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1、機 械 工 程 學(xué) 院 機 械 原 理 課 程 設(shè) 計 題目：剪板機設(shè)計 年級：2013級 班級：機制二班 姓名：xx 同組人員：xxx xx xx xx 指導(dǎo)老師：xx 一、課程設(shè)計的意義、內(nèi)容及步驟 隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械產(chǎn)品種類日益增多，對產(chǎn)品的機械自動化水平也越來越高，因此，機械設(shè)備設(shè)計首先需要進行機械運動方案的設(shè)計和構(gòu)思、各種傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的選用和創(chuàng)新設(shè)計。本指導(dǎo)書旨在根據(jù)高校工科本科《機械原理課程教學(xué)基本要求》的要求：結(jié)合一個簡單的機械系統(tǒng)，綜合運用所學(xué)理論和方法，使學(xué)生能受到擬定機械運動方案的初步訓(xùn)練，并

2、能對方案中某些機構(gòu)進行分析和設(shè)計，針對某種簡單機器（即工藝動作過程較簡單）進行機構(gòu)運動簡圖設(shè)計。 設(shè)計過程指從明確設(shè)計任務(wù)到編制技術(shù)文件為止的整個設(shè)計工作的過程，該過程一般來講包括四個階段：1)明確設(shè)計任務(wù)和要求；2)原理方案設(shè)計；3)技術(shù)設(shè)計；4)施工設(shè)計。本次設(shè)計的主要內(nèi)容主要完成前兩個任務(wù)，完成的步驟如下； 二、機械原理課程設(shè)計的基本要求 1. 設(shè)計結(jié)果體現(xiàn)創(chuàng)新精神。 2. 方案設(shè)計階段以小組為單位，組織學(xué)生參觀討論，分析機器的結(jié)構(gòu)、傳動方式、工作原理，給出至少兩種運動方案，并對其進行比較，從中選出最優(yōu)方案。 3. 方案確定以后，進行機構(gòu)尺寸綜合和機構(gòu)運動分析時

3、，每個學(xué)生的參數(shù)不同，獨自設(shè)計。若發(fā)現(xiàn)尚未達到工作要求，應(yīng)審查方案，調(diào)整機構(gòu)的尺寸，重新進行設(shè)計。 4. 每個學(xué)生繪制一張圖紙，應(yīng)包括機械系統(tǒng)運動方案簡圖和機械運動循環(huán)圖，一兩個主要機構(gòu)的運動分析及設(shè)計程序。 5. 寫一份設(shè)計說明書，最后進行答辯。 6. 成績的評定。課程設(shè)計的成績單獨評定。應(yīng)以設(shè)計說明書、圖樣和在答辯中回答問題的情況為依據(jù)，參考設(shè)計過程中的表現(xiàn)，由指導(dǎo)教師按五級計分制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）進行評定。 二、機械運動簡圖設(shè)計內(nèi)容 1.功能分解 機器的功能是多種多樣的，但每一種機器都要完成某一工藝動作過程。將機械所需完成的工藝動作過程進行分解，即將總功能分解為

4、多個功能元，在機械產(chǎn)品中就是將工藝動作過程分解為若干個執(zhí)行動作。設(shè)計者必須把動作過程分解為幾個獨立運動的分功能，然后用樹狀功能圖來描述，使機器的總的功用及各分功能一日了然。 例如，設(shè)計一部四工位專用機床，它可以分解成如下幾個工藝動作： (1)安置工件的工作臺要求進行間歇轉(zhuǎn)動； (2)裝置刀具的主軸箱能實行靜止、快速、進給、快退的工藝動作； (3)刀具以Ml轉(zhuǎn)動來切削工件。 由此，可畫出圖1及圖2的四工位專用機床的動作要求圖和樹狀功能團。 圖1 四工位機床執(zhí)行動作 圖2 四工位機床樹狀功能圖 2.機構(gòu)選型及功能原理方案的確定 機器的樹狀功能

5、圖給出了執(zhí)行構(gòu)件的功能或運動要求，每一個獨立的功能或運動可用一個執(zhí)行機構(gòu)來完成。即功能元求解，功能元求解就是將所需執(zhí)行動作，用合適的執(zhí)行機構(gòu)型式來實現(xiàn)。將機構(gòu)按運動轉(zhuǎn)換的種類和實現(xiàn)的功用進行分類，就是起到解法目錄的作用。 由于每個功能元的解有多個，因此組成機械的功能原理方案(也就是機械運動方案)可以有多個。在組合過程中應(yīng)考慮以下幾點要求： 1)設(shè)計的附加要求； 2)設(shè)計的全局要求； 3)功能元解的相容性。 功能原理方案的組合可采用形態(tài)學(xué)短陣進行綜合，即將系統(tǒng)的功能元列為縱坐標(biāo)．各功能元的相應(yīng)解法列為橫坐標(biāo)，構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩陣，如表l—5所示。 表中F

6、1、F2，F(xiàn)3、…Fn為功能元，L11、Ll2、…為第一功能元的解，Lm1、Lm2、…為第m組功能元的解。從每項功能元中取出一種解進行合理組合，即可得到一個機械運動方案，最多可以組合出N種機械運動方案： N＝n1n 2…nj X nm 其中，m為功能元數(shù)，ni為第i種功能元解的個數(shù)。 采用形態(tài)學(xué)矩陣綜合法可以組合出許多機械運動方案。例如m＝4，各功能元解的數(shù)目為4，它的機械運動方案數(shù)目可達到44＝256種。數(shù)目眾多的機械運動方案可使設(shè)計人員有廣闊的選擇范圍，在一般情況下，可以先選取比較滿意的幾個方案，然后對這幾個方案進行評價選優(yōu)，從中得到符合設(shè)計要求的最佳機械運動方案。

7、 3.擬訂運動循環(huán)圖 機器所要完成的各工藝動作之間，不是互不相關(guān)的，而是有序的、相互配合的．所以各個執(zhí)行機構(gòu)必須按工藝動作過程的時間順序和相互配合關(guān)系來完成各自的運動。描述各執(zhí)行初構(gòu)間運動的協(xié)調(diào)配合關(guān)系的圖，就是機器的運動循環(huán)圖． 4.繪制機構(gòu)運動方案示意圖和機構(gòu)運動簡圖 由原動機和執(zhí)行構(gòu)件的運動要求，通過機構(gòu)選型來確定原動機和執(zhí)行構(gòu)件之間的傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)。由于完成同一種運動可選用不同的機構(gòu)型式，所以就會提供多種方案。設(shè)計者從中選擇一種或幾種餃優(yōu)的方案，畫出從原動機、傳動機構(gòu)到執(zhí)行機構(gòu)的運動示意圖，達就是機械運動方案示意圖。通過機構(gòu)型綜合和機構(gòu)的尺度綜合，設(shè)計出完全符合運動要求的傳動

8、機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)，并按真實尺寸畫出各機構(gòu)的簡圖。這些機構(gòu)的組合系統(tǒng)就是機械運動簡圖。 三、課程設(shè)計說明書的內(nèi)容 編寫課程設(shè)計說明書，是學(xué)生對課程設(shè)計的總結(jié)，內(nèi)容大致包括： 1)設(shè)計題目(包括設(shè)計條件和要求)。 2)原動機的選擇。 3)傳動機構(gòu)的選擇與比較。 4)執(zhí)行機構(gòu)的選擇與比較。 5)機械系統(tǒng)運動方案的擬定與比較。 6)所選機構(gòu)的運動動力分析與設(shè)計。 7)制訂機械系統(tǒng)的運動循環(huán)固。 8)畫出運動方案布置圖及機械運動簡圖。 9)完成設(shè)計所用方法及其原理的簡要說明。 10)列出必要的計算公式及

9、所調(diào)用的于程序名o 11)寫出自編的主程序，子程序及編程框圖。打印出自編的全部程序，對程序中的符號，變量作出說明，并列出數(shù)學(xué)模型中的符號與程序中符號的對照表。 12)用表格列出計算結(jié)果，用計算機或人工畫出主要的曲線圖。 13)對結(jié)果進行分析討論。 14)列出主要參考資科并編號。 上述內(nèi)容，實際上已包括了機械運動方案的選擇與設(shè)汁(機構(gòu)選型及其組合)；機械的運動分析與設(shè)計；機械的動力分析與設(shè)計。各個高校可根據(jù)本校的具體情況及不同專業(yè)的需要，選擇合適的課程設(shè)計題目，確定課程設(shè)計說明書的具體內(nèi)容，或比較全面，或偏重于某個方面，但要保證課程設(shè)計的基本內(nèi)容

10、及其完整性與綜合性。 1)一般應(yīng)包括三種基本機構(gòu)，如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)的分析與綜合。 2)運動循環(huán)圖的分析與設(shè)計。 3)運動方案的選擇與比較。 編寫說明書的注意事項 1)預(yù)備好草稿本。每個學(xué)生在接到課程設(shè)計題目之后要備一草稿本，把你在課程設(shè)計過程中查閱、摘錄的資料，初步的運算，編程的草稿，設(shè)計構(gòu)思的草圖，心得思路，書寫的草稿等都記錄在案。不要輕易散落、丟失。這些材料是寫正式說明書的基本素材。 2)說明書應(yīng)該用鋼筆寫在16開報告紙上，要求字跡端正、文句通順、步驟清楚、敘述簡明。 通過課程設(shè)計說明書的編寫，學(xué)生應(yīng)學(xué)會整理設(shè)計數(shù)據(jù)，繪制

11、圖表和簡圖，用工程術(shù)語表達設(shè)計成果的方法，說明書是每個學(xué)生治學(xué)態(tài)度、獨立分析能力、歸納總結(jié)表達能力的綜合反映，每個學(xué)生必須下苦功夫斟字酌句寫出自己的水平與風(fēng)格，也為書寫其他課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和論文打下基礎(chǔ)。 3)說明書中所用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)說明來源，參考資料應(yīng)編號和書寫頁次。 4)說明書中，每一自成單元的內(nèi)容都應(yīng)有大小標(biāo)題，使其醒目突出。 5)說明書中必須附有相應(yīng)的圖紙和計算程序。圖紙酌數(shù)量要達到規(guī)定的要求；圖紙的質(zhì)量，要求作圖準(zhǔn)確，布圖勻稱，圖面整潔，線條、尺寸標(biāo)注，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；畫在方格紙上的曲線圖要連接光滑。有條件的高校提倡用計算機繪圖。電算程序亦要整理

12、好與說明書訂在一起。 6)說明書應(yīng)加上封面與目錄裝訂成冊。 設(shè)計題目：剪板機設(shè)計 1）工作原理及工藝動作過程。 剪板機是將卷料展開并剪成一定長度鐵板的機器，即將板料作定長度的間歇送進，在板料短暫的停歇時間內(nèi)，剪刀在一定位置上將鐵板剪斷。因此剪板機主要包括鐵板輸送機構(gòu)和剪斷機構(gòu)。 2）原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求。 ①原材料為成卷的板料。每次輸送鐵板長度為1900mm或2000mm或2200mm（設(shè)計時任選一種）。 ②每次輸送鐵板到達規(guī)定長度后，鐵板稍停，以待剪板機構(gòu)將其剪斷。剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的十五分之一

13、。建議鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率。 ③輸送機構(gòu)運轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，振動和沖擊應(yīng)盡量小（即要求輸送機構(gòu)從動件的加速度曲線連續(xù)無突變）。 3）方案設(shè)計提示。 將鐵板作間歇送進的機構(gòu)方案設(shè)計，可從下述兩個方面考慮機構(gòu)的選擇： ①如何夾持和輸送鐵板，并使停歇時保持鐵板的待剪位置； ②如何實現(xiàn)間歇送進，并能使鐵板停歇時運送鐵板的構(gòu)件的速度和加速度曲線仍然連續(xù)，這樣，送進機構(gòu)的運轉(zhuǎn)就比較平穩(wěn)。 大致有幾條途徑： ①利用機構(gòu)中運動構(gòu)件暫時脫離運動鏈，使后續(xù)構(gòu)件實現(xiàn)停歇； ②利用構(gòu)件上一點在圓弧段或直線段上運動，使與之相連的構(gòu)件實現(xiàn)停歇； ③利用兩種運動的疊加使構(gòu)

14、件實現(xiàn)間歇運動； ④其他。 工業(yè)上常用的簡單間歇機構(gòu)，如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)和不完全齒輪機構(gòu)等，雖具有結(jié) 構(gòu)簡單、制造方便、運動可靠等優(yōu)點。 但在動力性能、動停比（運動時間和停歇時間之比）方面很難滿足設(shè)計要求。所以常用組合機構(gòu)來滿足設(shè)計要求。 4）設(shè)計任務(wù)。 ①根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖； ②進行鐵板輸送機構(gòu)和剪斷機構(gòu)的選型； ③機械運動方案的評定和選擇； ④根據(jù)選定的原動機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬定機械傳動方案； ⑤對機械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸計算； ⑥畫出機械運動方案簡圖。 目 錄 一、 設(shè)計題目

15、 二、 工作原理及工藝動作分析 三、 方案分析評價 四、 方案匯總 五、 最終方案的確定 六、 最終方案的機構(gòu)分析 七、 最終方案的機構(gòu)連接 八、 課程總結(jié) 九、 參考文獻 一、 設(shè)計題目：剪板機設(shè)計 二、 工作原理及工藝動作分析過程 1. 功能分解 剪板機是將卷料展開并剪成一定長度鐵板的機器，即將板料作定長度的間歇送進。在板料短暫的停歇時間內(nèi)，剪刀在一定位置上將板料剪斷，因此剪板機主要包括鐵板輸送機構(gòu)和剪斷機構(gòu)。 （1）、輸送卷料的間歇機構(gòu)要

16、進行間歇運動； （2）、剪斷機構(gòu)要求進行間歇運動； （3）、其功能分解樹狀圖為 輸送 鐵板輸送機構(gòu) 剪 間歇 板 機 剪斷 剪斷機構(gòu) 間歇 2、工藝動作順序 ①鐵板輸送：利用輸送機構(gòu)將卷料展開并進行定長度的間歇送進； ②鐵板剪切：利用剪切機構(gòu)將送進的鐵板進行定長度剪切； 三．方案分析評價 1輸送機構(gòu)的分析 ①、 槽輪機構(gòu) 間歇原理：利用主動輪撥盤在圓弧段或直線段上運動，或者控制槽和銷的數(shù)量，是與之相連的

17、槽輪構(gòu)件實現(xiàn)停歇。 優(yōu)缺點分析：構(gòu)造簡單，外形尺寸小，機械效率高，并能平穩(wěn)的、間隙的進行轉(zhuǎn)位：但因傳動時存在柔性沖擊，故常用于速度不太高的場合。由于剪板機的輸送機構(gòu)對速度要求不高，所以可以采用。 ②星輪機構(gòu) 間歇原理：設(shè)主動針輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)其上的針齒 未進入星輪的齒槽時，其上的外凸鎖止弧與星輪的內(nèi)凹鎖止弧相互鎖死，星輪靜止不動：當(dāng)主動針輪的針齒進入星輪的齒槽時，兩鎖止弧恰好松開，星輪開始轉(zhuǎn)動。 優(yōu)缺點分析：作為間歇運動機構(gòu)，星輪機構(gòu)適應(yīng)性較廣，同時具有槽輪機構(gòu)的啟動性能，且傳送時間與間歇時間方便控制，利于達到要求時間比， 2、剪斷機構(gòu)的分析

18、 ① 優(yōu)缺點分析：機構(gòu)可以傳遞較大負荷，且?guī)缀涡螤詈唵危冶阌诩庸ぶ圃?，擁有急回運動，能踢狗足夠的剪切力，綜合性能好。 ② 優(yōu)缺點分析：圓柱凸輪是一個具有間歇進刀能力的機構(gòu)，只要運動函數(shù)時五次函數(shù)或正弦函數(shù)即可。設(shè)計也比較簡單，但是工藝性能不好。該機構(gòu)有一個很大的缺點就是會出現(xiàn)力不足的情況，力不足會導(dǎo)致鐵板無法剪斷，而且無急回運動。 3.崔寧方案一 a．自由度計算 構(gòu)件數(shù)N：7 低副：9 高副：1 F=3*7-(2*9+1)=2 b.機構(gòu)的拆分 由上圖可知，此機構(gòu)為Ⅲ級機構(gòu)（四桿，六個低副）。 C．根據(jù)設(shè)計要求可進行多次計算確定各桿尺寸。

19、 a+d<=b+c d．傳動角的計算 e:位置速度分析 方向： 大?。? 根據(jù)圖解法可求出Vc，根據(jù)Vd=0，且Vc=Lcd*w3可求出ω3，又因為Ve=Lde*ω，即得Ve。 齒輪的傳動分析 根據(jù)設(shè)計要求，剪斷工藝為鐵板輸送周期的十五分之一，主動輪轉(zhuǎn)一個周期為360，間歇時間不超過剪板的1.5倍，取停歇時間為30s，停歇時間為整個周期的1/12，所以星輪機構(gòu)從動輪的第一個槽與最后一個槽之間的夾角為322.5。 g．機構(gòu)效率的計算 剪板機由剪斷機構(gòu)與輸送機構(gòu)并聯(lián)而成，其效率如下： η=P1*η1+P2*η2/（P1+P2） η1*P1=F*Ve

20、 P1+P2=P η2*P2=2000/（322.5*N圈數(shù)） h、運動循環(huán)圖 ②：崔寧方案2. a：機構(gòu)運動示意圖； b.機構(gòu)自由度的計算； 構(gòu)件數(shù)9； 局部自由度：1；低副：10；高副：2 F-（9-1）*3-（2*10+2）=2 c：桿組的拆分； d：槽輪機構(gòu)的運動參數(shù)及運動特性 當(dāng)主動撥盤1回轉(zhuǎn)一周時，槽輪2的運動時間td與主動撥盤轉(zhuǎn)一周的總時間t之比，稱為槽輪的運動系數(shù)，k=td/t； k=n(1/2-1/z) 又因k值應(yīng)小于或等于1，即 n(

21、1/2-1/z)≤1 由此得 n≤2z/(z-2) 取n4,槽數(shù)為4，圓銷數(shù)為1，k<=1. 設(shè)圓槽至槽輪回轉(zhuǎn)軸心的距離為rx， λ=R／L=sin(π／z）， 可得: e：運動循環(huán)圖： 機 構(gòu) 角度 傳動機構(gòu) 0-330 330=360 傳動 間歇 剪斷機構(gòu) 0 0-182.23 182.23 182.23-360 最高位置 推程 最低點位置 回程 四：方案匯總 霍燦鵬方案1 優(yōu)缺點分析：擁有較好的傳動性能且通過產(chǎn)生急回運動從而使刀具對鋼板有一定的沖擊力從而導(dǎo)致剪斷鋼板?？梢詡鬟f較大負荷，幾何形狀簡單且便于加工制造，擁

22、有急回運動，能提供足夠的剪切力，綜合力學(xué)性能好。 霍燦鵬方案2 優(yōu)缺點分析：1）輸送裝置作為間隙運動機構(gòu)，星輪適應(yīng)性較廣，同時具有槽輪機構(gòu)的起動性能但制造工藝有點困難。 2）剪斷機構(gòu)的運動副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤滑好，磨損小，加工制造容易。 劉洋方案1 優(yōu)缺點分析：由于偏心輪對剪刀進行控制，壓力不能過大。對剪切得要求不能過高，磨損較為嚴(yán)重，優(yōu)點是可根據(jù)從動檢運動規(guī)律選擇機構(gòu)尺寸和齒廓線。 劉洋方案2 優(yōu)缺點分析：圓心上，通過偏心輪的轉(zhuǎn)動，引導(dǎo)下方彈簧的壓縮與拉伸。從而從而控制切刀的上下移動。達到剪切鐵板的目的。 偏心輪是凸輪的一

23、種能有點可根據(jù)從動件規(guī)律選擇機構(gòu)尺寸和輪廓線。缺點是不能有太大的工作壓力，而且摩擦嚴(yán)重。 韓德川方案1 優(yōu)缺點分析：制造簡單結(jié)構(gòu)也簡單，但不能提供剪切鐵板足夠強的力，又沒有急回運動，而且也需要發(fā)動機提供較高的功率，彈簧的一直運動易出現(xiàn)損壞，使整個機構(gòu)癱瘓。力學(xué)性能好、輕便，只需傳動角大于40即可。 韓德川方案2 優(yōu)缺點分析：設(shè)計也比較簡單，但是工藝性能不好。該機構(gòu)有一個很大的缺點就是會出現(xiàn)力不足的情況，力不足會導(dǎo)致鐵板無法剪斷，而且無急回運動。機構(gòu)可以傳遞較大負荷，且?guī)缀涡螤詈唵危冶阌诩庸ぶ圃?，擁有急回運動，能踢狗足夠的剪切力，綜合性能好。

24、 崔寧方案1 優(yōu)缺點分析：機構(gòu)可以傳遞較大負荷，且?guī)缀涡螤詈唵?，且便于加工制造，擁有急回運動，能踢狗足夠的剪切力，綜合性能好。 間歇運動機構(gòu)，星輪機構(gòu)適應(yīng)性較廣，同時具有槽輪機構(gòu)的啟動性能，且傳送時間與間歇時間方便控制，利于達到要求時間比， 崔寧方案2 優(yōu)缺點分析：構(gòu)造簡單，外形尺寸小，機械效率高，并能平穩(wěn)的、間隙的進行轉(zhuǎn)位：但因傳動時存在柔性沖擊，故常用于速度不太高的場合。由于剪板機的輸送機構(gòu)對速度要求不高，所以可以采用。 剪斷機構(gòu)是一個具有間歇進刀能力的機構(gòu)，只要運動函數(shù)時五次函數(shù)或正弦函數(shù)即可。設(shè)計也比較簡單，但是工藝性能不好。該機構(gòu)有一個很大的缺點就

25、是會出現(xiàn)力不足的情況，力不足會導(dǎo)致鐵板無法剪斷，而且無急回運動。 五.最終方案的確定與分析 （1）剪斷機構(gòu)方案的選擇 2.圓柱凸輪也是一個具有間歇進刀能力的機構(gòu)。只要運動函數(shù)為 5 次函數(shù)或 是正弦函數(shù)即可。設(shè)計也比較簡單，但是工藝性能比較不好。 該機構(gòu)還有一個很大的缺點就是會出現(xiàn)力不足的情況，力不足會導(dǎo)致剪板無法剪 斷，若不能實現(xiàn)剪斷工藝，那么機構(gòu)便不能采用了。 3.通過以上，建議采用的最佳機構(gòu)就為桿件機構(gòu)，因為力學(xué)性能好，輕便， 只需傳動角大于 40就可。 通過對桿的應(yīng)用，可以非常有效的實現(xiàn)，間歇的運動，不僅如此，力也會很 大，而且還具有急回運

26、動。因此最后采用了此方案。 （2）傳動機構(gòu)方案的選擇與確定 1.發(fā)動機的選擇： 從發(fā)動級的功率以及轉(zhuǎn)速上考慮，要實現(xiàn)以上的方案，盡量選擇轉(zhuǎn)速較低， 發(fā)動機功率較高的發(fā)動機。 通過在網(wǎng)上搜索發(fā)現(xiàn)大多數(shù)剪板機的制造廠生產(chǎn)的剪板機的發(fā)動機功率約在 5kw 以上，通過查詢發(fā)動機型號表找到一款速度比較低而且功率較高的發(fā)動機。 型號為：Y160L-8 型發(fā)動機 功率為 7.5kw 轉(zhuǎn)速為 720r/min。 為了計算方便，板料長度選定為 2000mm。 通過圓整計算可設(shè)輸送帶上的滾子周長為 500mm。 由此可以確定滾子的直徑 d=500/π≈159.155mm 由以上的

27、結(jié)果可知：板料每輸送 2000mm 此時滾子轉(zhuǎn)動了 4 圈。 如果設(shè)板料每輸送 2000mm 為一個周期，此時一個周期滾子要轉(zhuǎn)動 4 周。 2.不完全齒輪的設(shè)計 通過課程設(shè)計說明書的要求：剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的十五分之一。 建議鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的 1.5 倍。 由上面一段話可以知道：若設(shè)板料輸送時間為 x，那么剪斷工藝的時間就為 1/15x， 板料的停歇時間就是 1/15x*1.5=0.1x。 設(shè)一個工作周期的時間為 t，那么輸送的時間就是 10/11t,停歇的時間就是 1/11t。 通過以上的計算，那么不完全齒輪的一周轉(zhuǎn)動中，有 10/11

28、的運行時間里是轉(zhuǎn)動，有 1/11 的時間是停歇，由此可知不完全齒輪的間歇角為 360*1/11≈32.73 這么計算就可以知道，不完全齒輪的間歇角α≤32.73才能符合設(shè)計任務(wù)的要 求。 為了后面圓整的計算，不完全齒輪的間歇角設(shè)置為 30，這樣不完全齒輪就有 330的輸送和 30的停歇。 這樣通過對正常齒輪的設(shè)計可知，可以把不完全齒輪設(shè)置為 22 個齒，其中有兩個 22 個齒所占的角度為 330，剩下的 30設(shè)置為鎖止弧。 這時候就可以對不完全齒輪的尺寸進行計算了。理論上如果該齒輪是完整齒輪齒數(shù)應(yīng)該為 24 個。根據(jù) d=mz 確定分度圓直徑。 模數(shù)的選擇可以參照機械原理第七版

29、第 180 頁的圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表。 注：選用模數(shù)時，應(yīng)優(yōu)先采用第一系列，其次是而系列，括號內(nèi)的模數(shù)盡可能不 用。 通過以上的的模數(shù)選擇不完全此輪的模數(shù)為 m=6mm。這樣就確定了不完全齒輪的分度圓半徑為 d=144mm，為了計算方便，所用的兩個不完全齒輪分度圓半徑要一樣，這樣通過標(biāo)準(zhǔn)安裝可知道兩個不完全齒輪的中心距 a=144mm。 2.發(fā)動機到輸送板料滾子的傳動比的計算 通過網(wǎng)上信息的查閱知道，剪板機的工作周期大約為 1 分鐘工作 25~45 次。 為了圓整計算這里取剪板機的工作周期為 30 次/min。 發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為 720r/min，但是經(jīng)過不完全齒

30、輪的間歇運動，一分鐘實際不完全齒輪的從動輪值轉(zhuǎn)動了 720*（330/360）=660 圈 一分鐘可供板料輸送的次數(shù)為 660/4=165 但是實際只需要做 30 次。 通過傳動比來對以上進行轉(zhuǎn)化所需要的傳動比為 i=165/30=5.5,所以發(fā)動機到滾子之間的轉(zhuǎn)動比轉(zhuǎn)換要為 5.5 就夠了。 3.傳動機構(gòu)所有構(gòu)件的添加 傳動機構(gòu)可以采用的傳動方法有 ①鏈輪傳動 ②齒輪傳動 ③帶輪傳動 因為傳送機構(gòu)所需要的力不大，所以最方便的傳動方案就是選擇帶輪傳動，因為其不僅制作工藝簡單，相對其他造價也比較低廉。因為所需要的傳動比為 5.5，如果用一對帶輪傳動來完成 5.5 的傳

31、動比，所需要的兩個輪子，其中的大輪尺寸會過大，或小輪的尺寸過小，尺寸過小導(dǎo)致誤差容易增加，尺寸過大會增加整個機構(gòu)的體積，造價也會增加很多。所以為了方便，最好把 5.5 的傳動分成 2.75 傳動比與 2 傳動比。 這樣就可以用兩對帶輪來實現(xiàn) 5.5 傳動比的傳動了。 這樣其中的一對帶輪，尺寸可以分別設(shè)置為 50mm 與 137.5mm 另一對帶輪的尺寸可以分別設(shè)置為 50mm 與 100mm 5.執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計 通過對上面?zhèn)鲃訖C構(gòu)的設(shè)計后，下面開始進行執(zhí)行機構(gòu)也就是剪刀的剪切機 構(gòu)的設(shè)計，因為以上的周期已經(jīng)算出，每分鐘會輸送 30 次 2 米長的距離，那么剪刀就會在這一分鐘內(nèi)由

32、曲柄轉(zhuǎn)動 30 周，就是曲柄的轉(zhuǎn)速為 30r/min。 由發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)速為 720r/min。由此可以計算出發(fā)動機到曲柄的傳動比=720/30=24。 在發(fā)動機與曲柄之間又不可以使用帶傳動，因為剪力很大，可能出現(xiàn)無法剪斷，或者出現(xiàn)誤差，這樣導(dǎo)致計算不夠精確。所以不能由第一步的傳動機構(gòu)來進行轉(zhuǎn)換傳動比，鏈傳動能量損失較大也不適宜，但是如果用普通的齒輪傳動又會出現(xiàn)齒輪過大，或是齒輪較多，機構(gòu)更加復(fù)雜，而且造價較高，慣性質(zhì)量較大，也不適合采用，那么可以對普通的直齒圓柱齒輪進行改進，得到新的機構(gòu)來實現(xiàn)大傳動比，最好的改進辦法就是采用行星輪。這樣不僅實現(xiàn)了大傳動比，而且機構(gòu)也相對簡單，而且也不會出現(xiàn)齒

33、輪過大，機構(gòu)過重。 ①執(zhí)行機構(gòu)行星輪的設(shè)計 設(shè)發(fā)動機為構(gòu)件 1 輸出機構(gòu)的曲柄為系桿 H 則有： 行星輪的傳動比i 1H =1-iH 13 =1- z2z 3 /z 1z 2’= 24 由此可得這樣可以通過試算法得到一個合理的齒數(shù) 由此可以得到發(fā)動機上的齒輪齒數(shù)為 30 固定的中心輪齒數(shù)為 30 行星輪上的兩個齒輪齒數(shù)分別為 24 和 23 其中 24 齒的與發(fā)動機的齒輪嚙合，23 齒數(shù)的齒輪與固定的中心輪嚙合。 由此可以得到下面的機構(gòu) 通過這樣的機構(gòu)把系桿的輸出與曲柄剛性鉸接，就實現(xiàn)了大傳動比的轉(zhuǎn)換。 下面對齒輪的尺寸進行計算 通過以上的標(biāo)

34、準(zhǔn)模數(shù)系列表來進行計算 這里把所有的齒輪的模數(shù)都選擇為 m=4mm 根據(jù)公式 d=mz 可以計算出所有齒輪的分度圓直徑 Z 1 =4*30=120mm Z 2 =4*24=96mm Z 2’=4*23=92mm Z 3=4*30=120mm ②六桿機構(gòu)的設(shè)計 首先，要考慮構(gòu)件是否能夠執(zhí)行，設(shè)計的方案，構(gòu)件的傳力性能怎樣。 先對出去刀具的四桿機構(gòu)進行分析。 因為曲柄是原動件，盡量要小所以最初假設(shè)曲柄的長度為 a=50mm 要使機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，那么最短桿與最長桿之和應(yīng)小于另兩桿之和。 通過多次的試算確定： a=50mm b=100mm c=10

35、0mm d=120mm 這樣就滿足了 a+d＜b+c 滿足曲柄搖桿機構(gòu)。這樣就得到了下面的圖。 為了確定機構(gòu)的傳力特性以及是否具有死點。應(yīng)該進一步對該四桿機構(gòu)進行 分析。分析該四桿機構(gòu)的最小傳動角γmin 是否大于等于 40 該機構(gòu)的最小傳動角應(yīng)計算兩個角，分別為曲柄處在最上端，與曲柄處在最 底端兩個位置，通過余弦定理進行計算。 傳動角γ1=arcos[b2+c2-(d-a)2]/2bc≈40.975 傳動角γ2=180-arcos[b2+c2-(d+a)2]/2bc≈63.577 通過以上的計算傳動角符合計算的范圍?？梢詫崿F(xiàn)該機構(gòu)的運動方案

36、。 下面再計算機構(gòu)的急回運動的特性 同樣通過余弦定理可以計算出該機構(gòu)的極位夾角為θ=23.25 ,由此便可以計算出行程速比系數(shù) K=1.297 該機構(gòu)有比較明顯的機會運動特性。 添加下面的方案把四桿機構(gòu)變?yōu)榱鶙U機構(gòu)。其中剪刀為滑塊，連接剪刀的桿為100mm，就可以得到下面的機構(gòu)。如下圖 六、機構(gòu)的連接 將剪切機構(gòu)與輸送機構(gòu)，即六桿機構(gòu)的剪切架構(gòu)和行星輪與帶輪組成的輸送機構(gòu)組合，便可得到剪板機的機構(gòu)運動簡圖。 七、課程總結(jié) 通過這幾天對剪板機的設(shè)計，由最初的制定方案，到最后的完成方案，雖然過程很艱辛，但是從中學(xué)到了很多知識。因為我體驗了一次課程創(chuàng)新設(shè)計的過程，從中也發(fā)現(xiàn)了自己的一些創(chuàng)新思維。通過自己的努力和小組成員的相互合作完成了最終方案啊的確定，很高興，很充實。期間方案的不停修改，其中數(shù)據(jù)的不斷計算，是我對其中機構(gòu)的認識更加深刻。 通過對機械原理這一門課的應(yīng)用，我發(fā)現(xiàn)自己的基礎(chǔ)知識更加扎實，很多東西即使不參閱資料也能夠計算出來，想想也是這集體哪的收貨吧。相信我有了這一次經(jīng)驗，下一次我會做的更好。 八、參考文獻 1、機械原理（第七版） 主編：孫桓 陳作模 2、機械原理課程設(shè)計（第一版） 主編：王淑人