铁板输送机的设计方案.docx

课程设计说明书 课程名称： 机械课程设计 设计题目： 铁板输送机的设计方案 专 业：机械设计制造及其自动化 班级：机械0905班 学生姓名: 武俊名 学 号: 0912110532 指导教师: 邱显焱 湖南工业大学科技学院教务部 制2011年 06 月 20 日目录1绪论32 设计任务3 2.1 设计题目3 2.2 工作原理及工艺动作流程图3 2.3 原始数据及设计要求42.4运动方案构思提示43 动力源的选择53.1 原动机的选择54 传动机构的设计54.1 传动机构方案设计55 系统总体运动方案的比较分析确定65.1 间歇送料机构的选择65.2 系统总方案的确定76 机构运动循环图86.1 运动循环图的确定86.2 运动循环图的绘制97 机构的运动学及动力学尺度设计计算107.1 尺寸计算108 设计心得与体会129参考文献121 绪论机械原理课程设计是学生学完了机械原理课程后，对机械结构进一步了解的练习性的教学环节，是学习深化与升华的重要过程，是对学生综合素质与实践的能力培养应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。在课程设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决问题。应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书；培养学生掌握有关设计的程序、方法与技术规范，提高设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决实际问题的能力。通过课程设计，应能树立正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在设计中，应能树立正确的工程意识与经济意识，树立正确的生产观点、经济观点与全局观点 该课程设计是学完本课程之后的一项重要的实践，是我们步入社会的一次深刻的链接，考察了我们独立设计，计算，绘图和分析的能力，同时提高了我们查阅各种设计手册的能力，通过该课程设计我们了解了机械设计的一般步骤。通过课程设计我们学会了很多课本上没有的知识。2 设计任务根据任务给定的机械总功能要求，分解成分要求，进行机构的选型和组合。拟定该机构系统的几种运动方案，对各种运动方案进行比较后择优选一。绘制选定方案的机械系统的示意图，制定运动循环图，画出机构运动简图。对选定方案中的机构连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等进行设计和运动学计算。编写课程设计说明书。 2.1 设计题目铁板输送机2.2 工作原理及工艺动作流程图（1）夹持和输送铁板，并在停歇时保抢救无效铁板的待剪位置；（2）实现间歇送进，并能使铁板停歇时，运送铁板的构件的速度的加速度曲线仍然连续， 使整个机构的运转比较平稳。工作流程图：铁板夹持铁板输送剪切铁板2.3原始数据和设计要求 次输送铁板长度为1900mm、2000mm或2200mm(设计时任选一种)；剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的1/15要求铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的1.5倍，以保证有较高的生产率；输送机构运转应平稳，振动和冲击应尽量小(即要求输送机构从动件的加速度曲线连续无突变)。2.4运动方案构思提示 执行构件的间歇送进运动可以考虑采用两个辊轮将铁板压紧，依靠辊轮和铁板间的摩擦力将铁板从卷料上拉出并推向前进的输送方式。棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等都有可能改造成使辊轮作短暂停歇的机构，它们具有结构简单、制造方便、运动可靠等优点，但在动力性能和动停比等方面不能满足设计要求，所以应该采用组合机构。3 动力源的选择3.1 原动机的选择原动机选电动机由于平压模切机电机转速为1450r/min,并且电机输出功率Pw=Pd/y, Pd=FV/1000y KW. 其中F为工作阻力，单位N。， V为工作机线速度，单位M/S Y为工作机的效率。所以根据电机转速和输出效率，应选Y160M4三项异步电动机。额定功率为11 KW，转速1450 r/min.4 传动机构的设计4.1 传动机构方案设计 机械系统中的传动装置是指把原动机输出的机械能传递给执行机构并兼实现能量的分配、转速的改变和运动形式的改变等作用的中间装置。在这里，我们采用带传动。1.该设计中传动装置应具备以下作用及性能：把原动机输出的速度降低，以适应执行机构的需要。可以起到变速传动。把原动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力。把原动机输出的等速回转运动转变为执行机构所要求的，其速度按一定的规律变化。实现由一个或多个动力机驱动若干个速度相同或不同的执行机构。由于机体的外形、尺寸的限制，以及为了安全和操作方便，执行机构与原动机也需要传动装置来连接。2.传动类型的选择机械传动类型的选择关系到整个机械系统的运动方案设计，机器工作性能、可靠性、尺寸、质量和成本，只有通过多中方案的分析比较，才能较合理地选用传动的类型，选择时可以根据下列依据：工作机的性能和工况。原动机的机械特性和调速性能。对机械传动系统的尺寸、质量和布局，上的要求。工作环境的限制。经济性。操作方式和控制方式。5 系统总体运动方案的比较分析确定5.1 间歇送料机构的选择方案一:不完全齿轮机构 方案二：轮系机构5.2 系统总方案确定方案一：由电动机带动杆构绕定轴转动，到一定的时候停歇来进行剪切。方案二：运动方案简图如图所示，2-3-4-H组成两自由度的差动轮系，内齿轮4和输送滚一起作为输出构件。除H作为运动输入构件外，还可以取2或3作匀速运动输入，另一构件H作连续非匀速运动输入，则总可以使构件4在某段时间的角速度为零。该机构采用齿轮1向齿轮2传送匀速运动，同时1通过曲柄摇杆机构ABCD将变速运动传输送给系杆H，这种构件可使4的近似停歇角大于20度。综上所述两种方案的设计难易程度，结构简单紧凑，同时考虑经济效益，最终选择方案二为执行机构。6 机构运动循环图6.1运动循环图的确定 机械系统为了实现所需要的功能，通常有不只一个执行构件，这些执行构件的运动必须按一定的时间顺序进行。否则会出现执行构件相互干涉，发生打架事件。所以必须进行机构的协调设计，即画出机构的运动循环图。 运动循环图的表示方法有三种：直线式运动循环图、同心圆式运动循环图、直角坐标运动循环图。其表示方法和优缺点如下表类别表示方法优缺点直线式（矩形循环图）将运动循环的各运动区段的时间和顺序按比例绘在直线坐标轴上。能清楚地表示整个运动循环内各执行机构的执行构件行程之间的相互顺序和时间（或转角）的关系，绘制比较简单。执行构件的运动规律无法显示，直观性差。同心圆式将运动循环的各运动区段的时间和顺序按比例绘在圆形坐标上。直观性强，可以直接看出各执行机构原动件在分配轴上所处的相位。便于各机构设计、安装、调试。执行机构较多时，由于同心圆太多看起来不清楚。直角坐标式将运动循环图的各运动区段的时间和顺序按比例绘在直角坐标轴上，实际上它是执行构件的位移线图。只不过为了简明起见，各区段之间都用直线相连。直观最强，能清楚地看到各执行机构的运动状态及起迄时间。有利于指导执行机构的几何尺寸设计。6.2 运动循环图的绘制 根据工艺动作顺序和协调要求拟订运动循环图 根据图5.2，因该方案中输送滚既能起到输送铁板又能固定铁板的作用，同时剪切机间歇切割铁板，所以只要协调好该输送滚与剪切机的转动与静止的时间，根据设计要求（剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的1/15要求铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的1.5倍，以保证有较高的生产率），画出如下运动循环图。7 机构的运动学及动力学尺度设计计算7.1 尺寸计算根据设计要求。设铁板输送周期为T（即主动轮1转一周的时间）. 基础机构：齿轮2、3、4及系杆H组成的自由度为2的差动轮系附加机构：齿轮机构1、2和曲柄摇杆机构ABCD齿轮1和杆AB固结在一起，杆CD与系杆H是一个构件。在主动曲柄AB（齿轮1）等速转动一周的时间内，从动齿轮4按下述规律运动：当曲柄开始转过时，齿轮4停歇不动，以等待剪切机构将铁板剪断；在主动曲柄转过一周中其余角度30时，输出构件4转过240，这时刚好将铁板输送到所要求的长度。且为了提高传动的效率，要求四杆机构的最小传动角大于50。在齿轮2、3、4及系杆H组成的差动轮系中： 则在齿轮1、2组成的定轴轮系中：故 或 上式可见：齿轮4的输出运动为构件1和系杆H的运动之合成。欲使主动齿轮1从某瞬时开始转过时构件4能产生停歇，则应令，即满足： 此式反映了该组合机构中四杆机构的主、从动杆之间的传动关系。欲使从动齿轮4能实现停歇，就必须设计出一个能满足上式的曲柄摇杆机构。该组合机构的设计步骤如下： 确定齿数和将上式两边积分后得：今要求当齿轮1转一周时，齿轮4转，因此：选取 则 确定齿数和假定齿轮2固定不动，差动轮系就变成了以系杆H为输入构件，中心轮4为输出构件的行星轮系了。则 得 确定曲柄摇杆机构的尺寸 今选取 得 由同心条件得 得 R4=2m*360/240=3m R3=2m*360/240*6=1/2 m R2=R1=2m*360/360=2m曲柄摇杆机构需同时满足三个条件：曲柄AB转过期间内，每一瞬时主、从动件要满足公式 主动杆AB能做整周回转最小传动角大于 由上述计算可得构件4的近似停歇角约为24度，刚剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的1/15，所心符合要求.电动机输出角速度为WO，通过皮带轮和涡轮涡杆减速为W1.W1=360/1.2S=300rad/s8 设计心得与体会 通过这次的设计和学习，我对机械原理的基础知识有了更深的了解。懂得了运用图解法对机构进行力分析和加速度分析，并熟练了掌握了CAD技术，在整体上对设计也有了初步的认识。更重要的是通过这次的设计是我对团体合作有了更深刻的体会，增强了我的团体意识。同时在设计过程中也得到了老师的大力支持和启发，设计过程中难免有错误和遗漏之处，希望邱老师提出宝贵意见。9 参考文献1戴娟，杨文敏，徐林林，邱显焱.机械原理课程设计指导书.第一版.北京：高等教育出版社，20112朱理.机械原理.第二版.北京：高等教育出版社，2010