機械原理鋼板翻轉(zhuǎn)機構

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 一、 題目 實現(xiàn)內(nèi)容：將鋼板翻轉(zhuǎn)180° 實現(xiàn)過程：當鋼板T由輥道送至左翻板W1后，W1開始順時針方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)至鉛垂位置偏左10°左右時，與逆時針方向轉(zhuǎn)動的右翻板W2會合。接著，W1與W2一同轉(zhuǎn)至鉛垂位置偏右8°左右，W1折回到水平位置，與此同時，W2順時針方向轉(zhuǎn)動到水平位置。 機構原理圖： 圖一 二、已知條件： 1）原動件由旋轉(zhuǎn)式電機驅(qū)動； 2）每分鐘翻鋼板15次； 3）其他尺寸如圖所示； 4）許用傳動角[γ]=40° 三、設計任務 1、提出可能的運

2、動方案，進行方案分析評比，選出一種運動方案進行設計； 2、確定電動機的功率與轉(zhuǎn)速； 3、設計傳動系統(tǒng)中各機構的運動尺寸，繪制鋼板翻版機機構的運動簡圖； 4、?用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對執(zhí)行機構進行運動仿真，并畫出輸出機構的位移、速度、和加速度線圖。 5、圖紙上繪出最終方案的機構運動簡圖（可以是計算機圖）并編寫說明書。 四、過程分解 過程一：左翻板W1開始順時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)至鉛垂位置偏左10°左右。右翻板再次過程中也逆時針轉(zhuǎn)動向左板靠近，直至貼合。 過程二：左翻板W1與右翻板W2一同轉(zhuǎn)至鉛垂位置偏右8°左右。 過程三：W1折回到

3、水平位置，與此同時，W2順時針方向轉(zhuǎn)動到水平位置。 五、給出方案設計數(shù)據(jù) AD長度L4 1500 CD及C1D長度L3 500 右板與左板貼合時∠ADC大小 22° 右板與左板貼合時∠ADC1大小 120° 六、提出方案 方案一 運動簡圖： 圖二 左板設計計算 圖三 圖中AD=1500 CD=500 令∠ADC= ∠ADC1= 且CD=C1D=L3 AD= L4 則當右夾板與左夾板貼合時

4、α=22?，β=120? 在三角形ACD中， ①， 在三角形AC1D中， 即AC12=L42+L32-2*L3*L4*COS,AC1=L2+L1② 由①②帶入數(shù)值解得：L2=1428, L1=374.8 右板設計計算 圖四 ∠GDA=20° ∠GDA+∠ADF=180° 則∠ADF=160° 在△ADF中 AD=1500 ,DF=450, ∠ADF=160° 算得： AF=1929.01 ∠DFA=15.4° ∠AFE=∠DFE-∠DFA=40°-15.4°=24.6° 在△

5、AFE中 AF=1929.01，EF=500，∠AFE=24.6° 算得： AE=1489(即L22) 在△AF中 AF=1929.01 ∠AF=24.6°+82°=106.6° F=500 算得： A=2126.54（即：L12+ L22） 故：L12=637.54 L22=1489 方案二 排除左右夾板的曲柄在一個平面的相互干擾，設計左右夾板同軸但不同平面的圓周上運動。 運動簡圖 鋼板運送到左板，左板水平 圖五 兩板同時偏轉(zhuǎn)到垂直偏右8° 圖六 實現(xiàn)鋼板180°翻轉(zhuǎn)，右板水平 圖七 如圖五、圖六所示，分別是兩套曲柄

6、搖桿機構的極限位置。當曲柄以15r/min速度順時針旋轉(zhuǎn)了180°時，兩搖桿恰好同時到達極限位置，使交接鋼板的重合位置位于垂直方向向右偏8°的位置，再轉(zhuǎn)180°同時回到初始位置，且曲柄的轉(zhuǎn)動是勻速的，從而實現(xiàn)同時進程，同時回程，往復循環(huán)。 設計計算 左夾板曲柄搖桿機構的尺寸 設曲柄長度、連桿長度（在圖中體現(xiàn)為QA,TB長度）、搖桿長度。、為搖桿的兩極限位置，為D的角平分線。根據(jù)題意，=49° =49°。過P作的垂線，分別交過曲柄軸線的水平線于點A、C、B。 設計尺寸： O1C,O2M 450mm PC 2000mm 在圖中

7、： PA=PC-AC=-③ PA=PT+TB-AC-BC=+- 2AC ④ 由③④得： = AC AC= BC= O1C tan=450* tan49°=517.67mm 即： =517.67mm 又因 + = PC +BC 解得： = PC =2000mm ==685.91mm 左搖桿長=685.91mm 左曲柄長=517.67mm 左連桿長=2000mm 右

8、邊曲柄搖桿機構的尺寸 圖7 設曲柄長度、連桿長度、搖桿長度。、為搖桿分別為水平，垂直向右偏8°的兩位置，為的角平分線。根據(jù)題意，∠=∠=41°。過P作的垂線，過O2作M⊥PM于點M。 PM=PC+O1O2=2450mm O2M=450mm PO2==2491mm tan∠PO2M=PM/O2M=5.44 則 ∠PO2M=79.6° 已知 ∠DO2M=50° 則

9、 ∠PO2D=∠PO2M-∠DO2M=29.6° 得 ∠PO2F=∠PO2D+∠=70.6° O2F= PO2*cos∠PO2F=2491×cos70.6°=827.41mm PF=2624.82mm O2D==O2F/COS=1096.33mm DF =EF=719.26mm 所以 +=PF+EF=3344.08mm 又因 2=DF+EF 聯(lián)立可得：

10、=719.26mm =2624.82mm 右搖桿長=1096.33mm 右曲柄長=719.26mm 右連桿長=2624.82mm 如圖8 整體分析：如圖8，設曲柄角速度，與長度1,機架夾角，連桿與機架夾角，搖桿角速度,長度、與機架夾角， 則 α=90°- β=90°- 因為 即 w1** 得 當曲柄和連桿共線時，,搖桿速度為0，即搖桿在兩個極限位置時的速度為0，這樣有助于順利盛放和交接鋼板，避免沖撞，而在中間過程時速度較快，能

11、夠節(jié)省時間，以滿足每分鐘翻鋼板十五次的要求。 方案三 　 可行度 優(yōu)缺點 方案一 可行 磨損大，容易使構件損壞 方案二 可行 搖桿在兩個極限位置時的速度為0，這樣有助于順利盛放和交接鋼板，避免沖撞，而在中間過程時速度較快，能夠節(jié)省時間 方案三 可行 凸輪機構運動穩(wěn)定，但是計算和調(diào)試復雜，加工精度不容易得到保證 方案分析比較 由以上分析可知，方案二為最優(yōu)方案，方案三暫不予考慮。 對系統(tǒng)進行仿真：輸出各類曲線 左板角度曲線： 左板Y方向上位移曲線： 左板X方向上位移曲線 合成總位移曲線 左板速度曲線：

12、 左板加速度曲線 右板角度曲線： 右板Y方向上位移曲線 右板X方向上位移曲線 合成總位移曲線 右板速度曲線 右板加速度曲線 三、傳動裝置 1、電動機選擇 由題意采用旋轉(zhuǎn)式電機驅(qū)動 2、工作所需功率 根據(jù)工作要求，工作機主動軸的輸出轉(zhuǎn)矩約為T=3000（N·m）和轉(zhuǎn)速n=15r/min，則工作機主動軸所需功率為kW==4.71kw 根據(jù)已知傳動裝置總效率與裝置總效率之比，求得電動機輸出功率為： 3、電動機額定功率 根據(jù)電動機輸出功率，通過資料查詢,即可確定電動機額定功率。 4、傳動裝置總傳動機構原動件曲柄轉(zhuǎn)速=10，電動

13、機的滿載轉(zhuǎn)速=960,則傳動裝置總傳動比為i=96。 四、設計心得 這周的機構創(chuàng)新設計感受很多，記憶深刻。這周里有喜悅，自己通過自己的想法來設計和解決問題，激發(fā)了我的想象力，增加了我對機構設計的興趣，最后的成果增加了我學習的動力。這周里有忐忑，時間很緊，面對的問題很棘手，經(jīng)驗和知識儲備不足，這些催生著心里隱隱的無力感。 回顧這一周，收獲的感悟蠻多。首先，認識到了團隊的重要性。個人有其局限性，無論知識還是心理承受能力。往往通過討論，能激發(fā)解決原先無從下手的問題，團隊相互鼓勵，能克服自己的沮喪和增加個人的信心。隱隱的意識到，成就任何事情，單靠自己都是做不成的。其次，認識到創(chuàng)新的重要性。頭腦里

14、固有的思維，習慣總是會將自己陷在問題里，在一種思路上糾結不清。而往往只有通過創(chuàng)新，通過一種新的角度才能使所有的問題都得到顧及，而解決問題。再次，就是平時生活的觀察能力。小組里提出的想法最有價值的，能對已有想法進行合理評估的，是那些平時注意觀察生活，對類似構件有所了解的。我知道了，聰明在于用心和用腦的積累，他不是生來就有的。最后，就是人際處理技巧。組員之間討論免不了是不同意見的交鋒，免不了對自己的意見固守不放而傷害別人。解釋不清、方式不對都會直接在無意狀態(tài)里傷害隊友。想法要深思熟慮，要先傾聽別人，以尊重來換取尊重，團隊的效率才是最重要的。 課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，也是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。在這個過程里，提高了我們解決具體工程實踐問題的能力和增加了我們邁向社會的信心。感謝老師的課程安排和指導老師對我們的指導和幫助。 專心---專注---專業(yè)