凉席竹片铣槽机(课程设计)

1课程设计（课程实习）机械原理课程设计院（系、部）：机械工程学院姓名：同组成员：班级：指导教师签名：2011年6月30日2目录第一章引出问题………………………………41.1机器的功能和设计要求…………………………4第二章运动方案的拟定…………………………52.1方案一………………………………………52.2方案二………………………………………72.3方案三………………………………………82.4最终方案的确定…………………………………8第三章凉席竹片铣槽机运动循环图……………9第四章机构的运动分析及设计………………104.1送料机构的运动分析及设计…………………104.1.1曲柄摇杆机构的运动分析及设计………………104.2切削机构的运动分析及设计………………………124.2.1凸轮机构的运动分析及设计……………………123第五章机械传动系统设计………….…………175.1传动机构和传递路线及速比分配……………………175.2飞轮设计………………………………………17第六章设计体会………………………………19第七章参考文献………………………………204凉席竹片铣槽机第一章引出问题1.1机器的功能和设计要求1．机器的功能在凉席竹片两侧的铣削出R20的圆弧槽。为了实现在凉席竹片两侧的铣削出R20的圆弧槽。，凉席竹片铣槽机应完成如下三个动作：（1）竹片的输送（2）导槽压紧竹片（3）锯片铣刀的进刀与退刀2．设计要求为了减轻凉席的重量，增加透风性能，需要在凉席竹片两侧的铣削出R20的圆弧槽。如图10.7所示，两边槽深分别为8mm，以保证铣出缝隙；槽宽为2mm。刀具可用外径φ40厚2mm的锯片铣刀，铣转速为2800r/min，铣削功耗约为375w。方案号进给电动机转速r/min生产率片/minA1440120B960100C72060表10.2凉席竹片铣槽机的生产率图10.75第二章运动方案的拟定2.1方案一工作原理方案1凉席竹片铣槽机的工作原理可用图表示。当曲柄滑块机构将竹片推到导槽上时，导槽两侧的铣刀开始分别对竹片进行切削。切削完一个竹片之后曲柄摇杆机构将下一个竹片推到切削地点进行切削同时将前一个竹片顶出工作范围。竹片再被曲柄滑块机构推到导槽进行切削的时候会被导槽上方的夹紧机构加紧，竹片在被切削的时候不会跑偏。方案1凉席竹片铣槽机工作原理2．工艺动作在上述两个动作中，可以将两个铣刀连接在一个凸轮上进行上下往复运动。此外，为了实现连续生产，需要曲柄滑块机构能够持续的送料。因此凉席竹片铣槽机要求完成以下四个工艺动作：（1）曲柄摇杆送料：可利用送料机构进行送料。（2）压紧机构：当竹片被推到工作位置上时，导槽上的压紧机构将被加工的竹片压紧，铣刀在加工的时候竹片不会跑偏；（3）切削：当竹片被推到加工位置上时，铣刀分别对竹片进行切削；（4）输出：成型的竹片被后面的竹片推出导槽。上述四个动作，压紧机构和输出动作比较简单，可以不予考虑。因此，凉席竹片铣槽机重点考虑两个机构的设计：曲柄摇杆机构，切削机构。凉席竹片铣槽机的运动传递路线如图所示。6运动传递路线如图运动循环图主要是确定曲柄滑块和切削机构两个执行构件的运动的先后顺序、相位，以便进行设计、装配和调试。分析两个工艺动作，曲柄滑块的往复运动和铣刀的上下往复运动是最主要的运动。因此，这两个机构为主机构，并设定滑块在最小距离时为运动的起点位置，也是一个运动循环的终点位置。此时曲柄滑块机构主动件的转角为零，并以此作为运动循环图横坐标的起点，循环周期为360°。铣刀的切削运动是由一个凸轮机构控制的。铣刀的起点位置是在滑块到达最大行程时开始运动，并在下个滑块到达最大行程前完成。两个铣刀同时进刀，保证加工的准确性。被加工完成的竹片被后面的竹片推出导槽。图为凉席竹片铣槽机执行构件的直角坐标运动循环图。横坐标为曲柄滑块机构和凸轮机构主动件转角（分配轴转角），纵坐标为各执行构件的直线位移或角位移。滑块铣刀位移时间位移时间凉席竹片铣槽机运动循环图电机曲柄摇杆机构(送料)凸轮机构（切削）减速72.2方案二工作原理方案2凉席竹片铣槽机的工作原理可用图表示。此图导槽是左右运动的，两个铣刀是固定在导槽两侧不动的。当曲柄滑块机构将竹片推到导槽上时，由于导槽的运动铣刀开始分别对竹片进行切削。切削完一个竹片之后曲柄摇杆机构将下一个竹片推到切削地点进行切削同时将前一个竹片顶出工作范围。竹片再被曲柄滑块机构推到导槽进行切削的时候会被导槽上方的夹紧机构加紧，竹片在被切削的时候不会跑偏。曲柄滑块机构送料机构切削机构压紧机构凸轮机构压紧机构方案2凉席竹片铣槽机工作原理82.3方案三方案3凉席竹片铣槽机的工作原理可用图表示。此图的送料机构是一个传送带，两个铣刀是左右运动的。当传送带将竹片推到工作位置上时，由凸轮控制的的挡板将竹片挡住使其固定在加工位置上。同时铣刀开始分别对竹片进行切削。切削完一个竹片之后传送带将下一个竹片传到切削地点进行切削。竹片在进行切削的时候会被传送带上方的夹紧机构加紧，竹片在被切削的时候不会跑偏。传动机构送料机构凸轮机构压紧机构方案3凉席竹片铣槽机工作原理2.4最终方案的确定经我组全体人员考虑决定我们组选定方案1为最终方案。因为方案一比较合理，比较容易实现，更便于控制所以我们组选择方案一。9第三章凉席竹片铣槽机运动循环图电动机飞轮压紧机构曲柄滑块机构送料机构电动机凸轮机构切削机构Z1Z2Z3Z4Z5Z6最终方案机械运动方案示意图滑块铣刀位移时间位移时间凉席竹片铣槽机运动循环图10第四章机构的运动分析及设计4.1送料机构的运动分析及设计4.1.1曲柄摇杆机构的运动分析及设计1．曲柄滑块机构的尺寸综合及运动分析（1）尺寸综合曲柄滑块机构为偏置曲柄滑块机构。已知滑块的行程为Ｈ＝300mm，行程速比系数Ｋ＝1.４，取偏距ｅ＝200mm。利用图解法设计，取比例尺μ＝１ｍｍ／ｍｍ。设计过程如图所示。作图步骤如下：①计算极位夹角3018014.114.118011KK②按冲头和脱模盘的行程Ｈ＝200mm，做出的极限位置Ｃ１、Ｃ２。作直角三角形ΔＣ１Ｃ２Ｄ。其中∠Ｃ1Ｃ2Ｄ＝60°。③作直角三角形ΔＣ１Ｃ２Ｄ的外接圆。④作与Ｃ1Ｃ2平行且相距为ｅ＝200mm的直线，与圆相较于Ａ点，即为曲柄回转中心的位置。⑤从图中量得AＣ2＝135ｍｍ，AＣ1＝300ｍｍ，求各杆长度曲柄长度：mmmmACACa26.1201243.24695.468212连杆长度：mmmmACACb69.3661243.24695.46821211B1DAB2C1C2用图解法设计偏置曲柄滑块机构（2）运动分析对于如图所示的曲柄滑块机构，已知曲柄的转速n1=60r/min，各从动构件的运动可由表3中所列公式求出。计算结果列于表4。按计算结果画出的滑块的速度、加速度曲线如图8所示。图7曲柄滑块机构12表3曲柄滑块机构运动分析连杆2滑块3转角：)sinarcsin(1122角速度：12112coscos角加速度：22212121112coscossincossin其中：beba21;位移：21coscosbaxC速度：2211sinsinbavC加速度：22222121sincoscosbbaaC表4曲柄滑块机构运动分析结果Φ1Φ2ω2ε2xcvcac0-33.0534-1.229260.9833080.427606-0.24585-1.4546830-45.1861-1.266-0.683070.362593-0.51823-1.6198160-56.0415-0.92225-3.755360.26496-0.60769-1.9098690-60.8539-1.3E-16-6.645980.178592-0.37781-2.12844120-56.04150.922247-3.755360.1447-0.04669-0.72294150-45.18611.265998-0.683070.1542970.140420.435992180-33.05341.2292590.9833080.1870860.2458520.919156210-22.42290.9652632.1352610.2348180.3239151.010735240-15.1530.5337162.9813060.2938110.3783490.778402270-12.55981.94E-163.3162030.3579150.3778080.264434300-15.153-0.533722.9813060.4140710.276034-0.40852330-22.4229-0.965262.1352610.4431140.053893-1.04507360-33.0534-1.229260.9833080.427606-0.24585-1.45468a)滑块的速度vc-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.6090180270360φ1(°)vc(m/s)13b)滑块的加速度ac-2.5-2-1.5-1-0.500.511.5090180270360φ1(°)ac(m/s2)图8滑块的速度、加速度曲线4.2切削机构的运动分析及设计4.2.1凸轮机构的运动分析及设计图9凸轮机构位移曲线切削机构采用凸轮机构。已知从动件铣刀的行程为h＝50mm。由凉席竹片铣槽机运动循环图，可得凸轮的位移曲线如图9所示。-100102030405060135791113151719212325272931333537系列114根据凸轮机构的位移曲线设计凸轮机构如图10所示图10凸轮机构δsvaXy00000100100.4404140.4083290.24605494417.4412998.9145203.274261.4422560.37697804535.3218897.04606309.7750552.6179940.33150892954.8875395.067994019.500513.3854020.13092310176.8134591.54275030.499493.385402-0.13092310199.9684183.883456040.224942.617994-0.331508929121.438470.112477046.725741.442256-0.376978045137.877150.183168049.559590.408329-0.246054944147.287425.9707590500-9.37958E-171509.19E-1510049.55959-0.408330.246054944147.2874-25.970711046.72574-1.442260.376978045137.8771-50.183212040.22494-2.617990.331508929121.4384-70.112513030.49949-3.38540.13092310199.96841-83.883514019.50051-3.3854-0.13092310176.81345-91.54271509.775055-2.61799-0.33150892954.88753-95.0681603.27426-1.44226-0.37697804535.32188-97.0461151700.440414-0.40833-0.24605494417.44129-98.9145180-1.9E-150-1.87592E-161.23E-14-1001900.4404140.4083290.246054944-17.4413-98.91452003.274261.4422560.376978045-35.3219-97.04612109.7750552.6179940.331508929-54.8875-95.068220