钢板翻转机结构设计-机械创新设计说明书.doc

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1、机械原理课程设计设计说明书设计题目；钢板翻转机结构设计设计者：专业：机械设计制造及其自动化学号：指导老师：南京农业大学工学院2012-6-20目录一、设计题目---------------------------------2二、设计目的----------------------------------2三、设计任务----------------------------------2四、具体要求----------------------------------2五、运动方案设计------------------------------2方案一---------------

2、--------------------2方案二------------------------------------5方案三------------------------------------11六、心得体会----------------------------------16一、设计题目<<钢板翻转机结构设计>>二、设计目的1、使学生初步了解机械设计的全过程，得到根据功能需要拟定机械运动方案的训练，具备初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力；2、以机械系统运动方案设计为切入点，把机械原理课程各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识；3、使学生

3、掌握机械运动法案涉及的内容、方法、步骤，并对动力分析与设计有一个较完整的概念；4、进一步提高学生运算、绘图以及运用计算机和技术资料的能力；5、通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结的能力；6、培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题的能力和创新能力。三、设计任务针对某种简单机器（其工艺动作比较简单），按照给定的机械总功能要求，分解功能，进行机构的选型与组合，涉及机械的运动方案；对运动方案进行对比.评价和选择，画出机构运动简图，指定机构运动循环图；对选定方案中的机构—连杆机构.凸轮机构.齿轮机构.其他常用机构和组合机构等进行运动分析和尺度综合；进行机械动力分析，

4、设计飞轮。四、具体要求该机具有将钢板反转180°的功能，钢板翻转机的工作过程如下。当钢板T由轨道传送至左翻版W1后，W1开始顺时针方向转动。转至铅垂位置偏左10°左右时，与逆时针方向转动的右翻版W2回合。接着，W1与W2一同转至铅垂位置偏右10°左右，W1折回到水平位置。与此同时，W2顺时针方向转动到水平位置，从而完成钢板翻转任务已知条件（1）原动件由旋转式电动机驱动；（2）每分钟翻钢板10次；（3）其他尺寸已经给出；（4）许用传动角【γ】=50°五、设计方案1方案一：采取曲柄摇杆机构传动。（1）、曲柄摇杆机构的最佳选择根据题目所给要求以及翻转机本身运动性质，翻转板相当于规定了摆

5、角的摆杆，因此联想到曲柄摇杆机构，现列举以下几种符合设计要求的曲柄摇杆机构如图：图（1）图（2）图（3）其中B为曲柄，A为摆杆（翻转机构中为承载钢板的翻转板），现分析三种机构的可行性，以得到最优设计方案。图1虽是最简单的曲柄摇杆机构，但用它作为设计方案显然有很大的不足，首先利用这种方案，会使翻转机的结构尺寸过大，工作空间过大，结构不紧凑不便于安装。其次可操作性不强，危险性大。同样，图（2）机构结构过于复杂，且对其运动分析相对困难，机构所占整个空间过大，不便于安装。与前两者比较。图（3）结构简单，紧凑，且计算分析相对容易，显然为最佳方案。图(4)(2）机构组成：曲柄、滑块、摆杆、机

6、架（3）、工作原理：左侧和右侧翻板转动过程如图（5）、图（6）所示。图5图6整个过程，翻转板随着曲柄的圆周匀速转动而做变速摆动，摆动最大角度为110度，由于左右两翻板要求在0C到OE区域内要完全配合，因此两翻转板在0C时两板相遇，到时0E两板分离，分离时左侧板的速度为零，右侧仍带有相应的速度，继续顺时转动到OA’,然后又继续摆到OC(OC’)，左侧板则快速返回至OA，然后摆到OC与左侧板相遇。如此周期性地运动。(4)数据分析说明根据机械原理教材第九章“平面连杆机构及其设计”的内容，设计如图（3）的曲柄摇杆机构。通过SAM6.0软件可以绘出摆杆（翻转板）的“速度-时间”图如图（7）

7、所示.经计算可得，因为T=6s，曲柄角速度W=60rad/s,由图像可以分析出图中的速度时间关系可以分成两段，每段函数都是轴对称图形。图7(5)分析方案存在的缺陷：经仔细研究此方案，仍有大量不足。由于我们设计的翻转机在OC至OE这一区域内，对两板的角速度的精确程度很高且必须在同一时刻两板角速度同步，但曲柄摇杆机构有其自身的局限性，若不加其他任何结构（比如凸轮），则其摆杆的角速度不可人为地随意更改。这就导致了两板在OC至OE区域内，它们的配合很不协调。由图像可以看出速度对称，令左侧