1、 1 机电工程 学院 毕业设计 课题： 对称传动剪板机 专业： 机械设计制造 及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 时 间： 2015.5.15 2 摘 要 该设计的对称传动剪板机，其冲剪力为 22 吨，滑块的行程为 110mm。由电动机提供动力，经过一级带传动和一级齿轮传动减速。设计中采用的执行机构为对心曲柄滑块机构，这一机构将剪板机传动系统的旋转运动 转变为滑块的往复直线运动，实现对板料的剪切。曲柄滑块机构具有结构简单、加工容易、维修方便、经济实用的优点，在机械设备中应用广泛。 关键词： 曲柄滑块 剪板机 3 Abstract The design of symmetric tr
2、ansmission shears, shear-to 10 tons, the itinerary for the slider 22 mm per 30 minutes shear. Powered by the motor through a belt drive and a slowdown Gear. Design of the implementation agencies right mind crank slider, This will shears transmission rotation slider into the reciprocating linear moti
3、on, the realization of the right of sheet metal shear. Crank slider is simple in structure, easy processing, easy to maintain and repair, economic and practical advantages in machinery, equipment widely used. The design, right through the plane crank slider mathematical modeling, Key words: Motion s
4、imulation Crank and slide block Cutting machine 4 目录 摘 要 . 2 绪 论 . .6 第 1 章 剪板机的简介 . 7 1.1 剪板机发展简介 . 7 1.2 剪板机工作原理 . 8 第 2 章 方案论证 . 9 2.1 液压传动方案 . 9 2.2 机械传动方案 . 10 2.2.1 凸轮机构方案 . 10 2.2.2 曲柄滑块机构方案 . 10 第 3 章 总体传动方案 . 13 第 4 章 电动机的选择 . 14 4.1 电动机类型和 结构形式的选择 . 12 4.2 电动机功率的选择 . 14 4. 3 计算传动装置的 主要 参数
5、. 15 4.3.1 计算传动装置的合理传动比 . 15 4.3.2 计算运动和动力参数 . 16 第 5 章 带传动的设计及计算 . 17 5.1 确定计算功率 . 17 5.2 选择带型 . 17 5.3 确定小带轮的基准直径 . 17 5.3.1 初选小带轮的基准直径 . 17 5.3.2 验算带的速度 . 17 5.3.3 计算从动轮的基准直径 . 18 5.4 确定中心距 a 和带轮的基准长度 . 18 5.5 验算主动轮上的包角 . 19 5.6 确定带的根数 . 19 5.7 确定带的预紧力 . 20 5.8 计算带传动 作用在轴上压轴力 . 20 5 5.9 带轮结构的设计 .
6、 20 5.9.1 小带轮的结构设计 . 20 第 6 章齿轮设计 . 24 6.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 24 6.1.1 齿轮类型的选择 . 24 6.1.2 齿轮材料的选择 . 24 6.1.3 选取精度等级 . 24 6.1.4 选择齿数 . 24 6.2 按齿面接触强度设计 . 25 6.2.1 确定公式内的各个计算数值 . 25 6.2.2 计算 . 26 6.3 按齿根弯曲强度设计 . 27 6.3.1 确定公式内各计算数值 . 27 6.3.2 设计计算 . 28 6.4 几何尺寸计算 . 29 6.4.1 计算分度圆直径 . 29 6.4.2 计算中心距 .
7、 29 6.4.3 计算齿轮宽度 . 29 6.5 验算 . 29 6.6 结构设计及绘制齿轮零件图 . 29 6.6.1 对小齿轮的结构设计 . 29 6.6.2 对大齿轮的机构设计 . 30 第 7 章 轴的设计 .30 7.1 曲 轴的设计计算和校核 30 7.2 传 动轴的设计 .30 第 8 章 曲柄滑块机构设计 . 36 8.1 材料的选 择 . 37 8.2 确定曲柄滑块杆件长度 . 37 8.3 结构设计 . 38 8.5 电动机的校核 39 第 9 章 曲柄滑块机构的运动学分析 40 6 9.1 建立曲柄滑块机构的数学模型 40 9.1.1 建立位移方程 40 9.1.2 建
8、立速度方程 41 9.1.3 建立加速度方程 41 第 10 章 间歇传动机构 43 10.1 传动原理图 43 10.2 槽轮机构的设计 43 10.3 链传动的设计 44 10.3.1 链传动的参数选择 44 10.3.2 小链轮的设计 45 10.3.3 大链轮的设计 47 10.4槽轮与切刀的运动分析 48 10.5关于送料轴送料的分析 48 10.5.1 送 料过程中板料的受力分析 48 10.5.2 送料轴的设计 49 结 论 50 参考文献 51 致谢 52 结 论 . 48 参考文献 . 错误 !未定义书签。 绪论 剪板机常用来剪裁直线边缘的板料 毛坯 。剪切工艺应能保证被剪板
9、料剪切表面的直线性和平行度要求，并尽量减少板 材扭曲，以获得高质量的工件。 剪板机 是 工作原理是借用 运动的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离。 剪板机 属于 锻造机械 中的一种，主要作用就是金属加工行业。产品广泛适用于：航空、 轻工、 船舶、冶金、不锈钢制品、钢结构建筑及装潢行业 。 在使用金属板材较多的工业部门，都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工，所以剪板机就成为各工业部门使用最为广泛的板料剪断设备。 剪板机目前主要有以下几种： 1 平刃剪板机：扭曲变形小， 剪切质量好， 耗能大。机械传动的 最 多，该剪板机上下两刃彼
10、此平行，常用于轧钢厂热剪切初扎方坯和板坯。 7 2 斜刃剪板机：分闸式剪板机和摆式剪板机，剪切质量较前者差，有扭曲变形，但力能消耗较前者小，适用于中大型剪板机。 3 多用途剪板机：板料折弯剪板机，即在同一台机器上可完成两种工艺，下部进行板料剪切，上部进行折弯，也有的机器前部进行剪切，后部进行板料折弯。 4 专用剪板机： 专用 剪板机大多用在剪切线上速度快，剪切次数高 的场合 。 5 数控剪板机：直接对后挡料器进行位置编程，可进行位置校正，具有多工步编程功能，可实现多步自动运行， 可 完成多工步零件一次性加工，提高生产效率。 对称传动剪板机是一种典型的对称传动的机械，主要用于剪裁各种尺寸金属板材
11、的直线边缘。该设备应用广泛，具有结构简单，维修方便，经济实用的优点。 工作原理：动力源电动机通过二级传动（一级带轮传动，一级齿轮传动）减速驱动执行机构 曲柄滑块机构，该机构将电动机的旋转运动转化为往复的直线运动，在此过程中，由切刀（固定在滑块上）来进行对板料的切削。 第 1 章剪板机的 简介 1.1 剪板机发展简介 剪板机的分类：机械剪板机、数控剪板机、液压剪板机、数控摆式剪板机、数控前送料摆式剪板机、液压摆式剪板机、超厚液压摆式剪板机、 液压闸式剪板机、深喉口剪板机、脚踏剪板机、精密剪板机等。国家 “十五 ”期间，液压剪板机在结构与配置方面跨越了各行其道的阶段，逐步向国际主流靠拢。目前多数液
12、压剪板机，机架采用整体焊接结构、经时效处理、具有良好的强度、刚度和精度保持性；采用集成式液压系统伺服驱动，极大提高了机床运行的可靠性；根据被剪板料的材质、厚度和剪切长度，自动完成剪切角度、剪切行程、刀片间隙和后挡料的调整；可配备前送料系统或后托料装置，集送料、卸料于一体，有效地提高了设备自动化程度。 在使用金属板材较多的工业部门，都 会根据 需要对板材进行切断加 工 。 剪板机主要用于剪切金属板材，是重要的金属板材加工机床。其不仅用于机械制造业，8 还是金属板材配送中心必不可少的装备，应用范围特别广泛。常用来剪裁直线边缘的板料毛坯，主要应用于金属加工行业。剪板机按结构分为闸式剪板机和摆式剪板机
13、两类；按传动方式分，有机械传动剪板机和液压传动剪板机两类。 9 1.2 剪板机工作原理。 剪板机是借于运动的刀片和固定的刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离的设备。 剪板机的 上刀片固定在刀架上，下刀片固定在下床面上，床面上安装托球，便于板料的 送进移动 且使 板料在上面滑动时不被划伤。 后挡料板用于板料定位，位置 是 由调位销进行调节。液压压料筒用于压紧板料，以防止板料在剪切时翻转和 移动 ， 回程一般靠氮气，速度快，冲击小。 棚板 和 护栏 是安全装置，以防止发生工伤事故 。 剪板机剪切后应能保证被剪板料剪切面的直线度和平行度要求，并尽量减
14、少板材扭曲，以获得高质量的工件。 剪板机属于锻压机械中的一种，主要应用在金属加工行业。产品广泛适用于：航空、 轻工、 船舶、冶金、不锈钢制品、钢结构建筑及装潢行业。 有的 剪板机是带有自动送料装置，可完成板料高效率、精密加工的机械剪板机，具有 自动、高速、精密三个基本要素 。 本机器的工作 过程 ：动力源电动机通过二级传动（一级带轮传动，一级齿轮传动）减速驱动执行机构 曲柄滑块机构，该机构将电动机的旋转运动转化为往复的直线运动，在此过程中，由切刀（固定在滑块上）来进行对板料的切削。在这次设计中，针对该剪板机的执行机构 曲柄滑块机构，通过数学建模，研究了曲柄以匀角速度旋转时，曲柄滑块机构中滑块的
15、位移、速度、加速度的变化规律。 10 第 2 章 方案论证 传动方案的论证： 合理传动方案 的要求 首先 是 要满足工作机的性能要求 ,适应工作条件 ,其次 应使传动装置的结构简单 ,尺寸紧凑 ,传动效率高，加工方便 ，然后是 使用维修方便 , 成本低廉 。 要同时满足这些要求是比较困难的 ,因此 需 要通过分析比较多种传 动 方案 ,选出最佳传动方案。 当 传动形式 采用由几种传动形式组成的多级传动时， 应该 充分考虑各种传动形式的特点 ,合理的分配其传动顺序。 在选择时，应注意 以 下 几种传动方式的特性 ： （ 1）带传动的承载能力小，传递相同转矩时 ,结构尺寸较其它传动形大，但传动平稳
16、，能吸振缓冲，宜布置在高速级。 （ 2）链传动 的传动速度 不均匀 ， 有冲击，不适 合 高速级，应布置 在 低速级。 （ 3）斜齿圆柱齿轮传动的平稳， 比 直齿轮好， 因此 常用 于 高速级或要求传动平稳的场合。 （ 4）圆锥齿轮传动只 适 用于需要改变轴 的 布置方向的场合。 （ 5）开式直齿圆柱齿轮传动的工作环境一般较差，润滑 程度 不好，因 此 磨损比较 严重，寿命较短， 所以适于 布置在低速级。 （ 6）蜗杆传动可以实现较大的传动比， 传动 比较 平稳， 结构紧凑，但传动效率低，故 多 用于中小功率的高速传动中。 （ 7） 槽 轮 机构结构简单， 外形尺寸小 ， 机械效率高 ， 能平稳地，间歇地进行转位 。 但因传动时尚存在柔性冲击 ， 故常 用于低速场合。 （ 8） 不完全齿轮机构结构简单，容易制造，工作可靠。 但 其缺点是有较大的冲击，所以只适用于轻载场合。 综上所述，考虑各方面，选择带传动和直齿圆柱齿轮进行 两 个减速级的传动，利用 槽 轮作间歇传动。 则 传动方案采用 V带传动，齿轮传动。 优点： 有 过载保护； 吸振 缓冲 ，传动平稳；结构简单，成本低廉 。采用 v 带传动，传动效率较高。可承受较大的预紧力，速度快、挠曲次数高，还可减少带
