剪板机机构的设计

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1、机械原理课程设计说明书设计题目:学院：班级：组名:组员：指导老师:2016年 月目录一、机构简介2二、执行机构的选择与比较31、方案设计提示32、设计任务43、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141. 送料装置：142. 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、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

2、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而的直线度和 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

3、。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，可从下述两个方而考虑机构 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

4、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;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）方而很难满足设计要求。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

5、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 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。 优点：采用这种机构，首先可以节约构件的数目，

6、节约成木；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。 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

7、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 s-时间和静止时间可在较大范围内变化。但是从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时星轮机构示意图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。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。给活动狡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

8、与摇杆配合运动, 使滑块来回向右间歇运动，实现材料剪切。机构3 :间歇传动机构整体效果图本机构优点：1、能够实现多种运动形式的转换，如它可以将原动件的转动转 变为从动件的转动、往复摆动。2、平面连杆机构的连杆作平面运动，其上各点的运动轨迹曲线 有多种多样，利用这些轨迹曲线可实现送料的进行。3、平面连杆机构中，各运动副均为而接触，传动时受到单位面 积上的压力较小，且有利于润滑，所以磨损较轻，寿命较长。4、由于接触面多为圆柱面或平面，制造比较简单，易获得较高的精度。本机构缺点：1、难以实现有规律的间隙运动。2、惯性力难平衡（构件作往复运动和平面运动），易产生动载荷。3、木机构设计复杂，占空间，积累

9、误差（低副间存在间隙），效率 低。4、需要3个电动机，耗能大。（4）方案剪切机构米用曲柄滑块机构，相对于凸轮机构来说 设计简单易操作。间歇传动机构槽轮机构示意图1、间歇原理：利用主动轮拨盘 在圆弧段或直线段上运动，或者控制 槽和销的数量，是与之相连的槽轮构 件实现停歇。2、槽轮机构优点(1)结构简单，工作可靠，效率 较高；在进入和脱离啮合时运动较整体装配效果(5)方案机构运动原理：电机 通过皮带带动槽轮机构运 动实现间歇传动的同时刀 具切割板料。躺1送料躺木机构缺点：需要两个主动件，在实现同步性时会出现误差且都为连杆机构，工作效率低也可能造成机器体型过大三、方案筛选与总结小组成员分析，总结如下

10、：各个方案优缺点小组成员自己总结，当然每个人都有自己的想法，又有一些错误，经过我们的讨论与修改选出最佳方案如下图：我们将曲柄滑块机构做了一点调整，在板料运输机构中采用齿轮 传动，使得传送更加精确。下而我们进行运动机构的整体分析!1.送料装置:V7T7XI/Z17777通过两个轮子的转动从而带动板料运动。行程选用2000mm,按照图示机构有：行程H=nd, n为滚子转动圈数，d为滚子直径。为方便设计传动比选用滚子周长为：500mmo又直径 d=周长 所 以可算得直径为:159.236mmo此时滚子转动四圈即达到要求行程。从动槽轮转动1/4圈，滚子转动四圈，由此可得，齿轮总传动比 为1： 16为均

11、匀分布载荷，可初步确定个齿轮齿数；令两个大的主动 齿轮1、3的齿数分别为100 , 60；从动小齿轮2、4的齿数分别为 25 , 15；这样传动比刚好达到1： 16o齿轮模数确定（参照机械原理第七版180页）表10-1圆柱齿轮标准模数系列表（GB/T 13571987）优先选用的模数有：0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50（单位：mm）分度圆直径d=m吃，所以，初步选择模数为2,可得，各齿轮 分度圆直径为齿轮 1 : dl=200mm齿轮 2 : d2=

12、50mm齿轮 3 : d3= 120mm齿轮 4 : d4=30mm模数的确定也可根据实际工作的需要另行选定2.剪断机构我们将剪切运动过程分为四个步骤如下图：当剪板机工作时主动拨盘顺时针转动，带动曲柄滑块机构完成剪切运动，主动拨盘刚离开从动槽轮时，刀具处于最高点即（的位置， 设一个周期为T,在接下来的3/4T,刀具依次经过（完成剪切运动, 最后1/4T为板料运输阶段，并且刀具回到最高点。完成一个工作循 环。实际情况中，可根据板料具体厚度选择放大的比例，以及杆长等。Nzl/Izlzld C 二二 E、7 * 二二（D 五、执行机构的选择与比较电动机数据及额定值选择：型号：我们选定下表所示的一些型

13、号。功率：5.5Kw电压：交流220Vo频率:50HZ+1 o转速：3000r/min型号剪板 厚(mm)板 宽(mm)切 角强度(N/mm)挡料调 节围(m m)程次 数(次 /分)电机 功率(KW)(Kg)形尺寸LXWXH (mm)QC 12Y-1/ 2500 液 压摆式 剪板机42500O30fJ45020-500165500030 40X16 10X16 20QC 12Y-4/ 3200 液 压摆式 剪板机43200030f45020-5001355100038 40X16 10X16 20QC 12Y-4/ 4000 液 压摆式44000o3045020-600105500046 00X17 00X17 00料外行主剪扳机六、对结果的分析与体会（每个人不同）七、参考文献1文杰 机械工程基础实验教程 大学2垣作模文杰机械原理第七版高等教育3鸿文 理论力学第六版高等教育4 R L机械设计-机器和机构的综合和分析5 51俞新陆，何德誉.锻压手册，第3卷，锻压车间设备.：机械工业，2002.6 21996.7梁应彪.板材剪切力的测试.:锻压技术，1992,第六期8徐濂.机械设计手册（1-5册）.第二版.：机械工业，2000. 6