平尺刻线机.设计说明书

机械原理课程设计说明书设计题目:平尺刻线机

专业班级：车辆三班

设计者：樊文韬 20110402303

崔晋皓 20110402310

梅玉辉 20110402311

董永衡 20110402305

彭海生 20110402306

指导老师：陈敏钧

设计日期：2013年7月5日

机械原理课程设计是使学生较全面、系统巩固和加深机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，学生通过此次设计，学习机构运动方案的确定，培养分析向设计机械能力，以及开发创新的能力，以机械系统方案设计与拟定为结合点，进一步巩固和加深学生所学的理论知识，明确课程设计目的、步骤，根据自己的设计题目对设计内容进行分析，确定输入、输出件运动形式（及功能原理分析）。关键字：机构运动分析机构结构设计曲柄滑块凸轮设计

1设计功能与要求 (1)

1.1设计功能 (1)

1.2要求 (1)

2执行机构的比较与选定 (1)

2.1刻线机构 (2)

2.2抬刀机构 (7)

2.3进给机构 (7)

3传动方案设计 (9)

3.1传动方案总括. (9)

3.2传动效率计算 (9)

3.3电动机选择 (9)

3.4传动比计算 (10)

4执行机构的尺寸设计 (12)

4.1设计总体思路 (12)

4.2抬刀凸轮尺寸设计 (12)

4.3刻线组合机构尺寸计 (14)

4.4进给机构尺寸设计 (16)

5方案图与机构运动循环图（表） (16)

5.1方案图 (17)

5.2机构运动循环图 (17)

5.3机构运动循环表 (18)

6参考文献 (18)

7小结 (18)

1、设计功能与要求

1.1设计功能

平尺刻线机主要用来实现自动刻线，刻线要求在平尺毛坯上按一定规律刻划出不同长度的线条：短线10mm,中线13mm,长线18mm.相邻两条刻线之间的距离为1mm.从零起隔四条短线刻一条中线，隔九条刻线刻一条长线，然后依次重复。

（如图1）。

图1

1.2设计要求

运动要求：

刀具在刻线行程时作等速运动（或近似等速运动），反行程时快速退回；刀具反行程时要有抬刀运动，并且工作台完成一定进给运动。实现“落刀—刻线－抬刀－回刀”的运动。

功能要求

刻线机主要由抬刀机构、刻线机构以及进给机构三部分组成。抬刀机构用

于刻线时将刀具压下，刻线完成之后，通过凸轮使刀具自动抬起，避免磨损；

刻线机构用于控制刻线及刻线长度；进给机构用于控制刻线间隔，且要求刀

具具有急回特性。

原始数据及要求：

1：平尺毛坯的轮廓尺寸为1040*1030。要求在平尺毛坯上按一定规律刻划出不同长度的线条：短线10mm,中线13mm,长线18mm.相邻两条刻线之间的距离为1mm.从零起隔四条短线刻一条中线，隔九条刻线刻一条长线，然后依次重复。

2：刻线深度为0.5mm,深度均匀，为防止刀具磨损，要求返程有抬刀运动。

3：刻线速度：每秒钟刻一条线。

4：推动刀具进行刻线运动的机构，其运动要求应保证刻线质量和提高刻线机的生产率角度提出。刻线行程中刀具做等速运动，反行程时刀具快速退回。只要求道具在反行程中有急回运动，行程速度变化系数K>=1.2.

5:为扩大刻线机的应用范围，要求线条长度可调。

6：要求刻线机在工作过程中主动轴的角速度不均匀系数&<=1/40，刻线是的切削力F=1000N（即刻线0.4kw,进给0.2kw,抬刀0.1kw）

机构选用（表1）

表1

二、执行机构比较与选定

2.1刻线机构

方案1（图2）

图2

方案说明

通过三种形状、大小不同的凸轮来控制刀具的左右移动，再通过一个凸轮来控制刀具的抬刀，下刀运动，推过控制凸轮的推程与回程，来控制刀具的急回速比K>=1.2。

方案评价

通过三个凸轮来控制刀具左右移动，难以控制它们之间的转速比，容易发生碰撞的现象，而且容易发生失真的现象，所以不建议采用。

方案2（图3）

图3

方案说明

通过三个不完全齿轮与齿条的组合，来控制刀具的进刀、退刀运动，通过凸轮来控制刀具的抬刀、下刀运动。

方案评价

这种机构简明易懂，刀具刻线的长度精确，但不容易控制三个不完全齿轮的转速关系，且容易发生撞齿的现象，不能控制刀具的急回速比，所以不建议采用。

方案3（图4）

图4

方案说明

这种方案通过一个凸轮来控制刀具的进刀、退刀运动，另一个凸轮来控制刀

具的抬刀、下刀运动，并通过凸轮的推程与回程来控制刀具的急回速比K>=1.2。

方案评价

通过一个凸轮来控制进刀、运动，此凸轮的形状会过于复杂，同时不能实现自动回刀，所以不建议采用。

方案4（图5）

图5

方案说明

这种方案是通过一个曲柄滑块机构实现进刀、退刀动作，具有急回特性，另一个凸轮来控制刀具的抬刀、下刀运动，用曲柄滑块机构实现急回速比K>=1.2。、方案评价

曲柄滑块机构虽能实现急回速比K>=1.2，但是不能保证刻线过程中的等速运动，所以不建议采用。

方案5（图6）

图6

方案说明

这套方案是通过一套组合机构实现刻刀的进刀、退刀动过，同时通过凸轮槽的形状实现滑块的匀速运动，进而实现刀具的匀速运动。同时也可以满足急回速比K>=1.2。

方案评价

此方案可满足全部刻线的功能要求，同时可以使进刀动作平稳，采用转动副为低副，降低较低，接触面积大，应力集中就相对小一些，此外，安装、加工也相对方便。所以我们决定采用这套方案。

2.2抬刀机构

方案1（图7）

图7

方案说明

我们采用凸轮机构实现刀具的抬、落刀动作，通过控制凸轮轮廓来实现刻线时间的调整，又因为凸轮转速一定，即可以控制可线的长短。

方案评价

凸轮机构转动平稳，可有效实现刀具的平稳刻线，同时结构较为简单，体积较小，便于安装。所以我们采用这套方案。