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【JX653】半自动平压模切机设计【7张CAD图纸+开题报告+任务书+外文翻译+论文】【机械毕业设计论文】【通过答辩】
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- 内容简介：
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F F A of of is is by of is In of of of is it is to by in to of be to by is in of y of it is to in we by of be as as of be 1. F It is of to of is in to is to of of of of an on of in of of is to of by of is in of of l of of of is in of of is to . of of s is of . of by C to . of 2 (1) 22 AA (2) h , is by ,H ). If R is of d is C . 2c o s)2c o s (22c o s 33 ) of of of to is ,2. (is by 322142322m i n 2 )(c o s ll (4) 322142322m a x 2 )(c o s ll (5) 80 (6) 1l of 2l of 3l of 4l of we . we of or 40 of we of to is by in of is of ). we of l by we of to of of . is of It is of l is of is to of of of l / 4l , l . 2. of of he is as (1) to , to is of of l / 4l is 18011 (7) (2) of l to of is l / 4l . (3) of as an of is to of l ( 21 12 , 9012 of is of 1. (4) an as of 4l as at . is of of of )( 211 (8) of 12 (9) we l , 2l , 3l , l is of or of of e (1) of l / 4l be to . we of l (of l ). (2) of be we . 3) 4) in . he of 40 . is by q.(7), we 15 . we 43 to . If 03l we 04 l As of 61l 462l 503l l (a r c c o s 322142322m in ll he by l l l l is of AD be 4. A of of is in In of .1 mm as of of be 译文： 认识曲柄摇臂机构设计的最优传动方法 摘要： 一种曲柄摇臂机构设计的最优传动的方法被提出。这种优化组合设计被用来找出最优的传递参数。得出最优传递图。在图中，在极小的传动角度之间 , 滑移速度变化系数，摇臂的摆动角度和杆的长度被直观地显示。 这是这种方法拥有的主要特征。根据指定的要求，它将传动角度之下的最优传动参数直接地表达在图上。通过这种方法，机械传动的特性能用以获取最优传动效果。特别是， 这种方法是简单和实用的。 关键字： 曲柄摇臂机构 最优传动角度 滑移速度变化系数 介绍 由曲柄摇 臂机构设计的常规方法 , 在各种各样的参量之间很难找出优化组合的最优传动。通过本文介绍的图面设计方法可以帮助达到这个目的。在指定的情况下，通过观查设计图面 , 我们就能得到每个参量和另外一个曲柄摇臂机构设计之间的联系。由因认识最优传动。 具体的设计的理论和方法， 以及它们各自的应用事例将在以下介绍。 1 优化传动设计的建立 优化传动的设计一直是设计师改进传输效率和追求产量的最重要的索引的当中一个。曲柄摇臂机构被广泛应用在机械传动中。如何改进工作效率和减少多余的功率损失直接地与滑移速度变化系数，摇臂的摆动 角度和曲柄摇臂的比率有关系。这些参数的合理组合采用对机械效率和产量有重要作用 , 这些主要体现在极小的传输角度上。 认识机械优化传动目的是找到极小的传输角度的最大值。 设计参数是适度地减少限制而且分开的合理优化方法的结合。 因此，完全限制领域的优化传动建立了。 以下步骤被采用在通常的设计方法。 首先，测量出摇臂的长度 3l 和摇臂的摆动角度 的初始值。 然后滑移速度变化系数 K 的值被定在允许 的范围内。 同时，曲柄固定的铰接座标 A 可能被认为是任意值 K 。 曲柄摇臂机构杆的长度 由图 弧 点 A 被允许的领域。点 A 的座标的选择从点 2C 到点G 。 点 A 的座标是 02 (1) 22AA (2) 当0h，高度，在 ， H ) 被逐渐增加。如果选的越小 ,计算精度将越高。 R 是设计圆的半径。 d 是从 2C 到 G 的距离。 2co s)2co s (22co s 33 ) 计算弧 1 2长度，机械杆对应于点 A 的长度是 ,2 。 小的传动角度 极小的传动角度 (参见 由 确定 322142322m i n 2)(c (4) 322142322m a x 2)(c (5) m a xm 80 (6) 由于 1l 曲柄的长度 (毫米 ) 2l 连杆的长度（毫米） 3l 摇臂的长度（毫米） 4l 机器的长度（毫米） 首先 , 我们比较极小值 和 。 并且我们记录所有 的值大于或等于40 ，然后选择他们之间的最大值。 第二 , 我们发现最大值 对应于一个逐渐变小的范围的任一个摆动的角度 (最大值 是不同于摆动的角度和滑移速度变化系数 K ) 。 最 后 , 我们相似地慢慢缩小摇臂3 因而我们能获得最大值 对应于杆的不同长度 , 另外摆动的角度 和滑移速度变化系数 K 。 它确定了无论是摇臂的长度3l,最大值 出现的地点，只与摇臂的长度和机械的长度的比率3l/ 4l 有关 , 当确定3 2 设计方法 认识最优传动设计下滑移速度变化系数和摇臂的最大摆动的角度 设计步骤如下。 (1) 根据所给的 K 和 ， 通常采取对发现极限角度 的解释。 杆的长度的对应的比率3l/ 4l 是从图 。 180117) (2) 根据工作要求选择摇臂的长度3l， 机械的长度是从比率3l/ 4l 获得的。 (3) 任意地选择固 定的铰接的中心 D 作为端点，并且做一个等腰三角形 ,令一条边与摇臂的长度3(参见 令 21 然后做 212 ， 连接 并且做角度 9012 因而增加了交点 最后， 画三角形 21。 (4)以点 D 作为圆的中心， 4l 为半径画圆弧。 弧 点在 A 点。 点 A 是曲柄的固定铰接的中心。 所以 , 从曲柄的长度 2/)( 211 (8) 并且连杆的长度 112 (9) 我们将获得曲柄摇臂机构包括 1l ， 2l ，3l 。因而优化传动加工会在指定的情况下进行。 识优化传动设计 下摇臂的长度 (或机械的长度 ) 和滑移速度变化系数 我们采取以下步骤。 (1)根据选择的 K 确定杆的适当比率3l/4l 。 此外，我们得出机械 4l (摇臂的长度3l) 。 (2) 摇臂对应的摆动的角度可以从图 得。 并且我们计算出极限角度。 然后根据 3) 和 (4) 3 设计例 子 已知的条件是 , 滑移速度变化系数 和最大摆动角度 40 。 提出曲柄摇臂机械优化传动图方法设计方案。 首先， 通过公式 (7)，我们能计算出极限角度 15 。 然后，我们通过表格 出 3 和 的值。 假设 503 然后我们将得出 04 l 然后 , 做 。 最后 , 算出杆的长度分别是 161 l 462 l 503 l 极小传动角度是 (a r c c i n 结果由计算可得 l l l 在运用 图设计的情况 , 可达到非常精确设计结果。 4结论 认识图解法解答曲柄摇臂机构的最优传动。这种方法是简单和实用的。通常在机械设计中 , 将 米作为最小有效精度是足够的。 湘潭大学机械工程学院毕业论文（设计）工作中期检查表 系 机电系 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机 二 姓 名 李小冬 学 号 2010962920 指导教师 赵又红 指导教师职称 副教授 题目名称 半自动平压模切机 题目来源 科研 企业 其它 课题名称 半自动平压模切机 题目性质 工程设计 理论研究 科学实验 软件开发 综合应用 其它 资料 情况 1、选题是否有变化 有 否 2、设计任务书 有 否 3、文献综述是否完成 完成 未完成 4、外文翻译 完成 未完成 由 学 生 填 写 目前研究设计到何阶段、进度状况： 分析确定了半自动平压模切机的设计方案；设计出了运动循环图；并通过计算分析，对半自动平压模切机传动机构，执行机构进行了设计和分析；并画出了部分零件的 图。 由 老 师 填 写 工作进度预测（按照任务书中时间计划） 提前完成 按计划完成 拖后完成 无法完成 工作态度（学生对毕业论文的认真程度、纪律及出勤情况）： 认真 较认真 一般 不认真 质量评价（学生前期已完成的工作的质量情况） 优 良 中 差 存在的问题与建议： 指导教师（签名）： 年 月 日 建议检查结果 ： 通过 限期整改 缓答辩 系意见： 签名： 年 月 日 注： 1、该表由指导教师和学生填写。 2、此表作为附件装入毕业设计（论文）资料袋存档。 湘潭大学兴湘学院 毕业论文 题 目： 半自动平压模切机的设计 学 院： 兴湘学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010962920 姓 名： 李小冬 指导教师： 赵又红 完成日期： 2014 年 5 月 湘潭大学兴湘学院 毕业设计 说明书 题 目： 半自动平压模切机的设计 学 院： 兴湘学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010962920 姓 名： 李小冬 指导教师： 赵又红 完成日期： 2014 年 5 月 湘潭 大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 半自动平压模切机 的设计 学号： 201096920 姓名： 李小冬 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师 : 赵又红 系主任： 刘伯希 一、主要内容及基本要求 （ 1）实现对各种规格的白纸板，厚度在 4及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。 （ 2）每小时压制纸板 3000张。传动机构所用电机转速 n 1450r/ （ 3） 工作台面离地面的距离约 1200 （ 4）所设计机构的性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长，便 于制造 。 （ 5）分析半自动平压模切机工作原理和技术及构思方案（含方案比较）。 （ 6） 完成 模切机传动系统的设计、机构设计（含执行机构、控制夹紧装置等的方案设计、运动分析和力分析）和结构设计。主要零部件的受力分析和强度计算。绘制所设计方案的机构运动简图；绘制模切机的装配图及主要的零件图（ （ 7）设计说明书一份，电子文档一份。 （ 8）英文文献翻译（含原文）。要求：原文 3000个单词以上，中文翻译要求通顺） 二、重点研究的问题 (1）模切机总体方案设计。 （2）模切机传动系统的设计。 （3）主执行机构设计（机构选型）及其结构设计。 三、进度安排 各阶段完成的内容 起止时间 1 收集资料、查询相关文献 2012 年 1 月 8 日 2 月 20 日 2 掌握模切机工作原理和技术要求 ,进行方案构思与设计 2012 年 2 月 21 日 3 月 8 日 3 完成传动系统及机构设计和主要零件设计计算 2012 年 3 月 9 日 3 月 31 日 4 绘制装配图和零件图草图 2012 年 4 月 1 日 5 月 2 日 5 完成装配图和零件图的设计 2012 年 5 月 3 日 5 月 15 日 6 撰写毕业设计说明书及英文文献翻译 2012 年 5 月 16 日 5 月 26 日 7 交毕业设计说明书，准备答辩 2012 年 5 月 27 日 5 月 28 日 四 、应收集的资料及主要参考文献 主要的收集资料有：机械设计手册、 半自动平压模切机 相关文献 1朱保利，吴晖等编 南昌航空工业学院出版 2004 . 2孟宪源，姜琪主编 机械工业出版社， 2004 . 3黄继 昌、徐巧鱼等编 人民邮电出版社， 1996. 4 张维凯，王曙光 . 京 :清华大学出版 2007. 5 濮良贵，纪名刚 八版） 等教育出版社， 2007. 6 孙恒 ,陈作模 第七版 )。北京：高等教育出版社， 2006. 7 成大先主编 北京：化学工业出版社， 2004. 湘潭大学 兴湘学院 毕业论文（设计）评阅表 学号 2010962920 姓名 李小冬 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 半自动平压模切机的设计 评价项目 评 价 内 容 选题 现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 生产、科研、 社会 等实际 相 结合 。 能力 合归纳资料的能力； 知识的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 该同学所完成的 半自动平压模切机 的设 计基本原理正确，传动系统设计合理。毕业设计说明书的论述合理，设计计算方法正确，格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少，基本达到工程图的要求。该同学具备了一定的 专业理论的 综合运用 能力 ，正确制定设计方案和解决问题的能力， 工程能力，设计能力，计算机制图，及外语能力， 具备了工程师的基本素质。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求，所完成的工作达到了本科毕业设计要求， 推荐成绩为“中等”， 可参与答辩。 评阅人： 2014 年 5 月 日 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计） 鉴定意见 学号： 2010962920 姓名： 李小冬 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 35 页 图 表 7 张 论文（设计）题目： 半自动平压模切机的设计 内容提要： 本课题是设计半自动平压模切机以用来 实现对各种规格的白纸板，厚度在 4及各种高级精 细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸 。其要完 纸板的装夹 ,输送 , 模切等工工艺动作 。 本设计由电动机提供动力，经过带传动连接二级 斜齿轮减速装置 ,再通过联轴联轴器使分配轴与减速箱的输出轴相接 , 然后带动执行机 构进行动作。通过传动系统减速达到每分钟模切 50 次的要求。设计的重点是模切机构 部分 ,设计采用上模固定下加压来实现模切的功效，下冲头采用六杆机构进行加压，结 构简单，有较好的增压效果，而且能实现要求的下降 上升的动作要求 ; 纸片用刚性弹 簧夹固定 , 刚性弹簧夹具有刚 性弹簧力的作用，可以自动的将纸板夹紧，且可准确平稳 的实现走纸运动；刚性弹簧 夹的张开用凸轮来实现 ,其要完成的动作是上升停歇下 降停歇上升 ,以实现纸板的装夹 ,利用凸轮的轮廓曲线可以比较容易的实现上述复 杂 的 动作易的实现上述复 杂的 动作，从而达到预期的目的。送纸机构采用链传动 ,链条可 以便于弹簧夹的安装 ,在送纸过程中要实现纸板的停止和运动及链条的停歇 ,这个过程用 通过不完全齿轮带动链轮实现 ,且不完全齿轮机构来实现 ,其 结构简单 ,工作可靠 ,造价低 廉，维修方便。 这个设计 结构简单，成本较低，能达到主 要的 技 术指标。 指导教师评语 李小冬 同学对待毕业设计任务认真负责，积极查阅资料，认真思考解决问题的方法，并能主动和老师积极探讨。具备综合运用知识去确定设计方案，独立解决设计中问题的能力。所设计的干粉压片机的设计原理正确，控制方法得当。所绘制图纸基本达到工程图的水平，所完成的毕业设计说明书条理清楚 、计算 正确，文字基本流畅。整个毕业设计工作量达到要求，完成质量较高，达到学士学位论文要求。 同意参加答辩，推荐毕业设计成绩等级为“ 中等 ”。 指导教师： 年 月 日 答辩简要情况及评语 答辩小组组长： 年 月 日 答辩委员会意见 答辩委员会主任： 年 月 日 湘 潭 大 学 兴湘 学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 半自动平压模切机 的设计 姓 名 李小冬 学号 2010962920 专 业 机械设计制造及其自动化 班级 机二 指导教师 赵又红 职称 副教授 填写时间 2014 年 3 月 20 日 2014 年 3 月 说 明 1根据湘潭大学 毕业设计 (论文 )工作管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论 文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计 (论文 )开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字。 5开题报告检查原则上在第 2 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 本科毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 李小 冬 学 号 2010962920 专 业 机械设计制造及其自 动化 指导教师 赵又红 职 称 副教授 所在系 机制系 课题来源 课题性质 课题名称 半自动平压模切机 的设计 一、选题的依据及研究意义 选题的依据 :本课题其研究的目标为设计可实现对各种规格的白纸板，厚度在 4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。本课题主要研究模切机总体方案设计，模切机传动系统的设计，主执行机构设计（机构选型）及其结构设计，对主要零部件进行强度和力的计算，产要求绘制所设计方案的机构运动简 图，绘制模切机的装配和重要零件的零件图。 研究意义 :平压平模切机是目前应用最广泛的最普遍的类型，也是国内外生产厂家最多的机型。平压平模切机可以用于各种类型的模切，既能模切瓦楞纸板、卡纸、不干胶，又能模切橡胶海绵、金属板材等，既能人工续纸半自动模切，也能全自 动高速联动模切。半自动平压模切机的精准度比比一般的模切机要高。他的工作原理最具有代表性的。所以研究它也及其重要。平压平模切机分为立式、卧式两种。立式模切机俗称“老虎嘴”机，其特点 是精准度比圆压圆模切机好，售价便宜，突出的缺点是安全系数低，多年来始终 没 有彻底解决杜绝伤残事故问题，工伤事故时有发生，在当今国家重点保证人身 安全并已立法的大环境下，如果还是解决不了安全问题，必然要退出市场。卧式 模切机分为半自动模切机、全自动模切机以及带清废和不带清废四种。它们的共 同特点是精准度比较准确，效率比“老虎嘴”机高，比圆压圆低，处于中位。 近几年来，平压模切机是使用最广泛且技术发展最快的机型，作为一个刚刚毕业的大学生，要想有自己的技术进步与技术技术创新，就得先搞懂基本设备的基本原理。为以后实现模切机的数字化和智能化做准备。 国内外对比： 当前，国外先进自动平压平 模切机的工作速度普遍在 7500 9000 张小时左右。瑞士 司生产的 动模切压痕机 (带全清废单元 )达到了12000 张小时的单机模切压痕速度。与此相比较，我国生产的自动平压平模切机工作速度较低，一般在 5500 7500 张小时左右。从模切精度上讲，国外先进自动平压模切机的模切精度通常可以控制在 0 1国产自动平压模切机的模切精度绝大多数在 0 15 2围内，只有少量机型能够达到 0 1模切精度。另外，国产自动平压平模切机在高速工作时， 模切精度大幅度下降，并伴有大量噪声，机器磨损非常严重，影响了国产自动平压平模切机在国内和国际市场的竞争力。如何解决以上问题，使产品向高速、高精度、高稳定性的方向 二、 毕业设计主要内容及基本要求和重点研究的问题 1 主要内容及基本要求 （ 1） 实现对各种规格的白纸板，厚度在 4及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。 （ 2）每小时压制纸板 3000张。传动机构所用电机转速 n 1450r/ （ 3） 工作台面离地面的距离约 1200 （ 4）所设计机构的性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。 （ 5）分析半自动平压模切机工作原理和技术及构思方案（含方案比较）。 （ 6） 完成 模切机传动系统的设计、机构设计（含执行机构、控制夹紧装置等的方案设计、运动分析和力分析）和结构设 计。主要零部件的受力分析和强度计算。绘制所设计方案的机构运动简图；绘制模切机的装配图及主要的零件图（ （ 7）设计说明书一份，电子文档一份。 （ 8）英文文献翻译（含原文）。要求：原文 3000 个单词以上，中文翻译要求通顺） 2 重点研究的问题 （ 1）模切机总体方案设计。 （ 2）模切机传动系统的设计。 （ 3）主执行机构设计（机构选型）及其结构设计。 3主要技术指标 （ 1） 每小时压制纸板 3000 张 （ 2）上模固定，下模向上移动的行程为 H=50 3）工作行程是最后 2c=0N,回程不受力。回程平均速度约为工作速度的 （ 4）工作台面离地面的距离约 1200 三、工作进度安排 (1) 收集资料、查询相关文献 2014年 1月 18日 2月 22日 (2) 掌握模切机工作原理和技术要求 ,进行方案构思与设计 2014年 2月 23日 3月 8 日 (3) 完成传动系统及机构设计和主要零件设计计算 2014年 3月 9日 3月 31 日 (4) 绘制装配图和零件图草图 2014年 4月 1日 5月 2 日 (5) 完成装配图和零件图的设计 2014年 5月 3日 5月 15 日 (6) 撰写毕业设计说明书及英文文献翻译 2014年 5月 16日 5月 26 日 (7) 交毕业设计说明书，准备答辩 2014年 5月 27日 5月 28 日 四、主要参考文献 （按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出） （ 1）关玉明，张文雅，肖艳春，王兴间歇机械 津 :河北工业大学 机械学院 ,2009 （ 2）李艳莉，吴艳叶，自动模切机间歇机构探讨及运动分析河南：河南科技大学 2008 （ 3）张维凯，王曙光 . 京 :清华大学出版社， 2007 （ 4）濮良贵，纪名刚 八版） 等教育出版社， 2007 （ 5）孙恒，陈作模 第七版 )等教育出版社， 2006 （ 6）吴宗泽机械零件设计手册北京：机械工业出版社， 2006 （ 7）马慧丽间歇机构创新设计研究天津：天津大学，机械设计及理论 2005 （ 8）徐 灏机械设计手册（第 2版）第 1、 2、 3、 4、 5卷北京：机械工业出版社， 2004 （ 9）成大先主编 京：化学工业出版社， 2004 （ 10） 向成宣 常用机构的结构识别及结构方案的创新方法研究 重庆：重庆大学，机械设计及理论 2003 （ 11） u , o of 2004 指导教师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 系意见 系主任签名： 年 月 日 院意见 教学院长签名： 年 月 日 目 录 第一章 概述 . 3 题依据 . 3 题的意义 . 4 第二章 半自动平压模切机的方案选型 . 5 料模切机构 . 5 械运动方案的选择 . 10 动循环图的拟定 . 15 第三章 半自动平压模切机的传动设计 . 16 动机的选择 . 16 动比的分配 . 19 算传动装置的运动参数和动力参数 . 19 带传动设计 . 20 速器的齿轮设计 . 22 的设计 . 26 承的选择和校核 . 31 第四章 半自动平压模切机的模切机构设计 . 33 面六杆滑块机构设计 . 33 条及链轮的设计 . 34 轮机构的设计 . 35 总结 . 37 致谢 . 38 参考文献 . 39 英文文献及翻 译 . 湘潭大学兴湘学院 毕业论文 题 目： 半自动平压模切的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010962920 姓 名： 李小冬 指导教师： 赵又红 完成日期： 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 半自动平压模切机的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010962920 姓 名： 李小冬 指导教师： 赵又红 完成日期： l 摘要 机械设计是工科高等学校机械类，机电类等专业必修的一门技术基础课，我们在学习基础知识的同时，也应更加注重对知识的整体运用和实践。半自动平压模切机是印刷包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备 ,应用非常广泛。本文从拟定运动循环图出发，通过查找机械设计手册，比较不同方案，选择了最合适的传动系统和执行机构，并且对其工作原理，结构设计和几何参数进行了深刻的分析和计算。设计完成后，用 出半自动模切机的装配图以及相关的零件图。该模切机具有结构简单，紧凑，效率高，易操作等特点。 关键词： 机械设计 半 自动平压模切机 is a we to to of is to is by to of is AD a so 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 2 第一章 概述 题依据 ： 本课题其研究的目标为设计可实现对各种规格的白纸板，厚度在 4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。本课题主要研究模切机总体方案设计，模切机传动系统的设计，主执行机构设计（机构选型）及其结构设计，对主要零部件进行强度和力的计算，产要求绘制所设计方案的机构运动简图，绘制模切机的装配和重要零件的零件图 。 题的意义 ： 平压平 模切 机是目前应用最广泛的最普遍的类型，也是国内外生产厂家最多的机型。平压平 模切 机可以用于各种类型的 模切 ，既能 模切 瓦楞纸 板、 卡纸 、 不干 胶 ，又能 模切 橡 胶 、海绵、金属板材等，既能人工续纸半 自动 模切 ，也能全 自动 高速联动 模切 。半自动平压模切机的 精准度比比一般的模切机要高。他的工作原理最具有代表性的，所以研究它也及其重要。平压平模切机分为立式、卧式两种。立式模切机俗称“老虎嘴”机，其特点是精准度比圆压圆模切机好，售价便宜，突出的缺点是安全系数低，多年来始终没有彻底解决杜绝伤残事故问题，工伤事故时有发生，在当今国家重点保证人身安全并已立法的大环境下，如果还是解决不了安全问题，必然要退出市场。卧式模切机分为半自动模切机、全自动模切机以及带清废和不带清废四种。它们的共同特点是精准度比较准确，效率比“老虎嘴”机高，比圆压圆低，处于中位。 近二十年来， 平压 模切 机是使用最广泛且技术发展最快的机型。作为一个刚刚毕业的大学生，要想以后在实际的工作当中有自己的技术进步与技术创新，就必须先搞懂基本设备的基本原理以及各个部分的工作原理。为以后实现模切机的数字化和智能化做好充分准备。 当前，国外先进自动平压平模切机的工作速度普遍在 7500 9000 张小时左右。瑞士 司生产的 动模切压痕机 (带全清废单元 )达到了 12000 张小时的单机模切压痕速度。与此相比较，我国生产的自动平压平模切机工作速度较低，一般在 5500 7500 张小时左右。从模切精度上讲，国外先进自动平压模切机的模切精度通常可以控制在 0 1右，而国产自动平压模切机的模切精度绝大多数在 0 150 2围内，只有少量机型能够达到0 1模切精度。另外，国产自动平压平模切机在高速工作时，模切精度大幅度下降，并伴有大量噪声，机器磨损非常严重，影响了国产自动平压平模切机在国湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 3 内和国际市场的竞争力。如何解决以上问题，使产品向高速、高精 度、高稳定性的方向 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 4 第二章 半自动 平 压 模切机 的 方案选型 送料模切机构 送料机构的选择： 1， 纸板的输送可采用： 在这里我选用的是链传动机构 其主要理由有以下几点 采用链轮传动可以更好的固定纸板夹子； 链传动无弹性滑动和整体打滑现象 ,因而能保持准确的平均传动比 ,承载能力大，传动效率高，且可实现中心距较大的轴间传动； 模切机在进行模切动作时摩擦较大，易发热，而链传动正好可以适合长时间在恶 劣环境下工作。 图 2列链传动正视图 2， 纸板停歇可采用： a. 凸轮； 我这里选择的是 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 5 用不完全齿轮机构结构简单 ,工作可靠 ,造价低廉，维修方便。 可以容易的实 现从动件的运动时间和静止时间的比例在很大范围内的调节； 工作时面接触不容易磨损。 在工作时，不完全齿轮带动主动链轮做单向间歇运动，不完全齿轮机构的主动轮每转 3圈 ,从动轮回转一周 ,将链条安放在链轮上，链条随着链轮做间歇运动 ,不完全齿轮的主动轮固定在输入轴 (分配轴 )上 ,从动轮及链轮安装在输出轴上 . 图 2不完全齿轮 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 6 图 2不完全齿轮啮合 不完全齿轮的齿数为 20，有齿的部分为 126度，无齿的部分为 234度，分度圆 r=25r=r=全齿轮齿数为 50，模数 m=根圆 r=18度圆 r=，齿顶圆 r=24。根据设计要求知不完全齿轮的转速为 50r/ 3， 纸板固定可选用： 我在这里选用了 刚性弹簧夹 具有刚性弹簧力的作用，可以自动的将纸板夹紧，且可准确平稳的实现走纸运动； 能够准确、方便的实现纸板的夹紧和松开。 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 7 在递纸过程中，需要将纸板夹紧，于是采用的机构要在在上升到一定位置时可以有一段时间的停歇动，所以要选择具有要可以实现停歇的往复运动的机构，则我们可以选择凸轮机构或者连杆机构。 连杆机构 连杆机构虽然承载能力大，耐冲击。但在进行传递时，传递路线比较长，容易产生较大误差同时机械效率也会降低，连杆及滑块所产生的惯性力难以用一般平衡方法消除，不宜用于高速运动，况且它的设计方法 比较复杂所以不采用它。 凸轮机构 凸轮机构最大优点是只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动，而且响应快速，机构简单。所以选用凸轮机构。 5平压模切机构 （ 1）下图机构是最简单的往复直线运动机构，曲柄滑块机构，该机构虽然简单，但完全可以实现下模的上下移动和冲压过程，但由于它的承载能力很差，且下模在进行冲压时，必须在纸板上停留片刻才能保证压模效果，因此不能选用此机构。 图 2曲柄滑块机构 （ 2）下面这个六杆机构也能完成工作，但是机构比较复杂，在设计过程中 比较困难，且传动过程较长，能量易损失使传动效率变低，所以不采用这种机构。 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 8 图 2杆机构 （ 3）下图是六杆机构，它弥补了上面两个方案缺点， 机构结构稳定承载能力强，且机构结构也不是很复杂，所以采用此方案。 图 2杆机构 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 9 各机构的最终选择： 纸板的输送选择链轮传动； 纸板的停歇选择不完全传动； 纸板的固选择刚性弹簧夹， 纸板的夹紧机构选择凸轮机构； 平面模切机构选择平面六杆机构。 机械运动方案的选择 根据机构的各部分功能，运动规律的形式，应用范围，机械的可调 性，运转速度，承载能力，加速度峰值，机构的动力性能，传动精度的高低，可靠性，经济性，结构是否紧凑（尺寸，结构复杂性，合理性）等要求来选择方案。 根据所设计的半自动平压切模机的工作原理，可把机器完成加工要求的动作分解成几种基本运动。 动力传动机构；输入走纸机构；冲压模切机构。其中动力传动机构又分为动力传递机构和变速转向机构。输入走纸机构分为：纸板的输送机构，纸板的停歇机构和纸板的固定机构。 由上面的分析可列出备选机构列表： 表 2构类型比较 机构 供选机构类型 夹紧装置 连杆机构 凸轮机构 纸板的输送 链轮传动 皮带轮传动 纸板的停歇 凸轮机构 不完全齿轮 纸板的固定 刚性弹簧夹 普通夹子 急回机构 直动推杆凸轮机构 平面六杆曲柄滑块机构 动力传递机构 联轴器 变速转向机构 圆柱齿轮传动机构 单级蜗杆传动机构 圆锥 由上述备选机构中选出 3种典型可行方案如下： 方案 A：皮带轮传动 10 皮带轮 方案 B：链轮传动 方案 C：链轮传动 方案 A 1、 示意图 图 2传动示意图 A 分析与评定 (1) 机械运动分析 V 带虽然结构简单，传动平稳，维护方便，成本低廉， 不需要润滑以及缓冲、吸震、易维护等特点。 但是 滑动损失：皮带在工作时，由于带轮两边的拉力差以及相应的变形经差形成弹性滑湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 11 动，导致带轮与从动轮的速度损失。弹性滑动与载荷、速度、带轮直径和皮带的结构有关，弹性滑动率通常在 1%间。有的皮带传动还有几何滑动。过载时将引起打滑，使皮带的运动处于不稳定状态，效率急剧下降，磨损加剧，严重影响皮带的寿命。 滞后损失：皮带在运行中会产生反复伸缩，特别是带轮上的绕曲会使皮带体内部产生摩擦引起功率损失。 空气阻力：高速传动时，运动中的风阻将引起转 矩损耗，其损耗值与速度的平方成正比。因此，设计高速皮带传动时，皮带的表面积宜小，尽量用厚而窄的皮带，带轮的轮辐面要平滑，或用辐板以减小风阻。 机械动力分析 蜗杆减速器能够得到很大的转动比，结构紧凑，传动平稳，但传动效率低，易发热，不适宜于在大功率下长期连续工作。为了减摩耐磨，蜗轮齿圈需用贵重的青铜制造，成本较高。直动推杆凸轮机构难以承受较大的生产阻力，如果长期在重载条件下工作，直动推杆凸轮机构将不能满足冲压模切的力学要求； (2) 机械机构合理性 该机构结构简单紧凑，但是，凸轮机构的运用会造成整体机构的尺寸和重量都 变大。 (3) 机械机构经济性 用普通夹子虽然降低了生产成本，但由于其易磨损，需要经常维修，并且不便于纸板的自动化夹紧和松开，达不到一次性夹紧的那种可靠性要求。需要相应的辅助手段来弥补，这使得经济成本还是很大。凸轮机构和蜗杆机构也会使经济成本增加。 这个方案总体上来说机械功能的实现很差。 方案 B 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 12 图 2传动示意图 B 分析与评定： （ 1）机械运动分析 下模向上运动进行模切时会产生较大的生产阻力，上面已经说到直动推杆凸轮机构不能承受很大的阻力，所以选用直动推杆凸轮机构来完成冲压模切并不是很合理；凸 轮机构长时间带动走纸机构进行间歇运动，会使因工作磨损变形产生的微小误差积累，这会造成走纸机构定位的准确性下降，导致各执行机构间的配合运动失调。 （ 2）机械动力分析 直动推杆凸轮机构难以承受很大的生产阻力，不便长期在重载条件下工作，联轴器的传递效率虽然高，但是减速效果差，很难在机械最精简化的情况下满足工作要求。 （ 3）机械结构合理性 该机构结构简单紧凑，但是，凸轮机构的运用会造成整体机构的尺寸和重量都变大。使用普通夹子不仅不便于纸板的自动化夹紧和松开，而且需要相应辅助手段来弥补，不仅增加了机构的尺寸，还使得制 造成本增加。 （ 4） 机械机构经济性 凸轮机构和锥圆柱齿轮的设计、制造较难，用料较大，生产成本较高，况且维修方面的技术含量较高，经济成本较高。 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 13 总体上，这个方案机械功能的实现较差 方案 C 2传动示意图 C 分析与评定： (1)机械的运动分析 链传动机构没有弹性的滑动和打滑，承载能力大，传动效率高，可实现中心矩较大的轴间传动。双列链轮机构和特殊齿轮在主动轮的带动下完成完成走纸的间歇运动，并且能准确配合冲压模切运动，精度比较高； V 形带和齿轮的组合传动，功率损失较小，机械效率高，可靠性高； 刚性弹簧夹能自动的实 现纸板的夹紧与松开，可靠性较好。 （ 2） 机械的力学分析 平面六杆曲柄滑块机构具有较好的增力性能，在承受载荷，耐磨性，制造难易，重量，加速度和结构复杂性这些具体项目的性能明显优于连杆凸轮组合机构，它可以平稳的完成模切任务。所以选择六连杆机构作为冲压模切机构。 ( 3 ) 机械结构合理性 该机构各构件结构简单紧凑，尺寸设计简单合理，机构重量在可以接受的范围内。 ( 4 ) 机械结构经济性 刚性弹簧夹虽然比普通夹子稍贵，但是它工作可靠且使用寿命长，长远来看很经济。湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 14 平面六杆曲柄滑块机构，加工制造简单，使用寿命长，维修容易 ，经济成本低。其他机构性价比也很高。 综上所述，从机械运动分析、机械动力分析、机械结构合理性和经济性这四个方面综合考虑，方案 选择方案 C。 运动循环图的拟定 首先，为保证模切机的平稳运行，防止出现空压，卡纸等不良现象。各个执行机构必须在规定的时间内完成动作，且保证各个机构运行到准确的位置。我主要通过确定冲压模切，走纸两个执行构件的先后顺序来确定半自动平压模切机的运动循环图。 下面是各部件的运动分析 1主轴转角计算 选择变速箱的输出轴为运动分析主轴，已知平面六杆机构的行程速 比系数 K=机械原理相关知识 ,动周期以 =180 分界点，也就是说分为 0 360两个过程。 2、走纸机构的分析 当主轴转角为 0 126时，用来完成间歇运动的不完全齿轮机构发生啮合运动，链轮链条此时处于运动状态；当主轴转角为 126 ，用来完成间歇运动的不完全轮齿机构没有参与啮合，链条静止，进行走纸运动。 3、模切机构的分析 当主轴转角为 360时，下模从行程最低 点开始，在平面六杆机构的带动下向上移动至预定模切位置，然后进行冲压模切，完成相应的模切动作；当主轴转角为 0 ，下模完成模切动作并快速急回运动至行程最低点，即下一个周期的起点。 4、夹紧装置的分析 当主轴转角为 0 ，凸轮带动夹子完成推程运动，当主轴从 50 入远休止端，使刚性弹簧夹完成夹纸动作；当主轴转角为 207 ，凸轮做回程运动 57 ,凸轮处于近休止端，使刚性弹簧夹处于夹紧状态。 下面是主轴转角与机构的运动关系表 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 15 表 2主轴转角 0 360 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） 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 16 第三章 半自动平压模切机的 传动设计 动机的选择 选择电动机为原动机，就需要根据所给数据的要求，通过计算得到相关数据，从而选得合适的 电动机。 原始数据有 每小时压制纸板 3000 张 , 传动机构所用电机转速 n 1450r/102 c N，下模移动的行程长度 H 50 模与滑块的质量可以假设约为120 根据设计要求，机械每小时冲压 3000 次，所以机构主动件的转速 000/60=50r/ 因为主动件转速较低，所以可以选择转速较低的电动机，选择三相异步笼型交流电动机，封闭式， 380V， 选择电动机的容量工作机所需的功率 ， 其中生产阻力 6102c 行程速比系数 t为周期， w 为 s w v w 0 03 6 0 6 设 齿轴带 ， 分别为皮带，轴承，齿轮的效率。 齿轴带 23 则 选取电动机额定功率 使 P ）（ ，查得 4 ，已知工作机转速w ，电动机转速 。 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 17 表 3方案 型号 额定功率（ 满载时 堵转转矩额定转矩 堵转 电流 额定 电流 最大 转矩 额定 转矩 噪声/重/速 r/流/A 效率（ 功率因素112890 9 45 2 440 4 43 3 20 3 8 118 综合考虑上述因素，最终选则电动机型号为： 表 3型号 安装尺寸 (外形尺寸 (A B C D E F G H K C D L 90 140 70 280 8 24 160 12 245 240 190 265 400 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 18 图 3电动机 动比的分配 各级传动比 1，传动装置的总传动比 4 0 2，各级传动比的分配 齿齿带 21 ，初选 带 ，则齿轮减速器的传动比为 带减取 齿齿 21 ，齿 = 齿1i = 算传动装置的运动参数和动力参数。 1，各级转速。 轴 m 带19 轴 m 12 齿 轴 m 23 齿工作轴 m 2，各轴功率 轴 带轴 1 齿轴 轴 齿轴 轴 轴3，各轴转矩 轴 11 22 轴 33 轴 44 V 带传动设计 传动系统中第一级用普通 知电动机功率 P=4 速 ，传动比 2i 天工作 8 小时，（以下查表与图均来自西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著的机械设计高教第八版 )。 1, 确 定 计 算 功 率 由表 8 得 工 作 情 况 系 数 K ， 2，选择 据 1n, 由图 8型。 3，确定带轮的基准直径 1d , 2d ，并校核带速； 选取小带轮的基准直径 d ，由表 8小带轮的基准直径 1d =90验算带速 v 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 20 m 44090100060 1 =计算大带轮的 基准直径 2 2 5 m m 52 根据表 8d =250 4，确定 根据式 ）（）（ 21 初选中心距 所需的基准长度 9 05 0 04 )902 5 0()2 5 090(25 0 02a4 ）（ 由表 8600计算实际中心距 1590 d 中心距变化范围为 436 553 5，校核小带轮上的包角 000001201 901 6 14 8 6 01 8 0a/ 0a ）（）（ 6，计算单根 r，由 1d =90 1n =1440 i= 表8P ，查表 8表 8 . 1 6 k 9 9 k 9 5 20 . 1 71 . 0 6 4kk ）（ 计算 z 取 4根。 7 计算单根 V 带的初拉力的最小值 F ，由表 8 A 型带的单位长度质量q=m，所以 22i ）（）（）（ =使带实际初拉力 ( 。 8计算压轴力最小值 21 6 9s i 642i ）（）（ F =1077N 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 21 速器的齿轮设计 已知输入功率 P ，小齿轮的转速 1n =576r/数比 动机驱动工作寿命 15 年（假设每年工作 300 天）两班 制，以下查表与图均来自西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著的机械设计高教第八版 )。 1，选定齿轮类型，精度等级，齿数及材料。 齿轮类型采用斜齿圆柱齿轮。 精度等级选择；模切机为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度（ 0095 材料选择，由表 10 1可知小齿轮材料选择 40质）硬度为 280齿轮材料选 45钢（调质）硬度为 240者材料硬度差为 40 可初选择小齿轮 1z =24，大齿轮齿数 2z =24 7 取 97， 选取螺旋角，一般选 015 2，按齿面接触强度设计 23 （ 初选 由图 10Z 由图 10 ， 2 =计算应力循环次数， N =60 576 1 （ 2 8 300 15） =910 892 N 计算小齿轮传动转矩 01 6.3 N 由表 10d 由表 10 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 22 由图 1000 ，大齿轮的接触疲劳强度极限 50 由图 101 K ， 计算接触疲劳选用应力 取失效效率为 001 ，安全系数 s=1，所以 i i 计算小齿轮的分度圆直径 由计算公式得 23 44 . 0 （ 计算圆周速度 2045100060 计算齿宽 5c o o 1 =1085 计算纵向重合度 ， ta d = 计算载荷系数 k 已知使用系数 ，根据 v=1.7 7级精度，由图 10 由表 10级精度，小齿轮相对支撑非对称布置， 由表 10图 10 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 23 由表 10 K ，故载荷系数 a = 。 按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式 3计算模数 5c o o 3，按齿轮弯曲强度设计由式 3 c o 确定计算参数 计算载荷系数 根据纵向重合度 ，从图 10Y 计算当量齿数， 41424 03311v C O 97322 查得齿形系数 由表 10 7 Y ， ， 由表 10 Y ， 由图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ，大齿轮的弯曲强度极限 由图 10 计算弯曲疲劳选用应力 取弯曲疲劳安全系数 S= 111 S , 222 S 计算大小齿轮的 11并且加以比较。 0 1 3 4 7 5 9 1 1F 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 24 0 1 0 5 9 2 2F 设计计算 3 2204n 0 1 5 5c o ）（=比计算结果，由齿轮接触疲劳强度计算的法面模数 于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 可以满足弯曲强 度。但是为了同时满足接触疲劳强度，需按接触强度算的分度圆直径 5c o o 所以取1z=31，2z=125。 4几何尺寸计算 计算中心距 o 2531(c o 21 （ 在这里将中心距圆整为 122 按圆整后的中心距修正螺旋角 0r c c o sa2 a r c c o s ）（）（因为 值改变不多，故参数 不必修正。 计算大小齿轮分度圆直径 6c o s o 66 1c o s 5c o 计算齿轮宽度 4 7 . 54 7 . 51d 圆整后取 51=50相同原理可选第二对齿轮的齿数 23,74 . 用相同方法可算得分度圆直径 d 2344 25 齿宽 753 以低速轴为例进行设计。 已知 50r/ 684，齿轮齿宽 B=80齿数 =5， = 1、求作用在齿轮上的力 已知低速级大齿轮的分度圆直径为 4d =234而 23258 461023 4 68 42 3 2 0 s 20t 4 6co st =1588N 圆周力 向力 轴向力 。 2、 初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为 45 钢，调质处理，根据机械设计 查取 112 o 因为轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径，所选的直径要与联轴器的孔径相适应，这里为后面选取联轴器提供依据。而且轴端需开键槽，所以要将最小轴径增加 5%，变为 机械设计手册，取标准直径 58 4、初选轴承 齿轮是斜齿轮，故轴承同时受有径向力和轴 向力的作用。选用角接触球轴承为最佳。以上分析输出端的直径为 48轴承产品目录中选取滚动轴承的型号为 7212C，它的尺寸（内径外径宽度）为 d D b=60 110 22。 3、选择联轴器 查机械设计图表 14则 96 8 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 26 根据轴的转速、最小轴径、计算转矩、，查 用弹性柱销联轴器，其型号为： 4484 称转矩为 联轴器的孔 径为 48，与轴配合的轮毂长度为 84。 1)拟定轴上零件的装配方案 首先我们必须先确定轴上零件的拆装顺序和固定方式，才能确定轴的结构形状。采取齿轮从轴的右端装入，齿轮的右端用套筒固定，左端用轴肩定位。此时，齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮的周向固定采用平键连接。采取过盈配合使轴承对称固定安装于齿轮的两侧，轴向用轴肩固定。初选定轴结构尺寸如下图。 图 3(2)根据轴向定位要求确定轴的各段直径（从右到左） 联轴器型号已确定，联轴器的右端用轴端挡圈定位，左端用轴肩进行定 位。故轴段 7的直径即为相配合的半联轴器的直径，取为 48 轴段 6的轴肩可对联轴器进行轴向定位，轴段 6要比轴段的直径大 5 10以可以取轴段 6的直径为 567 由于轴段 1 和轴段 5 是放置滚动轴承的 ， 所以轴段的直径取决于滚动轴承内圈直径，为 60虑拆卸的方便，轴段 4 的直径只要比轴段 5 的直径大 2 3可以了，这里取为 69 轴段 3处的轴环，右侧可用来定位齿轮，左侧可用来定位滚动轴承，轴环的直径要满足比轴段 2的直径 (为 69 5 10滚动轴承的 手册，可得该型号的滚动轴承内圈安装尺寸最小为 79这段直径取为 79 (3) 轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。对于齿轮，由手册查得平键的截面尺寸宽高 =16 10(键槽用键槽铣刀加工，长为 80准键长见 湘潭大学兴湘学院本科毕业论文 27 同时为了保证齿轮轮毂与轴的配合为 样，半联轴器与轴的联接，选用平键宽高长 =20 12 63，半联轴器与轴的配合为 H7/动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 （ 4）确定轴的各段长度 轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，轴段 6的长度比半联轴器的毂孔长度 (为 85短 2 3该段轴长取为 82 同理，轴段 2 的长度要比齿轮的轮毂宽度 (为 75 2 3 轴段 1 的长度即滚动轴承的宽度 , 齿轮轮毂长为 75时考虑到齿轮与箱体内壁就有一距离，可取为 45 轴环 3宽度可取为
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