3250 平尺刻線機(jī)設(shè)計(jì)

3250 平尺刻線機(jī)設(shè)計(jì),平尺刻線機(jī),設(shè)計(jì) 開題報(bào)告 1. 平尺刻線機(jī)課題的來源及研究目地和意義。1.1 課題來源人們在認(rèn)識我們所生活的大自然到改造我們生活的大自然，由表及里，逐一深入，從外及內(nèi)，顏色、形狀、大小、尺寸以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。長度測量就顯現(xiàn)出它的重要性，長 度 的測 量 是 最 基 本 的 測 量 ， 最 常 用 的 工 具 是 刻 度 尺 。 可 是 在 最 開 始 是 不 存 在 刻 度 尺 的 ，最早有記載的人為標(biāo)準(zhǔn)來自古埃及。埃及人曾用質(zhì)地堅(jiān)硬的花崗巖制作了一根長度標(biāo)尺，它的長度是法老的小臂（肘到中指）的距離，因此又叫“腕尺”。雖然這個標(biāo)準(zhǔn)確定得 相當(dāng)隨意，卻解決了重要問題，比如：金字塔的準(zhǔn)確施工得到了保證。 隨意定義長度標(biāo)準(zhǔn)的并不僅限于老外，中國的情況也基本類似。史書記載，在遠(yuǎn)古時期，中國人便“布手知尺”、“ 身高為丈” 、“邁步定畝”。古人中指中節(jié)之長被定義為“一寸”，直到現(xiàn)在，中醫(yī)的針灸還沿用這個標(biāo)準(zhǔn)。中國最早的長度標(biāo)尺是安陽殷墟出土的商尺。這把骨尺由獸骨磨成，長 17 厘米，上面標(biāo)刻著等長的 10 個單位。到了春秋戰(zhàn)國時期，各國諸侯各自定義自己領(lǐng)土內(nèi)的長度標(biāo)準(zhǔn)。這個王的手掌，那個王的小腿，都紛紛派上用場，使得長度標(biāo)準(zhǔn)極為混亂，給國與國之間的交流造成了極大不便。到秦始皇統(tǒng)一度量衡時，王侯的身體部位才退出歷史舞臺。從而我們是很迫切的需要一種有準(zhǔn)確刻度線的丈量儀器，而刻線又成了一個問題。人工的誤差是很大的，在工業(yè)和科技日新月異的最近一個世紀(jì)，人們就設(shè)計(jì)出了刻線機(jī)，并且不斷改進(jìn)。1.2 研究的目地長刻線機(jī)用來刻劃有一定距離精度要求的平行線紋。普通長刻線機(jī)用於刻制一般線紋尺；高精度長刻線機(jī)能刻制光學(xué)儀器和高精度機(jī)床的精密線紋尺、光柵尺、感應(yīng)同步器或游標(biāo)卡尺等，刻線精度在 0.001～0.005 毫米之間。本課題的研究目的在于用所學(xué)的機(jī)械方面的專業(yè)課設(shè)計(jì)一款平尺刻線機(jī)，從新體會機(jī)械代替手工的優(yōu)點(diǎn)。1.3 意義本課題通過機(jī)械化刻線，可以達(dá)到準(zhǔn)確度高、精確度高。減少了勞動力，提高了生產(chǎn)效率，降低成本，本課題在研究時遇到的一些技術(shù)問題，通過認(rèn)真分析以解決，在今后的設(shè)計(jì)類的工作中也有一定的經(jīng)驗(yàn)可循。2 平尺刻線機(jī)在國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析。2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有的刻線機(jī)上采用了激光刻線機(jī)由光刻代替機(jī)械刻劃，可在工作臺移動的情況下完成動態(tài)刻線，刻線精度大為提高，國內(nèi)比較成熟的激光刻線機(jī)廠家例如北京博奧嘉華激光科技有限公司生產(chǎn)的 BVD50 系列激光刻線機(jī)。2.2 國外現(xiàn)狀國外現(xiàn)在有的刻線機(jī)大部分是電腦中控下的激光刻線機(jī)。例如 OK-KX50A 激光刻線機(jī)采用 光 刻 代 替 機(jī) 械 刻 劃 ， 可 在 工 作 臺 移 動 的 情 況 下 完 成 動 態(tài) 刻 線 ， 刻 線 精 度 大 為 提 高 ?？?服 了 傳 統(tǒng) “照 相 -腐 蝕 ”工 藝 費(fèi) 時 ， 費(fèi) 力 的 缺 點(diǎn) ， 高 速 、 高 效 ， 一 次 完 成 刻 線 、 字 符 、商 標(biāo) 等 內(nèi) 容 。 全 程 電 腦 控 制 ， 精 度 高 、 速 度 快 ， 最 大 限 度 的 降 低 了 產(chǎn) 品 不 合 格 率 。 使 用靈 活 方 便 ， 即 可 成 批 量 生 產(chǎn) ， 又 可 滿 足 少 量 加 工 等 多 種 需 求 。 絕 對 環(huán) 保 ， 無 任 何 污 染 ，是 現(xiàn) 代 化 生 產(chǎn) 工 藝 的 主 流 。 支 持 單 公 制 、 單 英 制 、 雙 公 制 、 雙 英 制 、 公 英 制 、 英 公 制 等標(biāo) 新 型 。 支 持 丁 字 型 、 拐 角 型 、 圓 型 等 各 種 特 殊 量 具 類 型 。 支 持 用 戶 自 定 義 的 其 它 非 標(biāo)類 的 平 面 或 圓 柱 面 的 量 具 。 速 度 快 ,刻 線 清 晰 、 精 度 高 、 永 不 磨 損 。 制 圖 方 便 快 捷 ， 可根 據(jù) 需 要 隨 意 制 作 各 種 尺 寸 、 形 狀 、 圖 標(biāo) 的 量 具 。 三 維 數(shù) 控 ， 除 主 運(yùn) 動 外 其 它 兩 維 運(yùn) 動也 是 自 動 調(diào) 整 ， 可 以 快 速 準(zhǔn) 備 的 對 焦 ， 定 位 。 對 已 生 產(chǎn) 過 的 型 號 ， 電 腦 自 動 記 憶 位 置 及其 刻 線 參 數(shù) ， 以 后 生 產(chǎn) 可 直 接 調(diào) 用 ， 不 必 再 調(diào) 焦 ， 定 位 。幾種劃絲機(jī)械都取得了其工作范圍的成功，有很多機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新的想法是值得借鑒的，特別是與本課題同類的 6HZ-25 型蜜棗劃絲機(jī)，很多機(jī)構(gòu)對完成本課題有很大的啟發(fā)作用，本課題參考借鑒 6HZ-25 型蜜棗劃絲機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)，再結(jié)合自身的特點(diǎn)改進(jìn)可達(dá)到本課題預(yù)期要求的目標(biāo)。國外的切片機(jī)構(gòu)都達(dá)到自動化水平，在研究本課題的同時要好好學(xué)習(xí)國外先進(jìn)思想及思想。3 對 課 題 所 涉 及 的 任 務(wù) 要 求 及 實(shí) 現(xiàn) 預(yù) 期 目 標(biāo) 的 可 行 性 分 析3.1 任 務(wù) 要 求刻線機(jī)構(gòu)（主運(yùn)動）的設(shè)計(jì)，平尺送進(jìn)機(jī)構(gòu)（輔助運(yùn)動）的設(shè)計(jì)；傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過具體的 CAD 圖紙和相關(guān)設(shè)計(jì)說明，確保支持的進(jìn)給、刀具刻線的間隔和各傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。3.2 可行性分析為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，先得明確作業(yè)對象的特性即平尺的結(jié)構(gòu)特性，并根據(jù)其特性草擬方案，試選原動機(jī)，傳動機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)。比如在選擇原動機(jī)時要參考五點(diǎn)原則：（1） 現(xiàn)場能源供應(yīng)條件。（2） 工作機(jī)載荷特性及其工作制度。（3） 工作機(jī)對起動，平穩(wěn)性，過載能力，調(diào)速和控制等方面的要求。（4） 原動機(jī)是否工作可靠，操作與維修簡便，是否要防塵，防暴，防腐等。（5） 原動機(jī)初始成本與維護(hù)費(fèi)用。本設(shè)計(jì)采用電動機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是躁聲小，初始成本低，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，維護(hù)要求較少。傳動系統(tǒng)是將原動機(jī)的運(yùn)動和動力傳遞到工作機(jī)的中間裝置。傳動系統(tǒng)的基本任務(wù)是將原動機(jī)輸出的速度降低或增大，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求，采用變速傳動來滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常變速的要求，將原動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的轉(zhuǎn)矩和力，將原動機(jī)輸出的等速需安裝運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的各種運(yùn)動形態(tài)，實(shí)現(xiàn)由一個或原動機(jī)驅(qū)動若干個相同或不相同速度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?；谏鲜鰞?nèi)容再結(jié)合本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，我選用齒輪和曲柄連桿機(jī)構(gòu)做傳動裝置。再選用偏心輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)配合完成平尺刻線過程，通過選用以上機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)課題的任務(wù)要求。4 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路4.1 重點(diǎn)研究本課題要重點(diǎn)研究的是怎樣實(shí)現(xiàn)劃絲機(jī)構(gòu)與推動機(jī)構(gòu)的時間協(xié)調(diào)關(guān)系，即推桿每推一次平尺，刻線刀開始工作同時推桿往回運(yùn)動至起點(diǎn)準(zhǔn)備下一次運(yùn)動，而刻線刀在推桿回到起點(diǎn)位置的同時正好完成一次刻線，推桿再一次推動平尺進(jìn)入刻線槽時刻線刀退回原來位置，此時正好完成一個工作周期。4.2 關(guān)鍵問題本課題的關(guān)鍵問題關(guān)于平尺的刻線問題，依據(jù)平尺的特性，本設(shè)計(jì)專門針對平尺在夾持好的情況下進(jìn)給周期和刻線刀的周期協(xié)調(diào)好，這就需要在凸輪和連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上確定好周期。只有很好的周期配合、進(jìn)給配合以及夾緊才能達(dá)到刻線的深度及準(zhǔn)確度。4.3 解決的方法針對怎樣能使進(jìn)料與刻線兩個動作協(xié)調(diào)，我選擇槽輪機(jī)構(gòu)和偏心輪機(jī)構(gòu)，在偏心輪轉(zhuǎn)過一定角度時槽輪也轉(zhuǎn)過一定角度，偏心輪帶動沖劃裝置向下運(yùn)動，此時槽輪機(jī)構(gòu)帶動送料機(jī)構(gòu)到達(dá)預(yù)定位置，沖劃裝置也到這個位置，由沖劃裝置完成沖劃，即達(dá)到動作的協(xié)調(diào)。針對平尺夾緊刻線問題，我采用刻線模裝置，此裝置可根據(jù)不同尺寸平尺更換不同刻線模，同時也有夾緊作用，使平尺在刻線時有很好的定位。5. 完成本課題所必須的工作條件及解決的方法。5.1 工作條件指導(dǎo)教師一名，電腦一臺（必須有 windows 辦公軟件，CAD 制圖軟件，proe 三維制圖軟件）設(shè)計(jì)地點(diǎn)（如實(shí)驗(yàn)室） ，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)等各種相關(guān)專業(yè)書籍及機(jī)械設(shè)計(jì)手冊等工具書。5.2 解決方法指導(dǎo)教師由學(xué)院分配，電腦自備能滿足要求，設(shè)計(jì)地點(diǎn)由學(xué)院提供，各種書籍可自備或者到圖書館借。6.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃。6.1 工作方案平尺槽輪機(jī)構(gòu)------ 偏心輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)------ 動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)----- 電動機(jī)選擇6.2 進(jìn)度計(jì)劃第 1 周——第 2 周 文獻(xiàn)檢索、社會調(diào)研、資料分析及總結(jié)；第 3 周——第 4 周 設(shè)計(jì)方案的確定； 第 5 周——第 6 周 交開題報(bào)告；第 7 周——第 9 周 初次交電子版畢業(yè)設(shè)計(jì) Auto CAD 圖；第 10 周—— 第 11 周 修改 Auto CAD 圖； 第 12 周 交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書； 第 13 周 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；第 14 周 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。主要參考文獻(xiàn)[1] 謝中生. 國外切片機(jī)發(fā)展述評. 電子工業(yè)專用設(shè)備, 1996(3):36.[2] 裘建新. 機(jī)械原理課程指導(dǎo)書.第 1 版.北京：高等教育出版社 , 2005:29-30[3] 王文勝 基于線切割的槽筒銷加工工藝改進(jìn) [期刊論文] -機(jī)械 2007(3)[4] 周漢輝. 數(shù)控機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)與功能強(qiáng)大的檢測工具[J]. 航空制造技術(shù), 2003, (04) [5] 問題解答[J]. 機(jī)械工人.冷加工 , 1957, (10) [6] 吳友安. 精密圓刻度機(jī)的減振措施[J]. 儀表技術(shù)與傳感器 , 1980, (06)[7] 北京有色治金設(shè)計(jì)研究總院主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊．第三版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993[8] 徐灝主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991[9] 汝元功，唐照民主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊．北京：高等教育出版社，1995 12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)平尺刻線機(jī)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 劉 康 樂 學(xué) 號 8031208115 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 班 級 12-1 指導(dǎo)教師 劉 媛 媛 日 期 2012.5 塔里木大學(xué)教務(wù)處制目錄1 緒 論 ......................................................................................................................................................31.1 選題的意義和目的 ........................................................................................................................31.2 本課題的研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................................31.3 本課題需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題 ....................................................................................................41.4 方案的確定 ....................................................................................................................................42 總體設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................................52.1 機(jī)型 ................................................................................................................................................52.2 工作原理 ......................................................................................................................................52.3 總體配置 ......................................................................................................................................62.4 基本設(shè)計(jì)參數(shù) .................................................................................................................................62.5 進(jìn)料槽 .............................................................................................................................................62.6 抬刀機(jī)構(gòu) ........................................................................................................................................63 動力性能計(jì)算 ........................................................................................................................................63.1 主工作動力的選擇 ........................................................................................................................64 主要工作部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................................................................................84.1 設(shè)計(jì)要求 ........................................................................................................................................84.2 刀架軸的尺寸設(shè)計(jì)以及校核 ........................................................................................................84.3 立軸的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................104.4 摩擦輪鎮(zhèn)壓彈簧的選擇 ..............................................................................................................104.5 摩擦輪力的計(jì)算 ..........................................................................................................................114.6 凸輪的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................124.7 齒輪軸上齒輪齒條副的傳動比 ...................................................................................................134.8 摩擦輪軸的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................134.8.1 軸的定位和材料的選取說明 ..................................................................................................134.9 刻線周期的確定 ..........................................................................................................................154.10 不完全齒輪的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................175.其他零部件 ..........................................................................................................................................185.1 水平軸 ..........................................................................................................................................18圖 5-1 水平軸 ..........................................................................................................................................185.2 刻線刀示意圖 ..............................................................................................................................185.3 工作臺示意圖 ..............................................................................................................................195.4 軸承的選取 參見參考資料[1]第 64 頁。 ................................................................................195.5 鍵的選取 根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，見參考資料[1]第 53 頁。 ........................................................195.6 水平軸復(fù)位彈簧的選取 ..............................................................................................................196 結(jié)論 ......................................................................................................................................................19致 謝 ..................................................................................................................................................20參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................................211 緒 論1.1 選題的意義和目的人們在認(rèn)識我們所生活的大自然到改造我們生活的大自然，由表及里，逐一深入，從外及內(nèi)，顏色、形狀、大小、尺寸以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。長度測量就顯現(xiàn)出它的重要性，長 度 的測 量 是 最 基 本 的 測 量 ， 最 常 用 的 工 具 是 刻 度 尺 。 可 是 在 最 開 始 是 不 存 在 刻 度 尺 的 ，最早有記載的人為標(biāo)準(zhǔn)來自古埃及。埃及人曾用質(zhì)地堅(jiān)硬的花崗巖制作了一根長度標(biāo)尺，它的長度是法老的小臂（肘到中指）的距離，因此又叫“腕尺”。雖然這個標(biāo)準(zhǔn)確定得 相當(dāng)隨意，卻解決了重要問題，比如：金字塔的準(zhǔn)確施工得到了保證。 隨意定義長度標(biāo)準(zhǔn)的并不僅限于國外，中國的情況也基本類似。史書記載，在遠(yuǎn)古時期，中國人便“布手知尺”、“身高為丈 ”、“邁步定畝” 。古人中指中節(jié)之長被定義為 “一寸”，直到現(xiàn)在，中醫(yī)的針灸還沿用這個標(biāo)準(zhǔn)。中國最早的長度標(biāo)尺是安陽殷墟出土的商尺。這把骨尺由獸骨磨成，長 17 厘米，上面標(biāo)刻著等長的 10 個單位。到了春秋戰(zhàn)國時期，各國諸侯各自定義自己領(lǐng)土內(nèi)的長度標(biāo)準(zhǔn)。這個王的手掌，那個王的小腿，都紛紛派上用場，使得長度標(biāo)準(zhǔn)極為混亂，給國與國之間的交流造成了極大不便。到秦始皇統(tǒng)一度量衡時，王侯的身體部位才退出歷史舞臺。從而我們是很迫切的需要一種有準(zhǔn)確刻度線的丈量儀器，而刻線又成了一個問題。人工的誤差是很大的，在工業(yè)和科技日新月異的最近一個世紀(jì)，人們就設(shè)計(jì)出了刻線機(jī)，并且不斷改進(jìn)。本課題通過機(jī)械化刻線，可以達(dá)到準(zhǔn)確度高、精確度高。減少了勞動力，提高了生產(chǎn)效率，降低成本，本課題在研究時遇到的一些技術(shù)問題，通過認(rèn)真分析以解決，在今后的設(shè)計(jì)類的工作中也有一定的經(jīng)驗(yàn)可循。1.2 本課題的研究現(xiàn)狀平尺刻線機(jī)國內(nèi)研究現(xiàn)狀：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有的刻線機(jī)上采用了激光刻線機(jī)由光刻代替機(jī)械刻劃，可在工作臺移動的情況下完成動態(tài)刻線，刻線精度大為提高，國內(nèi)比較成熟的激光刻線機(jī)廠家例如北京博奧嘉華激光科技有限公司生產(chǎn)的 BVD50 系列激光刻線機(jī)。平尺刻線機(jī)國外研究現(xiàn)狀：國外現(xiàn)在有的刻線機(jī)大部分是電腦中控下的激光刻線機(jī)。例如 OK-KX50A 激光刻線機(jī)采 用 光 刻 代 替 機(jī) 械 刻 劃 ， 可 在 工 作 臺 移 動 的 情 況 下 完 成 動 態(tài) 刻 線 ， 刻 線 精 度 大 為 提 高 ?？?服 了 傳 統(tǒng) “照 相 -腐 蝕 ”工 藝 費(fèi) 時 ， 費(fèi) 力 的 缺 點(diǎn) ， 高 速 、 高 效 ， 一 次 完 成 刻 線 、 字 符 、商 標(biāo) 等 內(nèi) 容 。 全 程 電 腦 控 制 ， 精 度 高 、 速 度 快 ， 最 大 限 度 的 降 低 了 產(chǎn) 品 不 合 格 率 。 使 用靈 活 方 便 ， 即 可 成 批 量 生 產(chǎn) ， 又 可 滿 足 少 量 加 工 等 多 種 需 求 。 絕 對 環(huán) 保 ， 無 任 何 污 染 ，是 現(xiàn) 代 化 生 產(chǎn) 工 藝 的 主 流 。 支 持 單 公 制 、 單 英 制 、 雙 公 制 、 雙 英 制 、 公 英 制 、 英 公 制 等標(biāo) 新 型 。 支 持 丁 字 型 、 拐 角 型 、 圓 型 等 各 種 特 殊 量 具 類 型 。 支 持 用 戶 自 定 義 的 其 它 非 標(biāo)類 的 平 面 或 圓 柱 面 的 量 具 。 速 度 快 ,刻 線 清 晰 、 精 度 高 、 永 不 磨 損 。 制 圖 方 便 快 捷 ， 可根 據(jù) 需 要 隨 意 制 作 各 種 尺 寸 、 形 狀 、 圖 標(biāo) 的 量 具 。 三 維 數(shù) 控 ， 除 主 運(yùn) 動 外 其 它 兩 維 運(yùn) 動也 是 自 動 調(diào) 整 ， 可 以 快 速 準(zhǔn) 備 的 對 焦 ， 定 位 。 對 已 生 產(chǎn) 過 的 型 號 ， 電 腦 自 動 記 憶 位 置 及其 刻 線 參 數(shù) ， 以 后 生 產(chǎn) 可 直 接 調(diào) 用 ， 不 必 再 調(diào) 焦 ， 定 位 。1.3 本課題需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問題是刻線部分的抬刀機(jī)構(gòu)和刻線機(jī)構(gòu)，還有平尺的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。解決刻線不準(zhǔn)確、不方便，保證刻線刀的工作效果，結(jié)合目前的研究條件，此平尺刻線機(jī)采用類似立式銑床的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)刻線與抬刀動作，這種結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)計(jì)，傳動效率高。同時容易理解，本課題的主要動力來源刻刀，由主電動機(jī)通過減速器帶動整體，完成刻線。然后由抬刀電動機(jī)通過減速器連接到齒輪齒條副，在通過立柱上的絲杠螺紋副完成抬刀下刀動作。最后由進(jìn)料電動機(jī)通過減速器連接到不完全齒輪連到摩擦輪軸，由摩擦輪帶動平尺前進(jìn)完成進(jìn)料動作。 進(jìn)行下一周期的刻線工序。1.4 方案的確定在翻閱和查找國內(nèi)外的相關(guān)資料和信息，經(jīng)過調(diào)查分析，我們發(fā)現(xiàn)刻線方式有以下幾種：1、 工作間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)首先，間歇性進(jìn)給機(jī)構(gòu)大致有：a）、槽輪機(jī)構(gòu)b）、不完全齒輪機(jī)構(gòu)c）、棘輪機(jī)構(gòu)d）、組合機(jī)構(gòu)首先，槽輪機(jī)構(gòu)外形尺寸小，機(jī)械效率高，能平穩(wěn)地間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，但是相對于不完全齒實(shí)現(xiàn)進(jìn)給時結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜；而且制造及裝配的精度要求高，其傳動時尚存在柔性沖擊，只能用于速度不太高的場合，且轉(zhuǎn)角大小不能調(diào)節(jié)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)的參數(shù)較多，易滿足不同停歇要求。但是，不完全齒輪機(jī)構(gòu)和普通齒輪機(jī)構(gòu)的區(qū)別，不僅在從齒輪的分布上，而且在嚙合傳動中，當(dāng)首齒進(jìn)入嚙合及末齒退出過程中，齒輪并非在實(shí)際嚙合線上嚙合，因此在此過程中不能確保定傳動比傳動。由于從動輪每次轉(zhuǎn)動開始和終止時，角速度有突變，故存在剛性沖擊。若將不完全齒輪直接和調(diào)節(jié)進(jìn)給的下層工作臺相連，則會造成較大的進(jìn)給誤差。棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和運(yùn)動可靠，并且棘輪轉(zhuǎn)角可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是傳動動力小、工作時有沖擊和噪聲。不僅如此，傳動力不足則會對工作臺的進(jìn)給產(chǎn)生影響，從而影響整個工序?；谝陨蠙C(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，故考慮組合機(jī)構(gòu)——不完全齒輪與螺旋機(jī)構(gòu)。此機(jī)構(gòu)簡單、進(jìn)給精度高傳動力較大，易于制造加工。不完全齒輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)圖 1-12、 刻線機(jī)構(gòu)常見的王府機(jī)構(gòu)有：a） 、凸輪推桿機(jī)構(gòu)b） 、四桿機(jī)構(gòu)c） 、不完全齒輪與環(huán)形齒條凸輪推桿機(jī)構(gòu)中，能通過凸輪的輪廓曲線實(shí)現(xiàn)推程、休止、回程。推程與回程使刀具沿直線運(yùn)動，休止能起到間接性的作用，從而機(jī)構(gòu)亦能達(dá)到刀具的間歇性往復(fù)運(yùn)動。但凸輪與推桿的接觸為先接觸，而刻線是刀具收的力比較大，凸輪壓力大，易磨損。由于不完全齒輪能實(shí)現(xiàn)所需的間歇性運(yùn)動，而環(huán)形齒條能實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動，不完全齒輪與環(huán)形齒條配合也為實(shí)現(xiàn)刀具的間歇性往復(fù)運(yùn)動提供另一條途徑。搭載計(jì)算過程中因?yàn)辇X數(shù)等參數(shù)比較難于計(jì)算，無法做到恰到好處的嚙合，且也無法實(shí)現(xiàn)抬刀運(yùn)動，只能保證刀在一個方向上運(yùn)動?？叹€的直線行程，四桿機(jī)構(gòu)選擇性相對較大，是的四桿機(jī)構(gòu)不能被忽略考慮。在對一些常用的四桿機(jī)構(gòu)的分析過程中，我們發(fā)現(xiàn)四桿機(jī)構(gòu)普遍類似，且功能單一。基于以上考慮，采用凸輪推桿機(jī)構(gòu)組合螺旋上升機(jī)構(gòu)完成刻線和抬刀動作。此機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。2 總體設(shè)計(jì) 2.1 機(jī)型該機(jī)器屬于專用型小型機(jī)器，借鑒立式銑床的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。雖然定位為小型機(jī)器，但其結(jié)構(gòu)尺寸還要根據(jù)具體的配套電動機(jī)來定。 2.2 工作原理工作過程：刻線機(jī)主要由壓刀機(jī)構(gòu)、刻線機(jī)構(gòu)以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)三部分組成。壓刀機(jī)構(gòu)用于刻線時將刀具壓下，刻線完成之后，通過齒條齒輪副和絲杠螺紋副使刀具自動起落，避免平尺磨損；刻線機(jī)構(gòu)用于控制刻線及刻線長度；進(jìn)給機(jī)構(gòu)用于控制刻線間隔。2.3 總體配置經(jīng)過多次的討論和研究，確定平尺刻線機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，包括臺刀機(jī)構(gòu)、刻線機(jī)構(gòu)和平尺進(jìn)給機(jī)構(gòu)等組成。圖 2-1 刻線機(jī)主要部件示意圖1.工作臺 2.端蓋螺釘 3.水平軸 4.定尺條 5.螺紋筒 6.刀架軸 7.固定螺母 8 鍵9.立軸（絲桿、齒輪軸） 10.刀體 11.定位螺母 12.墊片 13.壓緊彈簧 14.摩擦輪機(jī)器主要由工作臺、電動機(jī)、凸輪、水平軸、定尺條、立柱、螺紋筒、刀體、以及不挖版權(quán)齒輪、壓緊裝置和摩擦輪構(gòu)成。2.4 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 刻線深度 （mm） 0.5刻線時間 (s) 1刻單線力 （N） 10002.5 進(jìn)料槽平尺為 1040*30（mm）平尺刻線機(jī)主要用來實(shí)現(xiàn)自動刻線，刻線要求為每隔 1 毫米刻一條線，刻線長度有 10毫米、13 毫米、18 毫米三種類型。前四次刻線每次刻線長度為 10 毫米，第五次刻線長度為 13 毫米，第六至第九次刻線長度為 10 毫米，第十次刻線長度為 18 毫米，以后依此類推?？叹€機(jī)主要由壓刀機(jī)構(gòu)、刻線機(jī)構(gòu)以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)三部分組成。壓刀機(jī)構(gòu)用于刻線時將刀具壓下，刻線完成之后，通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)和絲杠螺紋副使刀具自動抬起，避免平尺磨損；刻線機(jī)構(gòu)用于控制刻線及刻線長度；進(jìn)給機(jī)構(gòu)用于控制刻線間隔。2.6 抬刀機(jī)構(gòu)抬刀機(jī)構(gòu)是由如圖 2-1 所示，定尺條 4 與齒輪軸 9 上的齒輪嚙合使傳動方向改變，然后通過絲杠 9 到螺紋筒 5 到刀架軸 6 完成抬刀下刀動作，刻線完成后水平軸在回位彈簧的作用下回位，從而齒輪齒條副以及上面的絲杠螺紋副反向運(yùn)動完成回程運(yùn)動。3 動力性能計(jì)算3.1 主工作動力的選擇基于設(shè)計(jì)是從最末端的工作部位開始的，所以從工作部位的零件開始校核計(jì)算。動力的配套適應(yīng)性應(yīng)符合拖拉機(jī)的額定功率大于機(jī)具在作業(yè)中所消耗的功率這一原則。圖 3-1 減速機(jī)的型號與標(biāo)記圖 3-2 減速機(jī)的安裝形式圖 3-3 減速機(jī)的電機(jī)接線盒位置⑴ 機(jī)具在作業(yè)中要消耗的功率 P1作業(yè)中機(jī)具消耗的功率主要刻線刀在受牽引破開平尺消耗的功率 P 組成?？叹€消耗的功率 P ：刻刻線刀克服平尺阻力所消耗的功率 P 按下式計(jì)算：刻（3.1.1）3=10810=pFvW????刻 刻 刻υ 行-機(jī)具行進(jìn)速度(mm/s)可按 18mm/s 就是按照每秒完成刻線動作一次?？叹€刀所受工作阻力為（3.1.2）nN?刻 單 線式中： n—每次刻線的條數(shù)—刻每條線所需要的力F單 線⑵ 相應(yīng)于作業(yè)功率，拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)應(yīng)具有的功率 P ：開拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)的額定功率應(yīng)較作業(yè)消耗功率大一些，有所貯備，另外再考慮到動力傳輸?shù)臋C(jī)械效率，因此減速機(jī)應(yīng)具有的功率為：（3.1.3）3=1080.9=162WPv????刻 刻刻 實(shí)式中：μ—減速機(jī)滾動阻力系數(shù)，這里取 0.12η—機(jī)組總的機(jī)械效率，現(xiàn)在按 0.9 計(jì)將各有關(guān)值代入公式考慮到回位彈簧所消耗的功率，參考圖 3-1、3-2 、3-3 可選擇FAZ32Y1.45PMC4 主要工作部件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 設(shè)計(jì)要求刻線力： 1000N/每條線行走速度： sm18?v平尺長度：L=1040mm 每行走 11mm 就是要刻線 10mm，所需時間約為 4 秒鐘 所以每分約刻線 150mm.4.2 刀架軸的尺寸設(shè)計(jì)以及校核圖 4-1 刀架軸水平面支撐反力：12HF? 10=0tFN??（4.2.1）150tN（4.2.2）水平面的彎矩：1.7518.2aHLMFNm????（4.2.3）轉(zhuǎn)矩：20.35tdT?（4.2.4）22()eaHMT???（4.2.5） 22(187.5)(0.6135)?9Nm?最小直徑：310.[]ebMd???339.5.6??（4.2.6） 考慮到鍵槽對軸的削弱，將 值增大 5%，故d1.053.2m??（4.2.7）刀架軸的受力分析： 圖 4-24.3 立軸的設(shè)計(jì)圖 4-3 立軸（齒輪軸、絲杠軸）立軸的受力計(jì)算：轉(zhuǎn)矩 (4.3.1)50216.3tFTNml??(1) 按強(qiáng)度要求，應(yīng)使(4.3.2)3[]0.2TWd???故軸的直徑(4.3.3)333160270.2[].m?????(2) 按扭轉(zhuǎn)剛度要求，應(yīng)使(4.3.4)4[]TlGd???按題意 ，在軸的全長上， 。故30lm?180orad??(4.3.5)344423629.5[]1Tldm????故該軸的直徑取決于剛度要求。圓整后可取 。 d?(4.3.6)4.4 摩擦輪鎮(zhèn)壓彈簧的選擇由工作抬的尺寸可選彈簧 YA GB/T 2089-19942.570?表 4—1彈簧參數(shù)線徑： 2.5mm彈簧中經(jīng)： 25mm自由高度： 70mm材料： 60Si2Mn表面處理： 涂漆類型： 右旋圓柱螺旋壓縮彈簧取彈簧的勁數(shù)： 7kNm??設(shè)計(jì)彈簧壓縮量是： 10mm 圖 4-4 彈簧4.5 摩擦輪力的計(jì)算圖 4-5 摩擦輪因設(shè)計(jì)的需要，摩擦輪的直徑取 ， 輪轂款 。輪轂外援為一層250dm?20bm?橡膠，使摩擦力盡可能的大。摩擦力的計(jì)算：由（4-4.1）及胡可定律可得單個彈簧的彈力：(4.5.1)107FkxN?單則四個彈簧的總彈力為(4.5.2)=4=280彈 總 單考慮到摩擦輪及摩擦輪軸和座套等的重量，約為 m=3kg， 故總的鎮(zhèn)壓力為(4.5.3)G31FmgN?????總 彈 總 彈 總由于要使尺子在摩擦力的作用下向前運(yùn)動，則可以想到，平尺的上表面是與摩擦輪的外緣橡膠接觸的，摩擦力打；平尺的下表面直接與工作臺的進(jìn)料槽接觸，且與光滑的鐵質(zhì)平面接觸，為了是下表面懂得摩擦力盡可能的小，在適量的加入潤滑油（待刻線完成后予以清理） 。則可知鐵-鐵之間的摩擦因數(shù) 鐵—橡膠之間的摩擦因數(shù) (4.5.4)0.5??=0.6?膠可知 (4.5.5)=F31.=.N?總摩 下(4.5.6)68總摩 上 膠可得平尺前進(jìn)的驅(qū)動力為(4.5.7)=F15.=70.?驅(qū) 摩 上 摩 下故摩擦輪的轉(zhuǎn)矩為(4.5.8)3270.Nm21.TR?????驅(qū)摩 輪4.6 凸輪的設(shè)計(jì)圖 4-6 凸輪凸輪廓線()cosin()isbsdxRy????????直 角 坐 標(biāo)（4.6.1） 2()arctn)xy???????極 坐 標(biāo)（4.6.2）注：1、參變量中 的增量根據(jù)精度要求而定，通常取 左右。?1~2?2、 移動平動件平底的長度為 。 max(50)sd??3、 上式中， 為推程運(yùn)動角， 為基圓半徑。?bR凸輪材料應(yīng)能滿足強(qiáng)度和耐磨性的要求。對于在低速、輕載、平穩(wěn)傳動中，凸輪可采用中碳鋼制造。中速、中載時應(yīng)采用中碳鋼淬火處理。而本設(shè)計(jì)中刻線傳動部分屬于低速、輕載、較平穩(wěn)的傳動，所以應(yīng)采用中碳鋼。4.7 齒輪軸上齒輪齒條副的傳動比為了保證在作業(yè)時連續(xù)工作,則要求傳動部分要有可靠的傳動比、無滑動。又由于在刻線傳動部分所傳動的功率小、速率小，所以所要求的齒輪齒條副的動比非常的嚴(yán)格，要滿足相應(yīng)要求。經(jīng)計(jì)算，該部分的鏈傳動比 i=1。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)手冊，該傳動比完全滿足要求。4.8 摩擦輪軸的設(shè)計(jì)圖 4-7 摩擦輪軸材料－45＃鋼許用應(yīng)力[]60Mpa?? mDdDWtT 025.3/1605.12806/3 ??????取 (4.8.1)m28.校核 小pa1][ax?? ??7.13/4././][maxzW?于 Mp10確定軸徑 D284.8.1 軸的定位和材料的選取說明軸的材料：軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用 45 號鋼作為軸的材料。軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運(yùn)動，軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。軸的校核按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動軸的精確計(jì)算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計(jì)算。其強(qiáng)度條件為：(4.8.2)??MpandpWT?????32.0/15.9/6式中： 為軸的扭切應(yīng)力， ； 為轉(zhuǎn)矩， ； 為抗扭截面系數(shù)， ；TkwWT3m對圓截面 ； 為傳遞的功率， ； 為軸的轉(zhuǎn)速， ； 為3.6/d??nin/rd軸的直徑， ； 為許用扭切應(yīng)力， 。所以，把相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式中得：m???pa MpandWT 1.205.48.120/15.92.0/15.9/ 636 ???????（4.8.3）由于軸的選材為 45 號鋼，所以查表可知 45 號鋼的許用扭切應(yīng)力為 ，3～。經(jīng)校核設(shè)計(jì)的軸符合要求，可以正常工作。????下圖為軸的彎矩和扭矩圖：ω圖 4-8 的彎矩圖和扭矩圖4.9 刻線周期的確定構(gòu)造和工作原理刻線抬刀機(jī)構(gòu)由工作臺、水平軸平推桿、凸輪、固定齒條、刻線刀架、立軸、螺紋套筒等組成，如圖 4-8 所示。圖 4-9 抬刀刻線機(jī)構(gòu)1.工作臺 2．水平軸平推桿 3．凸輪 4．固定齒條 5．刻線刀架6.立軸 7.螺紋套筒 8.刻線槽凸輪 3 從近休止點(diǎn)開始轉(zhuǎn)動的時候，水平軸推桿 2 在凸輪的推動下向左運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到控制抬刀的固定齒條處時，帶動位于水平軸的立軸（齒輪軸）上的齒輪轉(zhuǎn)動，立軸上段是表面有螺紋的絲杠，然后帶動螺紋套筒 7 下降，當(dāng)刻刀正好下降到刻線槽 8 的指定刻線位置時立軸下端的齒輪正好走完了齒條，停止下刀，至此凸輪的下刀行程走完；然后凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，推動水平軸開始刻線行程，完成之后就開始了回復(fù)行程，以上運(yùn)動反過來進(jìn)行。這樣就完成了一次刻線動作，其中包括了抬刀動作簡單明了。表 4—2抬刀機(jī)構(gòu)的基本數(shù)據(jù)——凸輪推程角 ?180?凸輪抬刀降刀行程角： 2?凸輪刻線行程角： 60?凸輪轉(zhuǎn)速： =2/minr?凸升降刀行程： 40mm刻線行程： 20mm可得：刻線周期： 3s齒條嚙合長度為： 40mm軸齒輪的分度圓直徑為： 32mm齒輪模數(shù)為： 3刻線速度： =18/vms刻螺紋絲杠副螺距： 14mm 4.10 不完全齒輪的設(shè)計(jì)（a）不完全齒輪機(jī)構(gòu) (b)摩擦輪圖 4-104.10.1 不完全齒輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算由摩擦輪控制進(jìn)料量可得，每次進(jìn)料 11mm，相對于摩擦輪轉(zhuǎn)動 的圓心角。 （算略）5?故，不完全齒輪機(jī)構(gòu)所對應(yīng)的間歇進(jìn)給量為 可得5?從動輪布滿時的齒數(shù)為 （4.10.1）236075z??由于齒數(shù)太密集，壓力角為 ，故，主動輪僅設(shè)計(jì)單齒，即 ，所承受轉(zhuǎn)矩較.? 1z?小、可以滿足要求。4.10.2 摩擦輪動力驅(qū)動機(jī)的選取摩擦輪轉(zhuǎn)矩為：（4.10.2）=15.02Nm=1.9375TFR???摩 摩 下 摩圖 3-1、圖 3-2 和圖 3-3 可選擇減速機(jī)型號為：（4.10.3）FAZ32Y?10.54PMC?5.其他零部件5.1 水平軸圖 5-1 水平軸5.2 刻線刀示意圖圖 5-2 刻線刀圖 5-3 刀體刀刃的布局5.3 工作臺示意圖圖 5-4 工作臺5.4 軸承的選取 參見參考資料[1]第 64 頁。5.5 鍵的選取 根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，見參考資料[1]第 53 頁。5.6 水平軸復(fù)位彈簧的選取YA-4.5-10.5-65-2LH GB/T2089-1994B級圖 5-5 壓縮彈簧 6 結(jié)論機(jī)器的應(yīng)用可以充分利用，節(jié)省了成本，大大提高了生產(chǎn)效率。平尺刻線機(jī)代替了以往的人工作業(yè)，提高了機(jī)械化程度及生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力及時間，改善了人們的作業(yè)環(huán)境。本設(shè)計(jì)采用巧妙的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)控制刻線和抬刀，用摩擦輪配合不完全齒輪機(jī)構(gòu)完成定時、定量的進(jìn)料動作，結(jié)構(gòu)簡單不復(fù)雜，理論上達(dá)到了刻線要求及其它相應(yīng)工作條件。理論上本機(jī)使用價值高，經(jīng)濟(jì)效益高，由于本設(shè)計(jì)沒有做試驗(yàn)，對其實(shí)際的可行性程度還不能確定。致 謝本次設(shè)計(jì)是在劉媛媛老師的悉心指導(dǎo)與嚴(yán)格要求下進(jìn)行的。從設(shè)計(jì)（論文）的選題、方案的設(shè)計(jì)、具體的測繪與繪圖到論文撰寫的每個環(huán)節(jié)，都凝聚著劉老師的心血和汗水。劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、開拓創(chuàng)新的工作作風(fēng)及對事業(yè)的奮進(jìn)執(zhí)著精神，都將使我銘記在心，并時刻激勵著我不斷追求勇往直前。大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué)們、表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。塔里木大學(xué)四季如春的校園，美麗如詩的風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉。 “自強(qiáng)不息，求真務(wù)實(shí)”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。再次,感謝我的同學(xué)們,在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中得到了他們無私的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和建議。在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝他們永遠(yuǎn)健康、幸福! 最后，感謝我的父母親人們對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，使我能順利完成本科學(xué)業(yè)。參考文獻(xiàn)[1] 吳宗澤. 機(jī)械原理課程指導(dǎo)書.第 1 版.北京：高等教育出版社 , 2005:29-30[2] 徐穎主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.—2 版.北京 機(jī)械工業(yè)出版社， 2000.6[3] 東北工學(xué)院.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊.冶金工業(yè)出版社.1980[4] 西北工業(yè)大學(xué).機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）.高等教育出版社[5] 龔淮義.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊.高等教育出版社.（第三版）[6] 吳宗澤.機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊.高等教育出版社.[7] 北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué).農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué).農(nóng)業(yè)出版社(第二版).1994.[8] 單輝祖.材料力學(xué)（第二版）.高等教育出版社.[9] 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)研究室編.機(jī)械制圖.-6 版.- 北京：高等教育出版社，2007.7[10]強(qiáng)毅.設(shè)計(jì)制圖試用標(biāo)準(zhǔn)手冊.北京.科學(xué)出版社，2000.1