课程设计---飞剪机构设计说明书

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1、飞剪机构设计说明书 一 设计内容 1. 根据工艺要求制定机构方案,定性比较各方案的优劣； 2. 设计出满足工艺要求的机构尺寸及上、下剪刃的位置尺寸； 3. 根据最终设计结果按比例绘制机构运动简图及上、下剪刃的轨迹； 4. 进行机构的运动及力分析，检验上、下剪刃的速度相对误差、拉钢系数是否满足 要求，并求出曲柄上的平衡力矩 Mb。 二 工作原理及要求 如上图所示，摆式飞剪由四杆机构 ABCD 构成。上剪刃 E 装在连杆 BC 上， 下剪刃 F 装在摇杆 CD 上。当曲柄 AB等速转动时，将厚度为 Db 速度为 Vt 的运动 中的钢材剪成定尺（长度）为 L 的成品。 飞剪机运动要求：飞剪机运动要求

2、： 1 曲柄转一圈对钢材剪切一次； 2 剪切时，上、下剪刃速度相对误差小于其许用值： V 刀=|VEt-VFt|/(VEt+VFt)1： V 刀=(VEt+VFt)/2; = V 刀/Vt= =1.011.05 4 能调节钢材的剪切长度 L 三 原始数据 工艺参数工艺参数 剪切力 F=10T=98kN; 支座 A 距辊道面高约为 h=250mm 刀刃生命量h=5mm 钢板厚度b=1mm 机构设计参数机构设计参数 按定尺 L=1m 给出机构的行程速比系数 k、远极位传动角2、摇杆摆角如下表所 示。 方案号 5 k 1.2 2 68 22 四 机构型综合 机构型综合的方法及一般原则机构型综合的方法

3、及一般原则 （1） 固定一个构件为机架，可得到一个全铰链机构。 （2） 可用移动副直接代替转动副而得到带有移动副的机构。 （3） 具有两个转动副的一个构件可变换成一个高副。 （4） 最简单机构原则。首先采用最简单的运动链进行机构综合，不满足要求时才采 用较复杂的运动链。 （5） 最低级别机构原则。采用多元连杆为机架一般不容易得到高级别机构。 （6） 不出现无功能结构原则。 （7） 最低成本原则。加式易难及加工成本按如下顺序递增：转动副：移动副：高副。 （8） 最符合工艺要求原则。 工艺对机构的动作要求：工艺对机构的动作要求： （1） 为完成剪切，上下剪刃应完成相对分合运动； （2） 为剪切运动

4、中的钢材，上下剪刃在完成相对分合运动的同时还应有沿钢材方向 的运动； （3） 根据以上要求可知，上、下剪刃运动轨迹之一应为封闭曲线（如图 a、b、c、d 所示） 。图 d 上、下刀刃的运动轨迹均为非封闭曲线，使得飞剪在空行程中沿钢材的逆 运动方向剪切，这是不允许的。 三种方案的比较三种方案的比较 本计算方案 我的方案 小组内其它方案 运 动 链 图 机 构 简 图 刀 刃 轨 迹 优 点 1 采用四杆机构，结构紧凑，运 动形式较简单. 2 全部采用转动副，加工容易， 成本也比较低。 3 通过机构尺寸，容易实现不同 定尺的加工任务。 1 因为下刀刃运动形式简单，容易调整上 下刀刃的水平速度误差。

5、 2 机构可变尺寸多，可以调节多种定尺加 式方式。 1 采用四杆机构，结构和运动形 式比较简单。 2 上下刀刃配合较好，适合加工 固定尺寸钢板。 缺 点 1. 采用六杆机构，结构比较复杂。 2. 采用了较多的移动副，增加了加工难度 和制造成本。而且本机构占用空间比较 大。 1 不方便改变定尺长度。 2 移动副的构件较大， 克服摩擦 力的能量损失大，效率不高 注意：机构简图尺寸可能不符合实际情况。 五 机构的尺寸设计 下面列出参照机械原理和设计指导书的方法，用 Matlab 计算尺寸的过程。 （ “%”之中 的为注释） %设计参数初始赋值% k=1.2 %k表示行程数比系数% gama2=68*

6、pi/180 %gama2表示2% fai=22*pi/180 %fai表示% aerf4=15*pi/180 %aerf4表示4，以后aerf均表示% k1=1.2 %k1为曲柄销B点的速度与刀刃平均速度之比,此处初值任取1左右% vt=2 segema=1.04 %segema表示拉钢系数% L=1 h=0.25 detah=0.005 %detah表示刀刃重合量% detab=0.001 %detab表示钢板厚度% fc=98000 %表示剪切力% %计算相对尺寸% seta=pi*(k-1)/(k+1) gama1=fai+gama2-seta seta0=atan(sin(gama2