飞剪机构机械原理课程设计概要
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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。
邮电与信息工程学院机械原理课程设计课题名称:自动剪切机的设计学生学号: 61021140321 专业班级: 11级机械设计制造及其自动化学生姓名:盛杭________________学生成绩:___________________________________指导教师:卢霞课题工作时间:2013.05.09至2013.05.24目录第一章绪论 (3)§1-1传统剪切机原理(图) (3)§1-2钢材剪切过程及方式 (3)§1-3钢材剪切配送现状发展调研 (4)第二章设计方案的筛选 (6)§ 2-1 杠杆机构 (6)§ 2-2平面连杆机构 (8)§ 2-3 凸轮机构 (9)§ 2-4 齿轮机构及齿轮系结构 (10)第三章机构运动简图 (11)§ 3-1 曲柄摇杆机构 (11)§ 3-2 机构模型的截图 (12)§ 3-3 CAD简图 (15)第四章机构运动计算 (19)第五章设计小结 (20)参考文献 (21)第一章绪论§ 1-1传统剪切机的原理(图)20世纪70年代发展起来的用于剪切钢板的剪机,它靠圆弧形上剪刃在平直的下剪刃上滚动来完成剪切。
由于上剪刃相对钢板切面的滑动量小,上下剪刃重叠量在全剪刃长度上相同,因此钢板切口断面光滑、平直。
圆弧滚切式剪切机与斜刃剪相比,有设备重量轻、剪切频率高、操作事故少的优点。
§ 1-2 钢材剪切过程及方式按照被剪金属的温度剪切分为热剪和冷剪(见切断)。
根据被剪金属的切断方向分为横剪和纵剪。
横剪是为了切去轧件头尾和把轧件切成要求的长度。
纵剪用在钢板生产时切去轧件的不规则侧边,或将宽带卷(或宽板)切成若干个窄带卷(或窄板)。
剪切用的剪切机按刀片的形状和配置以及轧件情况可分为平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪切机、飞剪机和滚切式剪切机。
平行刀片剪切机这种剪切机的两片剪刃平行。
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。
八杆飞剪机构设计方案咱来唠唠八杆飞剪机构的设计方案哈。
一、设计目标。
首先呢,咱得明确这个八杆飞剪机构是要干啥的。
那肯定是要像个超级剪刀手一样,快速又精准地剪断东西呗,比如说金属板材或者卷材啥的。
这就要求它剪东西的时候,既要有足够的剪切力,又得能在合适的时间和位置下刀,就像大厨切菜得切得恰到好处。
二、机构选型。
1. 八杆结构的确定。
为啥是八杆呢?这就好比组建一个篮球队,每个队员(杆件)都有自己的作用。
八杆结构能够提供比较复杂又稳定的运动关系。
多几根杆,可以让整个机构在运动的时候更加灵活多样,能满足不同的剪切需求。
这八根杆可不是随便凑在一起的。
咱们得像搭积木一样,把它们组合得合理又牢固。
2. 杆件的材料选择。
对于杆件的材料,这就像给战士选武器一样重要。
如果是用来剪比较薄的材料,像纸张之类的(开个玩笑,飞剪一般不剪纸啦),那可能铝合金就够了,轻便又便宜。
但要是剪金属板材,那就得选高强度的钢材了,比如45号钢之类的,这样才能承受住剪切时的巨大力量,不至于在干活的时候“胳膊折了”。
三、运动分析。
1. 轨迹规划。
这个飞剪的剪切刃啊,得像个听话的小宠物一样,按照我们规定的路线走。
我们要设计好它的运动轨迹,就像给它画好跑道一样。
这个轨迹得保证在剪切的时候,刀刃能垂直地切入材料,而且在剪切前后能快速地离开,不能在那儿磨磨蹭蹭的。
比如说,在卷材向前运动的时候,飞剪的刀刃要先加速到和卷材速度差不多,然后“咔嚓”一下剪下去,再迅速减速回到初始位置,准备下一次剪切。
这就像运动员跑步,起跑、冲刺、减速,每个环节都得控制好。
2. 速度和加速度分析。
速度可不能太慢了,不然就不叫飞剪了。
但是也不能太快,太快了机构可能会散架或者控制不住。
要根据剪切材料的速度和厚度来确定飞剪刀刃的速度。
加速度也很关键呢。
如果加速度太大,机构会受到很大的冲击力,就像开车突然猛踩油门一样,对车(机构)不好。
所以要合理地规划加速度,让机构在平稳的状态下完成快速的剪切动作。
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。
《机械原理课程设计》课程教学大纲Course Exercise of Mechanical Principle一、设计的性质与任务《机械原理课程设计》是《机械原理》课程的一个重要的实践性教学环节,可在本课程讲授2/3后进行,亦可在本课程学完后集中进行。
机械原理课程设计的任务是:1. 进一步巩固和加深学生所学的理论知识;2. 培养学生运用理论知识独立解决有关本课程实际问题的能力,使学生对于机械的运动学、动力学的分析和设计有一较完整和系统的概念;3. 使学生能受到拟定机械运动方案的训练,具有初步的机构选型与组合,确定运动方案的能力。
4. 使学生掌握进行机械运动学、动力学分析和设计的图解方法,以及借助于计算机进行运动学、动力学分析和设计的解析方法;5. 进一步提高学生的计算、制图和运用计算机及使用技术资料的能力。
6. 通过编写说明书,培养学生表达归纳、总结、分析与解决问题的能力。
二、设计的基本要求机械原理课程设计的要求包括下述几个部分:1.主体机构设计图(A3或A4图纸)和辅助机构设计图(A2或A3图)各1张;2.机器运动简图(全部或一部分)(A2图纸)1张;3.运动分析及运动线图(A1图纸)(4~5人一组)1张;4.动态静力分析及等效力矩线图(A1图纸)(4~5人一组)1张;5.编写设计说明书约6000字。
若开展计算机辅助设计,则要求用2号图作任意一位置的运动分析和动态静力分析,在说明书中附上打印的计算机程序(子程序除外)及其计算结果和线图。
三、先修课程高等数学、线性代数、工程图学、高级语言程序设计、理论力学、机械原理等。
四、课程设计内容1.确定执行构件的运动及其相互协调配合关系机器的工作原理确定之后,用运动循环图来表示机器预定职能所需的所有执行构件的动作形式、运动参数和变化规律,以及它们之间的相互协调配合关系。
2.确定原动机的类型和运动参数原动机的类型和运动参数将影响机械传动的形式、机构类型的选择和机构系统的复杂程度,选择时应综合考虑电动机和传动部分的重量、尺寸、价格、机构系统的复杂程度以及机械效率等各方面的因素。
《机械原理课程设计》教学大纲一、课程基本信息中文名称:机械原理课程设计课程编码:10S1107D、10S4107D课程类别:集中实践教学总学时:2周总学分:1学分适用专业:机械设计制造及其自动化、智能制造工程先修课程:高等数学、大学物理、理论力学、机械制图开课系部:机电工程系二、课程性质、课程目标及其对毕业要求的支撑1、课程性质《机械原理课程设计》是机械原理教学中的一个重要环节,是机械类各专业学生在机械原理课程学习后进行的全面、系统、深入的实践性教学,培养学生机械系统运动方案设计、创新设计及应用计算机进行机构分析和工程设计的能力。
2、课程目标课程目标1:通过机械系统运动方案设计,使学生融会贯通机械原理课程的理论和方法,并且能够应用学过的数学、机械原理课程等基本原理,分析复杂机械工程问题,培养学生分析解决实际问题的能力,使学生具有自主学习和终身学习的意识,能够将工程管理与经济决策的基本方法应用于机电产品的开发、设计、制造及改进中,培养学生不断学习和适应发展的能力。
课程目标2:通过机械系统运动方案设计,使学生具有机构选型组合及运动方案表达确定的能力,并能够结合文献对复杂机械工程问题进行研究、分析,并获得有效结论的能力。
同时培养学生能够通过信息综合独立地归纳、总结和凝练问题,并判断先验的局限性的能力。
课程目标3:通过机械系统运动方案设计,解机械运动的变换与力的传递过程,进行运动学和动力学的分析与设计;课程目标4:通过机械系统运动方案设计,提高学生运算、绘图、运用计算机完成机械系统整体分析和设计及查阅有关资料的能力。
通过编写说明书,培养学生能够运用报告、图纸、设计文件等技术语言,通过书面或口头方式与业界同行及社会公众进行有效沟通的能力。
课程目标5:通过小组协同合作,培养学生有效沟通和交流:使学生具有能够承担多学科团队中负责人、团队成员及个体各自的角色和责任,与其他团队成员共享信息,合作共事的能力。
通过答辩环节,培养学生陈述发言、清晰表达或回应指令的能力。
图 1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δ=V刀/ V t =[δ],[δ]=1.01~1.052.两种钢板定尺(长度)L=1m; 0.65m ; 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≤0.05=[ε]二.给定参数1.工艺参数剪切力F=10T=98kN;支座A 距辊道面高约为 h ≈250mm(如图1);h ≈5mm;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 )≤ [ε] = 0.05.3.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.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Δh ≈5mm 钢板厚度Δb=1mm2.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。
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】。
机械原理课程设计说明书
设计题目:飞剪机设计
学院名称:
专业:
班级:
姓名:学号
指导教师:
2011年月日
目录
1 设计任务 (2)
1.1 设计题目 (2)
1.2 工作原理及工艺动作过程 (2)
1.3 原始数据及设计要求 (2)
1.4 设计任务 (2)
2 系统传动方案设计 (3)
2.1 原动机类型的选择 (3)
2.2 主传动机构的选择 (3)
3 执行机构运动方案的比较与选择 (5)
3.1 执行机构方案的比较 (6)
3.2 执行机构方案的确定 (7)
4系统总体运动方案的比较分析确定(绘制系统机构运动简图) (8)
4.2系统总体运动方案的确定 (8)
5 拟定工作循环图 (9)
5.1飞剪机构运动循环图(同心式) (9)
5.2飞剪机机构运传送动循环图(直线式) (9)
6 机构设计及尺寸计算 (10)
6.1 传送系统的齿轮设定 (10)
6.2传送带设定 (10)
7 设计心得与体会 (11)
参考文献 (12)
1 设计任务
1.1 设计题目
飞剪机
1.2 工作原理及工艺动作过程
能够横向剪切运行中的扎件,在连续扎制线上能剪切扎件的头,尾或将扎件切成规定尺寸。
1.3 原始数据及设计要求
1,原始数据
剪切扎件规格
/(mm*mm)扎件速度
/(m/s)
重合度
/(mm)
剪切力/KN 工作机主轴
转速
/(r/min)
法向剪力侧向剪力
25*25 2 4 300 75 200
20*20 2.5 4 250 60 220
2,设计要求
剪刃在剪切扎件时要随着扎件一起运动,既剪刃应同时完成剪切与移动两个动作,且剪刃在扎件运行方向的瞬时分速度应与扎件运行速度相等可稍大于扎件运行速度(不超过3%),两个剪刃应具有较好的剪刃间隙,为此在剪切过程中,剪切最好做平移运动,即剪刃垂直于扎件表面,剪刃返回时不得阻碍扎件有连续运动,即剪刃空行程不得运动干涉。
1.4 设计任务
1,根据给定的原始数据和工艺要求,构思系统运动方案(多与小组人数)
2,根据选定的系统方案设计出组成改系统的各种机构(小组没人设计一种机构)。
画出个机构的运动简图,即机构尺寸计算。
3,根据上面要求的机构尺寸,按比例画出机械系统的运动方案简图及工作循环图。
4,对小组各方案进行评价,选出较优方案。
5,编写设计计算说明书。
2 系统传动方案设计
2.1 原动机类型的选择
题目已知电动机功率0.55KW、转速为1390r/min,查《机械原理课程设计手册》可以得到电动机的型号为Y801-4其效率为73%。
电动机可放在机架的左侧或下侧。
选用Y系列异步电动机,它具有国际互换性。
该电动机一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,具有防止灰尘、铁屑或其他杂质物侵入电动机内部之特点,B级绝缘,工作环境温度不超过+40℃,相对湿度不超过95%,海拔高度不超过1000m,额定电压380v, 频率50Hz。
适用于无特殊要求的机械上。
同步转速1500 r/min(4极)、50Hz、380V
电动机型
号额定功率
/kw
满载转速
(r/min)
堵转转距最大转距
额定转距额定转距
Y801-4 0.55 1390 2.2 2.2
2.2 主传动机构的选择
本机构原动件为一高速电机,其转速为1390 r/min,但我们所需要的转速是40r/min,所以我们需要设计一个降速机构。
减速机构可采用机构为:涡轮蜗杆机构和皮带齿轮机构。
对于此减速装置我们采用皮带加齿轮的方法。
第一级降速是用皮带减速,减为320r/min。
第二级是用齿轮减为40r/min。
我们不采用涡轮蜗杆机构的原因是:涡轮蜗杆只能在一定距离内产生较大的传动比(涡轮轴心固定,蜗杆向前推进),所以不适用于连续不停传动的情况下,而且涡轮从侧面看与齿轮不同的是其中间位置有一定弧度的下凹,对加工而言会产生一定的难度。
而且相对齿轮而言,涡轮蜗杆啮合齿轮间的相对滑动速度较大,使得摩擦损耗较大,因而传动效率较低,易出现发热和温度过高的现象,磨损也较严重,会降低整体的使用寿命,而且成本较高,因此我们用多个齿轮的传动来代替涡轮蜗杆的设计。
齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。
具有传动准确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等优点,广泛应用于各种机器中。
根据轮齿的形状,齿轮分为:直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。
根据主、从动轮的两轴线相对位置,齿轮传动分为:平行轴传动、相交轴传动、交错轴传动三大类。
我们本次设计采用的是平行轴传动,它的类型有:外、内啮合直齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿轮机构、齿轮齿条机构等。
其中,外啮合直齿圆柱齿轮机构是齿轮机构中,最简单、最基本的一种类型。
两传动机构设计分析如下:
(一)皮带传动设计:
皮带传动设计主要是采用两个半径不一的皮带轮实现。
由于皮带上的线速度相等,由r1*v1=r2*v2 有
1390*r1=320*r2;
则r1/r2=32/139
由此,可以见令r1=32mm,r2=139mm
传动比i=139/32
3 执行机构运动方案的比较与选择
3.1 执行机构方案的比较
1)剪切机构的选定
方案一方案二
移动式剪切机构双四杆剪切机构
该机构运动轨迹为直线,主动件为水该机构由2套完全的对称铰链四杆平移动导杆。
剪切时无间隙变化所以机构组成。
两个曲柄能同步运动。
剪切质量较好。
但剪切时做近似平面运动,剪切质
量不好。
方案三、
铰链四杆剪切机构
该机构由两套对称的铰链四杆机构组成,做平移运动,剪切
时剪刃垂直于扎件。
2)夹紧机构的选定
方案一
该机构左右对称,上部由两个斜齿轮组成并且跟主传动的齿轮相连接而运动,下部是凸轮装置。
右图为凸轮俯视图。
主要负责工作时的夹紧,当凸轮运动到远休止时,夹紧物体。
三者速度一样,刀具开始剪切。
离开远休止时,松开物体,刀具远离。
剪切时该机构和刀具,物体一起做同速运动,利于剪切,保证剪切质量。
方案二
下面两方形物体为该机构夹紧机构,夹紧构建随着刀具下拉剪切而夹紧构件,当刀具上升回原位时其通过铰链机构松弛。
3.2 执行机构方案的确定
剪切机构
剪切机构我选用第一套方案。
因为该剪切机构剪切时质量较好,水平位移速度易于控制,并且该机构满足设计要求剪切时与扎件同步运动,垂直扎件剪切。
夹紧机构
夹紧机构我也选择第一套方案。
因为该机构更加稳定,夹紧效果更好。
夹紧时能随着传送机构和剪切机构同步运动,保证剪切精度。
4 系统总体运动方案的比较分析确定
4.1系统总体运动方案的确定
针对这次设计所要求的扎件规格和要求我们选取了如图所示剪切机构,该机构能在剪切时能随着扎件一起运动且在剪切扎件时剪刃垂直于扎件表明使断面比较平整。
而我们所选取的夹紧机构由皮带和两传送带相连主要是为了保证扎件的传送速度保持稳定流畅,能与剪切机构速度运动速度一样,保证其精确度。
该机构速度不能过快,一般应小于5m/s,这满足本次的设计要求。
这就是我们本次设计的飞剪机。
5 拟定工作循环图5.1飞剪机机构运传送动循环图(直线式)
6 机构设计及尺寸计算6.1飞剪机构的设定
7 设计心得与体会
这次飞剪机的课程设计我们花了二周,最终能完成这次的课程设计,我们组里每个人都很高兴.
回顾这二周的体验.从查资料到定稿,从理论到实践,组里的每个成员都付出了很多,也成长了很多。
这二周不仅巩固了原来的东西,而且学到了很多理论和实际结合的知识和认识到了团队合作的力量.
我主要负责的是飞剪机的飞剪机构设计。
第一次有运用所学的知识来实践的机会,即兴奋又有点担忧,怕自己设计不好,不过在组里其他成员的鼓励下最终完成了任务,我很感激他们。
这次的设计主要运用AutoCAD软件来画,距离我们大一学习该软件已经有一年,生疏了很多。
这次也算一次复习该软件的机会,不得不感慨科技的力量真的强大,原来很复杂的画图变的如此简单,我一定要学好这类软件更好的服务我以后的事业。
机械原理课程设计使很多的人第一次认识到机械设计并最终在以后的日子了创造或者创新出新的机器,为这个社会的文明进步发挥着重要的作用。
我们应该珍惜每次的机会。
最后,我要感谢我的老师们,是你们的辛勤指导,耐心启发才使我们能最终完成我们的设计,谢谢。
我相信我们在你们的栽培下必定成为祖国未来的栋梁.
参考文献
[1]孙桓,陈作模.机械原理[M]。
北京:高等教育出版社,2006
[2] 牛鸣岐,王保民。
机械原理课程设计手册。
重庆大学出版社,2006
[3] 王大康。
机械设计综合课程设计。
机械工业出版社,2007
[4] 翁海珊。
机械原理与机械设计课程实践教学选题汇编。
高等教育出版社,2007 [4] 张曙光,傅游。
AutoCAD2008. 清华大学出版社,2007。