《機(jī)械原理鋼板翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《機(jī)械原理鋼板翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(15頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
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一、 題目
實(shí)現(xiàn)內(nèi)容:將鋼板翻轉(zhuǎn)180°
實(shí)現(xiàn)過程:當(dāng)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(jī)構(gòu)原理圖:
圖一
二、已知條件:
1)原動件由旋轉(zhuǎn)式電機(jī)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(shè)計任務(wù)
1、提出可能的運(yùn)
2、動方案,進(jìn)行方案分析評比,選出一種運(yùn)動方案進(jìn)行設(shè)計;
2、確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速;
3、設(shè)計傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸,繪制鋼板翻版機(jī)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖;
4、?用軟件(VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動仿真,并畫出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。
5、圖紙上繪出最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖(可以是計算機(jī)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(shè)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(yùn)動簡圖:
圖二
左板設(shè)計計算
圖三
圖中AD=1500 CD=500 令∠ADC= ∠ADC1=
且CD=C1D=L3 AD= L4
則當(dāng)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(shè)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(shè)計左右夾板同軸但不同平面的圓周上運(yùn)動。
運(yùn)動簡圖
鋼板運(yùn)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(shí)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(jī)構(gòu)的極限位置。當(dāng)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(dá)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(shí)現(xiàn)同時進(jìn)程,同時回程,往復(fù)循環(huán)。
設(shè)計計算
左夾板曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺寸
設(shè)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(diǎn)A、C、B。
設(shè)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(jī)構(gòu)的尺寸
圖7
設(shè)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(diǎn)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(shè)曲柄角速度,與長度1,機(jī)架夾角,連桿與機(jī)架夾角,搖桿角速度,長度、與機(jī)架夾角,
則 α=90°-
β=90°-
因?yàn)?
即 w1**
得
當(dāng)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(diǎn)
方案一
可行
磨損大,容易使構(gòu)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(jī)構(gòu)運(yùn)動穩(wěn)定,但是計算和調(diào)試復(fù)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(jìn)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(jī)選擇
由題意采用旋轉(zhuǎn)式電機(jī)驅(qū)動
2、工作所需功率
根據(jù)工作要求,工作機(jī)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(jī)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(jī)輸出功率為:
3、電動機(jī)額定功率
根據(jù)電動機(jī)輸出功率,通過資料查詢,即可確定電動機(jī)額定功率。
4、傳動裝置總傳動機(jī)構(gòu)原動件曲柄轉(zhuǎn)速=10,電動
13、機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速=960,則傳動裝置總傳動比為i=96。
四、設(shè)計心得
這周的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)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(shè)計和解決問題,激發(fā)了我的想象力,增加了我對機(jī)構(gòu)設(shè)計的興趣,最后的成果增加了我學(xué)習(xí)的動力。這周里有忐忑,時間很緊,面對的問題很棘手,經(jīng)驗(yàn)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(rèn)識到了團(tuán)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(tuán)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(rèn)識到創(chuàng)新的重要性。頭腦里
14、固有的思維,習(xí)慣總是會將自己陷在問題里,在一種思路上糾結(jié)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(jìn)行合理評估的,是那些平時注意觀察生活,對類似構(gòu)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(tuán)隊的效率才是最重要的。
課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)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(shí)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(dǎo)老師對我們的指導(dǎo)和幫助。
專心---專注---專業(yè)