半自动平压模切机设计DOCWord文件下载.docx

1、课程设计总结（体会） 21八 ：参考文献 21九 附录 2 1一：课程设计任务一、设计题目 :半自动平压模切机的模切机构二、工作原理及工艺动作过程 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 .它可对各种规格的纸板、厚度在 4mm 以 下的瓦愣纸板， 以及各种高级精细的印刷品进行压痕、 切线、 压凹凸。经过压痕、切线的纸扳，用手工或机械沿切线处去 掉边料后，沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱，或制 成凹凸的商标。压制纸板的工艺过程主要分两部分，一为将纸板走纸到 位，二是对纸板冲压模切。如图一所示， 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，

2、3 为走纸模块， 其两端分别固定在前后两根链条上，横块上装有若干个夹紧 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，链上的一个走纸模块刚好运动到主动链轮 下方的位置上。这时，工作台面下方的控制机构，其执行构 件 7 作往复移动，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， 将纸板送到具有固定上模 5 和可动下模 6 的位置。链轮再次 停歇。这时，在工作台面下部的的主传动系统中的执行构件 （滑块）和下模 6 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 有纸板的模块走到某一

3、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，后一个横块进人第二个工作循环。将已夹紧 的纸板输入压切处，如此实现连续循环工作。本题要求按照压制纸板的工艺过程设计下列几个机构： 使 下压模运动的执行机构，起减速作用的传动机构；控制横块 上夹紧装置（夹紧纸板）的控制机构。图 （ 1）平压模切机工艺动作示意图图 （ 2）模切机的生产阻力曲线三、原始数据和设计要求1、每小时压制纸板 3000 张n=1450r/min ，滑块推动下2 所示，在其工作行程的最Fc=2106N，回程时不受力2、传动机构所用电动机转速 模向上运动时所受生产阻力如图 后

4、2mm 范围内受到生产阻力为 下模和滑块的质量约 120kg 。H=500.5mm。回程的平均1.3 倍，3、下模向上移动的行程长度 速度为工作行程平均速度的4、工作台离地面的距离约 1200mm 。5、按照压制纸板的工艺过程要求设计下列几机构：使 下压模往复运动的执行机构；起减速作用的传动机构；控制 横块上压紧装置（压紧纸板）的控制机构。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。四、设计方案提示根据半自动平压模切机的工作原理， 把机器完成加工要求 的动作分解成若干种基本运动。进行机械运动方案设计时，最主要的是要弄清设计要求和条件，掌握现有机构的基本性 能，灵活地应用

5、现有机构或有创造性地构思新的机构，以保 证机器有完善的功能和尽可低的成本。完成一项运动，一般 说总有几种机构可以实现，所以，不同的机构类型及其组合 将构成多种运动方案。对本题进行机械运动方案设计时可考 虑一下机构方案：1、实现下模往复移动和执行机构一般可采用具有急回 或曾力特性的六杆冲压机构。2、传动机构可采用连续匀速运动的减速机构，有带传 动与两级齿轮传动串联，带传动与行星轮系串联等。3、控制加紧装置的机构可采用具有一端停歇的往复移 动运动机构，有图轮机构，有圆弧槽的导杆机构等。4、由于冲压模切机构只在短时间内承受很大的生产阻力， 为了减小周期性波动可选用较小的电动机，并安装飞轮。 五：设计

6、任务1、根据设计要求与原始数据每组考虑至少 23 钟系统运动 方案，并对其传动性能进行初步的分析比较，画出运动方案 简图。经小组讨论选定一种较佳运动方案；2、根据工艺动作的顺序和协调要求拟定运动循环图。3、进行机械运动方案的评价；4、完成说明书一份。设计说明书应包括设计题目、设计要 求、方案设计和选型、方案评价，执行构件的运动循环图， 课程设计总结，参考文献。二：执行机构的功能原理 如图（3）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，其两端分别固定在前后两根 链条上，横块上装有若干个夹紧片。主动链轮由间歇机构带 动，使双列链条作同步的间歇运动

7、。每次停歇时，链上的一 个走纸模块刚好运动到主动链轮下方的位置上。这时，工作 台面下方的控制机构，其执行构件 7 作往复移动，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，将纸板送到具有固定上模 5 和可动下模 6 的位置。链轮再次停歇。这时，在工作台面下 部的的主传动系统中的执行构件（滑块）和下模 6 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。与此同时，后一个横块 进人第二个工作循

8、环。将已夹紧的纸板输入压切处，如此实 现连续循环工作。图（3）平压模切机工艺动作示意图三：执行机构运动规律及型式设计执行机构运动的规律分成两个部分，一是辅助运动，它可以 用于完成纸板的夹紧，走纸，松开等动作。对实现该运动的 传动机构要求做间歇运动；二是主运动，完成对纸板的压切 动作，要求装有模板的滑块做直线往复运动 .其加工纸板的工 艺动作流程如图 （4）半自动平压模切机加工纸板工艺流程图印夹输模松纸刷1、送料机构的选型切出开盒走冲余板压料图（4）机构加工纸板流程图送料：1）、纸板的输送：分为双列链传动机构和带轮传动机构。对于纸板的输送构件，选用双列链轮传动：a、相对皮带传动而言， 双列链轮传

9、动精度较高， 有利于纸板 的精确走纸定位；b、适合于本机构的远距离传递；c、本机构在长时间传输、 模切时摩擦大， 易发热， 而双列链 轮传动机构适合于长时间在此恶劣环境下工作。另外，使用皮带轮传动其易打滑，易变形，传输精度低，传 递效率低。图（ 5）双列链传动正视图2）、纸板停歇：分为凸轮机构、特殊齿轮机构和槽轮机构 经过讨论及分析应选用特殊齿轮链轮。a采用特殊齿轮加工和维修方便，工作可靠；b 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；c 工作时面接触为间歇运动，不易磨损。 主动链轮做单向间歇运动，选择齿轮（ 4 个）与不完全齿轮（ 1 个）组合，将链条安放在完全齿轮上，在将完

10、全齿 轮与不完全齿轮连接，不完全齿轮转动带动完全齿轮转动。3）对于纸板的固定，可选用刚性弹簧夹或普通弹簧夹。选用刚性弹簧夹a、 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；b、能准确、方便、自动的实现纸板的夹紧和松开动作。c、使用普通夹子较难实现纸板的自动夹紧和松开的工艺动作 以及平稳走纸的目的。图（ 8） 刚性弹簧夹最终选型：纸板的输送选用双列链轮传动；纸板的停歇选用 殊齿轮组；纸板的固选用刚性弹簧夹。模切冲压机构的选型1）、可选机构机构供选机构急回机构直动推杆凸轮机构平面六杆曲柄滑块2）、选型原因：a、相对凸轮机构而言， 连杆机构的运动副一般均

11、为低副， 其 运动副元素为面接触，压力较小，润滑好，磨损小，则承载 能力较大，有利于实现增力效果。b、连杆机构的设计、加工制造容易，经济性好，且低副一 般为几何封闭，工作的可靠性好。c、在满足运动要求的条件下， 连杆机构可以灵活改变各杆件 的相对长度来调节运动规律，适用性强。另外， 凸轮机构增力效果差， 设计加工制造困难， 适用性差。平面六杆曲柄滑块机构型式设计：方案 A示意图如图（ 9）1-凸轮、 2-顶杆、 3-滑块、 4- 不完全齿轮、 5-完全齿 轮、6-曲柄、 7-顶杆图（ 9）凸轮顶杆机构简图1）机械的运动分析 下模向上运动进行模切运动时会产生很大的生产阻力， 但是直动 推杆凸轮机

12、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，将会使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，最终引起各执行机构间的配合运动失调。2）机械的结构合理性分析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） 机械的机构经济性分析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。总体上机械功能的实现较差方案 B示意图如图（ 10）1- 凸轮、 2-圆柱滚子、 3-连杆、 6-滑块、 7-不完全齿轮、 8-完全

13、齿轮、 9-链轮、 10-曲柄图（ 10）凸轮六杆机构设计简图1） 机械的运动分析通过凸轮连接与平面六杆机构的组合，能够合理的完成冲压过程，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。2）机械结构的合理性分析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 尺寸和重量都变大且设计比较复杂繁琐。3） 机械机构的经济性分析凸轮机构的设计、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。总体上机械的传动性功能实现欠佳，尺寸及轮廓设计困难。方案 C 示意图如图（ 11）1-圆柱、 2-连杆、 3-摇杆、 4-连杆、 5-滑块、 6

14、-不完全齿轮、7-完全齿轮、 8-链轮、 9-曲柄、 10-顶杆图（ 11）齿轮六杆机构简图（1）机械的运动分析 双列链传动机构和齿轮的组合传动，功率损失小，机械效率高， 可靠性高； 平面六杆曲柄滑块机构能够承受很大的生产阻力， 增力效 果好，可以平稳的完成模切任务； 使用刚性弹簧夹自动的实现纸板的 夹紧与松开动作， 并运用特殊齿轮组完成走纸的间歇运动和准确的定 位，以实现与冲压模切的协调配合。2）机械结构的合理性分析 该机构各构件结构简单紧凑，尺寸设计相对于凸轮而言简单，且没有凸轮机构沉重，运行平稳协调3）机械的经济性分析 平面六杆曲柄滑块机构设计， 加工制造简单， 使用寿命长，维修容易，

15、经济成本低，虽然特殊齿轮组设计加工难度较大，成本偏高，但与其 他等效备选机构相比， 其能更好的实现工作要求， 以带来更大的经济 效益。四：主机构的运动设计半自动平压模切机构的主运动如图 （12）图（ 12）主机构运动见图AB=b-a,BC=e ， CD=c， AD=d ，CG=f ，AC=a+b有于回程 的 平 均速 度 为 工作 行程的 1.3 倍 可知极 位 夹角 =由于 H=50mm在?ABC 和?BCD 中，由余弦定理得：同理，在 ?BDF 和?CDG 中分别可得：ABC 中，得=90- 故另外杆 a 为曲柄的条件为：1）在 a、b、c、d 四杆中， a为最短杆， c 为最长干；2）a

16、+cb+d根据以上分析， 可取 l=500mm c=400mm f=300mm 带入以上公式可得=480 考虑 a 为曲柄的条件，可得各杆长a=15mmb=36mm c=400mm d=388mm f=300mm五：执行系统的协调设计.如图（ 13）1- 链轮与齿轮的组合、 2-齿轮、 3-齿轮与圆柱的组合、 4- 链 轮与齿轮的组合、 9、 10-链轮与圆柱的啮合图（ 12）执行系统简图执行系统协调配合图如图 （8），由于电机的原动力输入通过齿轮传动 将动力传给 A，在图中 A 即为原动件。在图中由于 A1 与 10 通过链 条传动将动力传给 10,10为不完全齿轮， 11 为完全齿轮， 通

17、过完全齿 轮与不完全齿轮通过一定传动比的相互啮合运动从而达到纸板的停 歇运动。原动件 1 通过 2、3 的传动即通过 3 个齿轮的啮合将动力传动给 3， 在六杆机构中，即 3 为原动件。由于不同齿轮的传动，从而使冲压模 块 8 完成往复的冲模运动。 3 与 4 两齿轮啮合，然后通过 4 与 9 的链 条传动将动力传给 9，然后由 F 完成横压弹簧夹的夹纸工作，在整个 运动循环过程中，机械运行平稳，配合协调，可以达到工作的要求。六：方案评价总结 对上述的几个方案，从机械的运动、经济性、及其合理性分析，我认为方案 C 为最合理的方案。1 凸轮机构的外形及尺寸设计困难且不易加工，在磨损之后，准 确性

18、将会变差。2 方案 B 虽然也为齿轮与刘连杆机构的传动设计但是它与方 案 C 的六杆机构相对比，其受力状况欠佳，易损坏，且承受的 载荷不宜过大综上：方案 C 为最终的设计和使用方案。七：课程设计总结（体会） 八 ：参考文献1、 申永胜、机械原理教程、清华大学出版社2、 申永胜、机械原理辅导与习题、清华大学出版社3、 程军红、机械设计基础、陕西科技出版社4、 唐亚楠、机械原理、中国矿业大学出版社5、 张霄鹏、机械设计、中国矿业大学出版社九附录 执行系统的协调设计补充说明1、由于平面六杆机构的行程速比系数 K=1.3 ，即极位夹156.5 为分界线。2、当主轴转角为 0 -156.5 ，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 156.5 -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 -156.5 ，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 156.5 -360 ，特殊齿轮组轮齿参与啮合，带动链轮 链条运动，进行走纸运动。4、夹紧装置的分析，带动夹子的曲柄圆柱走过推程，进入远休止使刚性弹簧夹完成夹纸动作；，圆柱曲柄处于近休止状态使刚性弹簧 夹处于夹紧状态。运动循环图如图（ 13）图（ 13）半自动平压模切机的运动循环图