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目錄
第一章 緒論…………………………………………………………2
1.1打孔機簡介……………………………………………………2
1.2打孔機原理和常用機構(gòu)及運動介紹……………………… 2
1.2.1 打孔機的工作原理……………………………………2
1.2.2常見的運動形式………………………………………2
1.2.3 常用運動機構(gòu)…………………………………………3
第二章 方案的設(shè)計與選擇…………………………………………4
2.1設(shè)計方案一……………………………………………………4
2.2設(shè)計方案二……………………………………………………4
2.3設(shè)計方案三……………………………………………………5
2.4設(shè)計方案四……………………………………………………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 送料機構(gòu)分析…………………………………………………8
3.2 沖孔機構(gòu)分析…………………………………………………10
3.3整體結(jié)構(gòu)尺寸…………………………………………………10
總結(jié)……………………………………………………………………11
參考文獻………………………………………………………………12
第1章 緒論
1.1打孔機簡介
打孔機在現(xiàn)代社會有著較為廣泛的應(yīng)用，其用途可分為辦公用途打孔機，工業(yè)生產(chǎn)打孔機等等，通用卡片打孔機為辦公用途打孔機，主要分為自動式和手動式兩種。打孔機的出現(xiàn)改變了人類生產(chǎn)生活方式，提高了勞動生產(chǎn)效率。
打孔機主要有激光打孔機，氣動打孔機，機械打孔機等等。激光打孔機主要應(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)、光學系統(tǒng)和三坐標移動工作臺等四大部分組成。氣動打孔機是印刷包裝機械，制袋機的一種打孔輔助類的工具，一種由制袋機電腦給出信號傳輸?shù)诫姶砰y再工作的氣動模具。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、無紡布紙袋等的打孔。機械式打孔機的傳動裝置和工作裝置主要由由純的機械部分組成，一般由電動機輸出的轉(zhuǎn)速通過皮帶傳動和齒輪傳動減速后連接到打孔機構(gòu)的原動件上進行運動，而打孔機夠主要是連桿機構(gòu)的組合體。
1.2打孔機原理和常用機構(gòu)及運動介紹
1.2.1 打孔機的工作原理
打孔機是通過力作用在沖孔軸件，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，打孔機要實現(xiàn)打孔功能，只需要沖孔軸件向下壓，然后向上抬升復(fù)位兩個動作即可，但需要兩個運動是上下的垂直運動。沖過軸件是利用一系列的連桿機構(gòu)，齒輪機構(gòu)，間隙機構(gòu)、皮帶傳動等將電動機的上的運動傳遞過去。
1.2.2常見的運動形式
機械傳動系統(tǒng)是由一個或是若干個運動鏈組成的，通過各個運動鏈將原動件的運動變?yōu)閳?zhí)行機構(gòu)所需要的運動，不同的運動形式有不同的運動參數(shù)，在執(zhí)行構(gòu)件的運動形式中，最為常見的是直線運動和回轉(zhuǎn)運動。
連續(xù)回轉(zhuǎn)運動：車床、銑床等主軸都做連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動，而且為了提高加工質(zhì)量并減小動載荷，都要求做勻速回轉(zhuǎn)運動。
間歇回轉(zhuǎn)運動：這種運動常用作分度運動和回轉(zhuǎn)運動。
往復(fù)直線運動：其運動參數(shù)有行程的長度，行程速比系數(shù)及每分鐘往復(fù)運動的次數(shù)等。
帶停歇的往復(fù)直線運動：這種運動形式在自動機和半自動機中應(yīng)用較多。
單向帶停歇的直線運動：即插床的進給運動為此類。
1.2.3 常用運動機構(gòu)
運動機構(gòu)的選擇是為了實現(xiàn)打孔機的最終職能，根據(jù)題意，卡片打孔機沖孔軸是實現(xiàn)上下運動，然而要實現(xiàn)這一運動的機構(gòu)往往有許多種，例如為了將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，既可以用齒輪齒條或螺旋機構(gòu)，也可以用連桿機構(gòu)或凸輪機構(gòu)。常用的機構(gòu)有如下幾種：
傳動回轉(zhuǎn)類運動機構(gòu)
摩擦傳動機構(gòu)：皮帶傳動、摩擦輪傳動。。
嚙合傳動機構(gòu)：齒輪傳動、渦輪蝸桿傳動、鏈傳動。
單向間歇運動機構(gòu)
槽輪機構(gòu)：實現(xiàn)不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動角度的旋轉(zhuǎn)運動。
棘輪機構(gòu)：廣泛用來實現(xiàn)分度運動和進給運動。
往復(fù)移動和往復(fù)擺動的機構(gòu)
連桿機構(gòu)：用來實現(xiàn)往復(fù)運動的主要是曲柄滑塊機構(gòu)、正弦機構(gòu)和一些六桿機構(gòu)。
凸輪機構(gòu)：適合要求嚴格的實現(xiàn)指定的、運動規(guī)律的運動件。
螺旋機構(gòu)：具有很大的減速比和較高的制造精度，適合低速進給和精密調(diào)整機構(gòu)。
齒輪齒條機構(gòu)：適用于移動速度較高的進給運動中。
第2章 方案的設(shè)計與選擇
片打孔機的形狀有各種各樣，但是其基本構(gòu)造是類同的，主要是由送料機構(gòu)和壓孔機構(gòu)組成，具體部分一般分為底板、定位部件、傳動部件、執(zhí)行部件及附件等組成。
板：打孔機的基礎(chǔ)構(gòu)架，打孔機的其他各部件都要以他為基礎(chǔ)裝配。
位部件：為打孔機的其他部件的裝配精確定位，實現(xiàn)打孔機的設(shè)計要求，包括定位組合件，上定位板，圓柱銷等等。
動執(zhí)行部件：提供傳遞動力，使力傳遞到執(zhí)行部件，實現(xiàn)打孔的最終目的
位部件：在打孔機完成有效動作后，使得打孔機迅速復(fù)位到待命狀態(tài)。
據(jù)打孔機的組成，本人初次設(shè)想了如下機構(gòu)方案，現(xiàn)一一分析如下：
2．1 設(shè)計方案一
打孔機構(gòu)采用六桿機構(gòu)，可保證機構(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，采用六桿機構(gòu)就可獲得改善。
送料機構(gòu)是由四桿機構(gòu)組成，按機構(gòu)的運動循環(huán)圖確定主動件和從動件運動規(guī)律，則機構(gòu)可在預(yù)定時間將工件送至待加工的位置。
圖：2-1 設(shè)計方案一
2．2 設(shè)計方案二
打孔機構(gòu)采用凸輪—連桿組合機構(gòu)，這種組合機構(gòu)的設(shè)計，關(guān)鍵在于根據(jù)輸出的運動要求，設(shè)計出凸輪的輪廓。可以根據(jù)打孔機構(gòu)的運動過程，畫出凸輪的輪廓。凸輪軸通過齒輪機構(gòu)與曲柄軸相連，可以按機構(gòu)運動循環(huán)圖確定凸輪轉(zhuǎn)角及其從動件的運動規(guī)律，則可以控制打孔機構(gòu)的運動。
送料機構(gòu)是一個四桿機構(gòu)，按機構(gòu)運動循環(huán)圖可確定主動件和從動件的運動規(guī)律，使其能在預(yù)定時間將工件送至待加工位置。
圖：2-2 設(shè)計方案二
2．3 設(shè)計方案三
打孔機構(gòu)采用棘輪機構(gòu)。棘輪和一四桿機構(gòu)串聯(lián)，沖頭上升時，搖桿順時針擺動，并通過棘爪帶動棘輪和工作抬順時針轉(zhuǎn)位。當沖頭下降進行沖壓時，搖桿逆時針擺動，則棘爪在棘輪上滑動，工作臺不動。
送料機構(gòu)是一個四桿機構(gòu)，按機構(gòu)運動循環(huán)圖可確定主動件和從動件的運動規(guī)律，使其能在預(yù)定時間將工件送至待加工位置。
圖：2-3 設(shè)計方案三
2.4 設(shè)計方案四
此設(shè)計方案中，打孔機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)模型，送料采用間歇機構(gòu)實現(xiàn)。
圖：2-4設(shè)計方案四
2．5 最終選定方案
我最終采用的是第四種方案。
原因：
1. 沖壓機構(gòu)中的曲柄滑塊結(jié)構(gòu)簡單，具有較好的急回特性，節(jié)省了回程的時間，大大提高了生產(chǎn)效率， 且能更好地符合設(shè)計的要求。
2. 凸輪雖然機構(gòu)簡單緊湊，但是凸輪輪廓與推桿之間為點、線接觸，易磨損，凸輪機構(gòu)多用于傳力不大的場合。
3．棘輪工作時有較大的沖擊和噪聲，而且運動精度較差，棘輪一般用于速度較低和載荷不大的場合。
綜合上述原因，我們覺得第四方案比其他三個方案更符合方案選用應(yīng)考慮的幾個方面，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)計方案
第二章 所選方案的具體分析
3.1 送料機構(gòu)分析
送料機構(gòu)的原理簡圖如下：
圖：3-1送料機構(gòu)原理圖
圖中1為機構(gòu)的原動件，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。
電動機輸出的轉(zhuǎn)矩通過傳動裝置傳動到全齒輪1上，齒輪1帶動部分齒輪2運動，由于部分齒輪2與摩擦輪3同軸，則2和3同時轉(zhuǎn)動，摩擦輪3通過與摩擦輪4配合一起轉(zhuǎn)動，推動卡片間歇的向前運動。
送料機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)尺寸見整體機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸。
3.2 沖孔機構(gòu)分析
沖孔機構(gòu)的原理簡圖如下：
圖：3-2沖孔機構(gòu)原理圖
沖孔機構(gòu)的原理中1為曲柄輪，2為曲柄，與曲柄輪1固定在一起實現(xiàn)整周旋轉(zhuǎn)，3為卡片，4為與曲柄相連的連桿機構(gòu)，56為慣性輪，78為沖壓輪，9為沖壓連桿，10為沖壓道具。
電動機輸出的轉(zhuǎn)矩通過傳動裝置傳遞到曲柄輪及曲柄上，曲柄2的整周運動帶動連桿4運動，4的運動帶動沖壓機構(gòu)運動，以此來實現(xiàn)沖孔。
3.3 整體機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸
通過查手冊以及相關(guān)資料合理的設(shè)計機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸，具體體現(xiàn)如下圖所示：
圖：3-3整體機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸圖
總結(jié)
這次課程設(shè)計，我感觸頗深。在設(shè)計的過程中，我往往在自認為已經(jīng)沒有問題的時候，卻碰到了前面認為不是問題的問題?？雌饋砗芎唵蔚臋C械構(gòu)件做起來卻不是很容易。設(shè)計起來也不是得心應(yīng)手?？偨Y(jié)起來，我最大的欠缺就是缺乏一個整體的觀念，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)計中，我運用了AutoCAD等軟件，對這些軟件的運用有了更深刻的認識，運用得更加靈活自如。這次課程設(shè)計是對機械原理這門課的總結(jié)，我運用這學期學到的關(guān)于機械原理的知識，充分發(fā)揮我的想象和創(chuàng)造能力，做出了我的機構(gòu)。雖然比較粗糙，但我相信，隨著我知識的提升，我會做得更加完善。我通過設(shè)計，了解到學習的內(nèi)容的目的，運用，帶著問題和明確的學習目的來學習，可以達到更好的效果。
這次課程設(shè)計，不僅顯示了我對所學知識的運用情況，還培養(yǎng)了我的動手，思考和自主查閱資料的能力。同時也暴露了自己知識的漏洞和不足。但是經(jīng)過老師的指導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有深遠的影響。
參考文獻
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