机械原理课程设计-平压模切机机构.doc

桂林电子科技大学课程设计 1 机械原理课程设计机械原理课程设计 说明书说明书 课 题 平压模切机机构 指导老师 院 系 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 姓 名 学 号 桂林电子科技大学课程设计 2 目目 录录 2 2 1 1 设计任务设计任务 3 3 1 11 1 设计题目设计题目 3 3 1 21 2 设计目的设计目的 3 3 1 31 3功能要求和设计要求功能要求和设计要求 3 3 1 41 4 工作流程工作流程 3 3 2 2 设计方案的选择和分析设计方案的选择和分析 4 4 2 12 1 平压模切机机构选择平压模切机机构选择 4 4 2 22 2 方案一方案一 5 5 2 32 3 方案二方案二 6 6 2 42 4 方案三方案三 8 8 3 3 机构设计及计算机构设计及计算 9 9 3 13 1 六杆机构的设计六杆机构的设计 9 9 3 23 2 齿轮传动设计齿轮传动设计 1010 3 33 3 不完全齿轮设计不完全齿轮设计 12 3 43 4 链轮设计链轮设计 1313 3 53 5 夹紧装置设计夹紧装置设计 1313 4 4 机械运动循环图机械运动循环图 1414 5 5 机构效果图机构效果图 1414 6 6 设计总结设计总结 1515 7 7 参考文献参考文献 1616 桂林电子科技大学课程设计 3 1 1 设计任务设计任务 1 1 1 1 设计题目设计题目 平压模切机机构设计 1 1 2 2 设计目的设计目的 随着科学技术和工业生产的发展 社会各个领域都需要各种各 样质优 效高 能耗低 性能好的机械产品 其中 产品设计是决 定产品质量 性能的重要环节 为了综合运用机械原理课程的理论 知识 分析和解决与本课程有关的实际问题 使所学知识进一步巩 固和加深 进行了此次的机械原理课程设计 1 31 3 功能要求和设计要求功能要求和设计要求 功能要求 平压模切机要能实现对各种规格的白纸 厚度在 4mm 以下的瓦楞纸板 以及各种高级精细的印刷品进行压痕 切线 压凹凸 沿着压痕课折叠成各种纸盒 纸箱或凹凸的商标 设计要求 1 每小时压制 3000 张纸板 2 电机转速 1450r min 下模向上运动受到的阻力 Pc 向下运动不受 力 下运动行程速度是向上运动的 1 3 倍 下模行程长度 H 50mm 下模与滑块的质量约 120kg 3 工作台面离地面的距离约 1200mm 1 41 4 工作流程工作流程 桂林电子科技大学课程设计 4 2 2 设计方案的选择和分析设计方案的选择和分析 平压模切机可分为如下几个部分 夹紧装置 要求此机构能在模切时将被模切的纸夹稳 走纸机构 要求此机构做间歇运动将纸运送到待模切的位置 间歇运动机构 要求此机构能按照计算的时间和位移进行运动 模切机构 要求此机构通过电机带动传动机构使下模上下运动 电机传动机构 要求此机构能将动力传输到功能构件上 2 12 1 平压模切机机构选择平压模切机机构选择 如下表 如下表 方案一方案一方案二方案二方案三方案三 走纸机构走纸机构链轮传动皮带轮传动皮带轮传动 间歇机构间歇机构不完全齿轮组不完全齿轮组凸轮机构 急回机构平面六杆机构凸轮机构平面连杆滑块机构 桂林电子科技大学课程设计 5 夹紧机构刚性弹簧夹刚性弹簧夹 普通夹子 传动机构齿轮传动与 V 形带传动 2 22 2 方案一方案一 机构运动原理 机构运动原理 电机通过带动皮带传动再进行齿轮传动 一侧带动不完全齿轮对 输送链轮做间歇运动另一侧带动平面六杆机构使下模做上下运动 方案分析 方案分析 1 走纸构件选用链轮传动 双列链轮传动精度较高 有利于纸板的 精确走纸定位 机构在长时间传输 模切时摩擦大 易发热 而 链轮传动机构适合于长时间在此恶劣环境下工作 但链轮经济成 本高 2 纸传递间歇机构采用不完全齿轮组 实现从动件的运动时间和静 桂林电子科技大学课程设计 6 止时间的比例在较大范围内调节 适用范围广 不完全齿轮组在 工作时由于面接触且是间歇运转 因此不易磨损 并且生产制造 容易 3 采用平面六杆机构做下模的上下运动的传动机构 该机构能承受 下模生产的阻力 能很好的满足冲压模切的力学要求 且具有很 好的耐磨性能 可以长时间安全 稳定的工作 4 夹紧装置采用的是刚性弹簧夹 该机构可以自动的将纸板夹紧并 输送 5 传动机构采用的是皮带和齿轮混用 近距离传动是运用齿轮传递 远距离运用皮带传递 既能节约成本又能较准确传动 机械结构合理性分析 机械结构合理性分析 该机构各构件结构简单紧凑 尺寸设计简单 机构重量适中 2 32 3 方案二方案二 桂林电子科技大学课程设计 7 机构运动原理 机构运动原理 电机通过主齿轮传动带动皮带轮对不完全齿轮组进行转动 使纸板 输送带运动 主齿轮同时也带动凸轮转动使下模做上下往复运动 方案分析 方案分析 1 走纸构件选用皮带轮传动 皮带轮传动能缓和载荷冲击 其传动 运行平稳 低噪音 低振动 皮带轮传动的结构简单 调整方便 且成本低 但皮带轮传动有打滑 不能保持准确的传动比 传动 皮带的寿命较短 2 传动输送轮做间歇运动的机构同方案一 不完全齿轮 3 直动推杆凸轮机构做压模传动机构 但难以承受很大的生产阻力 不便长期在重载条件下工作 不能很好的满足冲压模切的力学要 求 凸轮机构耐磨性差 因此加入滚子减少摩擦 4 夹紧装置同方案一 5 连接电机的传动机构以齿轮为主 齿轮传动精确度高 桂林电子科技大学课程设计 8 机械机构合理性分析 机械机构合理性分析 该机构结构简单紧凑 由于用到凸轮机构 造成整体机构的尺 寸很重量都较大 2 42 4 方案三方案三 机构运动原理 机构运动原理 电机带动主动轮对皮带进行传动 带动凸轮与输送皮带进行间歇运 动 同时主动轮还带动连杆运动使下模做上下运动 方案分析 方案分析 1 走纸机构与方案二相同 采用皮带轮设计 2 该方案的间歇传动采用凸轮机构 该机构能实现功能要求 但凸 轮机构设计难度高 而且传动精确性略低些 桂林电子科技大学课程设计 9 3 压模机构采用连杆机构 该机构杆件简单 且对于受下模等这样 的力较大的有增益的杆件机构较为合适 但该机构设计比较困难 并且传动过程较长 能量易损失 传动效率低 4 该方案的夹紧机构采用普通夹子 该装置简单易寻 而且经济 但由于运动摩擦大 因此损耗大 要常更换 机械机构合理性分析 机械机构合理性分析 该机构结构简单紧凑 但由于连杆机构的使用 可能造成整体 机构的承受力不足 方案设计总结 方案设计总结 通过以上三个方案的对比分析 对于各方面的优缺来看 决定使用方案一进行深入分析 结构简图等将在后面进行 介绍 3 3 机构设计及计算机构设计及计算 3 13 1 六杆机构的设计六杆机构的设计 桂林电子科技大学课程设计 10 图一图一 图二图二 该六杆机构是由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构并联而成 对于 前者曲柄摇杆机构在设计时保证其具有急回特性的要求 后者摇杆 滑块机构在设计时保证其具有增力特性的要求 K 由原始数据和设计要求知 平面六杆机构的 2 1 2 1 180 180 行程速比系数 K 1 3 所以 180 180 23 28 1 1 K K 13 1 13 1 自由度 F 3n 2P P 3 6 2 7 1 lh 考虑到模切机的总体结构布置以及总体尺寸的要求 以及工作 台距地面 1200mm 取杆 d 600mm 杆 e 500mm 结合模切行程 H 50mm 23 28 则 cos 0 9623 dI aId 2 222 50500600 6002 500 50500600 600 222 所以 15 47 d 杆的摆动范围是 0 15 47 桂林电子科技大学课程设计 11 杆 A 500mm 杆 B 600mm 杆 C 275mm 3 23 2 齿轮传动齿轮传动设计设计 1 1 各级传动比 各级传动比 1 传动装置总传动比 29 50 1450 n n i w m 2 分配各级传动比 初选 则齿轮减速器的传动比为 321 0 iiiii 61 1 i0 18 61 1 29 i i i 0 0 3i1 0 3i2 0 2i3 2 2 传动装置运动参数 传动装置运动参数 各级转速 原动件 n 1450 rad min V 形带 n0 1450 1 61 900 rad min 齿轮 1 n1 900 3 300 rad min 齿轮 2 n2 300 3 100 rad min 齿轮 3 n3 100 2 50 rad min 3 3 齿轮参数 齿轮参数 所有齿轮压力角为 20 度 齿轮 1 m 4 z 60 齿轮 1 m 4 z 20 齿轮 2 m 4 z 60 齿轮 2 m 4 z 20 齿轮 3 m 4 z 40 桂林电子科技大学课程设计 12 4 4 齿轮设计简图 齿轮设计简图 3 3 不完全齿轮设计不完全齿轮设计 桂林电子科技大学课程设计 13 不完全齿轮的齿数为17 有齿的部分为203 28度 无齿的部分为 156 32度 分度圆r 60mm齿根圆r 57mm 齿顶圆r 64mm 完全齿轮齿 数为60 模数m 4 齿根圆r 117mm 分度圆r 120mm 齿顶圆 r 124mm 同时不完全齿轮上套上V形带 连接齿轮3 传动比为i i 1 3 43 4 链轮设计链轮设计 为了保证纸板输送的协调 就必须有严格的传动比 满足此要求的 机构有很多 但是考虑综合方面的影响 采用双排滚子链方式 对于链轮距初步设定为 L 1400mm 轮直径为 D 350mm 不完全齿轮的齿数为 17 则转动一周期的距离为 S 3 14 2 60 17 30 213 52mm 桂林电子科技大学课程设计 14 所以链轮间歇转动一次的距离为 213 52mm 夹子可以每隔 213 52mm 的距离设置一个 3 53 5 夹紧装置设计夹紧装置设计 1 刚性弹簧夹具有刚性弹簧力的作用 不仅可以自动的将纸板夹紧 而且可以准确平稳的实现走纸运动 2 能准确 方便 自动的实现纸板的夹紧和松开动作 4 4 平压模切机构运动循环图平压模切机构运动循环图 主轴转角 0 156 32 360 走纸机构停止运动 夹紧装置送料夹紧输入走纸 模切机构滑块上升 模切 滑块下降 回程 桂林电子科技大学课程设计 15 5 5 平压模切机构效果图平压模切机构效果图 6 6 设计总结设计总结 经过一周的机械原理课程设计即将结束 在这次实践的过程中 系统地复习了机械原理等理论基础知识 同时也深化了对知识点的 理解 为今后学习和工作打下良好的基础 平压模切机的设计包含 的知识点很广 是机械原理等技术基础专业课程和生产实习的综合 不仅让我学会了怎样进行构件设计 更让我明白了怎样从全局出发 从总体上把握设计步骤 怎样进行功能分析 怎样进行结构设计 怎样选型 怎样进行尺寸计算 这些都给我留下了深刻的印象 在 设计过程中遇到很多问题 通过自己的深入思考 翻阅书籍和查找 资料等方法 最终还是得以解决 在这个过程中锻炼了自己发现问 题 提出问题 分析问题 进而解决问题的能力 本次设计查阅了有关手册 教材 并在互联网上进行文献检索 桂林电子科技大学课程设计 16 采用了计算机软件 CAXA 对各个重要步骤进行了详细计算和说明 同时绘制了总装图和部分构件图 通过这次设计 我进一步熟悉了 有关标准 规范 技术文件和设计说明书的编写 分析问题 解决 问题的能力得到了提高 能够综合运用所学知识解决一些实际生产 问题 最后圆满地完成了本次课程设计 在此次设计中 我明白了 纸上得来终觉浅 绝知此事须躬行 的道理 理论和实践的距离很大 但是理论与实践又必须相结合 只有将正确的理论应用于实践中 才能真正发挥理论的价值 才能 更深刻地了解和掌握理论的真正内涵 而要做到理论与实践相结合 必须有一定的理论基础和丰富的实践经验 在以后的工作和学习过 程中 我会以这次课程设计为标准 严格要求自己 注重理论与实 践地结合 在这一方面我的能力还很欠缺 还在待于在日后的进一 步学习和工作中来弥补和提高 此外 设计工作既是一项繁重的工 作 必须具有严谨细致的工作作风和顽强的决心和毅力 同时它又 是一项充实而有趣的工作 对于问题的解答过程更是一种探求知识 的过程 在这个过程中其乐融融 并具