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目錄
第一章 緒論…………………………………………………………2
1.1打孔機(jī)簡(jiǎn)介……………………………………………………2
1.2打孔機(jī)原理和常用機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)介紹……………………… 2
1.2.1 打孔機(jī)的工作原理……………………………………2
1.2.2常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式………………………………………2
1.2.3 常用運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)…………………………………………3
第二章 方案的設(shè)計(jì)與選擇…………………………………………4
2.1設(shè)計(jì)方案一……………………………………………………4
2.2設(shè)計(jì)方案二……………………………………………………4
2.3設(shè)計(jì)方案三……………………………………………………5
2.4設(shè)計(jì)方案四……………………………………………………6
2.5最終選擇方案…………………………………………………6
第三章 所選方案的具體分析………………………………………8
3.1 送料機(jī)構(gòu)分析…………………………………………………8
3.2 沖孔機(jī)構(gòu)分析…………………………………………………10
3.3整體結(jié)構(gòu)尺寸…………………………………………………10
總結(jié)……………………………………………………………………11
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………12
第1章 緒論
1.1打孔機(jī)簡(jiǎn)介
打孔機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)有著較為廣泛的應(yīng)用，其用途可分為辦公用途打孔機(jī)，工業(yè)生產(chǎn)打孔機(jī)等等，通用卡片打孔機(jī)為辦公用途打孔機(jī)，主要分為自動(dòng)式和手動(dòng)式兩種。打孔機(jī)的出現(xiàn)改變了人類生產(chǎn)生活方式，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
打孔機(jī)主要有激光打孔機(jī)，氣動(dòng)打孔機(jī)，機(jī)械打孔機(jī)等等。激光打孔機(jī)主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)，而它主要是由固體激光器、電器系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和三坐標(biāo)移動(dòng)工作臺(tái)等四大部分組成。氣動(dòng)打孔機(jī)是印刷包裝機(jī)械，制袋機(jī)的一種打孔輔助類的工具，一種由制袋機(jī)電腦給出信號(hào)傳輸?shù)诫姶砰y再工作的氣動(dòng)模具。適用于食品類包裝袋、醫(yī)藥類用品包裝袋、各種飾品包裝袋、無(wú)紡布紙袋等的打孔。機(jī)械式打孔機(jī)的傳動(dòng)裝置和工作裝置主要由由純的機(jī)械部分組成，一般由電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速通過(guò)皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)減速后連接到打孔機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而打孔機(jī)夠主要是連桿機(jī)構(gòu)的組合體。
1.2打孔機(jī)原理和常用機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)介紹
1.2.1 打孔機(jī)的工作原理
打孔機(jī)是通過(guò)力作用在沖孔軸件，沖孔軸件克服穿透紙張的阻力，發(fā)生位移，從而在紙張上形成與沖孔軸件相同形狀的孔，打孔機(jī)要實(shí)現(xiàn)打孔功能，只需要沖孔軸件向下壓，然后向上抬升復(fù)位兩個(gè)動(dòng)作即可，但需要兩個(gè)運(yùn)動(dòng)是上下的垂直運(yùn)動(dòng)。沖過(guò)軸件是利用一系列的連桿機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)，間隙機(jī)構(gòu)、皮帶傳動(dòng)等將電動(dòng)機(jī)的上的運(yùn)動(dòng)傳遞過(guò)去。
1.2.2常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是由一個(gè)或是若干個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈組成的，通過(guò)各個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈將原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的運(yùn)動(dòng)，不同的運(yùn)動(dòng)形式有不同的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，在執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式中，最為常見(jiàn)的是直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：車床、銑床等主軸都做連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且為了提高加工質(zhì)量并減小動(dòng)載荷，都要求做勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：這種運(yùn)動(dòng)常用作分度運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)：其運(yùn)動(dòng)參數(shù)有行程的長(zhǎng)度，行程速比系數(shù)及每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)等。
帶停歇的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)：這種運(yùn)動(dòng)形式在自動(dòng)機(jī)和半自動(dòng)機(jī)中應(yīng)用較多。
單向帶停歇的直線運(yùn)動(dòng)：即插床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為此類。
1.2.3 常用運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇是為了實(shí)現(xiàn)打孔機(jī)的最終職能，根據(jù)題意，卡片打孔機(jī)沖孔軸是實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，然而要實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)往往有許多種，例如為了將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，既可以用齒輪齒條或螺旋機(jī)構(gòu)，也可以用連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。常用的機(jī)構(gòu)有如下幾種：
傳動(dòng)回轉(zhuǎn)類運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：皮帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)。。
嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：齒輪傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)。
單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
槽輪機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
棘輪機(jī)構(gòu)：廣泛用來(lái)實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
往復(fù)移動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)
連桿機(jī)構(gòu)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主要是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)和一些六桿機(jī)構(gòu)。
凸輪機(jī)構(gòu)：適合要求嚴(yán)格的實(shí)現(xiàn)指定的、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)件。
螺旋機(jī)構(gòu)：具有很大的減速比和較高的制造精度，適合低速進(jìn)給和精密調(diào)整機(jī)構(gòu)。
齒輪齒條機(jī)構(gòu)：適用于移動(dòng)速度較高的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中。
第2章 方案的設(shè)計(jì)與選擇
片打孔機(jī)的形狀有各種各樣，但是其基本構(gòu)造是類同的，主要是由送料機(jī)構(gòu)和壓孔機(jī)構(gòu)組成，具體部分一般分為底板、定位部件、傳動(dòng)部件、執(zhí)行部件及附件等組成。
板：打孔機(jī)的基礎(chǔ)構(gòu)架，打孔機(jī)的其他各部件都要以他為基礎(chǔ)裝配。
位部件：為打孔機(jī)的其他部件的裝配精確定位，實(shí)現(xiàn)打孔機(jī)的設(shè)計(jì)要求，包括定位組合件，上定位板，圓柱銷等等。
動(dòng)執(zhí)行部件：提供傳遞動(dòng)力，使力傳遞到執(zhí)行部件，實(shí)現(xiàn)打孔的最終目的
位部件：在打孔機(jī)完成有效動(dòng)作后，使得打孔機(jī)迅速?gòu)?fù)位到待命狀態(tài)。
據(jù)打孔機(jī)的組成，本人初次設(shè)想了如下機(jī)構(gòu)方案，現(xiàn)一一分析如下：
2．1 設(shè)計(jì)方案一
打孔機(jī)構(gòu)采用六桿機(jī)構(gòu)，可保證機(jī)構(gòu)具有急回特性和工作段近于勻速的特征，并使壓力角盡可能小。用一般的四桿急回機(jī)構(gòu)，雖可滿足急回要求，但其工作行程的等速性能往往不好，采用六桿機(jī)構(gòu)就可獲得改善。
送料機(jī)構(gòu)是由四桿機(jī)構(gòu)組成，按機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定主動(dòng)件和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送至待加工的位置。
圖：2-1 設(shè)計(jì)方案一
2．2 設(shè)計(jì)方案二
打孔機(jī)構(gòu)采用凸輪—連桿組合機(jī)構(gòu)，這種組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于根據(jù)輸出的運(yùn)動(dòng)要求，設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓?？梢愿鶕?jù)打孔機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，畫出凸輪的輪廓。凸輪軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連，可以按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定凸輪轉(zhuǎn)角及其從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則可以控制打孔機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。
送料機(jī)構(gòu)是一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確定主動(dòng)件和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使其能在預(yù)定時(shí)間將工件送至待加工位置。
圖：2-2 設(shè)計(jì)方案二
2．3 設(shè)計(jì)方案三
打孔機(jī)構(gòu)采用棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪和一四桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)，沖頭上升時(shí)，搖桿順時(shí)針擺動(dòng)，并通過(guò)棘爪帶動(dòng)棘輪和工作抬順時(shí)針轉(zhuǎn)位。當(dāng)沖頭下降進(jìn)行沖壓時(shí)，搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)，則棘爪在棘輪上滑動(dòng)，工作臺(tái)不動(dòng)。
送料機(jī)構(gòu)是一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確定主動(dòng)件和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使其能在預(yù)定時(shí)間將工件送至待加工位置。
圖：2-3 設(shè)計(jì)方案三
2.4 設(shè)計(jì)方案四
此設(shè)計(jì)方案中，打孔機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)模型，送料采用間歇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
圖：2-4設(shè)計(jì)方案四
2．5 最終選定方案
我最終采用的是第四種方案。
原因：
1. 沖壓機(jī)構(gòu)中的曲柄滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較好的急回特性，節(jié)省了回程的時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率， 且能更好地符合設(shè)計(jì)的要求。
2. 凸輪雖然機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但是凸輪輪廓與推桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損，凸輪機(jī)構(gòu)多用于傳力不大的場(chǎng)合。
3．棘輪工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲，而且運(yùn)動(dòng)精度較差，棘輪一般用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合。
綜合上述原因，我們覺(jué)得第四方案比其他三個(gè)方案更符合方案選用應(yīng)考慮的幾個(gè)方面，在制造中可以大大減少工序，并且可以降低成本。
圖：2-4最終選定設(shè)計(jì)方案
第二章 所選方案的具體分析
3.1 送料機(jī)構(gòu)分析
送料機(jī)構(gòu)的原理簡(jiǎn)圖如下：
圖：3-1送料機(jī)構(gòu)原理圖
圖中1為機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件，為一全齒輪，2為一部分齒輪，三為與部分齒輪2同軸的摩擦輪，4為與摩擦輪3配合的摩擦輪，5為卡片，6為沖孔底板。
電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩通過(guò)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)到全齒輪1上，齒輪1帶動(dòng)部分齒輪2運(yùn)動(dòng)，由于部分齒輪2與摩擦輪3同軸，則2和3同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦輪3通過(guò)與摩擦輪4配合一起轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)卡片間歇的向前運(yùn)動(dòng)。
送料機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)整體機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸。
3.2 沖孔機(jī)構(gòu)分析
沖孔機(jī)構(gòu)的原理簡(jiǎn)圖如下：
圖：3-2沖孔機(jī)構(gòu)原理圖
沖孔機(jī)構(gòu)的原理中1為曲柄輪，2為曲柄，與曲柄輪1固定在一起實(shí)現(xiàn)整周旋轉(zhuǎn)，3為卡片，4為與曲柄相連的連桿機(jī)構(gòu)，56為慣性輪，78為沖壓輪，9為沖壓連桿，10為沖壓道具。
電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩通過(guò)傳動(dòng)裝置傳遞到曲柄輪及曲柄上，曲柄2的整周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿4運(yùn)動(dòng)，4的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)沖壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)沖孔。
3.3 整體機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸
通過(guò)查手冊(cè)以及相關(guān)資料合理的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸，具體體現(xiàn)如下圖所示：
圖：3-3整體機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸圖
總結(jié)
這次課程設(shè)計(jì)，我感觸頗深。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我往往在自認(rèn)為已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題的時(shí)候，卻碰到了前面認(rèn)為不是問(wèn)題的問(wèn)題。看起來(lái)很簡(jiǎn)單的機(jī)械構(gòu)件做起來(lái)卻不是很容易。設(shè)計(jì)起來(lái)也不是得心應(yīng)手。總結(jié)起來(lái)，我最大的欠缺就是缺乏一個(gè)整體的觀念，常常在不經(jīng)意中，以偏概全，以局部代替整體。
另外，在課程的設(shè)計(jì)中，我運(yùn)用了AutoCAD等軟件，對(duì)這些軟件的運(yùn)用有了更深刻的認(rèn)識(shí)，運(yùn)用得更加靈活自如。這次課程設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械原理這門課的總結(jié)，我運(yùn)用這學(xué)期學(xué)到的關(guān)于機(jī)械原理的知識(shí)，充分發(fā)揮我的想象和創(chuàng)造能力，做出了我的機(jī)構(gòu)。雖然比較粗糙，但我相信，隨著我知識(shí)的提升，我會(huì)做得更加完善。我通過(guò)設(shè)計(jì)，了解到學(xué)習(xí)的內(nèi)容的目的，運(yùn)用，帶著問(wèn)題和明確的學(xué)習(xí)目的來(lái)學(xué)習(xí)，可以達(dá)到更好的效果。
這次課程設(shè)計(jì)，不僅顯示了我對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用情況，還培養(yǎng)了我的動(dòng)手，思考和自主查閱資料的能力。同時(shí)也暴露了自己知識(shí)的漏洞和不足。但是經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)和自己的努力終于有了一定的成果，我想這在我以后的工作會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。
參考文獻(xiàn)
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