1、 毕 业 设 计 题 目： 小型剪板机的 设计 学院： 湖南工程学院应用技术学院 专业： 机械设计 班级： 1284 学号： 09 学生姓名： 王世雄 导师姓名： 关耀奇 完成日期： 2016.6.8 诚 信 声 明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果； 2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计（ 论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名： 日期： 年 月 日 毕业设计（论文）任务书 题目： 小
2、型 剪 板 机 的 设 计 姓名 XX 学院 机械工程 专业 机械设计制造及其自动化 班级 1280 学号 0 指导老师 关 耀 奇 职称 副 教 授 教研室主任 一、 基本任务及要求： 1. 小型剪板机的 3D 设计及设计计算； 2. 小型剪板机的 3D 计算机辅助装配； 3. 小型剪板机的总装绘制及主要零件的 工程图设计； 4. 撰写文献综述（ 3000 字、参考文献 10 篇以上）、开题报告； 5. 撰写设计说明书一份 (字数 12000 字以上 )； 6. 毕业实习及撰写毕业实习报告。 二、进度安排及完成时间： 1. 查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告（ 2 周）； 2. 毕业实习及
3、撰写毕业实习报告（ 2 周）； 3. 毕业设计（ 9 周），其中：总体方案（ 2 周），装配图的 3D 设计及设计计算（ 3.5 周）， 零件 工程图设计（ 2 周）， 小型剪板机 3D 虚拟装配（ 1.5 周）； 4. 撰写毕业设计说明书并将初稿交导师评阅（ 1.5 周）； 5. 指 导老师评阅、学生修改及打印说明书（ 0.5 周）； 6. 评阅老师评阅设计说明书、学生准备答辩（ 0.5 周）； 7. 毕业答辩（ 0.5 周）。 摘要 . 错误 !未定义书签。 Abstract. 错误 !未定义书签。 第 1 章 前言 . 4 1.1 剪板机的介绍与分类 . 4 1.2 剪板机工作原理 .
4、4 第 2 章 总体传动方案 . 5 2.1 凸轮机构 . 5 2.2 曲柄滑块机构 . 6 2.3 总体传动方案 . 6 第 3 章 电动机的选择 及带传动的设计 . 7 3.1 电动机种类和结构的选择 . 7 3.2 电动机容量的确定 . 7 3.3 计算传动装置的传动比和动力参数 . 8 3.3.1 计算传动装置的合理传动比 . 8 3.3.2 计算动力参数 . 8 3.4 带传动的设计与选择 . 10 3.5 功率的计算 . 10 3.6 带型的选择 . 10 3.7 计算从动轮基准直径 . 10 3.8 中心距 a 和带轮基准长度的确定 . 10 3.9 主动轮上的包角验算 . 11
5、 3.10 带的根数确定 . 11 3.11 带的预紧力的确定 . 12 3.12 带传动作用在轴上压轴力的计算 . 12 3.13 轮结构的设计 . 12 3.13.1 小带轮的结构设计 . 12 3.13.2 大带轮的结构设计 . 14 第 4 章 轴的设计 . 16 4.1 主动轴设计 . 16 6.1.1 轴的材料 . 16 6.1.2 轴的 结构设计 . 16 6.1.3 轴的强度计算 . 17 4.2 从动轴设计 . 18 4.2.1 轴的材料 . 18 4.2.2 确定轴径的 最小许用值 . 18 4.2.3 拟定轴上零件的装配方案 . 17 4.2.4 轴上的零件定位 . 17
6、 4.2.5 轴各段直径和长度的确定 . 17 4.2.6 从动轴的结构简图 . 18 4 .2.7 计算轴的强度、安全校核 . 18 第 5 章 齿轮设计 . 20 5.1 选择齿轮的材料、类型、精度等级和齿数 . 21 5.1.1 选择齿轮的材料 . 21 5.1.2 齿轮类型的选择 . 21 5.1.3 选取精度等级 . 21 5.1.4 选定齿数 . 21 5.2 按齿面接触强度设计 . 21 5.2.1 计算确定公式内的各个字母数值 . 21 5.2.2 计算小齿轮的分度圆直径，圆周速度，齿宽等系数 . 22 5.3 按齿根弯曲强度设计 . 23 5.3.1 确定上公式中各字母数值
7、. 24 5.3.2 计算大小齿轮的齿数 . 25 5.4 计算齿轮的几何尺寸 . 25 5.4.1 分度圆直径的计算 . 25 5.4.2 中心距的计算 . 26 5.4.3 齿轮宽度 的计算 . 26 5.6 结构尺寸设计及绘制齿轮零件图 . 25 5.5.1 小齿轮结构的设计 . 25 5.5.2 大齿轮的机构设计 . 26 第八章 曲柄滑块机构设计 . 28 8.1 凸轮 的设计 . 28 8.2 曲柄滑块设计 . 28 8.3 强度校核 . 27 第九章 其他附件设计选择 . 29 第十章 键的校核 . 30 总结 . 29 致谢 . 30 参考文献 . 31 1 剪板机的设计 本次
8、设计的任务是小型剪板机，要求计算参数，校核强度，设计机构并进行三维建模。具体要求为：可剪板厚 5mm，最大板宽 500mm。 机械式曲柄滑块剪板机具有结构简单，维修方便，经济实用，性价比高等优点，是现阶段小型剪板机的主要机型。这次设 计通过选择合适的电机作为动力源，通过一 级带传动和一级齿轮传动进行减速，通过两根轴传递动力，带动凸轮 机构，带动刀具机构，将旋转运动变为往复的直线运动，进行板材切割。主要内容有电机、带、带轮、轴及轴系零件、齿轮、曲柄滑块机构的分析设计及使用 UG 进行三维建模。 关键词：机械式剪板机 凸轮 机构 设计 2 Design of plate shearing mach
9、ine The design of the task is a small plate shearing machine, the requirements of the calculation parameters, check strength, design agencies and three-dimensional modeling. The specific requirements are: the thickness of the plate can be cut 5mm, the maximum width of the plate 500mm. Mechanical cra
10、nk slide plate shearing machine has the advantages of simple structure, convenient maintenance, economical and practical, high cost performance, and it is the main model of small plate shearing machine at present stage. This design by select the appropriate motor as a power source, through a belt dr
11、ive and gear drive to slow down, through two shaft to transmit power, driven by cam mechanism, drives the cutter mechanism, rotary motion variable for reciprocating linear motion, sheet metal cutting. The main contents of the motor, belt, belt wheel, shaft and shaft parts, gear, crank slider mechani
12、sm analysis and design and use UG for three-dimensional modeling. Key words: mechanical cam mechanism design 3 4 第 1 章 前言 1.1 剪板机的介绍与分类 在金属板材实际实用的时候，都需要根据尺寸对板材进行切断加工，剪板机主要用于剪切金属板材。剪板机借助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。剪板机按结构分为闸式剪板机和摆式剪板机，按传动方式分为机械传动剪板机和液压传动剪板机。 目前剪板机的主要分类： 平刃剪板
13、机：剪切质量较好，板材扭曲变形小，但剪切力大，耗能大。多为机械传动。 斜刃剪板机：分为闸式剪板机和摆式剪板机，剪切质量较前者差，板 材有扭曲变形，但耗能小，适用于大中型剪板机。 多用途剪板机：板料折弯剪板机，即在同一台机器上可以完成两种工艺，一般下部进行板料剪切，上部进行折弯。 专用剪板机：气动剪板机大多用在非金属板材加工上，剪切速度快。 数控剪板机：可以对后挡料器进行位置编程，有自动送料系统，可实现多工步零件一次性自动加工，生产效率高。 1.2 剪板机工作原理 剪板机是借于运动的刀片和固定的另一刀片，采用合理的刀具间隙，对各种厚度的金属板材按要求进行切割分离。一般的剪板机上刀片固定在刀架上，
14、下刀片固定在下床面上，后挡料 板用于板材定位，位置有调位销进行调节。大型剪板机工作台上安装有托料球，以便于板料在上面滑动时不被划伤。压料装置用于压紧板料，以防止板料在剪切时移动。护栏是安全装置，以防发生工伤事故。 5 第 2 章 总体 传动方案 液压式剪板机一般分为液压闸式和液压摆式，剪切板材一般为厚 10mm，宽 2000mm以上，功率大，耗能大，加工价格较高，机器构造复杂、体积大。 小型液压剪板机在市场上很少见，主要原因是性价比低，易损坏，维修费用高，油缸漏油率高。 本次设计要求剪切厚 5mm，宽 500mm 的板材，适合选择机械式剪板机，结构简单，不易损坏，维修方便，操作容易。 目前机械传动方案主要有两种，凸轮机构和曲柄滑块机构。 2.1 凸轮机构 图 2-1 凸轮机构简图 如图 2-1 所示凸轮机构的工作原理：主轴转动带动凸轮转动，凸轮旋转过程中推动滑块做往复运动。回程时，滑块在弹簧拉力的作用下上升到起始位置，准备下一个机械循环。 优点：凸轮机构可以根据从动件的运动规律来选择机构的尺寸从而确定凸轮的轮廓线。 缺点：凸轮机构其表面工作压力不能太大，否则会导致凸 轮轮廓及推杆严重磨损，影响机构实现预期 动作，使机器的运动不稳定 。 本次采用凸轮机构。
