毕业设计论文对称传动式剪板机设计.docx

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1、毕业设计（论文）题目对称传动式剪板机学院机电工程学院专业班级学生姓名指导教师摘要本次课题设计的是对称传动式剪板机，剪板机作为一种机械加工设备，体现现代机械化水平之一。随着科学进步的发展，剪板机技术也逐渐成熟。此次设计为对称传动式剪板机要求连续冲切，剪切力为163滑块行程为108mm。剪切次数60次/min。本文主要介绍了对称传动式剪板机的设计方法及设计过程，包括电动机的选择、带传动的设计、齿轮和轴等主要零部件的设计。主要是针对生产实习所遇到的老式剪板机的传动装置和执行机构等部分进行设计。传动装置选用V带传动和齿轮传动，执行机构选择曲柄滑块机构。设计过程中，对一些主要部件进行了强度校核。在剪板机

2、的零件设计中，合理选择材料能够有效的延长压力机的使用寿命。在通过精心设计和提高加工零件尺寸精度的同时，也提高了劳动生产率，从而降低了产品的制造成本,增强了产品在市场上的竞争能力。关键词：机械；剪板机；曲柄滑块；对称传动;AbstractAsamodernmechanica1equipment,thepositionofp1ate-cuttinginmodernsociety,isindispensab1e.Shearinghasbeenwide1yusedinthenationa1economyina11sectorsofindustria1production.Withthecontinuo

3、usdeve1opmentofmachineryindustryneedsmoreandmoretoworkavarietyofthep1ate-cutting.Thedesignissymmetricdrivetype,requiringcontinuouspunching,punchingstrength16tons,stoke108mm.Thispaperdescribesthedesignmethodofsymmetrictransmission-type1eve1duringthep1ate-cutting.Main1yfortheinadequaciesoftheorigina1m

4、achine,andpressesthetransmissionandtheimp1ementingagenciesandotherpartsofthesystemandstructuredesign.Vbe1ttransmissiongearse1ectionandgeardrive;imp1ementingagenciesse1ecteds1ider-crankmechanism.Cranks1idermechanismforse1ectionoftheimp1ementation,Someofthemajorcomponentsofthedesignwaschecked.Partinth

5、edesignofthep1ate-cutting,areasonab1echoiceofmateria1scaneffective1yextendtheservice1ifeofpress.Inimprovingtheprocessingpartssizeprecisionatthesametime,improve1aborproductivity,therebyreducingthemanufacturingcostoftheproduct,enhancethecompetitionabi1ityofproductsintheonthemarket.Keywords:MechanicaRT

6、hep1ate-cuttingMachineShearingSymmetrictransmission目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题背景11.2 国内外研究现状11.3 本次设计的主要内容1第2章方案论证22.1 传动方案的确定22.1.1 液压传动方案22.1.2 机械传动方案22.2 总体传动方案3第3章电动机的选择43.1 电动机类型和结构形式的选择43.2 电动机的功率和转速的选择43.2.1 确定连杆长度43.2.2 确定连杆的长度43.2.3 受力分析53.2.4 剪板机对偏心轴的最大扭矩63.3 计算传动装置的运动和动力参数73.3.1 确定传动比和分配各

7、级传动比73.3.2 计算各轴的转速、功率、及扭矩73.4 电动机的校核8第4章带传动的设计及计算94.1 带轮的设计计算94.1.1 带型的选择94.1.2 确定带轮基准直径104.1.3 确定带的传动中心距和基准长度104.1.4 验算主动轮上的包角114.1.5 确定带的根数114.2 确定带的预紧力及作用在轴上的轴压力124.2.1 计算预紧力124.2.2 作用在轴上的轴压力124.3 带轮的结构设计124.3.1 小带轮的结构设计124.3.2 大带轮的结构设计14第5章齿轮设计165.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数165.1.1 齿轮类型的选择165.1.2 齿轮材料和精

8、度等级的选择165.1.3 齿数的选择165.2 按齿面接触强度设计175.2.1 计算许用应力175.2.2 计算几何尺寸185.3 按齿根弯曲强度设计195.3.1 确定公式内各参数的值195.3.2 设计计算205.4 几何尺寸计算215.4.1 计算分度圆直径215.4.2 计算中心距215.4.3 计算齿轮宽度21第6章轴的设计与校核226.1 传动轴的设计及尺寸计算226.1.1 轴材料的选择226.1.2 初步确定轴的最小直径226.1.3 轴的结构设计226.2 主轴的设计及尺寸计算296.2.1 轴材料的选择296.2.2 初步确定轴的最小直径296.2.3 轴的结构设计29

9、第7章轴承的选择与校核367.1 轴承的选择367.2 轴承的校核36第8章曲柄滑块机构的设计及运动学分析378.1 连杆结构的设计378.2 曲柄滑块的运动学分析398.2.1 位移分析398.2.2 速度分析408.2.3 加速度分析408.3 剪切能力的计算43第9章其他部件的设计459.1 剪刀的设计459.2 滑块和导轨的设计459.2.1 导轨截面的选择459.2.2 导轨材料及热处理459.2.3 导轨长度的选择469.3 机座的设计469.3.1 机架的作用469.3.2 对机座的主要要求469.3.3 结构尺寸46第10章模具设计47第11章三维设计50第12章运动仿真53第

10、13章数控编程55结论63参考文献64致谢66第1章绪论1.1 课题背景在经济发达的今天，产品的市场竞争日趋激烈，在保证产品质量的前提下，如何提高产品加工精度和降低生产成本是提高产品竞争力的关键所在。产品成本一般包括材料、工件的损耗、机床折旧、工人薪资和其他管理等费用，它们与劳动生产率相关，因此对机械设备的改造创新以提高产品加工效率是降低产品成本最有效的途径。机械工业担负着向国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性作用。机械设计制造是机械产品研发的第一道工序，关系到产品的质量性能、研发周期和技术经济效益。所以通过产品设计、制造和广泛使用各种先进

11、的机器，就能大大的促进国民经济快速发展，加速我国社会主义现代化建设进程。机械在工业、农业、国防等方面已得到广泛的应用，在国民经济中占据着重要的地位，机械工业的生产水平是国家现代化建设水平的主要标志之一。工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展反应出来。目前我国较多的机械制造企业中所使用的加工设备大多已陈旧过时，特别是剪板机，无论是从加工效率还是加工质量上都远远落后于国外。对称传动式剪板机是一种典型的对称传动式机械设备，主要用于剪裁各种尺寸金属板材的直线边缘。该设备应用广泛，具有结构简单、维修方便、经济实用、成本低的优点，所以本次要设计一台解决老式剪板机的缺点，并且进行改造

12、创新。具有实际意义的对称传动式剪板机。1.2 国内外研究现状在汽车、航天、电子和家用电器领域，需要大量的金属板壳零件，特别是汽车行业要求生产规模化、车型个性化和大型覆盖件一体化。进入21世纪，我国汽车制造业飞速发展，面对这一形式，我国的板材加工工艺及相应的冲压设备都有了长足的进步。目前国内的压力机械通过自行研发与国外进行多种方式的生产技术合作，有了较快的发展，质量和技术水平有了明显的提高，而不少国外的产品则展示了当前国际上的先进技术。国外近十年来，机械传动的剪板机结构上并没有多大发展，仍然是以曲柄机构及偏心传动为主，其中又有上传动和下转动之分，下传动结构重心低，高度小，立柱不承受负荷，全部负荷

13、由偏心到刀架之间的连杆所承受，因此，重量轻，但下传动装置也有它的缺点，如装板条的手推车不能推入剪板机内直接靠近刀片。目前在国外，特别是工业发达的国家剪板机的发展己达到一个相当高的水平。其发展趋势向着平稳、高精度、高质量、节能、环保、数控、职能的方向发展。1.3 本次设计的主要内容本设计“对称传动式剪板机”具有机构简单，使用可靠，维修方面，成本低，运转平稳，生产效率高等优点。本次设计主要是完成了动力源，为剪板机提供动力和运动驱动部分；传动系统，传递动力部分；执行系统，完成执行动作的部分以及其他辅助机构的设计。同时考虑剪板机的几何精度、运动精度、定位精度。具体的来说主要内容包括电动机、带传动、齿轮

14、、轴以及其他主要零件在老师的认真指导下，使之更加完善，对部分系统及结构进行了改进和创新，使之更适应实际工作的要求。第2章方案论证2.1传动方案的确定2.1.1 液压传动方案剪板机的传动方式很多：液压传动、气压传动、机械传动等，液压剪板机采用液压传动，使机器工作时平稳、噪声小、安全可靠、可以进行单次连续剪切，剪切厚度也较机械传动的厚。但是对液压元件的精度、强度要求也高，制造成本也高，而且液压传动存在“泄露”问题造成污染，油温的变化会引起油液粘度变化，从而影响液压传动工作的平稳性，液压剪板机的维修也不是很方便，需要掌握一定的专业知识。所以适应环境能力小，因此，此次设计不选用液压传动方案。综上所述，

15、选用机械传动方案，机械传动具有结构简单、易操作、成本低等优点。2.1.2 机械传动方案凸轮机构和曲柄滑块机构都能实现剪板机的切削动作。如图2/所示，主轴的转动带动凸轮转动，凸轮升程时推动滑块（即刀片）作剪切动作。回程时，滑块在弹簧的作用下上升到开始位置，准备下一个动作循环。凸轮机构的优点是可以根据从动件的运动规律来选择机构的尺寸和确定凸轮轮廓线。缺点是凸轮机构一般用于控制机构而不是执行机构，因为其工作压力不能太大，否则会严重磨损凸轮的轮廓及推杆，故选取曲柄滑块机构（图2.2）,该机构具有结构简单、加工容易、维修方便、经济实用等优点。图2-2p2. 2总体传动方案综合考虑，此次剪板机设计的总体方案为：由电动机经过一级带轮减速及一级齿轮减速驱动主轴上的对心曲柄滑块机构，使滑块作往复运动，进行剪切动作，剪板机的剪切力是163行程是108m加，每分钟剪板60次。设计传动系统图如图2-3所示第3章电动机的选择3.1电动机类型和结构形式的选择选择电动机的原则是：保证正常工作，并具有一定过载保护能力的前提下，综