凉席竹片铣槽机(课程设计)

1、 课 程 设 计（ 课 程 实 习 ）机械原理课程设计 院（系、部）： 机械工程学院 姓 名： 同组成员： 班 级： 指导教师签名： 2011年 6月 30日目 录第一章 引出问题41.1 机器的功能和设计要求4第二章 运动方案的拟定52.1 方案一 52.2 方案二 72.3 方案三 82.4 最终方案的确定8第三章 凉席竹片铣槽机运动循环图9第四章 机构的运动分析及设计10 4.1 送料机构的运动分析及设计104.1.1 曲柄摇杆机构的运动分析及设计104.2 切削机构的运动分析及设计124.2.1 凸轮机构的运动分析及设计12第五章 机械传动系统设计.175.1传动机构和传递路线及速比分

2、配17 5.2飞轮设计17第六章 设计体会19第七章 参考文献20凉席竹片铣槽机第一章 引出问题1.1 机器的功能和设计要求1机器的功能在凉席竹片两侧的铣削出R20的圆弧槽。为了实现在凉席竹片两侧的铣削出R20的圆弧槽。，凉席竹片铣槽机应完成如下三个动作：（1） 竹片的输送（2） 导槽压紧竹片（3） 锯片铣刀的进刀与退刀2设计要求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。如图10.7所示，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40厚2mm的锯片铣刀，铣转速为2800r/min，铣削功耗约为375w。图10.7表10.2凉席竹片铣槽机的

3、生产率方案号进给电动机转速r/min生产率片/minA1440120B960100C72060第二章 运动方案的拟定2.1 方案一工作原理方案1凉席竹片铣槽机的工作原理可用图 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。方案1 凉席竹片铣槽机工作原理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

4、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。凉席竹片铣槽机的运动传递路线如图所示。电机曲柄摇杆机构(送料)凸轮机构（切削）减速运动传递路线如图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

5、顺序、相位，以便进行设计、装配和调试。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°。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

6、标为各执行构件的直线位移或角位移。凉席竹片铣槽机运动循环图2.2 方案二工作原理方案2凉席竹片铣槽机的工作原理可用图 表示。此图导槽是左右运动的，两个铣刀是固定在导槽两侧不动的。当曲柄滑块机构将竹片推到导槽上时，由于导槽的运动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。方案2 凉席竹片铣槽机工作原理2.3 方案三方案3凉席竹片铣槽机的工作原理可用图 表示。此图的送料机构是一个传送带，两个铣刀是左右运动的。当传送带将竹片推到

7、工作位置上时，由凸轮控制的的挡板将竹片挡住使其固定在加工位置上。同时铣刀开始分别对竹片进行切削。切削完一个竹片之后传送带将下一个竹片传到切削地点进行切削。竹片在进行切削的时候会被传送带上方的夹紧机构加紧，竹片在被切削的时候不会跑偏。方案3 凉席竹片铣槽机工作原理2.4 最终方案的确定经我组全体人员考虑决定我们组选定方案1为最终方案。因为方案一比较合理，比较容易实现，更便于控制所以我们组选择方案一。第三章 凉席竹片铣槽机运动循环图 最终方案机械运动方案示意图凉席竹片铣槽机运动循环图第四章 机构的运动分析及设计4.1 送料机构的运动分析及设计4.1.1 曲柄摇杆机构的运动分析及设计1曲柄滑块机构的

8、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300mm，行程速比系数1.，取偏距200mm。利用图解法设计，取比例尺。设计过程如图所示。作图步骤如下： 计算极位夹角 按冲头和脱模盘的行程200mm，做出的极限位置、。作直角三角形。其中1260°。 作直角三角形的外接圆。 作与12平行且相距为200mm的直线，与圆相较于点，即为曲柄回转中心的位置。 从图中量得A2135，A1300，求各杆长度曲柄长度： 连杆长度： 用图解法设计偏置曲柄滑块机构（2）运动分析对于如图所示的曲柄滑块机构，已知曲柄的转速n1=60 r/min，各从动构件的运动可由表3中所

9、列公式求出。计算结果列于表4。按计算结果画出的滑块的速度、加速度曲线如图8所示。图7曲柄滑块机构表3曲柄滑块机构运动分析连杆2滑块3转角：角速度：角加速度：其中：位移：速度：加速度：表4曲柄滑块机构运动分析结果1222xcvcac0-33.0534-1.229260.9833080.427606-0.24585-1.4546830-45.1861-1.266-0.683070.362593-0.51823-1.6198160-56.0415-0.92225-3.755360.26496-0.60769-1.9098690-60.8539-1.3E-16-6.645980.178592-0.37

10、781-2.12844120-56.04150.922247-3.755360.1447-0.04669-0.72294150-45.18611.265998-0.683070.1542970.140420.435992180-33.05341.2292590.9833080.1870860.2458520.919156210-22.42290.9652632.1352610.2348180.3239151.010735240-15.1530.5337162.9813060.2938110.3783490.778402270-12.55981.94E-163.3162030.3579150.3

11、778080.264434300-15.153-0.533722.9813060.4140710.276034-0.40852330-22.4229-0.965262.1352610.4431140.053893-1.04507360-33.0534-1.229260.9833080.427606-0.24585-1.45468图8滑块的速度、加速度曲线4.2 切削机构的运动分析及设计4.2.1 凸轮机构的运动分析及设计图9凸轮机构位移曲线切削机构采用凸轮机构。已知从动件铣刀的行程为h50mm。由凉席竹片铣槽机运动循环图，可得凸轮的位移曲线如图9所示。根据凸轮机构的位移曲线设计凸轮机构如图10

12、所示图10凸轮机构svaXy00000100100.4404140.4083290.24605494417.4412998.9145203.274261.4422560.37697804535.3218897.04606309.7750552.6179940.33150892954.8875395.067994019.500513.38540208134591.54275030.499493.385402-09684183.883456040.224942.617994-0.331508929121.438470.112477046.7257

13、41.442256-0.376978045137.877150.183168049.559590.408329-0.246054944147.287425.9707590500-9.37958E-171509.19E-1510049.55959-0.408330.246054944147.2874-25.970711046.72574-1.442260.376978045137.8771-50.183212040.22494-2.617990.331508929121.4384-70.112513030.49949-3.3854096841-83.883514019.

14、50051-3.3854-081345-91.54271509.775055-2.61799-0.33150892954.88753-95.0681603.27426-1.44226-0.37697804535.32188-97.04611700.440414-0.40833-0.24605494417.44129-98.9145180-1.9E-150-1.87592E-161.23E-14-1001900.4404140.4083290.246054944-17.4413-98.91452003.274261.4422560.376978045-35.3219-9

15、7.04612109.7750552.6179940.331508929-54.8875-95.06822019.500513.3854020.130923101-76.8134-91.542723030.499493.385402-0.130923101-99.9684-83.883524040.224942.617994-0.331508929-121.438-70.112525046.725741.442256-0.376978045-137.877-50.183226049.559590.408329-0.246054944-147.287-25.9707270500-2.81387E

16、-16-150-2.8E-1428049.55959-0.408330.246054944-147.28725.9707529046.72574-1.442260.376978045-137.87750.1831630040.22494-2.617990.331508929-121.43870.1124731030.49949-3.38540.130923101-99.968483.8834532019.50051-3.3854-0.130923101-76.813491.54273309.775055-2.61799-0.331508929-54.887595.067993403.27426

17、-1.44226-0.376978045-35.321997.046063500.440414-0.40833-0.246054944-17.441398.9145360-1.9E-1500-2.5E-14100表7凸轮机构的运动分析凸轮的参数如下： r0=100mm e=0 最大行程s=50最大压力角由公式 max=22度凸轮旋转角度与速度图像凸轮旋转角度与加速度图像凸轮的散点图第五章 机械传动系统设计5.1传动机构和传递路线及速比分配5.1.1机械传动系统的设计从原动电机到用于送料的曲柄滑块机构，用于切削的凸轮机构采用分路传动，图15表示了所用的传动机构及传递路线。电机传动杆齿轮传动切削凸

18、轮机构曲柄滑块机构（送料）图15传动机构和传递路线5.1.1速比分配驱动电机的转速为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12.5，取112 260 Z3=126凸轮机构传动： 传动比为25，取Z4=12 Z5=60 Z6=250 5.2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。轴的转速n=750/30=25r/min，取凉席竹片铣槽机的许用速度波动系数=0.005。 计算等效阻力矩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

19、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r。此时，机器的等效阻力矩为其中，为凸轮的角速度s；c为凸轮运动的速度，由表.3可以得到凸轮的速度为V=-h*/02*(1-COS(2*PI()*(-(0+01)/02)Md图像Mr图像其中，max，min分别为最大的赢功和最小的亏功，Wmax=18205.73, Wmin=-18205.73，可以算得W=36410J。4.计算飞轮的转动惯量JF5.确定飞轮的尺寸对于如图17所示的轮形飞轮，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，为飞轮材质的密度。取=7800kg/m3，m=kg D=700mm,H=200mm,可以算的B=145.75mm。飞轮D=97.97mm B=145.75mm m=0.5kg H=200mm第六章 设计体会通过这段时间的机械设计课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；通过设计计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关设计资料的查阅，对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。 在具体做的过程中，从设计到计算，从分析到绘图，让我更进一步的明白了作为一个设计人员要有清晰的头脑和整体的布局，要