半自动平压模切机的设计

半自动平压模切机摘要机械设计是工科高等学校机械类，机电类等专业必修的一门技术基础课，我们在学习基础知识的同时，也应更加注重对知识的整体运用和实践。作者设计的半自动平压模切机是印刷包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备。本文从拟定运动循环图出发，通过查找机械设计手册，比较不同方案，选择了最合适的传动系统和执行机构，并且对其工作原理，结构设计和几何参数进行了深刻的分析和探讨。作者运用优秀的Autocad将设计的装置形象，直观的描绘出来了。该模切机具有结构简单，紧凑，效率高，易操作的特点。由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的叩扣:二二壹五八玖一壹五一关键词：机械设计半自动平压模切机AutocadSemiautomaticdie-cuttingmachineAbstractMechanicaldesignisanengineeringcollegemachinery,electricalandotherspecializedtypesofacompulsorybasiccourseoftechnology,westudythebasicknowledgeatthesametime,shouldalsopaymoreattentiontotheknowledgeoftheoverallapplicationandpractice.Theauthordesignedsemi-automaticdie-cuttingmachineistheprintingandpackagingindustrypressboxes,cartonsandotherpaperproductsandspecialequipment.Thispaperproposedthemotioncyclechartfromthestart,throughthesearchofmechanicaldesignmanual,comparisonofdifferentoptions,selectthemostsuitabletransmissionsystemandexecutingmechanism,anditsworkingprinciple,structuredesignandgeometricparametersofanin-depthanalysisanddiscussion.TheexcellentAutoCADwilldesignthedeviceimage,intuitiveoutlined.Thecuttingmachinehastheadvantagesofsimplestructure,compactstructure,highefficiency,easytooperate.Keywords:MechanicalDesignSemiautomaticdie-cuttingmachineAutoCAD1第一章概述1.1课题来源本课题属于自主选题，其研究目标为设计可对各种规格的纸板、厚度在4mm以下的瓦楞纸板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸的模切机。本论文主要研究设计传动系统，进行机构设计，对主要零部进行力和强度进行计算，并要绘制所设计方案的机构运动简图，绘制模切机的装配图和重要零件的零件图。1.2课题研究目的及意义平压平模切机是目前应用最广泛的最普遍的类型，也是国内外生产厂家最多的机型。平压平模切机可以用于各种类型的模切，既能模切瓦楞纸板、卡纸、不干胶，又能模切橡胶、海绵、金属板材等，既能人工续纸半自动模切，也能全自动高速联动模切。半自动平压模切机的精准度比比一般的模切机要高。他的工作原理最具有代表性的。所以研究它也及其重要。平压平模切机分为立式、卧式两种。立式模切机俗称“老虎嘴”机，其特点是精准度比圆压圆模切机好，售价2便宜，突出的缺点是安全系数低，多年来始终没有彻底解决杜绝伤残事故问题，工伤事故时有发生，在当今国家重点保证人身安全并已立法的大环境下，如果还是解决不了安全问题，必然要退出市场。卧式模切机分为半自动模切机、全自动模切机以及带清废和不带清废四种。它们的共同特点是精准度比较准确，效率比“老虎嘴”机高，比圆压圆低，处于中位。近二十年来，平压模切机是使用最广泛且技术发展最快的机型。万丈高楼平地起，作为一个刚刚毕业的大学生，要想有自己的技术进步与技术技术创新，就得先搞懂基本设备的基本原理。为以后实现模切机的数字化和智能化做准备。3第二章方案选型2.1根据工艺动作要求拟定运动循环图为保证机器的正常运行，防止出现卡纸，空压等不良现象的出现，个个执行机构必须在规定的时间内完成动作，并且保证机构的运行到准确的位置。在设计半自动平压模切机运动循环图时，我主要确定冲压模切，走纸两个执行构件的先后顺序。各部件运动分析1主轴转角运算选择变速箱的输出轴为运动分析主轴，平面六杆机构的行程速比系数K=1.3，根据机械原理有关知识°，并知该运动周期以156.5°=180°-23.5°为分界点，分为0°——156.5°和156.5°——4360°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，进入远休止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。表2-1主轴转角与机构的运动关系主轴转角0°156.5°360°走纸机构停止运动夹紧装置送料夹紧输入走纸模切机构滑块上升（模切）滑块下降（回程）52.2送料模切机构选型送料：1，纸板的输送：a双列链传动机构;b带轮传动机构选用a双列链采用传动机构①采用链轮更易固定纸板夹子；②链传动机构是多对齿轮同时啮合，承载能力大，传动效率高，并且可实现中心距较大的轴间传动；③模切时摩擦较大，易发热，而双列链适合长时间在恶劣环境下工作。图2-1双列链传动正视图62，纸板停歇：a凸轮；b特殊齿轮选用b特殊齿轮链轮①采用特殊齿轮加工和维修方便，工作可靠；②易实现从动件的运动时间与静止时间的比例在较大范围内调节；③工作时面接触为间歇运动，不易磨损。主动链轮做单向间歇运动，选择齿轮（4个）与不完全齿轮（1个）组合，将链条安放在完全齿轮上，在将完全齿轮与不完全齿轮连接，不完全齿轮转动带动完全齿轮转动。分别在这两个齿轮上装有凸形和凹形圆弧板，以起到锁止弧的作用。7图2-2不完全齿轮图2-3不完全齿轮啮合不完全齿轮的齿数为15，有齿的部分为108度，无齿的部分为252度，分度圆r=25cm齿根圆r=23.5cm齿顶圆r=26.5cm。完全齿轮齿数为40，模数m=10.6，齿根圆r=18cm，分度圆r=21.2cm，齿顶圆r=24cm。根据设计要求知不完全齿轮的转速为50r/min。3，纸板的固定：a刚性弹簧夹；b普通夹子选用a刚性弹簧夹①刚性弹簧夹具有刚性弹簧力的作用，不仅可以自动的将纸板夹紧，而且可以准确平稳的实现走纸运动；②能准确、方便、自动的实现纸板的夹紧和松开动作。图2-4刚性弹簧夹84.夹紧装置的机构在送纸后，要将纸板夹紧，因此机构在上升到一定位置后需要有一段时间的停歇，所以要选择具有一端停歇的往复移动的机构，可选取不完全齿轮、凸轮机构或连杆机构。（一）不完全齿轮由于不完全齿轮有较大的冲击力，所以只适合低速轻载场合并且多使用与有特殊要求的专用机械中，所以我们不采用它。（二）连杆机构连杆机构进行传递时，传递路线较长，易产生较大误差同时机械效率也会降低，而连杆及滑块所产生的惯性力难以用一般平衡方法消除，不宜用于高速运动，所以也不采用它。(三）凸轮机构凸轮机构最大优点是只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动，而且相应快速，机构简单。所以选用凸轮机构很适合。5平压模切机构（1）下图机构为最简单的往复直线运动机构之一，曲柄滑块机构，不难看出该机构虽然简单，但完全可以实现下模的上下移动和冲压过程，但由于它的承载能力很差，且下模在进行冲压时在纸板上停留片刻才能保证压模效果，所以不能选用此机构。9图2-5曲柄滑块机构（2）下面两个冲压机构也能完成工作，但是机构比较复杂，设计比较困难，并且传动过程较长，能量易损失，传动效率低，所以不采用这两种机构。10图2-6六杆机构（3）图是六杆机构，它弥补了方案一承载能力差和方案二传动效率低的缺点机构结构稳定承载能力强，且机构结构并不复杂，所以采用此方案。11图2-7六杆机构最终选型：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殊齿轮；纸板的固选用刚性弹簧夹，其中的夹紧机构用凸轮机构；平面模切选用平面六杆机构。2.3机械运动方案的评定和选择根据机构的功能，运动规律的形式，传动精度高低，机构的工作性能，应用范围可调性，运转速度，承载能力，机构的动力性能，加速度峰值，可靠性，经济性，（制造难易，能耗大小），结构紧凑（尺寸，重量，结构复杂性）等要求来选择方案。根据半自动平压切模机的工作原理，把机器完成加工要求的动作分解成若干种基本运动。“半自动平压模切机”主要由三大部分组成，即：动力传动机构；输入走纸机构；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。输入走纸机构分为：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。对于本机构，我们必须从以下方面做重要分析(1)设计实现下模往复移动的机构时，要同时考虑机构应满足运动条件和动力条件。(2)为满足机器工艺需要，各机构执行构件的动作在规定的位置和时间上必须协调，准确。（3）毫无疑问，作为一个优秀的设计工作者，也应特别注意合理性和经济性12备选机构列表：表2-2机构类型比较机构供选机构类型纸板的输送双列链轮传动皮带轮传动纸板的停歇机构凸轮机构特殊齿轮组纸板的固定刚性弹簧夹普通夹子急回机构直动推杆凸轮机构平面六杆曲柄滑块机构动力传递机构联轴器V形带变速转向机构圆柱齿轮传动机构单级蜗杆传动机构圆锥--圆柱齿轮传动机构由上述备选机构中选出3种典型可行方案如下：方案A：皮带轮传动----凸轮机构----普通夹子----直动杆凸轮机构----联轴器----单级蜗杆传动机构方案B：双列链轮传动----凸轮机构----普通夹子----直动推杆凸轮机构----联轴器----锥--圆柱齿轮传动机构方案C：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13方案A1、示意图图2-8传动示意图A14分析与评定(1)机械运动分析V带虽然结构简单，维护方便，成本低廉，冲击力小，传动平稳，噪声小，但是易磨损、打滑，传动效率低，寿命较短，走纸运动的精度不高，很难实现走纸定位与冲压模切两者之间的协调性。(2)机械动力分析蜗杆减速器，结构紧凑，环境适应好，但传动效率低，易发热，不适宜于连续长期工作。直动推杆凸轮机构难以承受较大的生产阻力，如果长期在重载条件下工作，直动推杆凸轮机构将不能满足冲压模切的力学要求；(3)机械机构合理性该机构结构简单紧凑，但是，凸轮机构的运用会造成整体机构的尺寸和重量都变大。(4)机械机构经济性使用普通夹子会降低了生产成本，但由于其易磨损，维修成本大，并且不便于纸板的自动化夹紧和松开，需要相应辅助手段，经济成本还是很大。凸轮机构和蜗杆机构也会是经济成本增加。总体上机械功能的实现很差方案B15图2-9传动示意图B分析与评定：（1）机械运动分析下模向上运动进行