鐵板輸送機(jī)構(gòu)

《鐵板輸送機(jī)構(gòu)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鐵板輸送機(jī)構(gòu)（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 課題名稱： 鐵板輸送機(jī)構(gòu) 指導(dǎo)老師： 彭潤(rùn)玲 小組成員： 廉曦 陳亞楠 馮永康 賀倩倩 報(bào)告日期： 2012 7 6 目錄 一 設(shè)計(jì)課題 1.1工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 1.2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1.3設(shè)計(jì)要求 1.4題目分析 二 動(dòng)力源的選擇 三 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)（見(jiàn)A3圖紙）（這個(gè)可以寫也可以不寫） 三 工作原理 四 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案分析和選擇 4.1 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案分析 4.2 繪制運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 4

2、.3 運(yùn)動(dòng)方案的選擇 五 結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算 六 附加（鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)）機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 七 總結(jié) 八 附錄：A3圖紙，力分析，運(yùn)動(dòng)分析圖紙 一 設(shè)計(jì)課題 一、工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 將卷料展開(kāi)并剪成一定長(zhǎng)度鐵板的剪板機(jī)，可以有兩種剪斷方式。一種方式是板料勻速連續(xù)送進(jìn)，剪刀在和鐵板同步（同速）前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)中剪斷鐵板，即飛剪機(jī)。另一種是將板料做定長(zhǎng)度的間歇送進(jìn)，在板料短暫的停歇時(shí)間內(nèi)，剪刀在一定位置上將鐵板剪斷，本題要求做后一種剪斷方式的機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。 二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 (1) 原材料為成卷的板料。每次輸送鐵板長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝1900,2000,2100,或2200mm

3、 (2) 每次輸送鐵板到達(dá)規(guī)定長(zhǎng)度后，鐵板稍停，以待剪板機(jī)構(gòu)將其剪斷。剪斷工藝所需時(shí)間約為鐵板輸送周期的十五分之一。建議鐵板停歇時(shí)間不超過(guò)剪斷工藝時(shí)間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率。 三、設(shè)計(jì)要求 輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，振動(dòng)和沖擊應(yīng)盡量小(即要求輸送機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的加速度曲線連續(xù)無(wú)突變)。 四 題目分析 因?yàn)橐蠹魯喙に囁钑r(shí)間約為鐵板輸送周期的十五分之一，故設(shè)機(jī)構(gòu)的停歇時(shí)間是鐵板輸送周期的十二分之一。即曲柄轉(zhuǎn)過(guò)30期間內(nèi)，齒輪4停歇，剪板機(jī)開(kāi)始剪斷鐵板。 圖示輥輪4′和4〞將鐵板壓緊，依靠輥輪和鐵板間的摩擦力將鐵板從巻料上拉出并推向前進(jìn)做純滾動(dòng)，故每次輸送的長(zhǎng)度L=θ*

4、R4。由于ABCD四連桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，假設(shè)在主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)一周中其余角度時(shí)，輸出構(gòu)件4轉(zhuǎn)過(guò)240。 經(jīng)查閱部分型號(hào)剪板機(jī)行程次數(shù)如下所示：現(xiàn)取n=50r∕min。 則主動(dòng)件1的角速度w1=πn/30。 二 動(dòng)力源的選擇 三 工作原理 利用附加曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。利用兩個(gè)輥輪將鐵板壓緊，依靠輥輪和鐵板間的摩擦力將鐵板從卷料上拉出并推向前進(jìn)的輸送方式，如圖： 所以在主動(dòng)曲柄AB（齒輪1）等速轉(zhuǎn)動(dòng)，系桿H變速運(yùn)動(dòng)的一周內(nèi)，齒輪4在某一時(shí)間內(nèi)總能使其角速度為零。在主動(dòng)曲柄AB（齒輪1）等速轉(zhuǎn)動(dòng)一周

5、的時(shí)間內(nèi)，從動(dòng)齒輪4按下述規(guī)律運(yùn)動(dòng)：當(dāng)曲柄開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)某一角度時(shí)間內(nèi)時(shí)，齒輪4停歇不動(dòng)，以等待剪切機(jī)構(gòu)將鐵板剪斷；在主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)一周中其余角度時(shí)，輸出構(gòu)件4轉(zhuǎn)過(guò)另一角度，這時(shí)剛好將鐵板輸送到所要求的長(zhǎng)度L。 四 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案分析及選擇 4.1機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案分析 將鐵板作間歇送進(jìn)的機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，可從下述兩個(gè)方面考慮機(jī)構(gòu)的選擇： (1) 如何夾持和輸送鐵板，并使停歇時(shí)保持鐵板的待剪位置； (2) 如何實(shí)現(xiàn)間歇送進(jìn)，并能使鐵板停歇時(shí)運(yùn)送鐵板的構(gòu)件的速度和加速度曲線仍然連續(xù)，這樣，送進(jìn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)就比較平穩(wěn)。 大致有幾條途徑： (1) 利用構(gòu)件上一點(diǎn)在圓弧段或直線段上運(yùn)動(dòng)，在

6、某一時(shí)間段內(nèi)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件暫時(shí)脫離運(yùn)動(dòng)鏈，使后續(xù)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)停歇； (2) 利用兩種運(yùn)動(dòng)的疊加使構(gòu)件實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)； (3)工業(yè)上常用的簡(jiǎn)單間歇機(jī)構(gòu)有棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)等，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠等優(yōu)點(diǎn)， 因此可以采用組合使用的方案。 4.2 繪制運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 因?yàn)樵摲桨钢休斔蜋C(jī)構(gòu)既能輸送鐵板又能固定鐵板，故只要協(xié)調(diào)好該輸送機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)和靜止的時(shí)間，就能使機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)配合。（題中剪斷工藝所需時(shí)間約為鐵板輸送周期的十五分之一。建議鐵板停歇時(shí)間不超過(guò)剪斷工藝時(shí)間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率。本次分析中剪斷工藝所需時(shí)間約為鐵板輸送周期的十二分之一）。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下：

7、 4.3 運(yùn)動(dòng)方案的選擇 方案一： 要實(shí)現(xiàn)鐵板的間歇運(yùn)動(dòng)，可以利用一個(gè)簡(jiǎn)單的不完全齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)題意可知停歇的時(shí)間為運(yùn)動(dòng)周期的十分之一，因此將主動(dòng)輪設(shè)計(jì)為不完全齒輪，且鎖止圓弧的角度約為36，假設(shè)齒輪1和齒輪2的傳動(dòng)比為1，則齒輪2 的停歇的角度亦為36度，而齒輪3的停歇角度為36/i23, 由圖可知2d12，因此可設(shè)計(jì)傳動(dòng)比為3，并假設(shè)齒輪2的齒數(shù)為120。則齒輪3的齒數(shù)為360，此時(shí)齒輪3的停歇角度為36/3=12，由幾何關(guān)系可導(dǎo)出，齒輪4的直徑為924.594mm，同時(shí)齒輪1和齒輪2的直徑為

8、308.198mm.,可知齒輪的直徑太大了不易實(shí)現(xiàn)。而且在動(dòng)力性能、動(dòng)停比(運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間之比)方面很難滿足設(shè)計(jì)要求。 同時(shí)由于不完全齒輪機(jī)構(gòu)和普通齒輪機(jī)構(gòu)的區(qū)別，不僅在輪齒的分布上，而且在嚙合傳動(dòng)中，當(dāng)首齒進(jìn)入嚙合及末齒退出嚙合過(guò)程中，輪齒并非在實(shí)際嚙合線上嚙合，因而在此期間不能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)。由于從動(dòng)輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始和終止時(shí)，角速度有突變，故存在剛性沖擊。對(duì)機(jī)構(gòu)有較大的磨損，故不優(yōu)先考慮此方案。 方案二： 運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如圖所示，2-3-4-H是一個(gè)自由度為2的差動(dòng)輪系，內(nèi)齒輪4和輸送輥輪4′和4〞一起作為輸出構(gòu)件。當(dāng)構(gòu)件2或3做勻速運(yùn)動(dòng)輸入，另一構(gòu)件H作連續(xù)非勻速運(yùn)動(dòng)輸入，則總可

9、以使構(gòu)件4在某段時(shí)間的角速度為零。該機(jī)構(gòu)采用齒輪1向齒輪2傳送勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)1通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD將變速運(yùn)動(dòng)傳輸送給系桿H，這種構(gòu)件可使4的停歇角增大。查閱相關(guān)資料，確定主動(dòng)輪1的轉(zhuǎn)速為50r／min。而一般發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r／min，故在1上加一個(gè)減速器，使1的轉(zhuǎn)速達(dá)到要求。 方案3 方案4 綜上所述，選擇方案二 五 結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算 主要目的是確定差動(dòng)輪系的齒數(shù)以及齒輪1和2的齒數(shù) 齒輪機(jī)構(gòu)1、2和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD。齒輪1和桿AB固結(jié)在一起，桿CD與系桿H是一個(gè)構(gòu)件。 在主動(dòng)曲柄AB（齒輪1）等

10、速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，從動(dòng)齒輪4按下述規(guī)律運(yùn)動(dòng)：當(dāng)曲柄開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)Δφ1=30時(shí)，齒輪4停歇不動(dòng)，以等待剪切機(jī)構(gòu)將鐵板剪斷；在主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)一周中其余角度時(shí)，輸出構(gòu)件4轉(zhuǎn)過(guò)240，這時(shí)剛好將鐵板輸送到所要求的長(zhǎng)度。且為了提高傳動(dòng)的效率，要求四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin >[γ],可以取[γ] =50。 在齒輪2、3、4及系桿H組成的差動(dòng)輪系中： 則 在齒輪1、2組成的定軸輪系中： 故 或 上式可見(jiàn)：齒輪4的輸出運(yùn)動(dòng)為構(gòu)件1和系桿H的運(yùn)動(dòng)之合成。 欲使主動(dòng)齒輪1從某瞬時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)Δφ1=30時(shí)構(gòu)件4能產(chǎn)生停歇，則應(yīng)令 Δφ4=0，即滿足： 此式反映了該

11、組合機(jī)構(gòu)中四桿機(jī)構(gòu)的主、從動(dòng)桿之間的傳動(dòng)關(guān)系。欲使從動(dòng)齒輪4能實(shí)現(xiàn)停歇，就必須設(shè)計(jì)出一個(gè)能滿足上式的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 確定齒數(shù)Z1和Z4 設(shè)主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為T，將上式兩邊積分后得： 今要求當(dāng)齒輪1轉(zhuǎn)一周時(shí)，齒輪4轉(zhuǎn)Δφ4=240，因此： 選取 Z4=90則 Z1=60 確定齒數(shù)Z2和Z3 假定齒輪2固定不動(dòng)，差動(dòng)輪系就變成了以系桿H為輸入構(gòu)件，中心輪4為輸出構(gòu)件的行星輪系了。 則 得 確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺寸 今選取 得 Z2=60 由同心條件得Z4=Z2+2 Z3得 Z3=15 綜上：取Z1=60 Z2=60 Z3=15 Z4=

12、90 （ 自己用自己的尺寸 ） 六 附加機(jī)構(gòu)（鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì) 6.1 尺寸計(jì)算和驗(yàn)證 (1)根據(jù)輸送周期和剪板工藝對(duì)停歇時(shí)間的要求，確定確定停歇角θ=L/R4。 (2)對(duì)圖示機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)出的輸送輥輪停歇條件 這就是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)條件。這是“給定兩個(gè)連架桿對(duì)應(yīng)角位移，求設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)”的問(wèn)題。由于未知數(shù)太多，并不能具體的解出各個(gè)桿件的尺寸。考慮到機(jī)構(gòu)要有合適的尺寸比、合適的傳動(dòng)角和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間等附加條件，我們把它轉(zhuǎn)變成“給定兩對(duì)對(duì)應(yīng)角位移”的問(wèn)題，以便能從眾多解中選出最合適的一組解。 （3）確定兩連架桿的初始位置φ0 ψ0 。課本P128

13、用機(jī)構(gòu)倒置的方法。根據(jù)要求當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)300范圍內(nèi)，齒輪4停歇。如圖，先根據(jù)給定的機(jī)架的長(zhǎng)度d定出鉸鏈A、D的位置，選取原動(dòng)件AB的長(zhǎng)度25mm，取AB與機(jī)架AD的初始夾角為250，然后分別讓AB依次逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)角150，定出其第二、第三位置AB2、AB3，為了求得鉸鏈C的位置，連接B2D、B3D，根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，將其分別繞D點(diǎn)反轉(zhuǎn)兩個(gè)-150，從而得到兩點(diǎn)B2，B3，，則B1、B2,、B3, 三點(diǎn)確定的圓弧的圓心即為所求鉸鏈C的位置，即可得各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架AD的長(zhǎng)度。 根據(jù)作圖法當(dāng)主動(dòng)曲柄與機(jī)架共線時(shí)兩傳動(dòng)角分別為530、680，為保證傳遞性能好，最小傳動(dòng)角γmin＞50，最小傳動(dòng)角為5

14、3，符合要求。取得到各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架AD的尺寸為： 假設(shè)機(jī)架AD=1 則有AB=0.208 BC=0.814 CD=0.53 則AD=4m,AB=0.8m;BC=3.64m,CD=2.16m(自己用自己的尺寸 ) 滿足桿長(zhǎng)要求，AB是曲柄 (4)驗(yàn)證曲柄存在條件和運(yùn)動(dòng)連續(xù)性： ①各桿長(zhǎng)a、b、c、d均大于零，且初始角φ0 ψ0 均大于零 ② 對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，曲柄存在條件可知： a+d≤b+c ③最小傳動(dòng)角γmin＞50，由圖示法可得AB為最短桿，且最小傳動(dòng)角為53 故 (b^2+c^2-(a+b)^2)/2/b/c≥cos130

15、以上桿長(zhǎng)條件符合要求。故設(shè)計(jì)合理。 七 總結(jié) 短短兩周的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，使我們對(duì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的基本過(guò)程有了一個(gè)大概的了解和認(rèn)識(shí)，初步接觸到了實(shí)用機(jī)械的設(shè)計(jì)和計(jì)算，加深了對(duì)課本知識(shí)的理解。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們總結(jié)到了一些小小的經(jīng)驗(yàn)： 第一：機(jī)械的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)的計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定了各個(gè)零部件和機(jī)器的最后尺寸和形狀；數(shù)據(jù)計(jì)算為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。 第二：我們的設(shè)計(jì)是實(shí)用型的機(jī)器，必須考慮實(shí)際情況。設(shè)計(jì)時(shí)有一部分的零件尺寸，齒輪的齒數(shù)是自己定義的，要根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)合理的選擇。 第三：我們不能死套教材，教材上的例題通常是為了表明如何運(yùn)用公式的典型例子。并不是放之四海而皆準(zhǔn)的。有一些東西，我們要自己學(xué)會(huì)去查閱書籍和設(shè)計(jì)手冊(cè)，利用好手頭上的每一份資源，充分發(fā)揮自己的想象能力，去完成一個(gè)實(shí)用機(jī)器的設(shè)計(jì)。 注：Working medol那個(gè)圖，需要自己寫出分析 這個(gè)說(shuō)明書上的圖，要和A3紙上得一樣（標(biāo)明一樣的尺寸就行，我這樣認(rèn)為）。 說(shuō)明書，先不要裝訂，還要加任務(wù)書，任務(wù)書要用B5紙打印，還要加一些東西，這個(gè)你們不用操心 Working medol那個(gè)圖需要怎樣的分析？是之前學(xué)的解析法那樣還是？