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机械原理课程设计—凉席竹片铣槽机组员2012年6月•1．设计该竹片铣槽机的进料机构、进刀机构、压紧机构，拟定传动系统总体方案。一般应包括带传动、齿轮或蜗杆传动、凸轮机构等。•2．绘制机器传动系统方案简图和运动循环图。•3．分配各级传动的传动比，确定各级传动的基本参数，设计计算出几何尺寸。•4．设计凸轮机构。确定运动规律，选定基圆半径，绘制凸轮的轮廓曲线，并校核最大压力角和最小曲率半径。设计任务•为了减轻凉席的重量，增加透风性能，需要在凉席竹片两侧的铣削出R20的圆弧槽。两边槽深分别为8mm，以保证铣出缝隙；槽宽为2mm。刀具可用外径φ40厚2mm的锯片铣刀，铣转速为2800r/min，铣削功耗约为375w。设计要求图10.8图10.7设计方案一图1设计方案二设计方案三三方案之比较方案二由凸轮机构控制的左右活动的导槽与送料机构的送料环节不准确，不能保证竹片是否准确的进入导槽。所以方案二舍去。方案三传送带不能停止，靠凸轮控制挡板不能较好的固定竹片，不利于加工的精确性。所以方案三舍去。方案一采用了固定的导槽，切削的铣刀由一个凸轮同时控制使得切削更精确，在加工位置上方有压紧机构使得竹片在加工时竹片的左右和上下都得到很好固定，加工出的竹片尺寸更精确。所以我们选择方案一为最后方案方案号进给电动机转速r/min生产率片/min172060•1．工作原理•凉席竹片铣槽机的工作原理可用图1表示。当曲柄滑块机构将竹片推到导槽上时，导槽两侧的铣刀开始分别对竹片进行切削。切削完一个竹片之后曲柄摇杆机构将下一个竹片推到切削地点进行切削同时将前一个竹片顶出工作范围。竹片再被曲柄滑块机构推到导槽进行切削的时候会被导槽上方的夹紧机构加紧，竹片在被切削的时候不会跑偏。1.工作原理和工艺动作曲柄滑块机构送料机构压紧机构凸轮机构切削机构2．工艺动作•在上述两个动作中，可以将两个铣刀连接在一个凸轮上进行上下往复运动。此外，为了实现连续生产，需要曲柄滑块机构能够持续的送料。因此凉席竹片铣槽机要求完成以下四个工艺动作：•1.曲柄摇杆送料：可利用送料机构进行送料。•2.压紧机构：当竹片被推到工作位置上时，导槽上的压紧机构将被加工的竹片压紧，铣刀在加工的时候竹片不会跑偏；•3.切削：当竹片被推到加工位置上时，铣刀分别对竹片进行切削；•4.输出：成型的竹片被后面的竹片推出导槽。•上述四个动作，压紧机构和输出动作比较简单，可以不予考虑。因此，凉席竹片铣槽机重点考虑两个机构的设计：曲柄摇杆机构，切削机构。压紧机构设计为了使铣刀更好的加工工件，我们需要压紧机构固定竹片下面是压紧机构的工作原理。夹紧机构位于导槽的上方，是由一个机架固定了4个带有弹簧的小轮子，小轮子本身只可以上下运动不可以水平运动。当竹片被推到加工位置时，竹片会被小轮子压紧达到加紧效果。压紧机构参数设计图10.8压紧机构的机架位于导槽上方56mm，小轮子和弹簧总长为53mm。凉席竹片铣槽机的运动传递路线如图所示。运动传递路线如图•1.运动循环图主要是确定曲柄滑块和切削机构两个执行构件的运动的先后顺序、相位，以便进行设计、装配和调试。•2.分析两个工艺动作，曲柄滑块的往复运动和铣刀的上下往复运动是最主要的运动。因此，这两个机构为主机构，并设定滑块在最小距离时为运动的起点位置，也是一个运动循环的终点位置。此时曲柄滑块机构主动件的转角为零，并以此作为运动循环图横坐标的起点，循环周期为360°。•3.铣刀的切削运动是由一个凸轮机构控制的。铣刀的起点位置是在滑块到达最大行程时开始运动，并在下个滑块到达最大行程前完成。两个铣刀同时进刀，保证加工的准确性。被加工完成的竹片被后面的竹片推出导槽。图为凉席竹片铣槽机执行构件的直角坐标运动循环图。横坐标为曲柄滑块机构和凸轮机构主动件转角（分配轴转角），纵坐标为各执行构件的直线位移或角位移机构运动循环图•执行机构的运动尺度设计•1．曲柄滑块机构的尺寸综合及运动分析•（1）尺寸综合•曲柄滑块机构为偏置曲柄滑块机构。已知滑块的行程为Ｈ＝300mm，行程速比系数Ｋ＝1.４，取偏距ｅ＝200mm。•利用图解法设计，取比例尺μ＝１ｍｍ／ｍｍ。设计过程如图所示。•作图步骤如下：•1.计算极位夹角•2.按冲头和脱模盘的行程Ｈ＝200mm，做出的极限位置Ｃ１、Ｃ２。•作直角三角形ΔＣ１Ｃ２Ｄ。其中∠Ｃ1Ｃ2Ｄ＝60°。•3.作直角三角形ΔＣ１Ｃ２Ｄ的外接圆。•4.作与Ｃ1Ｃ2平行且相距为ｅ＝200mm的直线，与圆相较于Ａ点，即为曲柄回转中心的位置。•5.从图中量得AＣ2＝135ｍｍ，AＣ1＝300ｍｍ，求各杆长度•曲柄长度：连杆长度曲柄滑块设计（送料机构）b)滑块的加速度ac-2.5-2-1.5-1-0.500.511.5090180270360φ1(°)ac(m/s2)a)滑块的速度vc-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.6090180270360φ1(°)vc(m/s)滑块的速度与加速度曲线凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑2.凸轮机构本次课程设计中本小组使用到的凸轮属于滚子推杆凸轮凸轮机构（切削）凸轮参数如下注：凸轮为轴对称，所以只分析0—180度。δsvaxy00000100100.4404140.4083290.24605494417.4412998.9145203.274261.4422560.37697804535.3218897.04606309.7750552.6179940.33150892954.8875395.067994019.500513.3854020.13092310176.8134591.54275030.499493.385402-0.13092310199.9684183.883456040.224942.617994-0.331508929121.438470.112477046.725741.442256-0.376978045137.877150.183168049.559590.408329-0.246054944147.287425.9707590500-9.37958E-171509.19E-1510049.55959-0.40833-0.246054944147.2874-25.970711046.72574-1.44226-0.376978045137.8771-50.183212040.22494-2.61799-0.331508929121.4384-70.112513030.49949-3.3854-0.13092310199.96841-83.883514019.50051-3.38540.13092310176.81345-91.54271509.775055-2.617990.33150892954.88753-95.0681603.27426-1.442260.37697804535.32188-97.04611700.440414-0.408330.24605494417.44129-98.9145180-1.9E-1509.37958E-171.23E-14-1001.角度与s图像凸轮的运动特征曲线-100102030405060135791113151719212325272931333537系列1角度与v的特征曲线-250-200-150-100-50050100150200250135791113151719212325272931333537系列1角度与a的特征曲线-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.5135791113151719212325272931333537系列1•凸轮的参数如下：•r0=100mme=0最大行程s=50根据上述参数以及设计要求我们得到凸轮的具体参数数值如下-150-100-50050100150-200-150-100-50050100150200yy3.机械传动系统设计机械传动系统的设计从原动电机到送料的曲柄滑块机构，用于切削的曲柄滑块机构采用分路传动，如下图所示速比分配电动机飞轮压紧机构曲柄滑块机构送料机构电动机凸轮机构切削机构Z1Z2Z3Z4Z5Z6齿轮传动比的确定•驱动电机的转速为750r/min，曲柄的转速为60r/min，凸轮的传动比为30r/min，则机械传动系统的传动比为：•曲柄滑块齿轮传动：传动比为750/60=12.5，取Ｚ1＝10Ｚ2＝60Z3=125•凸轮机构传动：传动比为750/30=25，取Z4=10Z5=60Z6=250飞轮设计凸轮机构工作阻力的变化和铣刀加工时造成机器的速度波动，必须通过加飞轮的方法进行调节。取凉席竹片铣槽机的许用速度波动系数[δ]=0.005。计算等效阻力矩Ｍｒ凉席竹片铣槽机机的能量消耗，主要来自凸轮运转时消耗的能量。因此，可以忽略其它执行机构，以及各构件惯性力的影响，只考虑凸轮运转的工作阻力Ｆr。此时，机器的等效阻力矩为其中，ω为凸轮的角速度s；ｖc为凸轮运动的速度，可以得到凸轮的速度为其中，ΔＷmax，ΔＷmin分别为最大的赢功和最小的亏功，ΔWmax=18205.73,ΔWmin=-18205.73，可以算得[W]=36410J。4.计算飞轮的转动惯量JF5.确定飞轮的尺寸其转动惯量可用下式表示其中，D为飞轮轮缘的平均直径，m为飞轮的质量其中，ρ为飞轮材质的密度。取ρ=7800kg/m3，m=0.5kgD=700mm,H=200mm,可以算的B=145.75mm。222229600005.072046.36411900][][900mkgnWJFminmax][24DmJF221DDDBHDm此方案使用的轮形飞轮如下图所示谢谢观看Thanksforwatching