平尺刻线机04010703X 24副本.docx
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平尺刻线机04010703X24副本
机械原理课程设计说明书
设计题目:
平尺刻线机
专业班级:
机自1207
设计者:
指导老师:
周长江
设计日期:
2014年7月14日
目录
1设计功能与要求………………………………………………………………………….....3
1.1设计功能………………………………………………………………………....3
1.2要求………………………………………………………………………….......3
2执行机构的比较与选定……………………………………………………………...........4
2.1刻线机构………………………………………………………………...............4
2.2抬尺机构……………………………………………………………………........4
2.3进给机构………………………………………………………..........................5
3传动方案设计………………………………………………………………..........................5
3.1传动方案总括............................................................................................5
3.2传动效率计算.............................................................................................5
3.3电动机选择.................................................................................................6
3.4传动比计算................................................................................................6
4执行机构的尺寸设计………………………………………………………………………...8
4.1设计总体思路............................................................................................8
4.2抬尺凸轮尺寸设计....................................................................................9
4.3刻线凸轮尺寸设计................................................................................10
4.4进给机构尺寸设计..................................................................................10
5方案图与机构运动循环图(表)…………………………………………………………11
5.1方案图......................................................................................................11
5.2机构运动循环图.......................................................................................12
5.3机构运动循环表.......................................................................................12
6参考文献……………………………………………………………………………….......12
7小结………………………………………………………………………………...............12
1、设计功能与要求
1.1设计功能
平尺刻线机主要用来实现自动刻线,刻线要求为每隔1毫米刻一条线,刻线长度有10毫米、15毫米、20毫米三种类型。
每四条短线刻一条中线,每九条线刻一条长线,刻线深度为0.5mm,刻线速度为每秒钟一条。
(如图1.1)
1.2设计要求
运动要求:
刀具在刻线行程时作等速运动(或近似等速运动),反行程时快速退回;刀具反行程时要有抬刀运动,并且工作台完成一定进给运动。
实现“落刀—刻线-抬刀-回刀”的运动。
功能要求
刻线机主要由抬尺机构、刻线机构以及进给机构三部分组成。
抬尺机构用于刻线时将尺子提上,刻线完成之后,通过凸轮使尺子自动落下,避免磨损;刻线机构用于控制刻线及刻线长度;进给机构用于控制刻线间隔,且要求刀具具有急回特性。
数据要求
刻线深度0.5mm
刻线距离1mm
刻线速度60次/min
刻线0.5kw进给0.3kw抬刀0.2kw
机构选用(表1)
功能
执行构件
工艺动作
执行机构
刻线
刀具
刻线
凸轮连杆机构
抬.落尺
工作台
落、抬尺
平底凸轮
进给
工作台
间歇进给
不完全齿轮、丝杆
表1
2、执行机构比较与选定
2.1刻线机构
图1等宽凸轮机构
方案说明
通过控制凸轮的外表轮廓来控制刀具加工的长度,凸轮将转动传递为方框的平动,平动的距离和速度由凸轮轮廓所决定,通过推杆和刀具相连即可控制加工线的长度。
2.2抬尺机构
图2抬尺机构简图
方案说明
我们采用凸轮机构实现工作台的抬、落动作,通过控制凸轮轮廓来实现刻线时间和给进运动时间的调整。
2.3进给机构
图3进给机构运动简图
方案说明:
这套方案采用不完全齿轮实现工作台的间歇进给,当主动轮做连续回转时,从动轮作间歇式转动,在从动轮停歇期内,两轮轮缘各有锁止弧起定位作用,以防止从动轮游动。
不完全齿轮机构可以带动丝杆间歇转动,来实现工作台的间歇进给,控制不完全齿轮转速与丝杆导程就可实现每秒进给量为1mm。
3、传动方案设计
3.1传动方案总述
采用齿轮传动,将电动机转速减小了需要的转速。
3.2传动功率的计算:
查阅相关资料得:
凸轮效率:
0.95-0.97齿轮效率:
0.97-0.99
滚珠丝杆的效率0.90-0.95
刻线机构
P1=0.5/(0.95—0.97)/(0.97-0.99)4=0.536-0.594KW
抬尺机构
P2=0.2/(0.95—0.97)/(0.97-0.99)4=0.214-0.238KW
进给机构
P3=0.3/(0.90—0.95)/(0.97—0.99)3=0.325-0.365KW
总体机构
P(电机)=(P1+P2+P3)/(0.94—0.96)=1.075-1.273KW
3.3电动机选择
根据总功率选择电机,查表得,6极的三相交流发电机型号Y132S-6,额定功率为3KW,转速为960r/分,效率为83%。
故P=3*83%=2.49KW,满足功率要求,所以选择上述机型。
3.4传动比计算
图4机构运动简图
驱动件采用电动机,由于电动机转速为960r/min,而刻线组合机构工作转速为60r/min,所以要将转速减小至60r/min。
达到传动比i=16,故选择齿轮传动比i1为4,齿轮i2传动比为4,刻线组合机构工作转速达到60r/min。
抬尺凸轮工作转速为120r/min,故选用2对齿轮传动,i5传动比4,其中i6传动比为2,抬刀凸轮达到120r/min。
不完全齿轮转速是刻线组合机构转速大小的5用两对齿轮,i3=0.2,i4=16,这样进给机构要求进给量为1mm/0.1s,故选取与槽轮从动拨盘同轴的丝杆导程为2mm,故进给量为600mm/min,即1mm/0.1s。
3.4各标准齿轮参数(表2)
各标准齿轮参数
模数m=2压力角a=20度ha*=1c*=0.25
皮带轮半径d=80mmD=320mm
齿数
Z1=80
Z2=20
Z2‘=160
Z3'=20
Z3=40
Z4=8
Z5=128
Z6=80
中径(mm)
160
40
320
40
80
90
256
160
齿数
Z6’=20
Z7=40
中径
40
80
表1标准齿轮参数
4、执行机构的尺寸设计
4.1设计总体思路
我们通过比较各种机构与组合,决定采用组合机构(凸轮-连杆机构)完成刻线动作,采用凸轮机构完成抬尺、落尺动作,采用不完全齿轮-丝杆机构完成工作台的间歇进给动作。
其中,组合机构只负责刀具的加工长度,通过凸轮将给进运动和刻线运动分离,与此同时,每秒钟工作台通过不完全齿轮机构-丝杆机构完成一次间歇进给.
4.2刻线组合机构尺寸设计
图5刻线组合机构图
图6齿轮图
4.3进给机构尺寸设计
取进给丝杆导程为2mm,右旋,则进给量为1mm/0.1s。
5、方案图与机构运动循环图(表)
5.1方案图
图7整体方案图
5.2机构运动循环图(图7)
5.3机构运动循环表(表3)
凸轮转角
0
15
30
45
65
75
90
105
120
凸轮行程
0
0
0
0
0
5
10
5
0
凸轮转角
120
135
150
169
180
195
210
225
240
凸轮行程
0
0
0
0
5
10
10
5
凸轮转角
240
255
273
285
300
315
330
345
360
凸轮行程
0
0
0
3
6
9
6
3
6、参考文献
[1]孙桓.机械原理.高等教育出版社.2006.
[2]濮良贵.机械设计.西北工业大学出版社.2006年.
[3]闻邦椿.机械设计(第5版).机械工业出版社.2006年.
[4]胡虔生.电机学.中国电力出版社.2006年.
7、小结
机械原理课程设计心得
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
回顾起此次刻线机课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在整整一星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
通过这次课程设计之后,一定把以前所学过的知识重新温故。
设计过程中,也对团队精神的进行了考察,让我们在合作起来更加默契,在成功后一起体会喜悦的心情。
果然是团结就是力量,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。
此次设计也让我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询,只要认真钻研,动脑思考,动手实践,就没有弄不懂的知识。
毛主席说过“实践出真知”。
知识是老师的,只有动手了才是你的。
这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。
这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务,更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。
还背负着车队的压力,受到女朋友的温柔乡的诱惑。
也许我们太过于执着,从设计开始就落在其他组的后面。
不过还好,很快就将基本原理整理出来,不至于远离大家的进度。
虽然考试已经结束,但我们只有一个星期的时间搞设计。
时间真的好紧啊。
感觉设计对我们这些刚刚入门(或者在某种意义上来说还是门外汉)就是按照条条款款依葫芦画瓢的过程,有的时候感觉挺没有劲的。
反正按照步骤一定可以完成设计任务,其实不然。
设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解,去分析,去取舍。
佛说过“有舍有得”。
舍弃了在寝室安逸的床,我得到了能力和知识。
一开始我们毫无头绪,之后从题目要求出发联系在大学学过的知识,我们不再漫无目的我有了设计的思路。
然后我们在一起讨论把原理和设计草图构建出来,我们就开始画CAD图(我开始庆幸我没忘)。
作为我们队的辩论手,我有很大的压力,有压力有动力。
在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。
在设计过程中,与同学分工设计,和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。
学会了合作,学会了运筹帷幄,学会了宽容,学会了理解,也学会了做人与处世。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,着是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”,通过这次课程设计,我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地迈开这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.
机自七班201204010703冯帅
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