剪板机的输送机构和剪断机构

机械原理课程设计

（说明书）

设计题目：剪板机的输送机构和剪断机构学院：机电学院

专业：机械设计制造及其自动化

班级：B0701

学生姓名：***

指导教师：佟瑞宏

2009 年 7 月 6 日

机械设计课程设计任务书

一、设计题目

设计剪板机的铁板输送机构和剪断机构。

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。

二、技术参数和设计要求

指导教师： 2009年7 月 6日

目录

一、剪板机工作原理及设计要求 (1)

二、机械设计方案拟定 (2)

三、机械原理分析及构件尺寸的计算 (5)

四、机械变速传动设计 (11)

五、运动循环图 (12)

六、机械运动分析 (13)

七、设计总结 (20)

八、参考文献 (21)

一、剪板机工作原理及设计要求

1.工作原理及工艺过程

本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，其工艺过程由输送原材料和剪板两个过程来完成。

2.原始数据及设计要求

原材料为成卷的板料。每次输送铁板长度L=1900或2000或2200mm （设计时任选一种）。

（1）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1.5倍，以保证有较高的生产率。（2）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）。

3.机械系统功能分析

剪板机要实现将卷料展开并剪成一定长度铁板，采用两个相互配合的间歇机构来实现停歇与剪板。

二、机械设计方案拟定

1.输送机构方案的比较和拟定

方案一：不完全齿轮机构

利用不完全齿轮实现间歇输送板料

在主动轮上作出一部分的轮齿，根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上做出与主动轮相齿和的轮齿，当主动轮做连续回转运动时从动轮做间歇回转运动。

不完全齿轮机构的结构简单、制造容易、作可靠，从动轮的运动时间和停歇时间可以在很大的范围内变化。但其从动轮在开始运动和结束运动两瞬时都存在刚性冲击。只适合于低速、轻载的场合。在此对板料的平稳运输没有保证。

方案二：差动轮系与四杆机构的组合机构

机构简图:

：

1

3

2

4

A D

B

C

E

图2—3

图2—1

此方案采用由

1、2、3、4组成的差动轮系与由A 、B 、C 、D 组成的曲柄摇杆机构的组合机构来实现间歇运动。其中AB 杆与齿轮1铰接于A 点并随齿轮的回转而转动形成曲柄，CD 杆与齿轮2铰接于D 点形成摇杆。太阳轮4的运动由曲柄摇杆机构与差动轮系共同决定，实现间歇运动。太阳轮4与滚轮相连，实现滚轮的间歇周转达到输送板料的目的，并且滚轮可以将卷料压平。

方案拟定：综合以上本输送机构采用方案二。

2.剪切机构方案的比较和拟定

方案一：采用槽轮机构和曲柄滑块机构

机构简图：

剪切机构采用曲柄滑块机构，它的运动由槽轮机构来控制，曲柄AD 和BC 分别固定到两个齿轮上，同过槽轮机构将运动传给齿轮实现曲柄的转动， 槽轮机构由主动拨盘和从动槽轮和机架组成，主动拨盘获得动力，匀速回转使得从动槽轮间歇回转，从动槽轮由通过齿轮将运动传递给曲柄滑块机构实现剪切运动。

槽轮机构结构简单、外形尺寸小、机械效率高，并能较平稳的实现间歇运转，存在柔性冲击。

图2—4 图2—5

方案二：凸轮机构

机构简图：

本剪切机构采用凸轮机构如图，让凸轮实现刀具的停歇与运动，达到剪板目的。

凸轮机构的最大优点是只要适当的设计出轮廓曲线，就可以使推杆得到准确的轨迹，相应快速，结构简单。

综合以上：剪板机采用方案二。

3.输送机构与剪板机构的组合

使输送机构和剪切机构同步，即在齿轮4停歇的时间内凸轮刚好完成推程和回程完成剪板工作。

三、机械原理分析及构件尺寸的计算

1.输送机构原理分析：

本输送机构由基础机构和附加机构组成，基础机构：齿轮2、3、4及系杆H 组成的自由度为2的差动轮系如图3—1：附加机构：曲柄摇杆机构ABCD 如图3—2。齿轮1和杆AB 固结在一起，杆CD 与系杆H 是一个构件。主动轮1的运动一方面通过差动轮系传递给太阳轮4，一方面通过曲柄滑块机构传递给系杆H 。因此齿轮4所输出的运动是以上两种运动的合运动。

2.机构预期功能要求

通过电机的驱动给于曲柄一个绕定轴转动的主动力，在该力的驱动下带动连杆，同时曲柄与齿轮相连，差动轮系运转带动滚轮转动，在摩擦力的带动下，使铁板向前运动，当轮系速度为0时剪切机构将其剪断完成一个周期的送板与剪板动作。

3.输送板料传动分析及数据计算

（1）传动分析：

根据设计要求，剪断工艺为铁板输送周期的十五分之一，主动轮1转一周360︒为一个周期，故剪板工艺不少于：︒=⨯

︒2415

1

360 而停歇时间不超过剪板工艺的1.5倍，这里取停歇时间为︒30。

3 4

2 H A B D C

H 图3—1 图3—2 1

2

D

A

图3—3