《飞剪机构分析与设计》补充资料

1、补充资料正弦飞剪机构的设计建立机构设计的计算模型e、f为由刀刃安装确定的结构尺寸，h为刀刃重合量。刀刃E的位置方程：xE=acos1+eABn1EFhefdABn1EFhefd110 xyaxEyE刀刃E的速度方程：xE= -a1sin1yE=a1cos1.剪切角01：cos01=（a-h）/a曲柄半径a：要求开始剪切的刀刃速度yE为vt，由此得到：vt = a1（a-h）/aa= vt/1+h 。轭架结构尺寸d：d=a+e+h+f。计算实例：已知：vt=2m/s,L=1m, h=5mm,v刀0.05。曲柄角速度：1vt/L=2/1=4/ s曲柄半径：a= vt/1+h=1.0252000/（

2、4）+5=1681338mm。剪切角01：cos01=（a-h）/a=（1681338-5）/1681338=0.9702618801=-14.0080140轭架结构尺寸d：若取e=f=250md=a+e+h+f=168+250+5+250=673mm。校验机器性能刀刃剪钢速度：xE= -a1sin1=-1684sin(-14.0080140)=511.02mm/s.yE=vEt=a1cos1.=1684cos(-14.0080140)=2047.7248mm/s=VFt10239。v刀=0。二、摆动导杆飞剪机构的设计1、运动分析位移方程acos1+s cos3=dasin1+s sin3=0

3、由此得：s=d2+a2-2adcos30.5.3=arctanasin1/( d- acos1)C12dC12dACB1A34ayxdefsdFh110B03-a1sin1-s3sin3+scos3=0a1cos1+s 3cos3+ssin3=0s=a1sin(1 -3)3=-a1cos(1 -3)/s刀刃位置：xE=a cos1+ecos3yE=a sin1+esin3xF=d-fcos3yF=-fsin3刀刃速度：xE=-a1 sin1-e3sin3yE=a 1cos1+e3cos3xF=f3sin3yF=-f3cos3机构尺寸设计已知刀刃结构尺寸e、d。由于刀刃与钢材速度同步，当1=01

4、剪钢时：vt=yE=a 1cos01+e3cos03vt=yF=-f3cos03两式联立得：cos01=(e+f) vt /( a 1 f)当剪钢时1=01由AB0C得：cos01=a2+d2-(e+f)2/(2ad);其中由下式确定：d=a+e+f-h设p=e+f由以上cos01两式联立得：a=-B(B2-4C)0.5/2.B=(p-h)-pvt/(f1)C=h2/2-ph -(p-h)pvt /( f1)求出后，得：d=a+e+f-h摇杆摆角=2arcsin(a/d).计算实例已知e=f=250mm,p=500mm, =1.025, vt =2000mm/s, h =5mm, 1=4 (1

5、/s),L=1000mm.曲柄角速度：1vt/L=2/1=4/ s按下式计算曲柄半径：a=-B(B2-4C)0.5/2.B=(p-h)-pvt/(f1)C=h2/2-ph -(p-h)pvt /( f1)B=（500-5）-5001.0252000/(2504)=169.6C=25/2-5005-(500-5)5001.0252000/(2504)= -163558.9.a=-169.6169.62+4163558.9 0.5/2=328.5mm.机架结构尺寸d： d=a+e-h+f=328.5+250-5+250=823.5mm。剪切角01：cos01=(e+f) vt /( a 1 f)=

6、5001.0252000/(328.54250)=0.9932.01=6.6834.摇杆摆角:=2arcsin(a/d)=2arcsin(328.5/823.5)=47.0198校验机器性能刀刃剪钢速度：s=d2+a2-2adcos30.5.3=arctanasin1/( d- acos1)s=823.52+328.52-2328.5823.5cos6.68340.5=499.1918mm3=arctan328.5sin6.6834/( 823.5- 328.5cos6.6834)= arctan0.076893=4.39683=-a1cos(1 -3)/s3=-328.54cos(6.683

7、4 -4.3968)/499.1918=-8.2553.yE=a 1cos1+e3cos3yF=-f3cos3yE=328.54cos6.6834+250(-8.2553)cos4.3968yE=2042.2490mm/syF=-250(-8.2553)cos4.3968=2057.7612mm/sv刀=(2042.2490+2057.7612)/2=2050.0001mm/s2050.0001/2000=1.025.v刀=(2057.7612m -2042.2490)/2050.0001=0.0076双滑块六杆飞剪机构的设计h013dCAhh013dCAh02a0GDC0+给定参数：导杆及摇

8、杆摆角、，机架长度比k0= h02/ h01.取a0=1。由图得：c0/sin=( h01+ h02)/sin(+),c0 = h01 ( 1+k 0) sin/sin(+);c0 = a0( 1+k 0) /sin(+);两式联立：h01= a0 /sin。h02= k0 h012、机构绝对尺寸确定令l=e+fa=k1Vt/1.比例尺= a / a0.得机构绝对尺寸c、h1、h2.C3B14513S35aC3B14513S35ayDEFef2hh13dCAh2xGCe=f=l/2切角1的确定确定剪切角1的有两种方法：（1）试凑法；（2）牛顿拉甫辛法。（1）试凑法：按1cos-1(a-h/2)

9、/a初定剪切角，按该角进行运动分析，求出lBC, 若lBC与l=e+f的相对误差不大于5%，则认可。（2）牛顿拉甫辛法由回路ABG、ABCD得：f1= a cos1+h1-s3 cos3=0f2= a sin1-s3 sin3=0f3= a cos1+l cos3-h2-c cos5=0f4= a sin1+l sin3-c sin5=0初定1、3、5、S3，按下式求出其近似值。4、确定最终机构尺寸运动分析求出刀刃速度V刀，得实际的k1=V刀/a1,再从新求曲柄半径a*及机构最终尺寸。5、实例已知=15、=30，机架长度比k0= 1.5.a0=1。=1.025, vt =2000mm/s, h

10、 =5mm, 1=4 (1/s).机构相对尺寸h01= a0 /sin=3.86。h02= k0 h01=5.796.c0 = a0( 1+k 0) /sin(+)=3.536.机构绝对尺寸取k1=1.2, Vt =2000mm/s,=1.02, h =5mm.a=k1Vt/1.=195mm.= a / a0=195.由此得绝对尺寸：c=689mm,h1=753mm,h2=1130mm.e+f=h2+h-a-c252mm. e=f=126mm.用牛顿拉甫辛法求剪切角1。计算结果：f1=0.000019,f2=0.000434,f3=0.000005,f4=0.000075fai1=11.607

11、341,fai3=2.379909,fai5=175.863550,s3=944.827087,f1=0.000019,f2=0.000434,f3=0.000005,f4=0.000075numb=101=11.6, 3=2.38, 5=175.86,s3=944.8mm,运动分析确定机构最终尺寸V刀=（yE+yF）/2=2771.4818mm/s.K*1=a1/ V刀=0.88416.a*=k*1 vt/1=144mm.*= a*/a=0.736.c*=507mm,h*1=554mm,h*2=832mm;按最终尺寸计算的机构性能xE=787.53mm,YE=32.713mm,xf=787.

12、53mm,yF=32.76mm;xE=372.54mm/s,YE=2004.07118mm/s,xf=-177.29136mm/s,yF=2075.92882mm/s;V刀=（yE+yF）/2=2040mm/s; =1.02; V刀=0.0350.05.滑块八杆飞剪机构的设计1、机构相对尺寸确定ABCDGb0ABCDGb0b0b0h0a0图1b0 02、机构绝对尺寸确定曲柄半径：a=k1Vt/1. (6-2)ABEF1xyaCDGbbbb23ABEF1xyaCDGbbbb2345SGSCefEFhh图2MNKJ切角1的确定:按190-cos-1(a-h/2)/a。 (6-3)234525、确定最终机构尺寸运动分析求出刀刃速度V刀，得实际的k1=V刀/a1,再从新求曲柄半径a*及机构最终尺寸。6、实例已知max=12、 min=37，a0=1。=1.025, vt =2000mm/s, k1=1.2, h =5mm, 1=4 (1/s).max minmax minmax min曲柄半径：a=k1Vt/1=1.21.02 2000/(4)=194.8mm, 得比例尺:=194.8