平尺刻线机设计说明书

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刻线机设计说明书

刻线机整体主要包括两大部分，其一为刀具的刻线，其二为尺子的进给。其中，刀具的往复运动主要为刻线，提刀，进刀，而由于刻线又分为长线、短线、中线，设计中规定刀具只刻画一种长线，其余工作由工作台的横向运动来完成，由此二者来共同完成刻度尺上长线、中线、短线的刻画。

在设计中，刀具采用的是四杆机构，该机构连杆上的一点的运动轨迹刚好符合刀具的往复运动要求；而控制工作台横向运动的机构由凸轮来实现，通过凸轮的间歇性推程或回程为工作台的横向移动提供空间，由此与刀具的运动一起来改变尺子上刻线的长度。而在凸轮休止阶段，由刀具来完成刻线工序。

由于刀具的提升和进给必须在尺子进给阶段完成，通过合理的安排周期性运动的时间，在凸轮推程或回程阶段来完成尺子的进给。又由于尺子的进给为纵向运动，且凸轮导致放置尺子的工作台横向运动，故将工作台分为两层，上层放置尺子，且在凸轮的转动下完成横向运动，下层工作台通过由不完全齿轮驱动的螺旋机构在机架上完成间歇性进给。因在下层工作台进给时凸轮因有固定轴必须保持原位置，设计中在下层工作台上为凸轮轴开出了一个槽，从而保证上层尺子的顺利进给。

一、设计方案比较、选型

1 .工作台间歇进给机构

首先，间歇性进给机构大致有：

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1).槽轮机构

2).不完全齿轮机构

3).棘轮机构

4).组合机构

首先，槽轮机构外形尺寸小，机械效率高，能较平稳地间歇地进行转位，但是相对于不完全齿轮，实现进给时结构稍显复杂；而且制造及装配的精度要求高，其传动时尚存在柔性冲击，只能用于速度不太高的场合，且转角大小不能调节。

不完全齿轮机构可设计（或选取）的参数较多，较易满足不同停歇要求。但是， 不完全齿轮机构和普通齿轮机构的区别，不仅在轮齿的分布上，而且在啮合传动中，当首齿进入啮合及末齿退出啮合过程中，轮齿并非在实际啮合线上啮合，因而在此期间不能保证定传动比传动。由于从动轮每次转动开始和终止时，角速度有突变，故存在刚性冲击。若将不完全齿轮直接与调节进给的下层工作台相连，则会造成较大的进给误差。

棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠，并且棘轮的转角可以根据需要进行调节等优点。但其缺点是传动力小、工作时有冲击和燥声。不仅如此传动力不足则会对工作台的进给产生影响，从而影响整个工序。

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基于以上机构的优缺点，故考虑组合机构——不完全齿轮与螺旋机构。此机构简单，进给精度较高，传动力较大，易于制造加工。

2.刀架刻线机构

常见的往复运动机构有：

1).凸轮推杆机构

2).四杆机构

3).不完全齿轮与环形齿条

凸轮推杆机构中，其能通过凸轮的轮廓曲线实现推程、休止、回程，推程与回程使刀具沿直线运动，休止能起到间接性的作用，从而机构亦能达到刀具的间歇性往复运动。但凸轮与推杆的接触为先接触，而刻线是刀具受的力比较大，凸轮压力的大易磨损且刀具只是做平面往复运动，无抬刀过程，运动单一，使工作台运动量增大。 由于不完全齿轮能实现所需的间歇性运动，而环形齿条能实现往复运动，不完全齿轮与环形齿条配合也为实现刀具的间歇性往复运动提供另一条途径。但在计算过程中因为齿数等参数比较难于计算，无法做到恰到好处的啮合且也无法实现抬刀运动，只能保证刀在一个方向上运动。

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刻线的直线行程，四杆机构选择性相对较大，使得四杆机构不能被忽略考虑。在对一些常用的四杆机构的分析过程中，我们发现普通的四杆机构类似，且功能单一。更加深入分析后，对四杆机构的微小改动能实现相对普通四杆机构的优越的功能——实现刀架的竖直方向运动，这就将刀架和工作台的运动平均分配。选择了合适的四杆机构后，即曲柄摇杆机构后，通过CAD作图软件和其他的模拟软件，规定了起始角度后，我们每次给曲柄一个小转角α，然后做出摇杆上完成工序的E点的运动坐标，即类似于曲柄滑块机构的行程图画法，每个转角对应于E点运动轨迹上的一个点，将这些点用样条曲线依次连接，就得到了我们所要求的运动轨迹线图。这也符合机构说明中，当杆长满足BC=CE=CD时，机构连杆上E点的运动轨迹为对称曲线，其中包括急回时的近似圆弧廓线，和进给时的近似等速直线运动，根据所需要的刻线长度，我们拟定了该曲柄摇杆机构各杆长及其他运动参数如下

刀架刻线机构的参数：

极位夹角：45°，行程速比系数：1.67，满足设计中的急回要求； 曲柄长39mm,杆长BC=CE=CD=98.63mm,保证刻线时的直线运动近乎等速运动；

最小传动角：23.07°，最大传动角：47.16°。

3.工作台横向运动

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工作台的横向进给是通过齿轮和滚子推杆来完成的。凸轮实际工作廓线包括四部分，其中两段圆弧为休止弧，即我们规定刀具只刻画一种长线，其余短线和中线通过凸轮推动上层工作台来实现。根据运动循环图和刀具刻线长度，规定凸轮推程最大位移为10，最小推程为5，为保证凸轮能按照所设计的工作廓线来推 …… 此处隐藏：486字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……