沈陽理工大學課程設計專用紙目錄1 目錄2 機械設計任務書3 機構的運動分析4 機構的的選型5 機械運動方案的評定和選擇6 機構的設計7 課程設計小結8 參考文獻三 各部件運動分析1、模切機構的分析當主軸轉角為0-156.5，下模從行程最低點開始，在平面六桿機構的帶動下向上移動至預定模切位置，進行沖壓模切；當主軸轉角為156.5-360，下模完成模切動作，快速急回運動至行程最低點即下一周期起點。2、走紙機構的分析當主軸轉角為0-156.5，特殊齒輪組（用于完成間歇運動）沒有嚙合運動，鏈輪鏈條處于靜止狀態；當主軸轉角為156.5-360，特殊齒輪組輪齒參與嚙合，帶動鏈輪鏈條運動，進行走紙運動。3、夾緊裝置的分析當主軸轉角為0-156.5，帶動夾子的凸輪走過推程，遠休止和回程使剛性彈簧夾完成夾紙動作；當主軸轉角為156.5-360，凸輪處于近休止狀態使剛性彈簧夾處于夾緊狀態。綜上所述運動循環圖如下：主軸轉角0 156.5(圖示位置) 360走紙機構停止運動夾緊裝置送料夾緊輸入走紙模切機構滑塊上升（模切）滑塊下降（回程）四 機構的選型一 送料、模切機構的選型 （一） 送料機構的選型1、可選機構機構供選機構類型 紙板的輸送雙列鏈輪傳動皮帶輪傳動 紙板的停歇機構凸輪機構特殊齒輪組 紙板的固定剛性彈簧夾普通夾子 2、選型原因：(1)對于紙板的輸送構件，選用雙列鏈輪傳動：a、相對皮帶傳動而言，雙列鏈輪傳動精度較高，有利于紙板的精確走紙定位；b、適合于本機構的遠距離傳遞；c、本機構在長時間傳輸、模切時摩擦大，易發熱，而雙列鏈輪傳動機構適合于長時間在此惡劣環境下工作。另外，使用皮帶輪傳動其易打滑，易變形，傳輸精度低，傳遞效率低。(2)對于紙板的停歇，選用特殊齒輪組： a、相對凸輪機構相比而言，特殊齒輪組制造容易，工作可靠。b、特殊齒輪組在設計時，易實現從動件的運動時間和靜止時間的比例在較大范圍內調節，適用范圍廣。c、特殊齒輪組在工作時由于面接觸且是間歇運轉，因此不易磨損，使用壽命長。另外凸輪機構制造加工困難，易磨損。(3)對于紙板的固定，選用剛性彈簧夾：a、在走紙時，相對普通夾子而言，由于剛性彈簧力的作用，可以自動的將紙板夾緊，并準確平穩的走紙；b、在夾緊和松開紙板時，運用凸輪機構和剛性彈簧的配合使用，能準確、方便、自動的實現紙板的夾緊和松開動作。另外，使用普通夾子較難實現紙板的自動夾緊和松開的工藝動作以及平穩走紙的目的。3、最終選型：紙板的輸送選用雙列鏈輪傳動；紙板的停歇殊齒輪組選用特；紙板的固選用剛性彈簧夾。（二） 模切沖壓機構的選型 1、可選機構機構供選機構急回機構直動推桿凸輪機構平面六桿曲柄滑塊機構 2、選型原因：a、相對凸輪機構而言，連桿機構的運動副一般均為低副，其運動副元素為面接觸，壓力較小，潤滑好，磨損小，則承載能力較大，有利于實現增力效果。b、連桿機構的設計、加工制造容易，經濟性好，且低副一般為幾何封閉，工作的可靠性好。c、在滿足運動要求的條件下，連桿機構可以靈活改變各桿件的相對長度來調節運動規律，適用性強。另外，凸輪機構增力效果差，設計加工制造困難，適用性差。3、 最終選型：平面六桿曲柄滑塊機構。(三) 電動機的選型1、類型和結構形式：三相異步籠型交流電動機，封閉式，380V，Y型；2、功率：Pw=Pcst=Pcstkk+1=2106210-3360030001.31.3+1=5.897 kw（Pw-功率、Pc-生產阻力、s-有效模切行程、t-周期、k-行程速比系數） =12332=0.960.9830.972=0.85（1，2，3分別為皮帶，軸承和齒輪的效率）故 Pd=Pw=6.938 kw PN=11 kw3、轉速：nw=n0=3000 r60 min=50rmin i=i1i2=16160 ( i1=24 i2=840 分別為皮帶和減速器的傳動比) 則 nd=n0i=8008000 r/min綜上所述3點，最終選型為：型號PN（kw）滿載時起動電流額定電流起動轉矩額定轉矩最大轉矩額定轉矩轉速 r/min電流（380V）效率%功率因數Y160M1-111293020.887.20.887.02.02.2五 機械運動方案的評定和選擇由上述運動循環圖及題設要求可知，“半自動平壓模切機”主要分為三大部分：動力傳動機構；走紙機構；沖壓模切機構。其中動力傳動機構又分為動力傳遞機構和變速轉向機構。走紙機構分為：紙板的輸送機構，紙板的停歇機構和紙板的固定機構。沖壓模切機構為急回機構。 備選機構列表： 機構供選機構類型 走紙機構雙列鏈輪傳動皮帶輪傳動 紙板的固定剛性彈簧夾普通夾子沖壓模切機機構直動推桿凸輪機構平面六桿曲柄滑塊機構由上述備選機構可得32種備選機械運動方案，從中選出3種典型可行方案如下：方案A：雙列鏈輪傳動-剛性彈簧夾-平面六桿曲柄滑塊機構方案B：雙列鏈輪傳動-剛性彈簧夾-直動推桿凸輪機構方案C： 皮帶輪傳動-普通夾子-直動桿凸輪機構典型可行方案評定方案A：1、示意圖剛性彈簧夾2、分析與評定(1)機械功能的實現質量平面六桿曲柄滑塊機構能夠承受很大的生產阻力，增力效果好，可以平穩的完成模切任務；使用剛性彈簧夾自動的實現紙板的夾緊與松開動作，并運用特殊齒輪組完成走紙的間歇運動和準確的定位，以實現與沖壓模切的協調配合。(2)機械的運動分析在同一傳動機構的帶動下，雙列鏈輪機構共同完成走紙的準確定位，運動精度高，并且能和沖壓模切運動很好的配合完成要求動作工藝。(3)機械動力分析平面六桿曲柄滑塊機構有良好的力學性能，在飛輪的調節下，能大大的降低因短時間承受很大生產阻力而帶來的沖擊震動；整個機構（特別是六桿機構和特殊齒輪組）具有很好的耐磨性能，可以長時間安全、穩定的工作。(4)機械結構合理性該機構各構件結構簡單緊湊，尺寸設計簡單，機構重量適中。(5)機械經濟性平面六桿曲柄滑塊機構設計，加工制造簡單，使用壽命長，維修容易，經濟成本低，雖然特殊齒輪組設計加工難度較大，成本偏高，但與其他等效備選機構相比，其能更好的實現工作要求，以帶來更大的經濟效益。方案B：1、 示意圖 2、分析與評定(1)機械功能的實現質量采用直動推桿凸輪機構難承受很大的生產阻力，不能很好的完成沖壓模切功能；運用凸輪機構帶動走紙機構間歇運動，由于長時間工作而磨損變形，會造成走紙機構無法準確定位。雖然能實現總體功能要求，但實現的質量較差。(2)機械運動分析凸輪的長期間歇運動導致微小誤差積累，從而引起走紙定位的準確性下降，最終引起各執行機構間的配合運動失調。(3)機械動力分析直動推桿凸輪機構難以承受很大的生產阻力，不便長期在重載條件下工作，不能很好的滿足沖壓模切的力學要求；該方案中的凸輪機構（包括機構中的兩個凸輪機構）耐磨性差。方案C：1、示意圖普通夾子2、分析與評定(1) 機械功能的實現質量相對于方案B，皮帶傳送很難實現走紙的準確定位；普通夾子不便于紙板的自動化夾緊和松開，需要相應輔助手段較多；采用蝸桿減速器，結構緊湊，環境適應好，但傳動效率低，不適宜于連續長期工作。總體上機械功能的實現質量很差。(2) 機械運動分析皮帶傳送易磨損、打滑，走紙運動的精度低，又因很難實現準確定位與沖壓模切的協調性差。(3) 機械動力分析直動推桿凸輪機構難以承受很大的生產阻力，不便長期在重載條件下工作，不能很好的滿足沖壓模切的力學要求；該方案中的凸輪機構（包括機構中的兩個凸輪機構）和平帶耐磨性差。(4) 機械機構合理性該機構結構簡單緊湊，但由于凸輪機構的使用，造成整體機構的尺寸很重量都較大。(5) 機械機構經濟性由于普通夾子的使用，降低了生產成本，但由于其易磨損，維修成本大，又由于凸輪機構和蝸桿機構的存在，經濟成本還是很大。綜上所述，從機械功能的實現質量、機械運動分析、機械動力分析、機械結構合理性、機械經濟性等各方面綜合考慮，方案A各方面性能均優，故選擇其為最優方案。六 機構的設計(一) 齒輪組的設計根據（一）中傳動比的分配設計以及整體尺寸綜合考慮，查圓柱齒輪標準模數系列表（GB/T 13571987）得：（1）、m1=2 a1=113mm z1=20 z2=z1i3=205.70=114（2）、m2=3 a2=139.5mm z1=20 z2=z1i4=203.67=73（3）、m3=0.5 a3=27.5mm z1=60 z2=z1I=6050 r/min60.218 r/min=50（4）、m4=6 a4=180mm z=30 由zmzm=t2t=0.5221.2=0.435得（二） 鏈輪、鏈條的設計依據上述整體尺寸，初步設計鏈輪直徑為300mm，查短節距傳動用精密滾子鏈的基本參數與主要尺寸（GB/T 1243-1997）得：齒數z=25 ，其直徑為d=303.989mm 則鏈條的節數 n=d+2sp=77.55 即鏈條為：24A-1-78 GB/T 1243-1997（s為鏈輪中心距s=1000mm p為節距p=38.1mm）（三） 剛性彈簧夾及其配合凸輪的設計 剛性彈簧夾及其配合凸輪的尺寸如上，按設計要求配合凸輪只需完成在規定時間內將夾子頂開和松弛兩個動作，故采用勻速運動規律即可滿足運動要求。雖然受剛性沖擊，但是作用力很小，運動要求簡單，所以可以滿足設計要求。故可得，推桿的位移曲線圖如下： 其中 t1t360=0.6781.2360=203.4 （t1為模塊上升時間，t為周期）凸輪角速度為=2t=0.6 rad/s ,轉速：n=30=50 r/min（四） 平面六桿滑塊機構設計 AB=b-a,BC=e，CD=c，AD=d，CG=f，AC=a+b由設計要求可得極位夾角=K-1K+1180=23.478 H=50mm在ABC和BCD中，由余弦定理得：c21-cos=a21+cos+b2（1-cos）同理，在BDF和CDG中分別可得：cos1=c2+l2-f22cl cos2=c2+（l+H）2-f22c（l+H） 則 =1-2在ABC中，得 cos=e2+（a+b）2-（b-a）22e（a+b） =90-12- 故d=（a+b）2+c2-2（b+a)ccos另外桿a為曲柄的條件為：（1） 在a、b、c、d四桿中，a為最小，c為最大；（2） a+cb+d 根據以上分析，可取 l=500mm c=400mm f=300mm 帶入以上公式可得 a21.917+b20.083=480 考慮a為曲柄的條件，可得各桿長 a=15mm b=36.2mm c=400mm d=387.9mm f=300mm l=500mm(五) 飛輪設計根據平面六桿機構的運動曲線圖，可知：在0.12秒時，等效構件（零件2-1）有最大角速度max，由圖得v=-0.127m/s, 3=0.1897rad/s, 5=0.2058rad/s, 7=-0.3437rad/s, v2=-0.0269m/s,v3=-0.051m/s, v5=-0.024m/s, v7=-0.088m/s.在0.66s時，等效構件的角速度可近似為0=50r/min=5.233rad/s, 由圖v=-0.094m/s, 3=1.0772rad/s, 5=-0.1221rad/s, 7=-0.2224rad/s， v2=0.0168m/s,v3=0.031m/s, v5=0.0165m/s, v7=0.0598m/s.在1.05秒時，等效構件有最小角速度min，由圖得v=0m/s, 3=-2.4095rad/s, 5=-0.0174rad/s, 7=-0.0470rad/s, v2=0.02829m/s,v3=0.029m/s, v5=0.011m/s, v7=0.000159m/s.選桿件材料為優質碳素結構鋼，其密度=7.85103kg/m3,又取桿件的截面直徑d=50mm,且轉動慣量Je=mr2再根據運動方程式12Je2=12i=1n(mivsi2+Jsii2)可得:Je=0.05679kgm2，min=0.3283rad/s, max=5.9351rad/s.Wmax=12Je（max2-min2）=0.9970 J m=12（max+min）=3.29585rad/sJFWmax/(m2)- Je=0.58567 kgm2，( =17),取 JF=0.58567kgm2由GAD2=4gJF，取D=0.3m，則GA=260.2978N，又由GA=DHb，可取H=b=0.03m，則=76756.83N/m3.飛輪尺寸如下圖：七 課程設計小結 課程設計是對我們已學知識的一種檢驗的方法,通過對課程設計的完成我們可以知道自己學習中的不足和缺憾，對以后的學習是有很大幫助的。當然，通過這次課程設計也增加了我們實踐的訓練，這是我們邁向社會的一個過渡，增強我們團體工作的能力，同時也增加我們獨立動手的能力。 雖然感覺有點累，不過當看見自己設計的機構能正常工作還是感覺是值得的，說實話，課程設計真的有點累然而，當我一著手清理自己的設計成果，漫漫回味這兩周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消雖然這是我剛學會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中春眠不知曉的感悟。通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致。課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂：有兩次因為不小心我計算出錯，只能毫不情愿的重來。但一想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養成一種高度負責，認真對待的良好習慣這次課程設計使我在工作作風上得到了一次難得的磨練 八 參考文獻 1.師忠秀,王繼榮主編.北京:機械工業出版社,2003 2.裘建新主編.北京:高等教育出版社,20061、工作原理及工藝動作過程半自動平壓模切機是印刷、包裝行業壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設備。它可對各種規格的紙板、厚度在4