剪板机机构的设计

机械原理课程设计说明书设计题目：

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2016年月

目录

一、机构简介 (2)

二、执行机构的选择与比较 (3)

1、方案设计提示 (3)

2、设计任务 (4)

3、机构设计方案的设计 (5)

三、方案筛选与总结 (13)

四、机构运动分析 (14)

1. 送料装置： (14)

2. 剪断机构 (15)

五、执行机构的选择与比较 (17)

六、对结果的分析与体会（每个人不同） (18)

七、参考文献 (18)

一、机构简介

剪板机（英文名

称：plate shears；

guillotine shear）是用

一个刀片相对另一刀

片作往复直线运动剪

切板材的机器。是借

于运动的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离。剪板机属于锻压机械中的一种，主要作用就是金属加工行业。产品广泛适用于航空、轻工、冶金、化工、建筑、船舶、汽车、电力、电器、装潢等行业提供所需的专用机械和成套设备。

工作原理剪板机剪切后应能保证被剪板料剪切面的直线度和平行度要求，并尽量减少板材扭曲，以获得高质量的工件。剪板机的上刀片固定在刀架上，下刀片固定在工作台上。工作台上安装有托料球，以便于板料的在上面滑动时不被划伤。后挡料用于板料定位，位置由电机进行调节。压料缸用于压紧板料，以防止板料在剪切时移动。护栏是安全装置，以防止发生工伤事故。回程一般靠氮气，速度快，冲击小。

3、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1.5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)。

二、执行机构的选择与比较

1、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。

2、设计任务

（1）进行铁板输送机构和剪断机构的选型；

（2）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；

（3）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；

（4）机械运动方案的评定和选择；

（5）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；

（6）进行上机编程分析，检验设计方案；

（7）画出机械运动方案简图、运动循环图和传动方案图；

（8）完成设计计算说明书一份

3、机构设计方案的设计

（1）方案

①间歇运动原理：采用了不完全齿轮，不完全齿轮外啮合机构，是

由齿轮机构演变而得的一种间歇运动机构。就是在主动轮上只做一部分牙齿，并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轮齿相啮合的轮齿。当主动轮做连续回转运动时，从动轮做间歇运动。在送料机构和剪切机构的共同作用下，就可以

实现工件的剪切。

②优点：采用这种机构，首先可以节约构件的数目，节约成本；其

次，构件类型简单，齿轮机构和连杆机构都较为简单，易于设计

和操作；最后是，不完全齿轮能够很好地实现停顿送料的目的，能够满足我们对设计的完全要求。

③缺点：机构很难满足设计的速度要求、传动比要求，加工精度较

低，并且，加工速度慢，只适合小批量的加工，不能满足工厂需

求。采用皮带传动，会出现打滑的现象，不利于工件的加工。不

完全齿轮机构在传动过程中，从动轮开始运动和终止运动的瞬时

都存在刚性冲击。

（2）方案

①输送机构分析

间歇原理：设主动针轮连续转动，当

其上的针齿未进入星轮的齿槽时，其

上的外凸锁止弧与星轮的内凹锁止弧相

互锁死，星轮静止不动：当主动针轮的针

齿进入星轮的齿槽时，两锁止弧恰好松

开，星轮开始转动。

优缺点分析：不完全齿轮机构结构

简单、制造容易、工作可靠，从动轮运动

星轮机构示意图②剪切机构的分析

连杆机构示意图

优缺点分析：机构可以传递较大负荷，且几何形状简单，便于加工制造，拥有急回运动，能提供足够的剪切力，综合性能好。

③剪切板机构整体图

（3）方案

工作原理：

机构1：送料机构。

机构2：剪切机构。给活动铰链杆一顺时针原动力，使曲柄运动起来带动滑块上下运动。而滑块上面固定刀具，以实现材料的剪切。

机构3：间歇传动机构。连机架共5个构件，有机架、连架杆、连杆、滑块、摇杆。给连架杆一逆时针原动力，连杆与摇杆配合运动，使滑块来回向右间歇运动，实现材料剪切。