半自动平压模切机构设计

1、课程设计任务书 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。该机 可对各种规格的白纸板、 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，沿切线去掉边料后，可以沿着压出的压痕折叠成各种纸盒、纸箱，或 压制成凸凹的商标和印刷品。压制纸板的工艺过程分为“走纸”和“模切”两部分，如图( a所示，4为工作 台面，工作台上方的 1为双排链传动， 2为主动链轮， 3为走纸横模块 (共五个)，其两 端分别固定在两根链条上，模块上装有若干个夹紧片。主动链轮由间歇机构带动，使 双排链条作同步的间歇运动。每次停歇时，链上的一个走纸横模块刚好运行到主动链 轮下方的位

2、置上。这时，工作台面下方的执行构件 7 作往复移动，推动模块上的夹紧 装置，使夹紧片张开，操作者可将纸板 8 喂入，待夹紧后，主动链轮又开始转动，将 纸板送到上模 5(装调以后是固定不动的 )和下模 6 的位置，链轮再次停歇。这时，在工 作台而下方的主传动系统中的执行构件滑块和下模为一体向上移动，实现纸板的 压痕、切线，这一过程称为模压或压切。压切完成以后，链条再次运行，当夹有纸板 的模块走到某一位置时，受另一机构 (图上未表示)作用，使夹紧片张开，纸板落到收纸 台上，完成一个工作循环。图(b)为阻力线图。，2设计数据(1) 每小时压制纸板 3000 张。(2) 传动机构所用电动机转速n= 1

3、450r/ min ;滑块推动下模向上运动时所受生产阻 力如图(b)所示，工作阻力Fr= 2000kN，回程时不受力；行程速比系数 K=;下模移动 的行程H= 50 土 0.5mm。下模和滑块的质量约120kg。(3) 工作台面离地面的距离约 1200mm。(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。 3设计提示 模切机构的加压方式有上加压、下加压和上下同时加压三种。上下同时加压难使凸凹模对位准确，不宜采用;上加压要占据工作台上方的空间，而传动机构一般都相 置在下方，结构布置不合理;采用下加压方式则可使模切机构与传动机构一起布置在 工作台面下方， 能有效地利用空间

4、， 且便于操作和输送纸板。 本方案采用下加压方式， 图(a)中上模装配调整后固定不动，下模装在滑块上。模切机构需要有运功形式、运动方向和运动速度变换的功能，若电动机轴线水平 布置，则需将水平轴线的连续转动，经减速后变换成沿铅垂方向的往复移动。模切机 构还需具有显着的增力功能，以便滑块在工作位置克服较大的生产阻力，进行模切。工作原理及工艺动作过程 半自动平压模切机是印刷、 包装等行业压制纸盒纸箱等纸制品的专用设备， 它可用来对各种规格的 白纸板及厚度在 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、折叠以及压制 凹凸商标等，经过压痕、切线的纸板，用手工或机械沿切线处去掉边料后，沿

5、压出的压痕可折叠成 各种纸盒、纸箱，或制成凹凸商标，可以成批量的生产，实现规模化。它的工艺动作主要有两个：一是将纸板走纸到位，二是进行冲压模切。半自动平压模切机是印刷、包装等行业压制纸盒纸箱等纸制品的专用设备，其主要功能是进行压痕、切线、折叠以及压制凹凸等。2) 分析工艺操作动作、运动形式和运动规律为保证机器的正常运行，防止出现卡纸，空压等不良现象的出现，个个执行机构必须 在规定的时间内完成动作，并且保证机构的运行到准确的位置。在设计半自动平压模 切机运动循环图时，我主要确定冲压模切，走纸两个执行构件的先后顺序。各部件运动分析1主轴转角运算选择变速箱的输出轴为运动分析主轴，平面六杆机构的行程速

6、比系数 K=，根据机械原 理有关知识:-：" - ：.'.：°，并知该运动周期以。=180。°为分界点，分为 0° 。和。一一360°两个过程2、模切机构的分析当主轴转角为0°°，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，进行冲压模切；当主轴转角为。-360。，下模完成模切动作，快速 急回运动至行程最低点即下一周期起点。3、走纸机构的分析当主轴转角为0°°，特殊齿轮组（用于完成间歇运动）没有啮合运动，链轮链条 处于静止状态；当主轴转角为。-360。，特殊齿轮组轮齿参与啮

7、合，带动链轮链条运 动，进行走纸运动。4、夹紧装置的分析当主轴转角为0°°，带动夹子的凸轮走过推程，进入远休止使刚性弹簧夹完成夹 纸动作；当主轴转角为。-360。，凸轮处于近休止状态使刚性弹簧夹处于夹紧状态。 表2-1主轴转角与机构的运动关系主轴转角10°° 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）送料模切机构选型送料：1，纸板的输送：a双列链传动机构;b带轮传动机构选用a双列链采用传动机构 采用链轮更易固定纸板夹子； 链传动机构是多对齿轮同时啮合，承载能力大，传动效率高，并且可实现中心距较 大的

8、轴间传动； 模切时摩擦较大，易发热，而双列链适合长时间在恶劣环境下工作。图2-1双列链传动正视图2, 纸板停歇：a凸轮；b特殊齿轮选用b特殊齿轮链轮 采用特殊齿轮加工和维修方便，工作可靠； 易实现从动件的运动时间与静止时间的比例在较大范围内调节； 工作时面接触为间歇运动，不易磨损。3, 纸板的固定：a刚性弹簧夹；b普通夹子选用a刚性弹簧夹 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； 能准确、方便、自动的实现纸板的夹紧和松开动作。图 2-4 刚性弹簧夹4. 夹紧装置的机构在送纸后，要将纸板夹紧，因此机构在上升到一 定位置后需要有一段时间的停歇，所

9、以要选择具有一端停歇的往复移动的机构，可选 取不完全齿轮、凸轮机构或连杆机构。（一）不完全齿轮 由于不完全齿轮有较大的冲击力，所以只适合低速轻载场合并且多使用与有特殊要求 的专用机械中，所以我们不采用它。（二）连杆机构 连杆机构进行传递时，传递路线较长，易产生较大误差同时机械效率也会降低，而连 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，所以也不采 用它。（ 三）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，而且相应快速，机构简单。所以选用凸轮机构很适合。5 平压模切机构（1）下图机构为最简单的往复直线运动机构之一，曲柄滑块机

10、构，不难看出该机构虽 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 下模在进行冲压时在纸板上停留片刻才能保证压模效果，所以不能选用此机构。 图2-5曲柄滑块机构（2）下面两个冲压机构也能完成工作，但是机构比较复杂，设计比较困难，并且传动 过程较长，能量易损失，传动效率低，所以不采用这两种机构。图 2-6 六杆机构（3）图是六杆机构，它弥补了方案一承载能力差和方案二传动效率低的缺点机构结构 稳定承载能力强，且机构结构并不复杂，所以采用此方案。图 2-7 六杆机构最终选型：纸板的输送选用双列链轮传动；纸板的停歇殊齿轮组选用特殊齿轮； 纸板的固选用刚性弹簧夹，其中的夹紧

11、机构用凸轮机构；平面模切选用平面六杆机构槽轮的计算：1）槽数z按工位数要求选定为4。2）中心距a按结构情况确定a=200mm3）圆销半径r按结构情况确定r=20mm4）槽轮每次转位时主动件的转角2 2180 （1 2 z） 905）槽间角22360 z 906） 主动件圆销中心半径 R Ri as in141 mm7） R 与 a 的比值R>/ sin 0.78）槽轮外圆半径 R2 R2, （acos ）2 r2143 mm9）槽轮槽深h h a（ cos 1） rh 100 mm10）运动系数k k （z 2）2z 14 （n=1，n为圆销数）多杆滑块机构的计算：为了满足以上的条件，由

12、极位可知：L3+L1>L6两个极位之间的夹角度数为24,且B点的行程是50 0.5mm，角30度左右经计算可得拨盘的转速120度每秒，各杆数据初取数值进行运动分析结果如下图所示,可求得前三杆的的长度，及a2, a3的加速度并作出运动分析图。根据模块的行程是 50土，及上述角度可画如下图所示的三角形经计算可知X的值为90即杆L4是90.。三角形的作用起换向和支撑的作用，已知L5的长度为，B角是30度，初取L3=100由三角形的定义可知 L1< L3+L5 L1 > L5-L3可 由几何关系知L1为366mm。(1)(2)链条链轮的设计依据上述整体尺寸，初步设计链轮直径为 300

13、m m,查短节距传动用精密滚子链的基本参数与主要尺寸(GB/T1243-1997得：齿数z=25,其直径为d=n d+2s则链条的节数 n二77.55即链条为：p24A-1-78GB/T1243-1997(s为链轮中心距s=1000mmp为节距p=)结构设计传动机构总图为动力输出机构图见图纸部分体会：通过这次设计，我深深地体会到：要设计一个机构方案，想到运动及传动的方法只是整个设计的一小步，最重要的是计算机构的配合尺寸。其实，机构的大体形状以及它的传动机构的大体原理，很早就在我脑里有了雏形，本来以为很快会结束设计，但事与愿违，我感觉我的时间全花在了计算与配合上，所以如果以后还有设计机械的作业，一定要先把具体的各种配合关系计算精确，哪怕花 再多的时间，至少不会漫无目的在设计机构时，机构尺寸和相互配合需要大量计算, 同时还要考虑造型的可行性，特别是尺轮间的传动需要大量的反复的实验，同时要有 一定的技巧。在这次设计中，我充分认识到作为设计者，必需严谨务实，要充分考虑到制造的 可行性