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《机械原理课程设计》廖汉元孔建益闻欣荣李佳编撰武汉科技大学机械自动化学院机械设计与制造教研室1999年5月(02年再版)飞剪机构分析与设计任务书一.工艺要求1.剪切运动速度为V t=2m/s的钢板，拉钢系数=V刀/ Vt=[]，[]=~2.两种钢板定尺（长度）L=1m; ；3.剪切时上下剪刃有间隙，剪切后上下剪刃不发生干涉（相碰）；4.剪切时上、下剪刃沿钢板运动速度方向的速度相对误差：ΔV刀[]二.给定参数1.工艺参数图 1剪切力F=10T=98kN;支座A距辊道面高约为 h250mm(如图1);刀刃重合量Δh5mm;钢板厚度Δb=1mm;2.机构设计参数按定尺L=1m给出机构的行程速比系数k 、远极位传动角2、摇杆摆角：表1 参数与方案三.设计内容1.根据工艺要求制定机构方案，定性比较各方案的优、劣；2.设计出满足工艺要求的机构尺寸及上下剪刃的位置尺寸；3.根据最终设计结果按比例绘制机构运动简图及上下剪刃的轨迹；4.进行机构的运动及力分析，检验上下剪刃的速度相对误差、拉钢系数是否满要求，并求出曲柄上的平衡力矩M b《飞剪机构分析与设计》指导书二，对剪机运动的要求：1.曲柄转一圈对钢材剪切一次；2.剪切时，上、下剪刃速度相对误差小于其许用值：V 刀=2|V Et -V Ft |/(V Et +V Ft ) = .3.剪切时，上下剪刃应与钢材运动同步。
一般希望剪刃速度略大于钢材运动速度，即拉钢系数>1：V 刀= (V Et +V Ft )/2；= V 刀/ V t = =~. 4.能调节钢材的剪切长度L三，设定参数1.工艺参数剪切力F=10T=98kN 支座A 距辊道面高约为h 250mm刀刃重合量Δh5mm 钢板厚度Δb=1mm 2.机构设计参数按定尺L=1m 给出机构的行程速比系数k 、远极位传动角2、摇杆摆角如表1所示。
四.机构的型综合首先对工艺要求进行分析，把工艺要求变换为对机构运动的要求，然后根据对机构的动作要求进行型综合。
机械原理飞剪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握机械原理中关于飞剪的基本概念，包括飞剪的结构、工作原理及其在工程中的应用。
2. 学生能够描述飞剪的力学特性，解释相关物理定律，如杠杆原理、摩擦力等，并能够运用这些知识分析飞剪的运作过程。
3. 学生能够掌握飞剪设计的基本参数，并运用公式进行简单计算。
技能目标：1. 学生能够运用所学的机械原理知识，进行飞剪模型的搭建，培养动手操作能力。
2. 学生能够通过小组合作，进行飞剪实验，学会使用相关工具和仪器，提高实验技能和数据分析能力。
3. 学生能够运用创新思维，对飞剪设计进行优化，提出改进方案。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习飞剪的机械原理，培养对机械工程学科的兴趣和好奇心，激发学习动力。
2. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生能够认识到机械原理在实际工程中的应用价值，提高对工程技术的认识，培养创新意识和实践能力。
课程性质：本课程为机械原理的实践应用课，旨在让学生通过理论学习与动手实践相结合，深入了解飞剪的机械原理，提高学生的实践操作能力和创新思维。
学生特点：学生处于中学高年级阶段，具备一定的物理基础和动手能力，对机械原理有较高的兴趣，但需加强实验操作和团队协作能力的培养。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过自主探究、小组合作等方式，提高学生的参与度和积极性。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 引入飞剪的基本概念：通过课本第二章“机械原理及其应用”的学习，介绍飞剪的结构组成、工作原理及其在工业中的应用场景。
- 教材章节：第二章 机械原理及其应用2. 飞剪力学特性分析：- 杠杆原理在飞剪中的应用；- 摩擦力对飞剪工作效率的影响；- 力的合成与分解在飞剪运作过程中的具体体现。
- 教材章节：第二章 机械原理及其应用，第三节 力学原理在机械中的应用3. 飞剪设计基本参数及计算：- 飞剪设计中的主要参数及其意义；- 基本计算公式的推导和应用；- 实例分析，运用公式进行飞剪设计计算。
机械设计课程设计计算说明书设计题目飞剪机传动装置设计能源与动力工程学院（系） 390414 班设计者 39041423 张龙指导教师杨洋2012 年 5 月 9 日北京航空航天大学设计任务书1.设计题目：飞剪机传动装置设计2.设计要求1）.飞剪机用于轧件的剪切，在轧件运动方向上剪刃的速度应等于或略大于轧件运动速度。
2）.为保证轧件剪切断面质量，要求飞剪机的一对剪切刀片在剪切过程中做平移运动。
3）.剪刃的运动轨迹应是一条封闭曲线，且在剪切段应尽量平直，剪切过程中要求剪切速度均匀。
4）单向运动，频繁起动，使用期限为十年，专业机械厂制造，小批量生产，两班制工作。
3.原始技术数据4.设计任务（1）选择电动机。
（2）设计工作机构和减速器。
（3）选择联轴器。
（4）绘制减速器转配图1张，零件工作图2张。
（5）编写设计说明书1分。
目录一、飞剪机总体方案设计 (3)1.飞剪机总体布局 (3)2.执行机构设计 (3)3.电机的选择 (4)4.传动比的分配 (4)5.运动和动力参数计算 (5)二、传动零件设计 (6)1.高速级齿轮传动设计 (6)2.低速级齿轮传动设计 (9)3.四连杆机构设计 (12)三、轴的设计 (13)1.高速轴的设计与校核 (13)2.中间轴的设计与校核 (15)3.低速轴的设计与校核 (17)四、轴承的选择与校核 (21)1.高速轴轴承的选择与校核 (21)2.中间轴轴承的选择与校核 (22)3.低速轴轴承的选择与校核 (23)五、键的选择与校核 (25)六、减速器箱体及附件的设计 (27)1.减速器机体各部分结构尺寸 (27)2.润滑和密封形式的选择 (29)七、其他设计说明 (30)八、参考文献 (31)九、附录 (32)1）四连杆执行机构尺寸示意图 (32)2）四连杆运动特性参数表格 (33)3）刀刃轨迹 (34)4）刀刃速度 (35)5）刀刃角度 (36)一、飞剪机总体方案设计1.飞剪机总体布局如图，由电动机输出扭矩，用弹性联轴器连接电动机输出轴与三级减速器的输入端。
3.电机的选择(1)电动机所需工作功率为wd p P η=工作所需功率为为1000w FvP =，取连杆机构的急回系数k=1.4则往返时间比为7：5，求得 2.9246w P w =32a 123430.960.990.970.60.526ηηηηη=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯=2.92465.560.526Wd aP P W η=== (2) 取同步转速为 1440r/min 的电机，则电机选择为： Y132M-4,P 额=7.5KW机座号132M:D=38，E=80，H=132。
4.传动比的分配(1)总传动比1440/min 3640/minm a w n r i n r === （2）分配传动装置各级传动比 取V 带传动比为01 2.5,V =则减速器传动比为0114.4ai i =, 1223124.493.20ai i i i ⎧==⎪⇒⎨==⎪⎩5.运动和动力参数计算● 0轴000005.561440/min 9550/36.9m P P KW N N r T P N N M ======总，● 1轴11101115.34576/min 9550/105.3P P KW N N r T P N N Mη======0，● 2轴22321122225.13/128.3/min 9550/377.8P P KW N N i r T P N N M ηη======1，● 3轴32332233334.92/40/min 9550/1162.5P P KW N N i r T P N N M ηη======2，M )输出 36.9 104.2二、 传动零件设计级合理21cos 10 1.45324062.31001.703A t H F b Z b NF b K εαααεββ===⎩===其中∴强度合理设计计算依据和过程∴强度合理中间级齿轮1cos 10 1.4955612983127100A t H Z b N F b K εααεβ====>⎩∴σ⇒=∴强度合理设计计算依据和过程∴强度合理设计计算依据和过程三、轴的设计四、轴承的选择与校核1 20.22 0.302rre X==⇒2)2552,2029r aXF YFN P+=120.6930.304r r F F ==10.3770.550r F F ==五、键的选择与校核安全∴强度设计合理安全∴强度设计合理安全∴强度设计合理转矩1174T N =⋅∴强度设计合理安全转矩1174T N =⋅∴强度设计合理安全（1）与键4（2）强度校核略六、减速器箱体及附件的设计1.减速器箱体结构尺寸2,δ∆取110.2mm =2.润滑和密封形式的选择1）轴系轴承采用脂润滑，齿轮采用油润滑。
图飞剪机构的设计一、 设计内容 1、工艺要求1.1剪切运动速度为V t =2m/s 的钢板，拉钢系数δ=V 刀/ V t =[δ]， [δ]=1.01~1.051.2 两种钢板定尺（长度）L=1m; 0.65m ；1.3 剪切时上下剪刃有间隙，剪切后上下剪刃不发生干涉（相碰）；1.4 剪切时上、下剪刃沿钢板运动速度方向的速度相对误差： ΔV 刀≤0.05=[ε] 2、给定参数2.1工艺参数 剪切力F=10T=98kN;支座A 距辊道面高约为 h ≈250mm(如图h ≈5mm;钢板厚度Δb=1mm; 2.12.2机构设计参数按定尺L=1m 给出机构的行程速比系数k 、远极位传动角γ2、摇杆摆角ψ如表2-1所示。
：表2-1 参数与方案3、具体内容3.1根据工艺要求制定机构方案，定性比较各方案的优、劣； 3.2设计出满足工艺要求的机构尺寸及上下剪刃的位置尺寸； 3.3根据最终设计结果按比例绘制机构运动简图及上下剪刃的轨迹；3.4进行机构的运动及力分析，检验上下剪刃的速度相对误差、拉钢系数是否满要求，并求出曲柄上的平衡力矩M b 4、对剪机运动的要求：4.1曲柄转一圈对钢材剪切一次；4.2剪切时，上、下剪刃速度相对误差小于其许用值：△V 刀=2|V Et -V Ft |/(V Et +V Ft )≤ [ε] = 0.05. 4.3剪切时，上下剪刃应与钢材运动同步。
一般希望剪刃速度略大于钢材运动速度，即拉钢系数δ>1： V 刀= (V Et +V Ft )/2； δ= V 刀/ V t =[δ] =1.01~1.05. 4.4能调节钢材的剪切长度LC b5、设定参数5.1工艺参数剪切力F=10T=98kN 支座A距辊道面高约为h ≈250mm刀刃重合量Δh≈5mm 钢板厚度Δb=1mm5.2机构设计参数按定尺L=1m给出机构的行程速比系数k 、远极位传动角γ2、摇杆摆角ψ如表2-1所示。
6、机构的型综合首先对工艺要求进行分析，把工艺要求变换为对机构运动的要求，然后根据对机构的动作要求进行型综合。
飞剪机构课程设计作为一种常见的机械传动机构，飞剪机构是工业生产中常用的一种机构，它主要用于对金属材料进行切割、整形等加工作业。
在机构设计的过程中，要考虑到材质强度、运转精度、工作效率等诸多因素，以确保飞剪机构在实际使用中能够达到预期的效果。
首先，飞剪机构的设计要考虑到制品的切割效率。
由于工业生产的高效性和速度要求，机构的切割速度必须能够满足工业生产的要求。
因此，需要选择材质良好、自身重量较轻且强度高的材料，以提高机构的工作效率和切割速度。
同时，机构结构中的剪切部分也需要采用高硬度的材料，以保证切割部件能够在动力输出下承受较大的剪切力。
其次，飞剪机构的设计还应考虑到运转精度。
由于飞剪机构的运转精度直接影响切割效果和产品质量，因此必须采用精度高的结构设计，以确保机构能够在运转时保持高精度和稳定性。
在机构设计过程中，工程师应该考虑到杆件的设计和加工耐磨性、动力传递的稳定性、切割刃的精度和耐用性以及导向部分的适配性等要素，以确保机构的运转精度能够满足要求。
最后，飞剪机构的设计还需要考虑到实际运用中的安全性和便捷性。
在机构设计时需要考虑到结构的占地面积、重量等要素，同时还需考虑到操作员的使用便捷性和操作安全性。
为此，需要设计符合工业安全规范的设计实现机制，以确保在机构运转过程中安全可靠，同时还需设计人性化的操作界面和控制系统，以提高工人的使用舒适度和效率。
总之，飞剪机构的设计应该注重结构的切割效率、运转精度、安全性和便捷性，以及需要考虑生产环境和工人操作的具体情况。
只有在整合这些要素的前提下，飞剪机构的设计才能真正实现功能的完善与优化，为工业生产的高效进行贡献。
飞剪机构课课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握飞剪机构的基本原理、结构和应用；技能目标要求学生能够运用所学知识分析和解决飞剪机构相关问题；情感态度价值观目标要求学生培养对飞剪机构的兴趣和好奇心，增强创新意识和团队合作精神。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。
首先，学生需要理解飞剪机构的基本概念，掌握其工作原理和结构特点。
其次，学生能够运用所学知识分析实际问题，提出合理的解决方案。
最后，学生能够积极参与课堂讨论和实践活动，培养团队协作能力和创新思维。
二、教学内容根据课程目标，我们选择和了以下教学内容。
首先，介绍飞剪机构的基本原理，包括其工作原理、结构和特点。
其次，讲解飞剪机构在实际应用中的案例，帮助学生理解其在工程领域的应用价值。
接着，分析飞剪机构的优缺点，让学生了解其局限性和改进空间。
最后，介绍飞剪机构的设计方法和步骤，为学生提供实际操作的经验。
我们将教学内容按照教材的章节进行安排，确保内容的科学性和系统性。
教材的章节包括：飞剪机构的基本原理、飞剪机构的结构和应用、飞剪机构的优缺点、飞剪机构的设计方法和步骤。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们选择了多种教学方法。
首先，采用讲授法，向学生传授飞剪机构的基本原理和知识。
其次，通过讨论法，引导学生积极参与课堂讨论，培养团队协作能力和创新思维。
接着，运用案例分析法，分析飞剪机构在实际应用中的案例，帮助学生理解其在工程领域的应用价值。
最后，采用实验法，让学生亲自动手操作，加深对飞剪机构的理解和掌握。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们选择了以下教学资源。
首先，教材《飞剪机构设计与应用》作为主要的学习资料，为学生提供系统的知识框架。
其次，参考书《飞剪机构原理与设计》为学生提供深入的知识拓展。
同时，我们准备了多媒体资料，包括图片、视频和动画，以直观的方式展示飞剪机构的工作原理和应用场景。
飞剪机构设计说明书学院：机械学院专业：数控技术学生姓名：孙宇宁尹亮朱胜起学号：22 17 26指导教师：***2014年 5月目录目录第一章设计特点 (1)第二章设计内容 (2)第三章设计原理 (4)第四章设计简图 (5)第五章相关计算 (6)第六章结论 (7)总结 (8)第一章设计特点飞剪机是飞剪线中负责剪切的重要设备，飞剪机分为双曲柄回转、单曲柄并回转。
我们设计的飞剪机构是单曲柄回转加摇杆机构组成。
采用四杆机构，结构紧凑，运动形式较简单.全部采用转动副，加工容易，成本也比较低。
通过调节机构尺寸，容易实现不同定尺的加工任务。
单曲柄并回转飞剪机结构：单回转式，由下向上剪切。
剪切功位分为上刀架及下刀架两部分，下刀架嵌装在上刀架内，导向面为铜板，斜契调整导向间隙。
上刀架通过4付直线导轨约束在箱形机架体内，曲拐转动一周，剪切功位完成上下剪切及往复平移运动。
上刀片为矩形，下刀片为V型。
上刀片固定，下刀片通过可调刀座安装在下刀架上，通过调整刀座位置改变剪切间隙。
刀片材质：Cr12MoV。
传动电机采用交流伺服主轴电机(55 kw,500rpm),通过锥形连接器与传动轴连接，可靠的承受频繁冲击。
第二章设计内容如上图所示，摆式飞剪由四杆机构ABCD构成。
上剪刃E装在连杆BC上，下剪刃F装在摇杆CD上。
当曲柄AB等速转动时，将厚度为Db速度为Vt的运动中的钢材剪成定尺（长度）为L的成品。
飞剪机运动要求：1 曲柄转一圈对钢材剪切一次；2 剪切时，上、下剪刃速度相对误差小于其许用值：ΔV刀=|VEt-VFt|/(VEt+VFt)<=[ ε]=0.053 剪切时，上下剪刃应与钢材运动同步。
一般希望剪刃速度略大于钢材运动速度，即拉钢系数δ>1：V刀=(VEt+VFt)/2;δ= V刀/Vt=[ δ]=1.01~1.054 能调节钢材的剪切长度L第三章设计原理我们在设计此飞剪机构用到的方法及一般原则（1）固定一个构件为机架，可得到一个全铰链机构。
目录内容摘要： (1)关键词： (1)Abstract： (1)1.飞剪机概述 (4)1.1飞剪机简介 (6)1.2剪切机构的工艺作用与分类 (6)1.3剪切机构应满足的设计要求 (7)2.剪切机构功能要求 (7)2.1剪切机构功能 (8)2.2剪切机构正常工作要求 (8)2.3剪切机构方案设计 (8)2.4剪切机构运动学分析 (11)3.剪切机构力学分析计算 (13)3.1剪切机构受力分析 (14)3.2剪切机构力的计算 (15)3.3主轴剪切力矩和电机功率计算 (18)4.剪刃垂直重叠量调整 (20)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)内容摘要：本设计介绍了棒材飞剪机的功能要求及其剪切机构的性能参数。
着重设计了飞剪机的剪切机构。
设计根据加工原材要求主要设计飞剪机本体的剪切机构。
棒材飞剪机是现代轧钢生产线上的咽喉设备，它负责钢材的切头、切尾及定尺剪切。
所以对飞剪机的设计研究具有十分重大的意义。
本次设计由我们小组五个人共同完成一台飞剪机的设计。
飞剪机的种类众多，根据加工要求选择合适的飞剪机类型十分重要，我们经过收集、学习有关飞剪机的资料进行分工合作，每人选择一个机构进行设计。
我在本次设计中设计飞剪机的剪切机构，其主要功能是对轧件进行切头、去尾、事故碎断或将轧件剪切成定尺长度，功能的实现靠剪切机构为四连杆机构中曲柄摇杆式进行。
关键词：棒材、飞剪机、剪切机构、设计Abstract：This design is introduced the function of the flying shear machine bar requirements and shearing mechanism performance parameters. Emphasize design the shearing mechanism of the flying shear machine. Design according to the major requirements raw material processing design the flying shear machine body shearing mechanism.The bar flying shear machine is modern rolling line on the throat of the equipment, it is responsible for the steel cut head, cutting the end and scale shear. Therefore, the design of the flying shear is of great significance. The design consists of five people in our group together to complete the design of a flying shear. Many types of flying shear, according to the processing requirements to choose the right type of flying shear is very important, after collection, to learn about flying shear information division of labor, and each person to choose a body design. In this design of flying shear machine I design the shearing mechanism，t he main function of rolled piece is in the head, to tail, accident broken off or will be rolled piece of cutting into scale length, the realization of the function of shearing mechanism on for four bar linkage of the crank rocker type.Key words:bar, flying shearing machine, shearing mechanism, design.1.飞剪机概述本章主要目的是明确所设计的飞剪机应该达到的目标，如何优化设备结构、减轻重量并提高设备剪切精度【5】。
