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1、电子科技大学电子科技大学成都学院成都学院电子工程系电子工程系课课 程程 报报 告告课程名称 机械原理实训课 学生姓名 学 号 专 业 电气工程及其自动化 授课教师 2014 年 12 月摘要摘要机械设计是工科高等学校机械类，机电类等专业必修的一门技术基础课，我们在学习基础知识的同时，也应更加注重对知识的整体运用和实践。平压模切机是印刷包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备。本文从拟定运动循环图出发，通过查找机械设计手册，比较不同方案，选择了最合适的传动系统和执行机构，并且对其工作原理，结构设计和几何参数进行了深刻的分析和探讨。作者运用优秀的 UG 将设计的装置形象，直观的描绘出来了。该模切机
2、具有结构简单，紧凑，效率高，易操作的点。关关键键词词 ：机械设计 平压模切机 UG制图 A Ab bs st tr ra ac ct t Mechanical design is an engineering college machinery, electrical and other specialized types of a compulsory basic course of technology, we study the basic knowledge at the same time, should also any more attention tothe knowledge
3、 of the overall application and practice. The author designed semi-automatic die-cutting machine is the printing and packaging industry press boxes, cartons and other paper products and special equipment. This paper proposed the motion cycle chart from the start, through the search of mechanical des
4、ign manual, comparison of different options, select the most suitable transmission system and executing mechanism, and its working principle, structure design and geometric parameters of an in-depth analysis and discussion. The excellent UG will design the device image, intuitive outlined目录一 设计背景及意义
5、4 二 设计要求及工作原理4 三 运动循环设计及分析5 （一）机构运动要求 5 （二）运动示意图 5 （三）部件运动析 6 （四）运动循环图 四 机械运动方案的拟定和选择 五 电动机的选型 六 机械传动设计 （一） 传动比的分配 （二） 齿轮组的设计 （三） 链轮和链条的设计 （四） 轴承和键的设计 （五） V 形带的设计 （六） 刚性夹子和凸轮的设计 （七） 平面六杆曲柄滑块机构的设计 七 传动和执行机构的运动仿真 （一） 轴的参数 （二） 凸轮运动图 （三） 平面六杆曲柄滑块机构的运动曲线图 八 简图 九 参考文献一、一、设计背景及意义设计背景及意义在现在的生活中机器已经逐渐发展成为人们工
6、作、生产、生活的一个重要 部分，使人们的生活更加美好。他已经涉及到各个领域和行业，提高了人们的 劳动生产效率，减少了劳动强度。他已经称为人们不可或缺的一部分。 而在另一方面，人们正在追求高品质的生活，追求简单、方便和舒适的同 时也在追求美。在印刷行业也是一样，人们对产品的包装要求越来越高，不仅 要求产品的外包装上有艳丽的印刷图案，而且还要求外包装的盒型精美、别致， 造型漂亮，于是平压模切机满足了人们的这种需要。平压模切机是目前最广泛最普遍的类型，也是国内外生产厂家用的最多的 机型。平压模切机可以用于各种类型的切模。既能模切瓦楞纸板、卡纸、又能 模切橡胶、金属、金属板材。既能人工剪纸又能高速切模
7、。 在现阶段，平压模切机的发展即应达到一个较为成熟的水平，无论是在设 计理念上还是在制造工艺水平上都已经达到一定水准。于是在此提出了新型平 压模切机的设计这一课题。新型平压模切机是印刷、包装行业压制纸盒、纸箱 等纸制品的专用设备。该机可对各种规格的白纸板、厚度在 4mm 以下的瓦愣纸 板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线的 纸板，用手工或机械沿切线处去掉边料后，沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、 纸箱或制成凹凸的商标。这种设备具有结构合理、质量可靠、成型性好、经久 耐用、维修方便等特点，经过模切压痕后的印刷品可大幅提高其商品附加值。近二十年来，平压模切机是使用最广泛
8、且技术发展最快的机型。作为一个 刚刚大二的大学生，要想以后在实际的工作当中有自己的技术进步与技术创新， 就必须先搞懂基本设备的基本原理及各个部分的工作原理。为以后实现模切机 数字化和智能化做好吧充分准备。 通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，着手设计“平压模 切机” 。通过对机构的选型、设计；对机械传动方案、机械运动方案的选择和评价而培养结构设计，计算能力。熟悉基本的机械装置设计过程。二、设计要求及工作原理二、设计要求及工作原理（1）总功能要求实现对各种规格的白纸板，厚度在以下的瓦楞纸板，以及各种高级精细 的印刷品进行压痕、切线、压凹凸，沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱 或制造
9、凹凸的商标。 （2）工作原理平压模切机的工作原理及工艺动作分解如图 1 所示，压制纸板的工艺过程分 “走纸”和“模切”两部分。 “走纸”部分由图中所示的 1、2、3 组成， “模切” 部分由 5、6 组成，4 为工作台面。工作时，工作台面下方的控制机构操纵 7 向 上运动，推动与双列链 1 固联的走纸模块上的夹紧装置，使夹紧片张开，操作 者可将纸板 8 喂入。夹紧后，1、2 开始运动，将纸板送到具有上模 5(装调后固 定不动)和下模 6 的位置后，1、2 停歇，此时，在工作台面下部的主传动系统中 的执行构件滑块 6 和下模为一体向上移动，实现纸板的压痕，切线，完成 模切。此后链条再次运行，当夹
10、有纸板的横块走到某一位置，受另一机构(图中 未表示)作用，使夹紧片张开，纸板落到收纸台上，此时，后一个走纸模块进入第二个运动循环，连续不断地完成上述的动作。图 1 机构运动简图 图 2 阻力图三、三、运动循环设计及分析运动循环设计及分析（一）（一） 机构运动要求机构运动要求从机器的工艺动作可以看出，可以把整个机构运动的运动分成两个部分， 一是辅助运动，它可以用于完成纸板的夹紧，走纸，松开等动作。对实现该运 动的传动机构要求做间歇运动；二是主运动，完成对纸板的压切动作，要求装 有模板的滑块做直线往复运动。其特点是行程短，受载大。本机构要求行程是50 毫米，最大载荷是，工作速度是每小时压制 300
11、0 张。另外，主运动和辅运动要相互协调。（二）（二） 运动示意图运动示意图由上述机构运动要求，绘制如下运动示意草图：走纸机构（三）部件运动分析（三）部件运动分析1、主轴的选择和转角运算为了计算和设计方便，选择变速箱的输出轴为运动分析主轴，如上图所示。 由原始数据和设计要求知，平面六杆机构的行程速比系数 K=1.3，则极位夹角并知该运动周期分为两部分，以 156.5（156.5=180-23.5）为界分为 0-156.5和 156.5-360两个过程。 2、模切机构的分析 当主轴转角为 0-156.5，下模从行程最低点开始，在平面六杆机构的带 动下向上移动至预定模切位置，进行冲压模切；当主轴转角
12、为 156.5-360， 下模完成模切动作，快速急回运动至行程最低点即下一周期起点。 3、走纸机构的分析 当主轴转角为 0-156.5，特殊齿轮组（用于完成间歇运动）没有啮合运 动，链轮链条处于静止状态；当主轴转角为 156.5-360，特殊齿轮组轮齿参 与啮合，带动链轮链条运动，进行走纸运动。 4、夹紧装置的分析 当主轴转角为 0-156.5，带动夹子的凸轮走过推程，远休止和回程使弹 簧夹完成夹纸动作；当主轴转角为 156.5-360，凸轮处于近休止状态使弹簧 夹处于夹紧状态。（四）（四） 综上所述运动循环图如下：综上所述运动循环图如下：主轴转角0 156.5 360走纸机构停止运动夹紧装置
13、送料夹紧输入走纸模切机构滑块上升（模切）滑块下降（回程）四、四、 机械运动方案的拟定和选择机械运动方案的拟定和选择由上述运动循环图及题设要求可知， “平压模切机”主要分为三大部分：动 力传动机构；走纸机构；冲压模切机构。其中动力传动机构又分为动力传递机 构和变速转向机构。走纸机构分为：纸板的输送机构，纸板的停歇机构和纸板 的固定机构。冲压模切机构为急回机构。 备选机构列表：备选机构列表： 机构供选机构类型纸板的输送双列链轮传动皮带轮传动纸板的停歇机 构凸轮机构特殊齿轮组纸板的固定刚性弹簧夹普通夹子 急回机构直动推杆凸轮机构平面六杆曲柄滑块机构 动力传递机构联轴器V 形带 变速转向机构圆柱齿轮传
14、动机构单级蜗杆传动机 构锥-圆柱齿轮传动机 构 由上述备选机构可得 32 种备选机械运动方案，从中选出 3 种典型可行方案 如下： 方案 A：双列链轮传动-特殊齿轮组-刚性弹簧夹-平面六杆曲柄滑块机 构-V 形带-圆柱齿轮传动机构 方案 B：双列链轮传动-凸轮机构-刚性弹簧夹-直动推杆凸轮机构- 联轴器-锥-圆柱齿轮传动机构 方案 C： 皮带轮传动-凸轮机构-普通夹子-直动杆凸轮机构-联轴器- -单级蜗杆传动机构典型可行方案评定典型可行方案评定方案 A：1、示意图2、分析与评定 (1)机械功能的实现质量 由于 V 形带和齿轮的组合传动，功率损失小，机械效率高，可靠性高；平 面六杆曲柄滑块机构能够承受很大的生产阻力，增力效果好，可以平稳的完成 模切任务；使用刚性
