機械原理鋼板翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

1、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(gòu)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=40°三、設(shè)計任務(wù)1、提出可能的運動方案，進行方案分析評比，選出一種運動方案進行設(shè)計；2、確定電動機的功率與轉(zhuǎn)速；3、設(shè)計傳動系統(tǒng)中各機構(gòu)的運動尺寸，繪制鋼板翻版

2、機機構(gòu)的運動簡圖；4、 用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對執(zhí)行機構(gòu)進行運動仿真，并畫出輸出機構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。5、圖紙上繪出最終方案的機構(gòu)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 1500CD及C1D長度L3 500右板與左板貼合時A

3、DC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(shè)計計算 圖三 圖中AD=1500 CD=500 令A(yù)DC= ADC1=且CD=C1D=L3 AD= L4則當右夾板與左夾板貼合時=22，=120在三角形ACD中， ，在三角形AC1D中，即AC12=L42+L32-2*L3*L4*COS,AC1=L2+L1 由帶入數(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°

4、算得：AF=1929.01 DFA=15.4°AFE=DFE-DFA=40°-15.4°=24.6°在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&

5、#176;圖六實現(xiàn)鋼板180°翻轉(zhuǎn)，右板水平圖七如圖五、圖六所示，分別是兩套曲柄搖桿機構(gòu)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(fù)循環(huán)。設(shè)計計算左夾板曲柄搖桿機構(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A、C、B。設(shè)計

6、尺寸：O1C,O2M450mmPC2000mm在圖中： PA=PC-AC=- PA=PT+TB-AC-BC=+- 2AC 由得： = 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右邊曲柄搖桿機構(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MPM于點M。 PM=P

7、C+O1O2=2450mm O2M=450mm PO2=2491mm tanPO2M=PM/O2M=5.44則 PO2M=79.6°已知 DO2M=50°則 PO2D=PO2M-DO2M=29.6°得 PO2F=PO2D+=70.6° O2F= PO2*cosPO2F=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： =719.26mm =2624.82mm右搖桿長=1

8、096.33mm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,機架夾角，連桿與機架夾角，搖桿角速度,長度、與機架夾角， 則 =90°-=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(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

9、行凸輪機構(gòu)運動穩(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：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

10、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(gòu)原動件曲柄轉(zhuǎn)速=10，電動機的滿載轉(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