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1、《机械原理课程设计》新乡学院机电工程学院飞剪机构分析与设计任务书15一.工艺要求1.剪切运动速度为Vt=2m/s的钢板，拉钢系数d=V刀/Vt=[d]，[d]=1.01~1.052.两种钢板定尺（长度）L=1m;0.65m；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）；4.剪切时上、下剪刃沿钢板运动速度方向的速度相对误差：h图1hAΔV刀£0.05=[e]二.给定参数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1);刀刃重合量Δh»5mm;钢板厚度Δb=1m
2、m;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：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1参数与方案三.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
3、否满要求，并求出曲柄上的平衡力矩Mb《飞剪机构分析与设计》指导书一，工作原理及要求如图2所示为安装在钢材轧制线上的飞剪机。由四杆机构ABCD构成。上刀刃E装在连杆BC上，下刀刃F装在连杆CD上。当曲柄AB等速转动时，要求把厚度为Δb、运动速度为Vt的运动中的钢材剪成定尺长度为L的成品。15二，对剪机运动的要求：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=2
4、VEt-VFt
5、/(VEt+VFt)£[e]=0.05.3.剪切时，上下剪刃应与钢材运动同步。一般希望剪刃速度
6、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）fen1L图2abcL△b△hVta2a4a34.能调节钢材的剪切长度L三，设定参数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»5mm钢板厚度Δb=1mm2.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1所示。四.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
7、机构的动作要求进行型综合。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；15（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3a）、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向逆向剪切，这是不允许的。图3a)b)c)d)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。
8、（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。表2、3和图4、5给出F=1、F=2各类运动链及其结构图，作为进行机构变换的依据。图4F=1的运动链结构图表2单自由度运动链15组合序号特性N3(1)N3(2)N3(3)N3(
9、4)N4(1)N4(2)备注ⅠN=4,L=1,N2=4,N3=0,N3=0均为四杆运动链ⅡN=6,L=2,N2=5,N3=0,N4=1ⅢⅢ-1N=6,L=2,N2=4,N3=2,N4=0022022Ⅲ-2112112ⅣⅣ-1N=8,L=3,N2=6,N3=0,N4=202220222Ⅳ-211221122ⅤⅤ-1N=8,L=3,N2=5,N3=2,N4=10120120022Ⅴ-20120020122Ⅴ-30121110112Ⅴ-41111111111Ⅴ-50120111122ⅥⅥ-1N=8,L=3,N2=
10、4,N3=4,N4=0002002002002Ⅵ-2011011002002Ⅵ-3000011012012Ⅵ-4001011011111Ⅵ-5011011011011Ⅵ-6001001012012Ⅵ-7002001011012表3两自由度运动链组合序号特性N3(1)N3(2)N3(3)N3(4)N4(1)N4(2)AAN=5,L=1,N2=5,N3=0,N4=0BBN=7,L=2,N2=6,N3=0,N4=133
