平压模切机设计

轮机构----联轴器----单级蜗杆传动机构
典型可行方案评定 方案 A： 1、示意图
2、分析与评定
刚性弹簧夹
(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；使用刚性弹簧夹自动的实现纸板的夹紧与 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)机械的运动分析 在同一传动机构的带动下，特殊齿轮和双列链轮机构共同完成走 纸的准确定位，运动精度高，并且能和冲压模切运动很好的配合完成 要求动作工艺。 (3)机械动力分析 平面六杆曲柄滑块机构有良好的力学性能，在飞轮的调节下，能 大大的降低因短时间承受很大生产阻力而带来的冲击震动；整个机构 （特别是六杆机构和特殊齿轮组）具有很好的耐磨性能，可以长时间 安全、稳定的工作。 (4)机械结构合理性 该机构各构件结构简单紧凑，尺寸设计简单，机构重量适中。 (5)机械经济性 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。
件下工作，不能很好的满足冲压模切的力学要求；该方案中的凸轮机 构（包括机构中的两个凸轮机构）耐磨性差。
(4)机械结构合理性 该机构结构简单紧凑，但由于凸轮机构的使用，造成整体机构的 尺寸很重量都较大。 (5)机械经济性 由于凸轮机构和锥圆柱齿轮的设计、加工制造较难，用料较大， 维修不易，故而生产和维修经济成本均较高。 方案 C： 1、示意图
a、在走纸时，相对普通夹子而言，由于刚性弹簧力的作用，可
以自动的将纸板夹紧，并准确平稳的走纸；
b、在夹紧和松开纸板时，运用凸轮机构和刚性弹簧的配合使用，
能准确、方便、自动的实现纸板的夹紧和松开动作。
另外，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。
3、最终选型：纸板的输送选用双列链轮传动；纸板的停歇殊齿
（2）、m2=3 a2=139.5mm z1=20 z2=z1·i4=20 3.67=73
（ 3 ）、 m3=0.5 a3=27.5mm z1=60 z2=z1 · I ’
=60
=50
（4）、m4=6 a4=180mm z=30 由
=0.435 得
z’=13 （三） 链轮、链条的设计
依据上述整体尺寸，初步设计链轮直径为 300mm，查短节距传动 用精密滚子链的基本参数与主要尺寸（GB/T 1243--1997）得：
c、在满足运动要求的条件下，连杆机构可以灵活改变各杆件的
相对长度来调节运动规律，适用性强。 另外，凸轮机构增力效果差，设计加工制造困难，适用性差。 3、最终选型：平面六杆曲柄滑块机构。
五、 机械运动方案的评定和选择
由上述运动循环图及题设要求可知，“半自动平压模切机”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。
普通夹子
2、分析与评定 (1) 机械功能的实现质量 相对于方案 B，皮带传送很难实现走纸的准确定位；普通夹子不 便于纸板的自动化夹紧和松开，需要相应辅助手段较多；采用蜗杆减
速器，结构紧凑，环境适应好，但传动效率低，不适宜于连续长期工 作。总体上机械功能的实现质量很差。
(2) 机械运动分析 皮带传送易磨损、打滑，走纸运动的精度低，又因很难实现准确 定位与冲压模切的协调性差。 (3) 机械动力分析 直动推杆凸轮机构难以承受很大的生产阻力，不便长期在重载条 件下工作，不能很好的满足冲压模切的力学要求；该方案中的凸轮机 构（包括机构中的两个凸轮机构）和平带耐磨性差。 (4) 机械机构合理性 该机构结构简单紧凑，但由于凸轮机构的使用，造成整体机构的 尺寸很重量都较大。 (5) 机械机构经济性 由于普通夹子的使用，降低了生产成本，但由于其易磨损，维修 成本大，又由于凸轮机构和蜗杆机构的存在，经济成本还是很大。 综上所述，从机械功能的实现质量、机械运动分析、机械动力分 析、机械结构合理性、机械经济性等各方面综合考虑，方案 A 各方面 性能均优，故选择其为最优方案。
传动比），为使 V 型带传动外廓尺寸不至过大，初步取
，则
同理，按展开式考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，由 展开式曲线，查得 =5.70，则
（二） 齿轮组的设计 根据（一）中传动比的分配设计以及整体尺寸综合考虑，查圆
柱齿轮标准模数系列表（GB/T 1357—1987）得：
（1）、m1=2 a1=113mm z1=20 z2=z1·i3=20 5.70=114
(2)对于纸板的停歇，选用特殊齿轮组：
a、相对凸轮机构相比而言，特殊齿轮组制造容易，工作可靠。
b、特殊齿轮组在设计时，易实现从动件的运动时间和静止时间
的比例在较大范围内调节，适用范围广。
c、特殊齿轮组在工作时由于面接触且是间歇运转，因此不易磨
损，使用寿命长。
另外凸轮机构制造加工困难，易磨损。
(3)对于纸板的固定，选用刚性弹簧夹：
(1)对于纸板的输送构件，选用双列链轮传动：
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。
转角为 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
156.5°(图示位置)
360°
走纸机构
停止
运动
f 夹紧装置
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、 送料、模切机构的选型
（一） 送料机构的选型
1、可选机构
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
凸轮机构
特殊齿轮组
机构
纸板的固定
刚性弹簧夹
普通夹子
2、选型原因：
半自动平压模切机设计说明书
一、 设计目的
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“半自动平压模切机”。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。熟悉一 般的机械装置设计过程。
二、 工作原理及工艺动作过程
半自动平压模切机是印刷，包装行业压制纸盒、纸箱制品的专用 设备。它可以对各种规格的纸板、厚度在 4mm 一下的瓦楞纸板，以及 各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线的 纸板，用手工或机械沿切线除去掉边料后，沿压出的压痕可折叠成各 种纸盒、纸箱，或制成凹凸的商标。
六、 电动机的选型
1、类型和结构形式：三相异步笼型交流电动机，封闭式，380V，
Y 型； 2、功率： =5.897 kw （ ---功率、 ---生产阻力、s---有效模切行程、t’---周期、
k---行程速比系数）
（
分别为皮带，轴承和齿轮的效率）
故
kw
3、转速：
(
=8~40 分别为皮带和减速器的传动比)
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
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 刚 性 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刚性弹簧夹处于夹紧状态。
（四） 综上所述运动循环图如下：
主轴转角 0°
8
安装尺寸：
型号
安装尺寸(mm)
外形尺寸(mm)
A B C D E F G H K AB AC AD HD L
Y160M1 25 21 10
11
16
33 33 26 38 60
42
12 37
15
-1
408
0
0
05555
七、 机械传动设计
（一） 传动比的分配 1、 总传动比：
2、 分配传动比：
（ 分别为皮带和减速器
，工作速度是每小时压制 3000 张。另外，主运动和辅运动 要相互协调。
（二） 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
夹紧装置
夹紧装置 模切机构
主轴
（三） 各部件运动分析 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
它的工艺动作主要有两个：一是将纸板走纸到位，二是进行冲压 模切。其具体工作动作顺序如下：
半自动平压模切机工艺动作顺序
印
夹
输
模
输
松
纸
刷
紧
入
切