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1、飞剪机构的设计一、设计内容1、工艺要求1.1剪切运动速度为Vt=2m/s的钢板，拉钢系数d=V刀/Vt=[d]，[d]=1.01~1.051.2两种钢板定尺（长度）L=1m;0.65m；1.3剪切时上下剪刃有间隙，剪切后上下剪刃不发生干涉（相碰）；1.4剪切时上、下剪刃沿钢板运动速度方向的速度相对误差：ΔV刀£0.05=[e]h图2.2.1hA2、给定参数2.1工艺参数剪切力F=10T=98kN;支座A距辊道面高约为h»250mm(如图2.1);刀刃重合量Δh»5mm;钢板厚度Δb=1mm;2.12.2机构设计参数按定尺L=1m给出
2、机构的行程速比系数k、远极位传动角g2、摇杆摆角y如表2-1所示。y：方案号行程速比系数k机构远极位传动角g2摆杆的摆角y123451．121．141．161．181．2074º73º72º70º68º16º17º18º20º22º表2-1参数与方案3、具体内容3.1根据工艺要求制定机构方案，定性比较各方案的优、劣；3.2设计出满足工艺要求的机构尺寸及上下剪刃的位置尺寸；3.3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；3.4进行机构的运动及力分析，检验上下剪刃的速度相对误差、拉钢系数是否满要求，并求出曲柄上的平衡力矩M
3、b4、对剪机运动的要求：4.1曲柄转一圈对钢材剪切一次；4.2剪切时，上、下剪刃速度相对误差小于其许用值：△V刀=2
4、VEt-VFt
5、/(VEt+VFt)£[e]=0.05.4.3剪切时，上下剪刃应与钢材运动同步。一般希望剪刃速度略大于钢材运动速度，即拉钢系数d>1：V刀=(VEt+VFt)/2；d=V刀/Vt=[d]=1.01~1.05.ADBCEFxy（t）fen1LabcL△b△hVta2a4a34.4能调节钢材的剪切长度L5、设定参数5.1工艺参数剪切力F=10T=98kN支座A距辊道面高约为h»250mm刀刃重合量Δh»5
6、mm钢板厚度Δb=1mm5.2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g2、摇杆摆角y如表2-1所示。6、机构的型综合首先对工艺要求进行分析，把工艺要求变换为对机构运动的要求，然后根据对机构的动作要求进行型综合。6.1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6.1a、b、c)所示。图3d上下刀刃均为非封闭曲线，使得飞剪在空行程中沿钢材运动方
7、向逆向剪切，这是不允许的。图6.1a)b)c)d)6.2机构型综合的方法及一般原则（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。一般采用多元连杆为机架不易得到高级别机构。（6）不出现无功能结构原则。（7）最低成本原则。加工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。对比分析一、计算1
8、.四杆机构的相对尺寸设计已知参数：k,g2,y.计算机构的相对尺寸a0,b0,c0,d0=1.如图()所示AB1B2C2C1Dd0=1a0b0c0yqq0g2g1图()2.四杆机构的绝对尺寸2.1曲柄半径a剪切钢板一次所需的时间t：t=L/Vt（s)曲柄的转速n1和角速度w1:n1=60Vt/L(r/min)w1=2pVt/L(rad/s)(1)若曲柄销的速度为VB，则曲柄半径a为：a=VB/w1.设：k1=vB/v刀(k1为曲柄销B点的速度与刀刃平均速度之比)VB=k1V刀=k1[d]Vt.由此得到：a=k1[d]Vt/w1,或a
9、=k1[d]L/(2p)(2)初步设计时k1可任选。（*机构初步设计完成后再重新确定k1）2.2计算四杆机构的绝对尺寸相对尺寸为：a0,b0,c0,d0。绝对尺寸为：a,b,c,d:求比例尺mL=a/a0。得绝对尺寸：a=mLa0,b=mLb0,c=mLc0,d=mL。3.刀刃位置确定ABCDhDhFEefcbaa4a2a3Y（t）xp34(p24)))图()2134dAD∆a如图()所示，取机架角a4=10°~30°且使曲柄与机架共线的机构位置来确定刀刃位置尺寸，这是考虑到:可得到刀刃重合量Δh，且此时有vFt»vEt（此时连杆的
10、绝对瞬心在D点且有w2=w3）。(6)若计算出f、a3、e、a2，即确定了刀刃F、E的位置。f=dcosa4-h(3)e={(f-Δh)2+(d-a)2-2(f-Δh)(d-a)cosa4}0.5.(4)初步计算a3、a2：a3=a4
