内蒙古工业大学毕业论文摘 要该设计的对称传动剪板机，其冲剪力为10吨，滑块的行程为22mm，每分钟剪切30次。由电动机提供动力，经过一级带传动和一级齿轮传动减速。设计中采用的执行机构为对心曲柄滑块机构，这一机构将剪板机传动系统的旋转运动转变为滑块的往复直线运动，实现对板料的剪切。曲柄滑块机构具有结构简单、加工容易、维修方便、经济实用的优点，在机械设备中应用广泛。本设计中，通过对平面曲柄滑块机构的数学建模，用Turbor C编程，输入曲柄滑块机构的机构参数和运功参数，实现对整个机构运动过程的仿真。关键词：Turbor C 运动仿真 曲柄滑块 剪板机 AbstractThe design of symmetric transmission shears, shear-to 10 tons, the itinerary for the slider 22 mm per 30 minutes shear. Powered by the motor through a belt drive and a slowdown Gear. Design of the implementation agencies right mind crank slider, This will shears transmission rotation slider into the reciprocating linear motion, the realization of the right of sheet metal shear. Crank slider is simple in structure, easy processing, easy to maintain and repair, economic and practical advantages in machinery, equipment widely used. The design, right through the plane crank slider mathematical modeling, Turbor C programming, input slider crank agencies that such remarks parameters and the parameters of the whole movement of the simulation process. Key words: Turbor C Motion simulation Crank and slide block Cutting machine 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论1第2章 方案论证22.1 液压传动方案22.2 机械传动方案32.2.1凸轮机构方案32.2.2曲柄滑块机构方案4第3章 总体传动方案5第4章 电动机的选择64.1 电动机类型和结构形式的选择64.2 电动机功率的选择64. 3 计算传动装置的运动和动力参数84.3.1计算传动装置的合理传动比84.3.2计算运动和动力参数8第5章 带传动的设计及计算105.1 确定计算功率105.2 选择带型105.3 确定小带轮的基准直径105.3.1初选小带轮的基准直径105.3.2验算带的速度115.3.3计算从动轮的基准直径115.4 确定中心距和带轮的基准长度115.5 验算主动轮上的包角125.6 确定带的根数135.7 确定带的预紧力135.8 计算带传动作用在轴上压轴力145.9 带轮结构的设计145.9.1小带轮的结构设计145.9.2大带轮的结构设计16第6章 轴的设计196.1 主动轴设计196.1.1轴的材料196.1.2 轴径的最小许用值206.1.3确定轴上的零件的装配方案206.1.4 轴上的零件定位206.1.5轴各段直径和长度的确定206.1.6 绘制主轴上零件的装配图及轴的结构图206.1.7轴的强度校核计算216.2 从动轴的设计236.2.1材料选择236.2.2轴径的最小许用值246.2.3确定轴上零件的装配方案246.2.4绘制从动轴上零件的装配图及轴的结构图24第7章 齿轮设计257.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数257.1.1齿轮类型的选择257.1.2齿轮材料的选择257.1.3选取精度等级257.1.4选择齿数257.2 按齿面接触强度设计257.2.1确定公式内的各个计算数值257.2.2计算267.3 按齿根弯曲强度设计287.3.1确定公式内各计算数值287.3.2设计计算297.4 几何尺寸计算307.4.1计算分度圆直径307.4.2计算中心距307.4.3计算齿轮宽度307.5 验算307.6 结构设计及绘制齿轮零件图317.6.1对小齿轮的结构设计317.6.2对大齿轮的机构设计31第8章 曲柄滑块机构设计348.1 材料的选择348.2 确定曲柄滑块杆件长度348.3 结构设计358.4 强度校核368.5 电动机的校核37第9章 曲柄滑块机构的运动学分析389.1 建立曲柄滑块机构的数学模型389.1.1建立位移方程389.1.2建立速度方程399.1.3建立加速度方程399.2 曲柄滑块机构的运动仿真40结论43参考文献44致谢45I第1章 绪论 在使用金属板材较多的工业部门，都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工，所以剪板机就成为各工业部门使用最为广泛的板料剪断设备。 剪板机目前主要有以下几种：1 平刃剪板机：剪切质量较好，扭曲变形小，但剪切力大，耗能大。机械传动的较多，该剪板机上下两刃彼此平行，常用于轧钢厂热剪切初扎方坯和板坯。2 斜刃剪板机：分闸式剪板机和摆式剪板机，剪切质量较前者差，有扭曲变形，但力能消耗较前者小，适用于中大型剪板机。3 多用途剪板机：板料折弯剪板机，即在同一台机器上可完成两种工艺，假期下部进行板料剪切，上部进行折弯，也有的机器前部进行剪切，后部进行板料折弯。4 专用剪板机：气动剪板机大多用在剪切线上速度快，剪切次数高。5 数控剪板机：直接对后挡料器进行位置编程，可进行位置校正，具有多工步编程功能，可实现多步自动运行，完成多工步零件一次性加工，提高生产效率1。对称传动剪板机是一种典型的对称传动的机械，主要用于剪裁各种尺寸金属板材的直线边缘。该设备应用广泛，具有结构简单，维修方便，经济实用的优点。本机器的工作原理：动力源电动机通过二级传动（一级带轮传动，一级齿轮传动）减速驱动执行机构曲柄滑块机构，该机构将电动机的旋转运动转化为往复的直线运动，在此过程中，由切刀（固定在滑块上）来进行对板料的切削。在这次设计中，针对该剪板机的执行机构曲柄滑块机构，通过数学建模，运用Turbor C强大的编程运算能力，研究了曲柄以匀角速度旋转时，曲柄滑块机构中滑块的位移、速度、加速度的变化规律。第2章 方案论证剪板机主要是通过滑块上刀片的往复直线运动来实现切断功能，能实现这个目的主要由液压传动和机械传动两种。 2.1 液压传动方案剪板机液压传动系统原理图如图2-1所示，其原理：手动换向阀6推向左位（即左位接入系统），此时活塞在压力油的作用下向下运动，对板料进行剪切加工，当加工完成后，将阀6手柄推向右位（即右位接入系统），活塞向上运动，即刀片上抬，到了一定位置，将阀6手柄推入中位，这样活塞就停留在此位置不动。然后剪切第二次时，重复上述操作。手动换向阀6也可改为电气控制的换向阀，从而实现自动连续剪切，提高效率。.油箱 .粗过滤器 .液压泵 4.溢流阀 5.调速阀 6.手动三位四通换向阀 7.液压缸 8.滑块图2-1 液压传动系统原理图液压剪板机采用液压传动，使机器工作时平稳，噪声小，安全可靠，可以进行单次连续剪切，剪板厚度也较机械传动的厚，但是液压系统是利用液体作为中间介质来传递动力的，剪切力大时，油压也相应的高，对液压元件的精度、强度要求也高，制造成本也相应的较高，而且液压系统不可避免的存在，泄露问题，会造成污染，油温的变化会引起油液粘度变化，影响液压传动工作的平稳性，所以适应环境能力小2。另外，液压剪板机的维修也不方便，需要掌握一定的专业知识，因此此次设计不选用此方案。2.2 机械传动方案2.2.1凸轮机构方案图2-2 凸轮机构原理图凸轮机构的工作原理如图2-2所示：主轴的转动带动凸轮传动，凸轮升程时推动滑块（即刀片）作剪切动作。回程时，滑块在弹簧的作用下上升到开始位置，准备下一个动作循环。凸轮机构的优点是可以根据从动件的运动规律来选择机构的尺寸和确定凸轮轮廓线。缺点是凸轮机构一般用于控制机构而不是用于执行机构，因为其工作压力不能太大，否则会严重磨损凸轮的轮廓及推杆，导致该机构不能实现预期的动作要求，不能保证机器的稳定性，因此该方案不予采用。2.2.2曲柄滑块机构方案 曲柄滑块机构的工作原理如图2-3所示：通过主轴转动带动曲柄转动，曲柄通过连杆使滑块作上下往复运动，实现剪切动作。图2-3 曲柄滑块机构原理图该机构具有结构简单、加工容易、维修方便、经济实用的优点，故采用此方案即曲柄滑块机构作为执行机构比较合适3。第3章 总体传动方案 综合考虑，本次剪板机设计的总体方案为电动机经过一级带轮减速及一级齿轮减速驱动主轴上的曲柄滑块机构，使滑块作往复运动，进行剪切动作，剪板机的剪切力是10吨，行程为22mm，每分钟剪板30次。设计传动系统图如图3-1所示。图3-1 系统传动简图第4章 电动机的选择4.1 电动机类型和结构形式的选择本次设计所选用的电动机的类型和机构形式应根据电源种类、工作条件、载荷大小和性质变化、启动性能、制动、正反转的频率程度等条件来选择。电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于生产单位一般多采用三相交流电源,因此,无特殊要求时,均应采用三相交流电动机。其中异步电动机是交流电动机的一种,它是把电能转化为机械能的一种动力机械,一般以三相异步交流电动机应用最广泛。Y系列三相异步电动机为封闭式三相异步电动机,能防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电机内部，效率高，耗能少，性能好，噪音低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便。不仅使用于水泵、鼓风机、金属切削机床及运输机械,更使用于灰尘较多、水土飞溅的地方,如碾米机,磨粉机,脱壳机及其它农业机械,矿山机械等。根据工作环境和要求,选用Y系列三相异步电动机4。4.2 电动机功率的选择电动机的容量选择的是否合适,对电动机的正常工作和经济性都有影响。容量选的过小,不能保证工作机的正常的工作或使电动机因过载而过早的损坏;而容量选的过大,则电动机的价格较高,能力又不能充分利用,而且由于电动机经常不满载运行,其效率和功率因数都较低,增加电能消