一次性鞋套加工机械

一次性鞋套加工机械 一次性鞋套加工机械运动 ---------说明书 指导老师,庄幼敏 小组成员,机械044班 周华伟 040800430 张 可 040800427 邹鑫赫 040800431 Page - 1 - of 17 目 录 1,设计目------------------------------------------ 3 2,设计方案选择------------------------------------ 4 2,1、设计方案一------------------------------ 4 2,2、设计方案二------------------------------ 8 2,4、最终选定方案--------------------------- 9 3,所选方案的具体设计---------------------------- 10 3,1、尺寸计算---------------------------------- 10 3,2、运动循环图------------------------------- 11 3,3、各机构位移、速度曲线---------- 11 4,爆炸试图------------------------------------------- 15 5,小组总结------------------------------------------- 15 6,参考资料------------------------------------------- 16 Page - 2 - of 17 一、题目:一次性鞋套加工机械 二、工作原理及工艺要求 a) 一次性鞋套的生产要将对折的塑料布两头进行切割和热塑(AD和BC边)，只留有一个开口(AB边)， 切刀 b) 将开口处套上圆形橡皮筋， 塑料布 c) 将开口处塑料外翻，并热塑使橡皮筋被包在塑料布之内 A B d) 输送离开加工线 三、工艺数据 a) 塑料布尺寸为宽20厘米， D C b) 要求每分钟加工30个一次性鞋套 c) 要求占地面积小，工艺简单，操作方便 四、设计任务 a) 执行机构选型与设计:构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计，该机构最好具有急回运动特性。 b) 对选择的方案画出机构运动循环图 c) 传动系统的设计，齿轮机构、凸轮机构、连杆机构的设计。 d) 对选择的方案进行尺寸设计 e) 用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动仿真 f) 用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动学分析，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 g) 画出最终方案的机构运动简图。 Page - 3 - of 17 第一种运动方案: 运动原理图 方案设计如上图所示，上下两个凸轮机构分别是切刀和套橡皮筋机构的动力装置，凸轮与斜齿轮同轴心。系统的总动力来源于电动机，电动机连接着槽轮机构的拨盘，由拨盘带动槽轮，这样就将连续回转运动变换为间歇运动。同时工作台的圆盘也连接着槽轮，切刀的凸轮由斜齿轮与拨盘间接相连。 Page - 4 - of 17 上图为槽轮机构，槽轮的轴心引出轴与后面的百叶装置相连，拨 盘与齿轮机构相连形成这个系统的主动件 Page - 5 - of 17 上图为翻边热塑装置。凸轮由后面的齿轮提供动力，当凸轮远休时，橙色构件伸到黑色金属棒处，凸轮回到近休的过程中橙色构件回头勾回黑色百叶使其翻转，并且百叶上的黑色金属棒将塑料布热塑。绿色的装置上套有橡皮筋，塑料布被翻转过来时橡皮筋套在塑料布上，再进行热塑。 Page - 6 - of 17 上图为百叶装置，它的作用是将切刀加工过的塑料布运送到翻边热塑装置那里，百叶装置上的黑色金属棒是加热装置，当塑料布被翻转过来时塑料布被绑上橡皮筋，金属棒将塑料布热塑。 第二种运动方案: Page - 7 - of 17 运动原理图 第二种方案用了间歇齿轮作为主动件，如上图所示主动轮与电动机相连，从动轮通过齿轮间的配合控制凸轮的运动，从动轮的运动角范围大，很容易实现一个周期的多次运动、停时间不等的间隙运动。但其加工复杂，退出和进入啮合时速度突变，引起刚性冲击，不宜高速传动。 最终方案的选择: 槽轮机构的特点显而易见:结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行Page - 8 - of 17 转位。因槽轮运动过程中角速度有变化 ，不适合高速运动场合。所以我们选择第一种方案。 槽轮机构的运动计算 Page - 9 - of 17 ω 1 o 1 R α α -α 11L A Bφ φ -φ2 2 O 2 ω 2 T=2π/ω=2π/π=2s; Td=2α/ω=π/2/π=0.5s; K为运动系数 k=Td/T=0.25; Rsin, ,ABtg,,OBL,Rcos,2 得:R=45.5mm,L=83.17mm。 Page - 10 - of 17 运动循环格 以切刀处在最上方位置的时候为起点，切刀凸轮逆时针转动角度α时各运动件的位置极或作用如下表: α 135 180 225 240 300 0 60 120 \ 机构 最上方开始下 压到最保持最保持最保持最开始上回到最切刀 压下端 下端 下端下端 升上方 最远处 开始向 继续推推进到勾住百开始退继续退退回到推橡 里面推进 最里面 叶 回 回 最远 皮圈 转动过停止转保持 保持 保持 保持 开始转保持转盘 程中 动 动 速度与位移曲线分析: 切刀位移曲线: Page - 11 - of 17 切断和热塑是通过同一运动实现的，即位移曲线同为上图，当切刀和热塑机构运动的曲线上端有短暂的停顿以满足热塑所需要的时间，根据位移曲线可知我们设计的切刀热塑机构满足题目要求。 切刀速度曲线: 根据上图可知，速度变化是在很短的时间内发生的，曲线转角偏小，在运动过程中的冲击比较大，可能造成零件的磨损，这是设计中的不足之处，原因是驱动的凸轮尺寸的设计有偏颇。 Page - 12 - of 17 推橡皮筋位移曲线: 根据曲线上的时间和位移，并结合中间转盘的长度和运动周期，可以发现，在中间转盘运动的那1/4个周期内，推橡皮筋机构不会运动到叶片的运动轨迹内，套橡皮筋，翻边，热塑等一系列运动都是在叶片静止的3/4个周期内实现的。所以运动中不会出现碰撞，基本满足要求。 Page - 13 - of 17 推橡皮筋速度曲线: 在设计凸轮的过程中遇到一些困难，为了实现模拟运动无碰撞采取了样条曲线绘制凸轮的方法，只保证了远休与近休的半径差值，位移变化过程不够精确，所以速度曲线误差很大。这是通过曲线发现的问题。 Page - 14 - of 17 爆炸试图: 小组总结: 9天的时间转瞬即逝，时间虽然短暂，但我们三个成员却感受到了很多东西。 首先是压力，机械原理我们都学过，但将课本上的知识运用到实际中来，让你去设计一个机械，我们都没有经历过。而且老师只给我们发了一张原理图，一张普普通通的塑Page - 15 - of 17 料布要通过一系列工序把它变成一个鞋套，并且要求要全自动化生产，这对于我们来说的确是不小的难题。 友情，集体的力量是无穷的，在几天的磨合中，一个个难题被攻陷，我们的前景从过去充满了阴霾到现在看到了曙光，我们三个人组成的小小团队深刻体会到了团队精神。 三人行必有我师焉……孔子的话不无道理，每个人不是万事通，有交流才有我们最后的成果。团队中我负责word和ppt的制作，如果没有他们所做的机构，我的word和ppt只能是空洞的文字没有任何生气。 感谢上苍让我们聚集在一起，在没有歧视、充满活力的队伍里发挥我们所有的能力。感谢老师对我们的指导，没有你们的指导我们可能还会在黑暗中摸索。感谢老师们给我们这么个作业，让我们能够将课本上的知识运用到实际中来，从而锻炼了自己的能力。 愿大家一路顺风～ 参考资料: 1、机械原理 孙桓主编 2、机械原理课程设计指导书 邹慧君主编 3、机械原理课程设计 师忠秀、王继荣 机械工业出版社 Page - 16 - of 17 Page - 17 - of 17