创新设计 钢板翻转机构

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1、机构创新设计说明书设计题目钢板翻转机翻转机构设计学校南京农业大学工学院工学院（系）材料成型及控制专业班级材控（02）班学号33310228报告人郝宇指导老师肖茂华完成日期2012年10月26日一、课题要求1.1机具功能：实现将钢板反转180度。实现方式：通过左夹板反转110度送至右夹板，右夹板翻转80度实现。已知条件：原动件由旋转式电动机驱动;每分钟翻钢板十次；许用传动角为50度。二、课题分析2.1、课题分析:工作部分由左右夹板两部分组成。左夹板需要实现由水平到铅垂位置左侧十度位置的往复为步骤一；右夹板需实现当左夹板转至从铅垂偏左

2、十度时，由右侧水平转至贴至左侧夹板为步骤二，同左夹板共同运动二十度为步骤三，回到右侧水平为步骤四。2.2机构设计：两夹板的转动可用齿轮机构转动来保证步骤二两夹板能贴一起运动的速度要求，但是匀速转动工作效率底，难保证每分钟翻转钢板十次，不予采用；左夹板运动用曲柄摇杆机构实现，右夹板用凸轮机构实现，虽然能够实现课题要求，但凸轮的设计非常规，求解复杂，不予采用;左右夹板运动由两组曲柄摇杆机构实现（通过一定方式简化课题要求，使左夹板在右夹板至铅垂右十度与之贴合，而转变成八十度的来回摆动）。二、工作机构设计2.1机构设计简述2.1.1运动过

3、程简化：左右夹板加电磁铁，并且使右夹板磁性更大；左侧加电磁铁，接电铜片设计为比一百一十度略小。已实现钢板能被左夹板稳妥的送至右侧并且与右夹板顺利实现衔接。2.1.2左右夹板运动过程实现：左右夹板用两组各自独立运动的曲柄摇杆机构实现。若采用两个电机浪费动力，一组出现故障容易发生危险，设计用一个电机带动两组机构一起运动。设计左右夹板曲柄轴线在一起，以简化电机与两机构的衔接。2.2方案详述2.2.1方案一运动简图：设计计算选定AD=1500，当右夹板与左夹板贴合时CD=500，α=20ْ，β=120ْ在三角形ACD中，在三角形AC1D中

4、，由（1）（2）得：L2=1423.52,L1=379.27在三角形AFG中在三角形AFG中，L22=1800,L12=311.08计算结果：左半机构:L1=379.27,L2=1423.52,L3=500,L4=1500右半机构:L12=311.08,L22=1800,L3=500,L4=1929.01杆长关系检验：左半机构:Lmin+Lmax=L1+L4=1879.27

5、8),E1(1.69,278.7),E2(396.22,11.88),E3(622.1,317.18),F1(1791.91,466.04),F2(2175.02,287.97),F3(2421.75,353.09),G(2175.02,784.22)列出数据分别求得：2.2.2方案二（对于方案一的优化）由于左右夹板的曲柄在一个平面，运动可能相互干扰，设计左右夹板同轴但不同平面的圆周上运动。运动简图图三图四如图3、图4所示，分别是两套曲柄摇杆机构的极限位置，在P点上，两曲柄成170°固结，对于两个摇杆，二者正好同时达到极限位置。当

6、曲柄以6r/min速度顺时针旋转了180°时，两摇杆恰好同时到达极限位置，使交接钢板的重合位置位于垂直方向向右偏10°的位置，再转180°同时回到初始位置，并且曲柄的转动是匀速的，就这样同时进程，同时回程，往复循环。机械运动循环图如图5。设计计算左夹板曲柄摇杆机构的尺寸图六设曲柄长度a1、连杆长度b1、摇杆长度c1。O1A、O1B为摇杆的两极限位置，O1C为∠AO1B的角平分线。根据题意，θ1=θ2=50°。过P作C的垂线，分别交过曲柄轴线的水平线于点A、C、B。已知O1C=450mm，PC=2000mm则O1A=c1==700m

7、mAC=BC=O1CXtanθ1=536.29mm所以b1*a1=pc*ac=1463.71mmb1+a1=pc+bc=2536.29mm联立可得：a1=536.29mmb1=2000mm左摇杆长=700mm左曲柄长=536.29mm左连杆长=2000mm右边曲柄摇杆机构的尺寸图7设曲柄长度a2、连杆长度b2、摇杆长度c2。O2D、O2E为摇杆的两极限位置，O2F为∠DO2E的角平分线。根据题意，θ3=θ4=40°。过P作O2F的垂线，分别叫O2D、O2F、O2E于点D、F、E,PM为过P点的水平线，过O2作O2M⊥PM于点M。P

8、M=PC+O1O2=2450mmO2M=450mmPO2==2491mmtan∠PO2M=PM/O2M=5.44则∠PO2M=79.6°已知∠DO2M=50°则∠PO2D=∠PO2M-∠DO2M=29.6°得∠PO2F=∠PO2D+θ3=69.6°