機械原理鐵板運輸機課程設(shè)計

1、課程設(shè)計成果說明書題 目： 鐵板輸送機設(shè)計 學生姓名： 學 號： 學 院： 班 級： 指導教師： 同組者： 2021年6月 18 日目 錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc140032442 設(shè)計任務(wù)書 PAGEREF _Toc140032442 h 4 HYPERLINK l _Toc140032443 第1章 總論及設(shè)計要求 PAGEREF _Toc140032443 h 5 HYPERLINK l _Toc140032444 功能要求 PAGEREF _Toc140032444 h 5 HYPERLINK l _Toc140032445 工作原理及工藝動作流程

2、圖 PAGEREF _Toc140032445 h 6 HYPERLINK l _Toc140032446 第2章 動力源的選擇 PAGEREF _Toc140032446 h 6 HYPERLINK l _Toc140032447 2.1 原動機的選擇 PAGEREF _Toc140032447 h 6 HYPERLINK l _Toc140032448 2.2 電動機的型號選擇 PAGEREF _Toc140032448 h 7 HYPERLINK l _Toc140032449 第3章 傳動機構(gòu)的設(shè)計 PAGEREF _Toc140032449 h 8 HYPERLINK l _Toc1

3、40032450 傳動機構(gòu)方案設(shè)計 PAGEREF _Toc140032450 h 8 HYPERLINK l _Toc140032451 第4章 執(zhí)行機構(gòu)選擇 PAGEREF _Toc140032451 h 10 HYPERLINK l _Toc140032452 4.1 間歇送料機構(gòu)的選擇 PAGEREF _Toc140032452 h 10 HYPERLINK l _Toc140032453 4.2 形態(tài)學矩陣 PAGEREF _Toc140032453 h 12 HYPERLINK l _Toc140032454 第5章 機械運動系統(tǒng)方案的擬定 PAGEREF _Toc14003245

4、4 h 13 HYPERLINK l _Toc140032455 擬定的方案 PAGEREF _Toc140032455 h 13 HYPERLINK l _Toc140032456 第6章 機構(gòu)運動循環(huán)圖 PAGEREF _Toc140032456 h 15 HYPERLINK l _Toc140032457 運動循環(huán)圖確實定 PAGEREF _Toc140032457 h 15 HYPERLINK l _Toc140032458 6.2 運動循環(huán)圖的繪制 PAGEREF _Toc140032458 h 16 HYPERLINK l _Toc140032459 第7章 機構(gòu)的運動學及動力學尺

5、度設(shè)計計算 PAGEREF _Toc140032459 h 17 HYPERLINK l _Toc140032460 7.1 尺寸計算 PAGEREF _Toc140032460 h 17 HYPERLINK l _Toc140032461 第8章 機械運動方案評價 PAGEREF _Toc140032461 h 20 HYPERLINK l _Toc140032462 評價方案表 PAGEREF _Toc140032462 h 20 HYPERLINK l _Toc140032463 結(jié)束語 PAGEREF _Toc140032463 h 23 HYPERLINK l _Toc1400324

6、64 參考文獻 PAGEREF _Toc140032464 h 23設(shè)計任務(wù)書書中設(shè)計題目，參數(shù)僅寫自己的參數(shù)1 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 每次輸送鐵板長度為1900mm、2000mm或2200mm(設(shè)計時任選一種)； 剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的1/15要求鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率； 輸送機構(gòu)運轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，振動和沖擊應(yīng)盡量小(即要求輸送機構(gòu)從動件的加速度曲線連續(xù)無突變)。2 運動方案構(gòu)思提示 執(zhí)行構(gòu)件的間歇送進運動可以考慮采用兩個輥輪將鐵板壓緊，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的輸送方式。棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)和不完全齒輪機構(gòu)等都有可能改造

7、成使輥輪作短暫停歇的機構(gòu)，它們具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運動可靠等優(yōu)點，但在動力性能和動停比等方面不能滿足設(shè)計要求，所以應(yīng)該采用組合機構(gòu)。3 參考傳動方案 第1章 總論及設(shè)計要求分析XXXXXXXXXXXXXXX1間斷輸送成卷的板料,每次輸送鐵板到過規(guī)定的長度后,鐵板稍停,以待剪板機將其剪斷；2每次輸送鐵板長度為2000mm；3剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的1/15，要求鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率；4輸送構(gòu)機構(gòu)運轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，振動和沖擊應(yīng)盡量小即要求輸送機構(gòu)從動件的加速度曲線連續(xù)無突變。XXXXXXXXXXXXXXX1夾持和輸送鐵板，并在停歇時保搶救無效鐵板的

8、待剪位置；2實現(xiàn)間歇送進，并能使鐵板停歇時，運送鐵板的構(gòu)件的速度的加速度曲線仍然連續(xù)， 使整個機構(gòu)的運轉(zhuǎn)比擬平穩(wěn)。鐵板夾持工作流程圖：鐵板輸送剪切鐵板第2章 動力源的選擇2.1 原動機的選擇原動機有許多不同的種類，按照不同的角度分類，有著不同的形式。原動機按其輸入能量的不同可以分為兩類：1一次原動機 此類原動機是把自然界的能源直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。屬于此類的原動機的有柴油機、汽油機、氣輪機和燃氣輪機等。2二次原動機 此類原動機是將發(fā)電能所產(chǎn)生的各種形態(tài)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。屬于此類原動機的有電動機、液壓馬達、氣動馬達、汽缸和液壓缸等。原動機的輸出形式有三種：1轉(zhuǎn)動 具有這種輸出形式的原動機有電動機、

9、液壓馬達、氣動馬達、柴油機、汽油機、氣輪機和燃氣輪機等。2往復移動 具有這種輸出形式的有直線電動機、汽缸、液壓缸等。3往復擺動 具有這種輸出運動形式的原動機有擺動油缸、擺動氣缸等。機械設(shè)計中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場能源供給的情況、工作的載荷、工作的要求、工作的環(huán)境、經(jīng)濟本錢等條件，還要考慮工作可靠，操作簡便，維修方便這方面的因數(shù)，來選擇原動機的類型和結(jié)構(gòu)形式。在自動打印機中，不可能選擇一次原動機，因為自動打印機體積本身不會很大，如果選用一次原動機，將大大增大其體積，而且需要經(jīng)常購置燃料或自己制造動力，這樣就會增加本錢。根據(jù)總功能的要求，選擇轉(zhuǎn)動原動機。自動打印機打印的一般是紙制產(chǎn)品，不宜選擇油類和氣類電動機

10、，否那么會污染產(chǎn)品，而且電動機工作可靠、操作簡便、維修方便。根據(jù)綜上所訴，自動打印機應(yīng)選擇電動機。2.2 電動機的型號選擇 電動機型號的選擇需考慮到電動機的機械特性和工作制度與工作相匹配，考慮到工作機對電動機提出的起動、過載、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、調(diào)速和控制等方面的要求。電動機型號的選擇主要是容量、功率和轉(zhuǎn)速的選擇。電動機的容量選得適宜與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機因長期的過載而過早損壞；容量過大那么電動機的價格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費。電機的容量的主要由電動機的運行時的發(fā)

11、熱情況決定，而發(fā)熱又由其工作情況決定。電動機的工作情況一般分為兩類：、用于長期連續(xù)運轉(zhuǎn)、載荷不變的或很少變化的、在常溫下工作的電動機如用于連續(xù)輸送機械電動機，選擇這類電動機的容量，只需要使電動機的負載不超過其額定的值，電動機便不會過熱。2 、用于變載荷下長期運行的電動機、短時運行的電動機工作時間短、停歇時間長和重復短時運行的電動機工作時間和停歇時間都不長，其中容量選擇按等效率法計算，并校核過載能力和啟動轉(zhuǎn)速。額定功率相同的同類型電動機有假設(shè)干種轉(zhuǎn)速可供設(shè)計選用。電動機轉(zhuǎn)速越高，那么磁極越少，尺寸及重量越少，一般說價格也越低，但上由于所選用的電動機轉(zhuǎn)速越高，當工作機械低速時，減速傳動所需傳動裝置

12、的總傳動比必然增大，傳動級數(shù)增多，尺寸及重量增大，從而使傳動裝置的本錢增加。因此確定電動機轉(zhuǎn)速時應(yīng)同時兼顧電動機及傳動裝置兩者加以綜合分析比擬確定。 由于平壓模切機電機轉(zhuǎn)速為1450r/min,并且電機輸出功率Pw=Pd/y, Pd=FV/1000y KW.其中F為工作阻力，單位N。， V為工作機線速度，單位M/S Y為工作機的效率。所以根據(jù)電機轉(zhuǎn)速和輸出效率，應(yīng)選Y160M4三項異步電動機。額定功率為11 KW，轉(zhuǎn)速1450 r/min.第3章 傳動機構(gòu)的設(shè)計機械系統(tǒng)中的傳動裝置是指把原動機輸出的機械能傳遞給執(zhí)行機構(gòu)并兼實現(xiàn)能量的分配、轉(zhuǎn)速的改變和運動形式的改變等作用的中間裝置。在這里，我們

13、采用帶傳動。1.該設(shè)計中傳動裝置應(yīng)具備以下作用及性能： = 1 * GB3 把原動機輸出的速度降低，以適應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)的需要。 = 2 * GB3 可以起到變速傳動。 = 3 * GB3 把原動機輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩或力。 = 4 * GB3 把原動機輸出的等速回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機構(gòu)所要求的，其速度按一定的規(guī)律變化。 = 5 * GB3 實現(xiàn)由一個或多個動力機驅(qū)動假設(shè)干個速度相同或不同的執(zhí)行機構(gòu)。 = 6 * GB3 由于機體的外形、尺寸的限制，以及為了平安和操作方便，執(zhí)行機構(gòu)與原動機也需要傳動裝置來連接。機械傳動類型的選擇關(guān)系到整個機械系統(tǒng)的運動方案設(shè)計，機器工作性能、可靠性、尺寸

14、、質(zhì)量和本錢，只有通過多中方案的分析比擬，才能較合理地選用傳動的類型，選擇時可以根據(jù)以下依據(jù)： = 1 * GB3 工作機的性能和工況。 = 2 * GB3 原動機的機械特性和調(diào)速性能。 = 3 * GB3 對機械傳動系統(tǒng)的尺寸、質(zhì)量和布局，上的要求。 = 4 * GB3 工作環(huán)境的限制。 = 5 * GB3 經(jīng)濟性。 = 6 * GB3 操作方式和控制方式。第4章 執(zhí)行機構(gòu)選擇4.1 間歇送料機構(gòu)的選擇方案a:連桿機構(gòu)圖 4. SEQ 圖表4 * ARABIC 1方案b：凸輪機構(gòu)圖 4. SEQ 圖表4 * ARABIC 24.2 形態(tài)學矩陣方案1 表4-1功能元功能元分解123減速1帶傳動

15、齒輪傳動蝸桿傳動減速2帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動送料夾持器間歇往復移動凸輪機構(gòu)連桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)+連桿曲線間歇擺動機構(gòu)定位桿間歇往復移動凸輪機構(gòu)連桿機構(gòu)凸輪+連桿機構(gòu)方案2 表42功能元功能元分解123減速1帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動減速2帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動輸送滾間歇單向滾動送料槽輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)連桿機構(gòu)+內(nèi)齒合行星輪間歇機構(gòu)輸送滾間歇停止定位槽輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)連桿機構(gòu)+內(nèi)齒合行星輪間歇機構(gòu)第5章 機械運動系統(tǒng)方案的擬定方案一：由電動機帶動桿構(gòu)繞定軸轉(zhuǎn)動，到一定的時候停歇來進行剪切。圖 5 SEQ 圖6 * ARABIC 1方案二：運動方案簡圖如圖52所示，2-3-4-H組成兩自由度的差動輪系，內(nèi)齒

16、輪4和輸送滾一起作為輸出構(gòu)件。除H作為運動輸入構(gòu)件外，還可以取2或3作勻速運動輸入，另一構(gòu)件H作連續(xù)非勻速運動輸入，那么總可以使構(gòu)件4在某段時間的角速度為零。該機構(gòu)采用齒輪1向齒輪2傳送勻速運動，同時1通過曲柄搖桿機構(gòu)ABCD將變速運動傳輸送給系桿H，這種構(gòu)件可使4的近似停歇角大于20度。圖 5 SEQ 圖6 * ARABIC 2第6章 機構(gòu)運動循環(huán)圖機械系統(tǒng)為了實現(xiàn)所需要的功能，通常有不只一個執(zhí)行構(gòu)件，這些執(zhí)行構(gòu)件的運動必須按一定的時間順序進行。否那么會出現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件相互干預，發(fā)生打架事件。所以必須進行機構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計，即畫出機構(gòu)的運動循環(huán)圖。運動循環(huán)圖的表示方法有三種：直線式運動循環(huán)圖、同心圓

17、式運動循環(huán)圖、直角坐標運動循環(huán)圖。其表示方法和優(yōu)缺點如下表61：類別表示方法優(yōu)缺點直線式矩形循環(huán)圖將運動循環(huán)的各運動區(qū)段的時間和順序按比例繪在直線坐標軸上。能清楚地表示整個運動循環(huán)內(nèi)各執(zhí)行機構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件行程之間的相互順序和時間或轉(zhuǎn)角的關(guān)系，繪制比擬簡單。執(zhí)行構(gòu)件的運動規(guī)律無法顯示，直觀性差。同心圓式將運動循環(huán)的各運動區(qū)段的時間和順序按比例繪在圓形坐標上。直觀性強，可以直接看出各執(zhí)行機構(gòu)原動件在分配軸上所處的相位。便于各機構(gòu)設(shè)計、安裝、調(diào)試。執(zhí)行機構(gòu)較多時，由于同心圓太多看起來不清楚。直角坐標式將運動循環(huán)圖的各運動區(qū)段的時間和順序按比例繪在直角坐標軸上，實際上它是執(zhí)行構(gòu)件的位移線圖。只不過為了簡

18、明起見，各區(qū)段之間都用直線相連。直觀最強，能清楚地看到各執(zhí)行機構(gòu)的運動狀態(tài)及起迄時間。有利于指導執(zhí)行機構(gòu)的幾何尺寸設(shè)計。表 616.2 運動循環(huán)圖的繪制 根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬訂運動循環(huán)圖 根據(jù)圖5-2，因該方案中輸送滾既能起到輸送鐵板又能固定鐵板的作用，所以只要協(xié)調(diào)好該輸送滾的轉(zhuǎn)動與靜止的時間，根據(jù)設(shè)計要求剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的1/15要求鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的1.5倍，以保證有較高的生產(chǎn)率，畫出如下運動循環(huán)圖。圖 6 1第7章 機構(gòu)的運動學及動力學尺度設(shè)計計算7.1 尺寸計算參照圖5-2，根據(jù)設(shè)計要求。設(shè)鐵板輸送周期為T即主動輪1轉(zhuǎn)一周的時間.根底機構(gòu)：齒輪2、

19、3、4及系桿H組成的自由度為2的差動輪系附加機構(gòu)：齒輪機構(gòu)1、2和曲柄搖桿機構(gòu)ABCD齒輪1和桿AB固結(jié)在一起，桿CD與系桿H是一個構(gòu)件。在主動曲柄AB齒輪1等速轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)，從動齒輪4按下述規(guī)律運動：當曲柄開始轉(zhuǎn)過時，齒輪4停歇不動，以等待剪切機構(gòu)將鐵板剪斷；在主動曲柄轉(zhuǎn)過一周中其余角度時，輸出構(gòu)件4轉(zhuǎn)過，這時剛好將鐵板輸送到所要求的長度。且為了提高傳動的效率，要求四桿機構(gòu)的最小傳動角大于。在齒輪2、3、4及系桿H組成的差動輪系中：那么 在齒輪1、2組成的定軸輪系中：故 或 上式可見：齒輪4的輸出運動為構(gòu)件1和系桿H的運動之合成。欲使主動齒輪1從某瞬時開始轉(zhuǎn)過時構(gòu)件4能產(chǎn)生停歇，那么應(yīng)令

20、，即滿足：此式反映了該組合機構(gòu)中四桿機構(gòu)的主、從動桿之間的傳動關(guān)系。欲使從動齒輪4能實現(xiàn)停歇，就必須設(shè)計出一個能滿足上式的曲柄搖桿機構(gòu)。該組合機構(gòu)的設(shè)計步驟如下：確定齒數(shù)和將上式兩邊積分后得：今要求當齒輪1轉(zhuǎn)一周時，齒輪4轉(zhuǎn)，因此：選取 那么 確定齒數(shù)和假定齒輪2固定不動，差動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。那么 得 確定曲柄搖桿機構(gòu)的尺寸今選取 得 由同心條件得 得 曲柄搖桿機構(gòu)需同時滿足三個條件： = 1 * GB3 曲柄AB轉(zhuǎn)過期間內(nèi)，每一瞬時主、從動件要滿足公式 = 2 * GB3 主動桿AB能做整周回轉(zhuǎn) = 3 * GB3 最小傳動角大于 由上述計算可得構(gòu)件4的近似停歇角約為24度，剛剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的1/15，所心符合要求。第8章 機械運動方案評價方案1： 表8-1序號評價工程評價等級評價分數(shù)1功能目標完成情況很好好較好不太好不好62工作原理的先進性先進較先進一般低43系統(tǒng)的工作效率高較高一般低64系統(tǒng)機械傳動的精度高較高一般低65系統(tǒng)的復雜程度簡單較復雜復雜56系統(tǒng)方案的使用性使用一般不使用57系統(tǒng)方案的可靠性可靠較可靠一般不可靠88系統(tǒng)方案的新穎性新穎較新穎不新穎89系統(tǒng)方案的經(jīng)濟本錢低較低高較高810系統(tǒng)方案的環(huán)保問題好較好不好10評價分數(shù)累計66方案2： 表8-2序號