半自动平压模切机构设计 1

1、机械原理课程设计说明书半自动平压模切机构设计院 系 汽车学院 班 级 107040203 学 号 及 姓 名： 2009年 7月 5日                         目录1. 设计主题。2. 设计任务。3. 工作原理及工艺动作过程。4. 机构示意。5. 机构方案的确定。6. 机构传动结构示意图。7. 原始数据。8. 课程设计心得体会。9.

2、参考文献。  半自动平压模切机构设计 一   设计题目：设计半自动平压模切机构二  设计任务：1. 选择模切冲压机构、减速传动机构、控制机构的机械运动方案。2. 设计传动机构和模切冲压机构，并对下模进行速度分析，并作出位移、速度线图。3. 根据执行构件的动作拟定运动循环图。4. 设计控制机构。按运动协调要求,确定凸轮的推程运动角、基圆半径、滚子半径,选择从动件的运动规律及其行程,画出从动件位移线图。要求编程计算出凸轮的理论廓线、实际廓线值。5. 按比例绘制整个机构组合系统运动简图。6. 编写设计说明书。三

3、. 工作原理及工艺动作过程：  半自动平压模切机是包装印刷行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备。它可以对各种规格的纸板、厚度在4mm以下的瓦楞纸板，以及各种高精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕切线的纸板，用手工或机械去掉边料后，沿压出的压痕可以折叠成各种纸、板、纸箱，或制成凹凸的商标。   压制工艺主要分为两部分，一为将纸走纸到位，二是对纸板进行冲压。走纸过程采用双链轮传动，链轮上有五个走纸横块。在运动过程中，主动链轮由间歇机构带动，使双链轮做同步的间歇运动。每次停歇时，链上的的一个走纸横块恰好走到主动轮下方的位置，工作台下的控制夹紧机构使横块上的夹紧机

4、构张开，人将纸送入到夹紧机构中，夹紧片夹紧，机构继续运动，将纸板送入到具有固定上模和可动下模的冲压模切机构中，机构再次停歇，这时，在工作台下面的主动传动构件和下模一起向上运动，实现纸板的压痕，切线。压切完成之后，机构再次运动，实现运动循环。双列链传动主动链轮走纸横块工作台面执行构件上模v纸板Pc下模四、 机构示意：图1 半自动平压模切机示意图压制纸板的工艺过程分为“走纸”和“模切”两部分。如图1所示，4为工作台面，工作台上方的1为双列链传动，2为主动链轮，3为走纸模块（共五个），其两端分别固定在前后两根链条上，横块上有若干个加紧片。主动链轮由间歇机构带动，使双列链条作同步的间歇运动。每次停歇时

5、，链上的一个走纸横块刚好运行到主动链轮下方的位置上。这时，工作台面下方的控制机构控制其执行构件7作往复运动，推动横块上的夹紧装置，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，将纸板送到具有上模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，在工作台面下部的主传动系统中的执行构件滑块6和下模为一体向上移动，实现纸板的压痕、切线，称为模压或压切。压切完成以后，链条再次运行，当夹有纸板的横块走到某一位置时，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。与此同时，后一个横块进入第二个工作循环，将已夹紧的纸板输入压切处，如此实现连续循

6、环工作。HPc(N)s(mm)PcO图2 模切机生产阻力曲线滑块推动下模块向上运动时所受生产阻力如图所示，图中，回程时不受力，回程的平均速度为工作行程平均速度的1.2倍，下模移动的行程长度。下模和滑块质量约为120kg，各杆件质量按18kg/m计算。五、 机构方案的确定：   根据半自动平压模机构的工作原理，把机器完成加工要求的动作分解为若干种基本运动。对本题进行机械运动方案设计是可考虑以下几种机构方案：（1）实现下模往复移动的执行机构一般可采用具有增力特性的六杆冲压机构。具有省力功效和急回特性。（2）传动机构可采用连续匀速运动的减速机构，有带传动与两级齿轮传动，带传动与行

7、星系串联和行星轮系等。带传动可实现较远距离的传动。（3）由于冲压模切机构只是在较短时间内承受很大的生产阻力，为了减小周期性的速度波动可选用较小容量的电机，并安装飞轮。六、 机构传动结构示意图：图3图3所示，为走纸机构，实现纸板的输送、停歇、定位等要求，机构作间歇运动；夹子纸板的夹紧要求，机构作连续运动运动时双链上有5个夹条（可同时夹5快纸板），每个夹条上有2个夹子用来固定纸板。大链轮用皮带轮从与4同轴的带轮10传递动力。在这个过程中为了实现大链轮的间歇转动，采用特殊的齿轮11，传递动力到11来带动大链轮。7、7为模切机构，由下模7的往复运动来实现纸板的冲压模切要求，机构作连续运动。图4图5如图

8、4、5所示模切机构，1和8为皮带轮。其中1安装在电动机主轴上，9为一个安装在电动机主轴上的飞轮；1和1，2和2，3和3，分别都是共轴的。1，1，2，2，3，3，4都为传动齿轮。4为和齿轮4同轴的凸轮。电动机转动由3条皮带轮传递动力到齿轮组，由凸轮的回转带动连杆机构往复运动，带动下模进行往复冲压。冲压过程有急回运动，冲程快速，回程慢速。工作时，夹纸机构将操作者喂送的纸板7（图3）夹住，走纸机构将纸板送至模切位置停歇定位后，模切机构对纸板进行冲压模切；冲压模切的同时，夹纸机构又将下一块纸板夹住。最后，走纸机构将模切完的纸板送至某一位置（图中未画出），夹纸机构松开使纸板落到收纸台上，完成一个工作循环

9、。这时，下一块纸板已被送至模切位置。在冲压，走纸的协调中，11，11起了很大的作用。10，10通过皮带传递与冲压机构相同的角速度到齿轮11的轴上，在间歇的带动11转动，以实现走纸的间歇性。 半自动平压模切机的工作台高1.2m，公用一台电动机，动作相互配合，运动协调七、 原始数据：1）每小时压制纸板3000张。 2）上模固定，下模向上移动的行程长度H=40±0.5 mm，回程的平均速度为工作行程的平均速度的1.2 / 1.3倍。3）工作台面离地面的距离约120 cm。 注：设计时为保证省力和急回特性的要求，取最小压力角1>=50;2>=65;在计算过程中，假设杆AB=50m

10、m,杆CE=100mm;设AB=L1;BC=L2;CD=L3;AD=L4;?AD1C= theta0; ? C1DC2=theta1; k=1.2;>> theta=180*(k-1)/(k+1);  theta =16.3636>> CE=100;E1E2=40;>> gamin=65*pi/180;>> C1C2=sqrt(CE2+(CE-E1E2)2-2*CE*(CE-E1E2);>>C1C2 =50.2；四连杆ABCD的四个杆件之间的关系如下列方程组所示：MATLAB 程序：>> %平压模切机构

11、设计>> syms x1 x2 x3 x4 x5;>> function f=qybg(xk);>> k=1.2;>> theta=180*（k-1）/(k+1)；>> yg=50;>> c=50.2;>> gamin=pi*65/180;>> x=fsolve(qybg ;xk);>> f1=(x1+yg)2+(x1-yg)2-2(x1+yg)*(x1-yg)*cos(theta)-c2;>> f2=x22+x32-2*x2*x3*cos(x5)-(x1-yg)2;>

12、> f3=x22+x32-2*x2*x3*cos(x4+x5)-(x1+yg)2;>> f4=x12+x22-2*x1*x2*cos(gamin)-(x3-yg)2;>> f5=c-2*x2*sin(x4/2);>> f=f1 f2 f3 f4 f5;>> %*已知条件*；>> %形程速比系数    k=1.2;>> %极位夹角        theta=16.632度；>> %曲柄长度 

13、0;      yg=50.0mm;     > %最小传动角       gamin=50.0度；>> %摇杆两极限位置间的距离    c=50.2mm;>> %*计算结果*>> %连杆长度        x1=142.62mm;>>%连架干长度    

14、   x2=152.95mm;>> %机架长度        x3=212.5mm;>>%摇杆两极限位置间的夹角    x4=18.90度 下图为设备运动循环图图6 设计工作循环图时，选择工作工件的执行构件-下压模为标定件，以曲柄转角为横坐标。 （1）以曲柄自1运动至2相应下模横向上移动5mm，此为下模施压区间。（1-2）愈大，加压效果愈理想。 （2）为保证纸板处于静止状态下模切，输送链轮比1角提前停止，并滞后2角开始运动。 （3）在夹紧工位

15、上，应确保输送链轮停止转动后，推杆上升至最高位，顶动夹紧片夹紧纸板。在此期间保证足够的时间将纸板送入夹紧片。设备运动循环图如上图所示。八. 课程设计心得体会：课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程千里之行始于足下，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这两周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而

16、它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中春眠不知晓的感悟。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有两次因为不小心我计算出错，只能毫不情愿的重来。但一想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练 短短一周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用想到这里，我真的心急了，老师和同学却对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了老师和同学的亲切鼓励了我的信心，使我更加自信 最后，我要感谢我的老师们，是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了