《飞剪机构分析与设计》补充资料.doc

<<飞剪机构分析与设计>>补充资料一、 正弦飞剪机构的设计1、 建立机构设计的计算模型e、f为由刀刃安装确定的结构尺寸，Δh为刀刃重合量刀刃E的位置方程：xE=acosj1+eABn1EFΔhefdj1j10xyaxEyEyE=asinj1.刀刃E的速度方程：x¢E= -aw1sinj1y¢E=aw1cosj1.剪切角j01：cosj01=（a-Δh）/a曲柄半径a：要求开始剪切的刀刃速度y¢E为[d]vt，由此得到：[d]vt = aw1（a-Δh）/aa= [d]vt/w1+Δh 轭架结构尺寸d：d=a+e+Δh+f2、 计算实例：已知：vt=2m/s,L=1m, Δh=5mm,[d]=1.025,Δv刀<0.05曲柄角速度：w1=2pvt/L=2p×2/1=4p/ s曲柄半径：a= [d]vt/w1+Δh=1.025×2000/（4p）+5=168.1338mm剪切角j01：cosj01=（a-Δh）/a=（168.1338-5）/168.1338=0.j01=-14.°轭架结构尺寸d：若取e=f=250md=a+e+Δh+f=168+250+5+250=673mm校验机器性能刀刃剪钢速度：x¢E= -aw1sinj1=-168×4p´sin(-14.)=511.02mm/s.y¢E=vEt=aw1cosj1.=168×4p´cos(-14.)=2047.7248mm/s=VFtd=2047.7248/2000=1.0239。

Δv刀=0二、摆动导杆飞剪机构的设计1、运动分析位移方程acosj1+s cosj3=dasinj1+s sinj3=0由此得：s={d2+a2-2adcosj3}0.5.j3=arctan[asinj1/( d- acosj1)C12dACBw1A34ayxdefsdFDhj1j10B0j3速度方程-aw1sinj1-sw3sinj3+s¢cosj3=0aw1cosj1+s w3cosj3+s¢sinj3=0s¢=aw1sin(j1 -j3)w3=-aw1cos(j1 -j3)/s刀刃位置：xE=a cosj1+ecosj3yE=a sinj1+esinj3xF=d-fcosj3yF=-fsinj3刀刃速度：xE¢=-aw1 sinj1-ew3sinj3yE¢=a w1cosj1+ew3cosj3xF¢=fw3sinj3yF¢=-fw3cosj32、 机构尺寸设计已知刀刃结构尺寸e、d由于刀刃与钢材速度同步，当j1=j01剪钢时：[d]vt=yE¢=a w1cosj01+ew3cosj03[d]vt=yF¢=-fw3cosj03两式联立得：cosj01=(e+f) [d]vt /( a w1 f)当剪钢时j1=j01由ΔAB0C得：cosj01=[a2+d2-(e+f)2]/(2ad);其中由下式确定：d=a+e+f-Δh设p=e+f由以上cosj01两式联立得：a=[-B±(B2-4C)0.5]/2.B=(p-Δh)-p[d]vt/(fw1)C=Δh2/2-pΔh -(p-Δh)p[d]vt /( fw1)求出后，得：d=a+e+f-Δh摇杆摆角y=2arcsin(a/d).3、 计算实例已知e=f=250mm,p=500mm, [d]=1.025, vt =2000mm/s, Δh =5mm, w1=4p (1/s),L=1000mm.曲柄角速度：w1=2pvt/L=2p×2/1=4p/ s按下式计算曲柄半径：a=[-B±(B2-4C)0.5]/2.B=(p-Δh)-p[d]vt/(fw1)C=Δh2/2-pΔh -(p-Δh)p[d]vt /( fw1)B=（500-5）-500´1.025´2000/(250´4p)=169.6C=25/2-500´5-(500-5)500´1.025´2000/(250´4p)= -.9.a=[-169.6±[169.62+4´.9] 0.5]/2=328.5mm.机架结构尺寸d： d=a+e-Δh+f=328.5+250-5+250=823.5mm。

剪切角j01：cosj01=(e+f) [d]vt /( a w1 f)=500´1.025´2000/(328.5´4p´250)=0.9932.j01=6.6834°.摇杆摆角:y=2arcsin(a/d)=2arcsin(328.5/823.5)=47.0198°校验机器性能刀刃剪钢速度：s={d2+a2-2adcosj3}0.5. j3=arctan[asinj1/( d- acosj1)s={823.52+328.52-2´328.5´823.5cos6.6834}0.5= 499.1918mmj3=arctan[328.5sin6.6834°/( 823.5- 328.5cos6.6834°)= arctan[0.07689]j3=4.3968°w3=-aw1cos(j1 -j3)/sw3=-328.5×4pcosj(6.6834° -4.3968°)/499.1918=-8.2553.yE¢=a w1cosj1+ew3cosj3yF¢=-fw3cosj3yE¢=328.5×4pcos6.6834°+250´(-8.2553)cos4.3968°yE¢=2042.2490mm/syF¢=-250(-8.2553)cos4.3968°=2057.7612mm/sv刀=(2042.2490+2057.7612)/2=2050.0001mm/sd=2050.0001/2000=1.025.Δv刀=(2057.7612m -2042.2490)/2050.0001=0.0076三、 双滑块六杆飞剪机构的设计h013dCAh02a0GDC0aba+b1、机构相对尺寸确定给定参数：导杆及摇杆摆角a、b，机架长度比k0= h02/ h01.取a0=1。

由图得：c0/sina=( h01+ h02)/sin(a+b),c0 = h01 ( 1+k 0) sina/sin(a+b);c0 = a0( 1+k 0) /sin(a+b);两式联立：h01= a0 /sinah02= k0 h012、机构绝对尺寸确定令l=e+fa=k1[d]Vt/w1.比例尺m= a / a0.得机构绝对尺寸c、h1、h2.C3Bw145j1j3S3j5ayDEFef2Δhh13dCAh2xGC由图得：l=e+f=h2-a-c+Δh.e=f=l/23、 切角j1的确定确定剪切角j1的有两种方法：（1）试凑法；（2）牛顿拉甫辛法1）试凑法：按j1»cos-1[(a-Δh/2)/a]初定剪切角，按该角进行运动分析，求出lBC, 若lBC与l=e+f的相对误差不大于5%，则认可2）牛顿拉甫辛法由回路ABG、ABCD得：f1= a cosj1+h1-s3 cosj3=0f2= a sinj1-s3 sinj3=0f3= a cosj1+l cosj3-h2-c cosj5=0f4= a sinj1+l sinj3-c sinj5=0初定j1、j3、j5、S3，按下式求出其近似值。

4、确定最终机构尺寸运动分析求出刀刃速度V刀，得实际的k1=V刀/aw1,再从新求曲柄半径a*及机构最终尺寸5、实例已知a=15°、b=30°，机架长度比k0= 1.5.a0=1[d]=1.025, vt =2000mm/s, Δh =5mm, w1=4p (1/s).机构相对尺寸h01= a0 /sina=3.86h02= k0 h01=5.796.c0 = a0( 1+k 0) /sin(a+b)=3.536.机构绝对尺寸取k1=1.2, Vt =2000mm/s,[d]=1.02, Δh =5mm.a=k1[d]Vt/w1.=195mm.m= a / a0=195.由此得绝对尺寸：c=689mm,h1=753mm,h2=1130mm.e+f=h2+Δh-a-c»252mm. e=f=126mm.用牛顿拉甫辛法求剪切角j1计算结果：f1=0.,f2=0.,f3=0.,f4=0.fai1=11.,fai3=2.,fai5=175.,s3=944.,f1=0.,f2=0.,f3=0.,f4=0.numb=10j1=11.6°, j3=2.38°, j5=175.86°,s3=944.8mm,运动分析确定机构最终尺寸V刀=（y¢E+y¢F）/2=2771.4818mm/s.K*1=aw1/ V刀=0.88416.a*=k*1 [d]vt/w1=144mm.m*= a*/a=0.736.c*=507mm,h*1=554mm,h*2=832mm;按最终尺寸计算的机构性能xE=787.53mm,YE=32.713mm,xf=787.53mm,yF=32.76mm;x¢E=372.54mm/s,Y¢E=2004.07118mm/s,x¢f=-177.291`36mm/s,y¢F=2075.92882mm/s;V刀=（y¢E+y¢F）/2=2040mm/s; d=1.02; ΔV刀=0.035<0.05.四、 滑块八杆飞剪机构的设计1、机构相对尺寸确定如图1，机构的最大、最小压力角为：ABCDGb0b0b0h0a0aa图1b0 令a 0=1,经简化得： (6-1)2、机构绝对尺寸确定曲柄半径：a=k1[d]Vt/w1. (6-2)ABEFj1xyaCDGbbbbj2j3j4j5SGSCefaEaFhh图2MNKJ比例尺m= a / a0.得机构绝对尺寸b、h.切角j1的确定:按j1»90°-cos-1[(a-Δh/2)/a]。

(6-3)4、 经运动分析求刀刃位置尺寸运动分析求出剪切时的位置角j2、j3、j4、j5及BD长度刀刃安装点M、N取于b/2处，且点E、F重合，即FN=ME= b sinj2/2, (6-4)再由ΔBME、ΔCNF分别求出e、aE、f、aF5、确定最终机构尺寸运动分析求出刀刃速度V刀，得实际的k1=V刀/aw1,再从新求曲柄半径a*及机构最终尺寸6、实例已知amax=12°、a min=37°，a。