剪板机课程设计

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重庆理工大学
机械工程学院课程设计
剪板机设计
专业机械制造及其自动化
班级机械七班
姓名李煜彬
学号
联系方式
2017年6月18日
目录
一、机构简介（设计条件及要求） (3)
二、铁板输送机构和剪断机构的选型 (5)
三、原动机的选择 (8)
四、传动机构的选择和比较 (8)
五、主要机构设计 (11)
六、机构的运动分析 (13)
七、机械系统的运动循环图 (14)
八、机构运动简图和传动系统图 (15)
九、参考文献 (16)
一、设计简介：剪板机设计
（一）、工作原理及工艺动作过程
剪板机是将卷料展开并剪成一定长度铁板的机器，即将板料作定长度的间歇送进，在板料短暂的停歇时间内，剪刀在一定位置上将铁板剪断。

因此剪板机主要包括铁板输送机构和剪断机构。

（二）、原始数据及设计要求
(1) 原材料为成卷的板料。

每次输送铁板长度为L＝1900或2000或2200 mm(设计时任选一种)。

(2) 每次输送铁板到达规定长度后，铁板稍停，以待剪板机构将其剪断。

剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十五分之一。

建议铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的倍，以保证有较高的生产率。

(3) 输送机构运转应平稳，振动和冲击应尽量小(即要求输送机构从动件的加速度曲线连续无突变)。

（三）、方案设计提示
将铁板作间歇送进的机构方案设计，可从下述两个方面考虑机构的选择：
(1) 如何夹持和输送铁板，并使停歇时保持铁板的待剪位置；
(2) 如何实现间歇送进，并能使铁板停歇时运送铁板的构件的速度和加速度曲线仍然连续，这样，送进机构的运转就比较平稳。

大致有几条途径：
(1) 利用机构中运动构件暂时脱离运动链，使后续构件实现停歇；
(2) 利用构件上一点在圆弧段或直线段上运动，使与之相连的构件实现停歇；
(3) 利用两种运动的叠加使构件实现间歇运动；
(4) 其它。

工业上常用的简单间歇机构，如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等，虽具有结构简单、制造方便。

运动可靠等优点，但在动力性能、动停比(运动时间和停歇时间之比)方面很难满足设计要求。

所以常用组合机构来满足设计要求。

（四）、设计任务及要求
（1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；
（2）进行铁板输送机构和剪断机构的选型；
（3）机械运动方案的评定和选择；
（4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图
（5）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；
（6）对执行机构进行运动分析，画出运动线图；
（7）画出机械运动方案简图；
（8）编写设计计算说明书。

二、铁板输送机构和剪断机构的选型（一）、铁板输送机构
（二）、剪断机构
剪断机构一：曲柄滑块机构
该机构通过原动件带动曲柄主动，从而带动滑块上下运动。

优点：结构简单；
不足：强度和稳定性不好，无急回运动。

剪断机构二：平底轮机构
该就由原动件带动凸轮转动，从而使推杆上下运动，实现剪切。

优点：结构简单
不足：滑动摩擦较大，弹簧额外耗能。

剪断机构二：曲柄导杆机构
该机构由主动轮带动摆动导槽，使其上下摆动，从而使导杆上下剪切。

优点：剪切力度大，有急回运动，提高了机械效率。

不足：有滑动摩擦。

（三）、间隙机构
槽轮结构
三、原动机的选择
常用电动机的结构特性
1、Y系列三相异步电动机：改点技能防止水滴、灰尘、铁屑
或其他杂物侵入电机内部。

2、电磁调速三相异步电动机：该电动机为防护式，空气制
冷、卧式安装、无电刷，适合于大型的机械。

根据我们机构的功率，转速等考虑，选择 Y160M-6三相异步电动机额定电压为380V，额定频率为50Hz,转速1450r/min。

四、传动机构的选择与比较传动机构一：皮带轮
优点：传送距离远
不足：摩擦较大，效率低
传动机构二：链轮传动
优点：传动距离远，力度较大
不足：成本高
传动机构三：齿轮传动机构
槽轮
星轮转动180度传动滚子转动五圈，由此可得，齿轮总传动比为1：10
为均匀分布载荷，可初步确定个齿轮齿数；令两个大的主动齿轮1、3的齿数分别为100 ，60；从动小齿轮2、4的齿数分别为30 ，20；这样传动比刚好达到1：10。

齿轮模数确定
参照机械原理书
圆柱齿轮标准模数系列表（GB/T 1357—1987）
优先选用的模数有： 1 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50
（单位：mm）
分度圆直径 d=m*z
所以，初步选择模数为2
可得
各齿轮分度圆直径为
齿轮1 ：d1=200mm 齿轮2 ：d2=60mm 齿轮3 ：d3=120mm 齿轮4 ：d4=40mm 模数的确定也可根据实际工作的需要另行选定。

优点：传输平稳，传输扭矩扭矩大
不足：占用空间较大
综上所述，我们选择链齿轮传动和齿轮传动
五、主要机构设计
（一）送料装置如图所示：
通过两个轮子的转动从而带动板料运动。

行程选用2000mm，按照图示机构有：行程H=nπd（n为滚子转动圈数，d为滚子直径。

）
为方便设计传动比选用滚子周长为：400mm。

又直径d=周长
/π，所以可算得直径为：。

此时滚子转动五圈即达到要求行程。

（二）剪断机构
针轮的转动图示，转向为逆时针。

当转到图1位置时针轮的末齿刚喊脱离星轮，此时，星轮刚好停止转动，进入间歇阶段；直到针轮继续转动到图2位置，针轮的首齿与星轮接触推动星轮继续转动，间歇完成。

2 1
可知，星轮转动半周，针轮转动一周，完成一个传动周期。

设针轮按照理论匀速转动，则为了达到要求的时间比例，间歇时间约为总周期的1/15，所以由此可得：
间歇时针轮转动角为360*1/15=24(度)
设曲柄长度为50mm，则根据勾股定理可算得
滑块移动距离为：
S=r-r*cos12-（L-2
L）
（
sin
12
*r
2）
(其中根号中是：L²与（r*sin12）²)
其中L为连杆长度。

设连杆长度为500mm，
算得S=。

六、机构的运动分析
根据以上数据，做出以下机构运动图
七、机构运动简图和传动系统图
八、机构运动简图和传动系统图
九、参考文献
（1）孙桓、陈作模主编.机械原理（第八版）。

高等教育出版社，2013。

（2）朱保利、吴晖等编.机械原理课程设计指导书。

南昌航空工业学院出版，2004。

（3）孟宪源、姜琪主编。

机构构型与应用.机械工业出版社，2004。

(4)侯珍秀主编.机械系统设计。

哈尔滨工业大学出版社，2000。

（5）黄继昌、徐巧鱼等编.实用机械机构图册。

人民邮电出版社，1996。