2021年机械原理与机械设计课程设计.doc

机械原理和机械设计课程设计设计题目:半自动模切机运动方案确定及传动系统设计学院机自学院专业机械工程学号 学生姓名课程名及课程号结构设计(1)0932A032指导老师丁卫日期模切机运动方案确定及传动系统设计---机械原理和机械设计课程设计说明书半自动平压模切机(以下简称模切机)介绍课题说明模切机是印刷、包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品专用设备,该机可对多种规格纸板和厚度在6mm以下瓦楞纸板进行压痕、切线。沿切线去掉边料后,可折成多种纸盒、纸箱或压制多种富有立体感精美凹凸商标和印刷品。原始参数和设计要求1)纸张尺寸为250mm×250mm,由人工放入输送线上,双班制,每小时压制纸板3000张;2)模压行程H=50±。。压力和模压行程关系图1所表示。模压产生阻力F=×106N,模压回程时不受力;3)模具和滑块质量约为120Kg;4)在最终加压5mm范围内施压性能良好,即增力性好,且在5mm范围内施压时间合适长些;5)工作台距离地面约1200mm;6)要求结构简单紧凑、节省动力、便于制造,使用寿命为十年。模切机运动方案确实定工艺动作分解纸箱或纸盒压痕、切线、压凹凸,全部要用凹模和凸模加压,为此纸板需定位、夹紧,再送到模压位置加压,以后将加压后纸板送走。所以,模切机工艺动作可分解为:控制夹紧装置张开、夹紧、送料和加压模切三个动作。送料机构选择为了确保模压时相对位置精度,纸板在输送过程中,必需定位、夹紧。比较简单而可靠方法是利用带有夹紧片双列链条,图2所表示。而链轮运动可由间隙运动机构(如不完全齿轮机构等)控制。两链条之间有固定模块3(固定模块条数和间距L可依据整机尺寸确定,和链轮中心距相关,通常L可取5条),其上装有夹紧片8,当推杆7顶住夹紧片时,夹紧片张开,此时在工作台10上,由人工放入纸板6,当推杆7下降时,夹紧片8靠弹力自动夹紧纸板,推杆动作可用凸轮控制。这么在间隙机构控制下输送链条带着纸板移动距离L,在模切工位上停止移动,进行模切。同时在另一个工位上推杆推开夹紧片,工人再放入纸板,输送链再将切好纸板送至指定工位,由固定挡块9迫使夹紧片张开,纸板落到收纸台上。完成一个工作循环。模切运动方案构思及筛选首先应考虑模切机加工方法,它在很大程度上将决定整机总体部署。利用所谓关联树法,按层次列出可能多个加压方法图3所表示。图中排出6种可能加压方法。经过分析可知,水平加压不利于纸板输送系统部署。而垂直加压中,当上下模具同时加压时,上下模不易对准。经过筛选后可有二种方案再作深入对比分析,假如采取由上向下压,即下模固定,上模运动,则肯定要占用工作台上面空间,这会干扰链条输送系统部署。而传动系统通常又总是放在工作台下方。这么从总体部署而言,显得不很合理,故宜采取上模固定,由下向上压,这么可使加压机构和传动系统全部部署在工作台下方,能有效地利用空间,且便于工人操作和输送纸板,在图2中上模4经过装配调整后固定不动,而使下模运动。传动系统运动方案构思及筛选经过上述方案筛选,采取由下往上压方案,即实施构件作往复直线运动。通常原动机全部采取水平部署电动机,所以在传动系统运动方案构思中,必需考虑怎样把水平方向旋转运动经减速后变换为垂直方向往复直线运动。亦就是说在考虑模切机运动方案构思时,需要有运动形式,运动方向和运动速度变换功效,而满足这些要求机构组合能够有很多个,比如经齿轮减速后曲柄滑块机构,和由曲柄滑块机构演变而成部分带滑块六杆机构全部能满足上述要求。另外还有经减速后直动推杆盘形凸轮机构、螺母作往复转动螺旋机构,和齿轮作往复转动齿轮齿条机构等等,全部是可供选择方案。依据在相同施压距离5mm内,下压模移动所用时间越长越有利、传动角越大越好、成本越低越好、效率越高越好等标准,综合考虑选择带滑块六杆机构方案。机构运动参数确实定原动机运动参数电机转速nc选择原动机运动参数通常有转动和往复移动两种形式。通常机械中普遍使用Y系列三相异步交流感应电动机作为原动机,常见转速有3000、1500、750、300rpm四种。转速愈低,电动机重量愈重,价格愈高。但整体总传动比则会小部分,反之总传动比会增加。所以合理地选择原动机转速是整机设计时不容忽略一个步骤。结合本课题情况提议选择同时转速为1500rpm交流电动机。主轴转速和曲柄转速选择本题要求曲柄转一圈,下模往复一次,压出一块纸板,,则曲柄转速为n=60/=50rpm。主实施构件运动参数主实施构件是机构实现关键工艺动作运动输出构件,其运动参数和运动形式相关。本题主实施构件是作往复运动,其运动参数关键是:行程H=50±、行程速比系数K=、每分钟往复次数Z=50次、施压时位移S=5mm和速度v等。链传动参数确定初选中心距a=30p,