剪板機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

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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： 組名: 組員： 指導(dǎo)老師: 2016年 月 目錄 一、 機(jī)構(gòu)簡介 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 17 六、 對結(jié)果的分析與體會(huì)（每個(gè)人不同） 18 七、 參考文獻(xiàn) 18 、機(jī)構(gòu)簡介 剪板機(jī)(英文名 稱: plate shears ； guillotine shear)是用 一個(gè)刀片相對另

2、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而的直線度和 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。后擋料用于板料定位, 位置由電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。壓料缸

3、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?；爻桃话憧康?dú)猓?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。每次輸送鐵板長度為L=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)。 二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較 1、方案設(shè)計(jì)提示 將鐵板作間歇

4、送進(jìn)的機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，可從下述兩個(gè)方而考慮機(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); ⑷其它。 工業(yè)上常用的簡單間歇機(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)簡單、制造方便。運(yùn)動(dòng)可靠等優(yōu)點(diǎn)，但在動(dòng)力 性能、動(dòng)停

5、比（運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間之比）方而很難滿足設(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)方案的評定和選擇； （5） 對機(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

6、 ① 間歇運(yùn)動(dòng)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)約成木；其 次，構(gòu)件類型簡單，齒輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)都較為簡單，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

7、度較 低，并且，加工速度慢，只適合小批量的加工，不能滿足工廠需 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) 簡單、制造容易、工作可靠，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng) s- 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) 星輪機(jī)構(gòu)示

8、意圖 ②剪切機(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)缀涡螤詈唵危阌诩?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)狡鏈桿一順時(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、

9、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。 機(jī)構(gòu)3 :間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 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)副均為而接觸，傳動(dòng)時(shí)受到單位面 積上的壓力較小，且有利于潤滑，所以磨損較輕，壽命較長。 4、 由于接觸面多為圓柱面或平面，制造比較簡單，易獲得較高 的精度。 本機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)： 1、 難以實(shí)

10、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、 木機(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) 米用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，相對于凸輪機(jī)構(gòu)來說 設(shè)計(jì)簡單易操作。 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)示意圖 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)簡單，工作可靠，效率 較高； ⑵在進(jìn)入和脫離嚙合時(shí)運(yùn)動(dòng)較 ①整體裝配效果 (5)方案 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)

11、運(yùn) 動(dòng)實(shí)現(xiàn)間歇傳動(dòng)的同時(shí)刀 具切割板料。 躺1送料躺 木機(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 三、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： 我們將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做了一點(diǎn)調(diào)整，在板料運(yùn)輸機(jī)構(gòu)中采用齒輪 傳動(dòng)，使得傳送更加精確。 下而我們進(jìn)行運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的整體分析! 1.送料裝置: V7T7X I///Z1 7777\ 通過兩個(gè)輪子的

12、轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)板料運(yùn)動(dòng)。行程選用2000mm,按 照圖示機(jī)構(gòu)有：行程H=n^d, 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)比選用滾子周長為：500mmo又直徑 d=周長％ 所 以可算得直徑為:159.236mmo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)分別為 25 , 15；這樣傳動(dòng)比剛好達(dá)到1： 16o 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 135

13、7—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吃，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 : dl=200mm 齒輪 2 : d2=50mm 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

14、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,刀具依次經(jīng)過（（④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，以及桿長等。 Nzl/Izlzld C ■二二 —E 、、、7 < * 二二 ① （D ③ ? 五、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：我們選定下表所示的一些型號。 功率：5.5Kw 電壓：交流220Vo 頻率:50HZ+1 o 轉(zhuǎn)速：3000r/min 型 號 剪板 厚 (mm) 板 寬 (m

15、 m) 切 角 強(qiáng) 度 (N /m m) 擋料調(diào) 節(jié)圍(m m) 程次 數(shù) (次 /分) 電機(jī) 功率 (K W) ( K g) 形尺寸 LXW XH (m m) QC 12Y-1/ 2500 液 壓擺式 剪板機(jī) 4 2 500 O 3 0 f J 450 20 -500 1 6 5 ?5 ■ 00 0 30 40X16 10X16 20 QC 12Y-4/ 3200 液 壓擺式 剪板機(jī) 4 3 200 0 3 0 f 450 20 -500 1 3 5 ?5 1 00 0 38

16、 40X16 10X16 20 QC 12Y-4/ 4000 液 壓擺式 4 4 000 o 3 0 450 20 -600 1 0 5 ?5 ■ 00 0 46 00X17 00X17 00 料 外 行 主 剪扳機(jī) 六、對結(jié)果的分析與體會(huì)（每個(gè)人不同） 七、參考文獻(xiàn) 1文杰 機(jī)械工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程 大學(xué) 2垣作模文杰機(jī)械原理第七版 高等教育 3鴻文 理論力學(xué)第六版 高等教育 4 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，第3卷，鍛壓車間設(shè)備.： 機(jī)械工業(yè)，2002. 6 [2]1996. 7梁應(yīng)彪.板材剪切力的測試.:鍛壓技術(shù)，1992,第六期 8徐濂.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（1-5冊）.第二版.：機(jī)械工業(yè)，2000. 6