(jì)傳動(dòng)比選用滾子周長(zhǎng)為：500mm。又直徑 d=周長(zhǎng)/ 所以可算得直徑為：159.236mm。此時(shí)滾子轉(zhuǎn)動(dòng)四圈即達(dá)到要求行程。 從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/4圈，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)四圈，由此可得，齒輪總傳動(dòng)比為1：16為均勻分布載荷，可初步確定個(gè)齒輪齒數(shù)；令兩個(gè)大的主動(dòng)齒輪1、3的齒數(shù)分別為100 ，60；從動(dòng)小齒輪2、4的齒數(shù)

13、分別為25 ，15；這樣傳動(dòng)比剛好達(dá)到1：16。 齒輪模數(shù)確定（參照機(jī)械原理第七版180頁） 表10-1 圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（GB/T 1357—1987） 優(yōu)先選用的模數(shù)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 （單位：mm） 分度圓直徑 d=m*z，所以，初步選擇模數(shù)為2，可得，各齒輪分度圓直徑為 齒輪1 ：d1=200mm 齒輪2 ：d2=50mm

14、齒輪3 ：d3=120mm 齒輪4 ：d4=30mm 模數(shù)的確定也可根據(jù)實(shí)際工作的需要另行選定 2. 剪斷機(jī)構(gòu) 我們將剪切運(yùn)動(dòng)過程分為四個(gè)步驟如下圖： 當(dāng)剪板機(jī)工作時(shí)主動(dòng)撥盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)完成剪切運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)撥盤剛離開從動(dòng)槽輪時(shí)，刀具處于最高點(diǎn)即(的位置，設(shè)一個(gè)周期為T，在接下來的3/4T內(nèi)，刀具依次經(jīng)過((完成剪切運(yùn)動(dòng)，最后1/4T為板料運(yùn)輸階段，并且刀具回到最高點(diǎn)。完成一個(gè)工作循環(huán)。 實(shí)際情況中，可根據(jù)板料具體厚度選擇放大的比例，以及桿長(zhǎng)等。  5、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及額定值選擇： 型號(hào)：我們選定下表所

15、示的一些型號(hào)。 功率：5.5Kw 電壓：交流220V。　 頻率：50HZ1 ?！　? 轉(zhuǎn)速：3000r/min 型號(hào) 可剪板厚 （mm） 可剪板寬 （mm） 剪切角 材料強(qiáng)度 （N/mm） 后擋料調(diào)節(jié)范圍（mm） 行程次數(shù) （次/分） 主電機(jī)功率（Kw） 重量 （Kg） 外形尺寸 LWH（mm） QC12Y-4/2500液壓擺式剪板機(jī) 4 2500 130′ ≤450 20-500 16 5.5 5000 304016101620 QC12Y-4/3200液壓擺式剪板機(jī) 4 3200 130′ ≤450 20-50

16、0 13 5.5 6000 384016101620 QC12Y-4/4000液壓擺式剪板機(jī) 4 4000 130′ ≤450 20-600 10 5.5 7000 460017001700 6、 對(duì)結(jié)果的分析與體會(huì)（每個(gè)人不同） 7、 參考文獻(xiàn) 1 馮文杰 機(jī)械工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程 重慶大學(xué)出版社 2 孫垣 陳作模 葛文杰 機(jī)械原理 第七版 高等教育出版社 3 劉鴻文 理論力學(xué) 第六版 北京 高等教育出版社 4 諾頓R L 機(jī)械設(shè)計(jì)----機(jī)器和機(jī)構(gòu)的綜合和分析 5 5 [1] 俞新陸，何德譽(yù)．鍛壓手冊(cè)，第3卷，鍛壓車間設(shè)備．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002． 6 [2] 左健民．液壓與氣壓傳動(dòng)．第三版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996． 7 梁應(yīng)彪．板材剪切力的測(cè)試.北京：鍛壓技術(shù)，1992，第六期 8 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1--5冊(cè)）．第二版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.6