中原工学院
课程设计
课程名称：机械设计（上）课程审计
课程号：DB0302028
<二>：执行机构的功能原理 ..........................
<三>：执行机构运动规律及型式设计 ..................
<四>：主机构的运动设计 ............................
<五>：执行系统的协调设计 ..........................
<六>：方案评价总结 ................................
<七>：课程设计总结（体会） ........................
<八>：参考文献 ....................................
<九>附录 ..........................................
<一>：课程设计任务
一、设计题目:
半自动平压模切机的模切机构
以
片。

主动链轮由间歇机构带动，使双列链条作同步的间歇运动。

每次停歇时，链上的一个走纸模块刚好运动到主动链轮下方的位置上。

这时，工作台面下方的控制机构，其执行构件7作往复移动，推动横块上的夹紧装置，使夹紧片张开，操作者可将纸板8喂入，待夹紧后，主动链轮又开始转动，
将纸板送到具有固定上模5和可动下模6的位置。

链轮再次停歇。

这时，在工作台面下部的的主传动系统中的执行构件（滑块）和下模6为一体向上移动，实现纸板的压痕、切线（称为模压或压切）、压切完成以后，链条再次运行，当夹有纸板的模块走到某一位置时，受另一机构（图上未表示）
后2mm范围内受到生产阻力为F c=2×106N，回程时不受力. 下模和滑块的质量约120kg。

3、下模向上移动的行程长度H=50±0.5mm。

回程的平均速度为工作行程平均速度的1.3倍，
4、工作台离地面的距离约1200mm。

5、按照压制纸板的工艺过程要求设计下列几机构：使下压模往复运动的执行机构；起减速作用的传动机构；控制横块上压紧装置（压紧纸板）的控制机构。

所设计机构的性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。

四、设计方案提示
3、控制加紧装置的机构可采用具有一端停歇的往复移动运动机构，有图轮机构，有圆弧槽的导杆机构等。

4、由于冲压模切机构只在短时间内承受很大的生产阻力，为了减小周期性波动可选用较小的电动机，并安装飞轮。

五：设计任务
1、根据设计要求与原始数据每组考虑至少2~3钟系统运动方案，并对其传动性能进行初步的分析比较，画出运动方案简图。

经小组讨论选定一种较佳运动方案；
2、根据工艺动作的顺序和协调要求拟定运动循环图。

3、进行机械运动方案的评价；
5和可动下模6的位置。

链轮再次停歇。

这时，在工作台面下部的的主传动系统中的执行构件（滑块）和下模6为一体向上移动，实现纸板的压痕、切线（称为模压或压切）、压切完成以后，链条再次运行，当夹有纸板的模块走到某一位置时，受另一机构（图上未表示）作用，使夹紧片张开，纸板
落到收纸台上，完成一个工作循环。

与此同时，后一个横块进人第二个工作循环。

将已夹紧的纸板输入压切处，如此实现连续循环工作。

图(3)平压模切机工艺动作示意图
<三>：执行机构运动规律及型式设计
a、相对皮带传动而言，双列链轮传动精度较高，有利于纸板的精确走纸定位；
b、适合于本机构的远距离传递；
c、本机构在长时间传输、模切时摩擦大，易发热，而双列链轮传动机构适合于长时间在此恶劣环境下工作。

另外，使用皮带轮传动其易打滑，易变形，传输精度低，传递效率低。

图（5）双列链传动正视图
，
2）、纸板停歇：分为凸轮机构、特殊齿轮机构和槽轮机构
将纸板夹紧，而且可以准确平稳的实现走纸运动；
b、能准确、方便、自动的实现纸板的夹紧和松开动作。

c、使用普通夹子较难实现纸板的自动夹紧和松开的工艺动作以及平稳走纸的目的。

图（8）刚性弹簧夹
最终选型：纸板的输送选用双列链轮传动；纸板的停歇选用殊齿轮组；纸板的固选用刚性弹簧夹。

模切冲压机构的选型
1）、可选机构
型式设计：
方案A
示意图如图（9）
1-凸轮、 2-顶杆、3-滑块、4-不完全齿轮、5-完全齿轮、
6-曲柄、7-顶杆
图（9）凸轮顶杆机构简图
1)机械的运动分析
下模向上运动进行模切运动时会产生很大的生产阻力，但是直动推杆凸轮机构不能承受很大的阻力，所以选用直动推杆凸轮机构来完
8-完全齿轮、9-链轮、10-曲柄
图（10）凸轮六杆机构设计简图
1）机械的运动分析
通过凸轮连接与平面六杆机构的组合，能够合理的完成冲压过程，但是机构比较复杂，设计比较困难，并且传动过程较长，
能量易损失，传动效率低。

2)机械结构的合理性分析
该机构结构简单紧凑，但是，凸轮机构的运用会造成整体机构的尺寸和重量都变大且设计比较复杂繁琐。

3）机械机构的经济性分析
夹紧与松开动作，并运用特殊齿轮组完成走纸的间歇运动和准确的定位，以实现与冲压模切的协调配合。

2)机械结构的合理性分析
该机构各构件结构简单紧凑，尺寸设计相对于凸轮而言简单，且没有凸轮机构沉重，运行平稳协调。

3)机械的经济性分析
平面六杆曲柄滑块机构设计，加工制造简单，使用寿命长，维修容易，经济成本低，虽然特殊齿轮组设计加工难度较大，成本偏高，但与其他等效备选机构相比，其能更好的实现工作要求，以带来更大的经济效益。

θ
φ=φ1−φ2
在?ABC中，得
cosα=e 2+（a+b）2−（b−a）2
2e（a+b）
β=90°--1
2
φ−α故
d=√（a+b）2
+c2−2（b+a)·c·cosβ
另外杆a为曲柄的条件为：
（1）在a、b、c、d四杆中，a为最短杆，c为最长干；
（2）a+c≤b+d
根据以上分析，可取 l=500mm c=400mm f=300mm 带入以上公式可得
4-
歇运动。

原动件1通过2、3的传动即通过3个齿轮的啮合将动力传动给3，在六杆机构中，即3为原动件。

由于不同齿轮的传动，从而使冲压模块8完成往复的冲模运动。

3与4两齿轮啮合，然后通过4与9的链条传动将动力传给9，然后由F完成横压弹簧夹的夹纸工作，在整个
运动循环过程中，机械运行平稳，配合协调，可以达到工作的要求。

<六>：方案评价总结
对上述的几个方案，从机械的运动、经济性、及其合理性分析，我认为方案C为最合理的方案。

1．凸轮机构的外形及尺寸设计困难且不易加工，在磨损之后，准
4、唐亚楠、机械原理、中国矿业大学出版社
5、张霄鹏、机械设计、中国矿业大学出版社
<九>附录
执行系统的协调设计补充说明
1、由于平面六杆机构的行程速比系数K=1.3，即极位夹角 θ=180°K−1
=23.5°并知该运动周期分为两部分，以K+1
156.5°为分界线。

2、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；当主轴转角为156.5°--360°，下模完成模切。