半自动平压模切机机械原理课程设计

半自动平压模切机设计说明书

一、设计目的

通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，着手设计“半自动平压模切机”。通过对机构的选型、设计；对机械传动方案、机械运动方案的选择和评价而培养结构设计，计算能力。熟悉一般的机械装置设计过程。

二、工作原理及工艺动作过程

半自动平压模切机是印刷，包装行业压制纸盒、纸箱制品的专用设备。它可以对各种规格的纸板、厚度在4mm一下的瓦楞纸板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线

（一）机构运动要求

从机器的工艺动作可以看出，可以把整个机构运动的运动分成两个部分，一是辅助运动，它可以用于完成纸板的夹紧，走纸，松开等动作。对实现该运动的传动机构要求做间歇运动；二是主运动，完成对纸板的压切动作，要求装有模板的滑块做直线往复运动。其特点是行程短，受载大。本机构要求行程是50毫米，最大载荷是错误!未找到引用源。，工作速度是每小时压制3000张。另外，主运动和辅运动要相互协调。

（二）运动示意图

由上述机构运动要求，绘制如下运动示意草图：

（三）各部件运动分析

1、主轴的选择和转角运算

为了计算和设计方便，选择变速箱的输出轴为运动分析主轴，如上图所示。由原始数据和设计要求知，平面六杆机构的行程速比系数K=1.3，则极位夹角错误!未找到引用源。°并知该运动周期分为两部分，以156.5°（156.5°=180°-23.5°）为界分为0°---156.5°和156.5°--360°两个过程。

2、模切机构的分析

当主轴转角为0°---156.5°，下模从行程最低点开始，在平面六杆机构的带动下向上移动至预定模切位置，进行冲压模切；当主轴转角为156.5°--360°，下模完成模切动作，快速急回运动至行程最低点即下一周期起点。

3、走纸机构的分析

当主轴转角为0°---156.5°，特殊齿轮组（用于完成间歇运动）没有啮合运动，链轮链条处于静止状态；当主轴转角为156.5°--360°，特殊齿轮组轮齿参与啮合，带动链轮链条运动，进行走纸运动。

4、夹紧装置的分析

当主轴转角为0°---156.5°，带动夹子的凸轮走过推程，远休止和回程使刚性弹簧夹完成夹纸动作；当主轴转角为156.5°--360°，凸轮处于近休止状态使刚性弹簧夹处于夹紧状态。

（四）综上所述运动循环图如下：

四、送料、模切机构的选型

（一）送料机构的选型

1、可选机构

2、选型原因：

(1)对于纸板的输送构件，选用双列链轮传动：

a、相对皮带传动而言，双列链轮传动精度较高，有利于纸板的精确走纸定位；

b、适合于本机构的远距离传递；

c、本机构在长时间传输、模切时摩擦大，易发热，而双列链轮传动机构适合于长时间在此恶劣环境下工作。

另外，使用皮带轮传动其易打滑，易变形，传输精度低，传递效率低。

(2)对于纸板的停歇，选用特殊齿轮组：

a、相对凸轮机构相比而言，特殊齿轮组制造容易，工作可靠。

b、特殊齿轮组在设计时，易实现从动件的运动时间和静止时间的比例在较大范围内调节，适用范围广。

c、特殊齿轮组在工作时由于面接触且是间歇运转，因此不易磨损，使用寿命长。

另外凸轮机构制造加工困难，易磨损。

(3)对于纸板的固定，选用刚性弹簧夹：

a、在走纸时，相对普通夹子而言，由于刚性弹簧力的作用，可以自动的将纸板夹紧，并准确平稳的走纸；

b、在夹紧和松开纸板时，运用凸轮机构和刚性弹簧的配合使用，能准确、方便、自动的实现纸板的夹紧和松开动作。

另外，使用普通夹子较难实现纸板的自动夹紧和松开的工艺动作以及平稳走纸的目的。

3、最终选型：纸板的输送选用双列链轮传动；纸板的停歇殊齿轮组选用特；纸板的固选用刚性弹簧夹。

（二）模切冲压机构的选型

1、可选机构

2、选型原因：

a、相对凸轮机构而言，连杆机构的运动副一般均为低副，其运动副元素为面接触，压力较小，润滑好，磨损小，则承载能力较大，有利于实现增力效果。

b、连杆机构的设计、加工制造容易，经济性好，且低副一般为几何封闭，工作的可靠性好。

c、在满足运动要求的条件下，连杆机构可以灵活改变各杆件的相对长度来调节运动规律，适用性强。

另外，凸轮机构增力效果差，设计加工制造困难，适用性差。

3、最终选型：平面六杆曲柄滑块机构。

五、机械运动方案的评定和选择

由上述运动循环图及题设要求可知，“半自动平压模切机”主要分为三大部分：动力传动机构；走纸机构；冲压模切机构。其中动力传动机构又分为动力传递机构和变速转向机构。走纸机构分为：纸板的输送机构，纸板的停歇机构和纸板的固定机构。冲压模切机构为急回机构。

备选机构列表：

由上述备选机构可得32种备选机械运动方案，从中选出3种典型可行方案如下：

方案A：双列链轮传动----特殊齿轮组----刚性弹簧夹----平面六杆曲柄滑块机构----V形带----圆柱齿轮传动机构

方案B：双列链轮传动----凸轮机构----刚性弹簧夹----直动推杆凸轮机构----联轴器----锥--圆柱齿轮传动机构

方案C：皮带轮传动----凸轮机构----普通夹子----直动杆凸轮机构----联轴器----单级蜗杆传动机构

典型可行方案评定

方案A：

1、示意图

2、分析与评定

(1)机械功能的实现质量

由于V形带和齿轮的组合传动，功率损失小，机械效率高，可靠性高；平面六杆曲柄滑块机构能够承受很大的生产阻力，增力效果好，可以平稳的完成模切任务；使用刚性弹簧夹自动的实现纸板的夹紧与松开动作，并运用特殊齿轮组完成走纸的间歇运动和准确的定位，以实现与冲压模切的协调配合。

(2)机械的运动分析

在同一传动机构的带动下，特殊齿轮和双列链轮机构共同完成走纸的准确定位，运动精度高，并且能和冲压模切运动很好的配合完成

要求动作工艺。

(3)机械动力分析

平面六杆曲柄滑块机构有良好的力学性能，在飞轮的调节下，能大大的降低因短时间承受很大生产阻力而带来的冲击震动；整个机构（特别是六杆机构和特殊齿轮组）具有很好的耐磨性能，可以长时间安全、稳定的工作。

(4)机械结构合理性

该机构各构件结构简单紧凑，尺寸设计简单，机构重量适中。

(5)机械经济性

平面六杆曲柄滑块机构设计，加工制造简单，使用寿命长，维修容易，经济成本低，虽然特殊齿轮组设计加工难度较大，成本偏高，但与其他等效备选机构相比，其能更好的实现工作要求，以带来更大的经济效益。

方案B：

1、示意图