機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)自動(dòng)疊衣機(jī)

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)自動(dòng)疊衣機(jī)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 0 設(shè)計(jì)目的：該機(jī)構(gòu)可以供給家庭疊衣服運(yùn)用。現(xiàn)代人的生活節(jié)奏越來(lái)越快，面對(duì)做不完的工作，面對(duì)沒(méi)完沒(méi)了的應(yīng)酬，人們感覺(jué)非常的疲憊，更頭疼的是還得抽出時(shí)間做家務(wù)，做清潔?，F(xiàn)代化對(duì)我們是非常的重要，洗干一體，榨汁機(jī)，豆?jié){機(jī)，面包機(jī)，洗碗機(jī)，我們就在這樣的方便當(dāng)中來(lái)緩解生活的壓力，那么，人們同樣希望有個(gè)機(jī)器能夠代替他們?nèi)フ硐锤傻囊挛锼晕覀儚默F(xiàn)代化機(jī)械發(fā)展和人們需求方面考慮的，就想設(shè)計(jì)一款能夠整折疊板實(shí)現(xiàn)衣物折疊運(yùn)動(dòng)，整個(gè)機(jī)構(gòu)以機(jī)械原理課本上的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)為主導(dǎo)為了實(shí)現(xiàn)折疊板的運(yùn)動(dòng)是確定的運(yùn)動(dòng)，我們?cè)谧畛醯脑O(shè)計(jì)上進(jìn)行了改進(jìn)：折疊板的轉(zhuǎn)動(dòng)裝上復(fù)位彈簧使折疊板能夠?qū)崿F(xiàn)完全確定的運(yùn)動(dòng)。2．設(shè)計(jì)各機(jī)構(gòu)的相對(duì)位置和各構(gòu)件的尺寸。3.利用CAD畫出各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并用運(yùn)動(dòng)極限位置確定各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)最大行程或5．利用MATLAB對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移、速度、加速度分析，繪出運(yùn)動(dòng)曲線圖。6.齒輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算與設(shè)計(jì)。根據(jù)傳動(dòng)比選擇齒輪，根據(jù)齒寬確定各兩齒輪的齒數(shù)，給出模數(shù)，進(jìn)而確定齒輪的各個(gè)參數(shù)，繪制成表。7．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算程序，運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行繪圖表達(dá)，最后輸出圖形，直其方案確定想電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力，引起主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)件引起整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，最終折疊板實(shí)現(xiàn)衣；傳實(shí)現(xiàn)疊衣服的工作要求，實(shí)現(xiàn)了接近180度的轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度只能是接近180該方案是在執(zhí)行件的轉(zhuǎn)角處裝了復(fù)位過(guò)復(fù)位彈簧的作用可使執(zhí)行件轉(zhuǎn)動(dòng)180為零，并且反向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)疊衣服的工該方案是在執(zhí)行件的轉(zhuǎn)角處裝了復(fù)位過(guò)復(fù)位彈簧的作用可使執(zhí)行件轉(zhuǎn)動(dòng)180為零，并且反向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)疊衣服的工機(jī)構(gòu)方案二度時(shí)速度作要求。案上進(jìn)行了改進(jìn)，在執(zhí)行件的轉(zhuǎn)角處裝了復(fù)位彈簧，利用復(fù)位彈簧來(lái)達(dá)到理想的運(yùn)動(dòng)效機(jī)構(gòu)作確定的運(yùn)動(dòng)，在《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)中，我們選從上面的機(jī)構(gòu)示意圖可知，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不能同時(shí)運(yùn)動(dòng)，必須將兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)錯(cuò)開(kāi)，為此選擇了間歇機(jī)構(gòu)中的不完全齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)該種運(yùn)動(dòng)的要求，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意該部分是為了使整個(gè)機(jī)器能夠合理的運(yùn)動(dòng)、協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)間的運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的整體基本為對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)，如下圖3—1所示，但是原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向相反，而且兩個(gè)原動(dòng)件不2應(yīng)該小于整個(gè)圓周的1/2，傳動(dòng)比接近于1。由于不完整齒輪存在剛性沖擊，需要在兩輪頂相撞，需將首齒齒頂高作適當(dāng)?shù)南鳒p。hac0.25，并且e=s，則該直齒圓柱齒輪的幾何尺寸參數(shù)如名稱名稱代號(hào)計(jì)算數(shù)值名稱代號(hào)計(jì)算數(shù)值3mm54mm3mm3.75mm6.75mm60mm46.5mm50.7mm尺厚齒槽寬名稱名稱代號(hào)計(jì)算數(shù)值名稱代號(hào)計(jì)算數(shù)值模數(shù)3mm壓力角齒數(shù)36分度圓直徑108mm齒頂高3mm齒根高3.75mm齒全高6.75mm齒頂圓直徑114mm齒根圓直徑100.5mm基圓直徑101.4mm齒距基圓齒距尺厚齒槽寬只是做了一部分的驗(yàn)算，可能還存在一定的問(wèn)題，我們將會(huì)<1>設(shè)計(jì)目標(biāo)：曲柄帶動(dòng)搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿再作為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件帶動(dòng)執(zhí)行件轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行<2>機(jī)構(gòu)劃分：根據(jù)我們的初步方案，通過(guò)三維建模(如圖3-3)可知，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以劃分為四連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)(如圖3—4)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(如圖3—5)。由于一般情況衣服的寬度為600mm——900mm,如果疊衣服機(jī)要想把衣服疊整齊，整個(gè)機(jī)器中間不運(yùn)動(dòng)部分的寬度為360mm,運(yùn)動(dòng)的折衣服板的寬度分別為250mm,由于整個(gè)機(jī)構(gòu)又對(duì)稱，由此可知，機(jī)架的長(zhǎng)度應(yīng)該小于180mm，在這里首先將其初值定為170mm,即機(jī)架AE=170mm，執(zhí)行件的長(zhǎng)度應(yīng)該小于250mm，如果執(zhí)行件的長(zhǎng)度太短的話，根據(jù)杠桿原理的執(zhí)行件太短不合理，而且機(jī)架EC的距離應(yīng)該大于搖桿的長(zhǎng)度，根據(jù)上述確定執(zhí)行件的長(zhǎng)度為200mm,即OD=200mm，首先設(shè)定搖桿的理想擺角為三D'ED''=60。，各個(gè)桿的尺寸可以根據(jù)《機(jī)械原理》按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法來(lái)設(shè)計(jì)，運(yùn)用解析法來(lái)3ED''=OD''3AC''=AB''+B''CAC'=BC'AB通過(guò)上面初步確定的尺寸以及上述數(shù)學(xué)關(guān)系式計(jì)算處執(zhí)行機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的長(zhǎng)度，接著驗(yàn)算此時(shí)的機(jī)構(gòu)能否滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求以及鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的要求和參數(shù)要求，由此得ACAE1極為夾角為9=9'9''=50。KK封閉桿矢量圖如圖4—1所示，由封閉圖形ABCDA可寫出機(jī)構(gòu)各桿矢所構(gòu)成的封閉矢量l+l=l+l12341osl1122334 112233由于該式是一個(gè)非線性方程組，直接求比較困難，在這里借助集合方法進(jìn)行求解，如圖42、速度分析((4—2)式對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù))：111222333解上式即可求的二個(gè)角速度o、o。23將(4—2)式對(duì)時(shí)間t求二次導(dǎo)數(shù)，可得加速度關(guān)系表達(dá)式 (4—4)(4—5)23編程可求得9、9、o、編程可求得9、9、o、、a、a23得數(shù)據(jù)見(jiàn)附錄求的，但是，連桿和搖桿的角加速度會(huì)發(fā)生突變，但變化是緩慢的，則存在柔性沖擊，雖然在運(yùn)動(dòng)過(guò)程速度并不會(huì)很高再加之變化是很慢的，也就是運(yùn)動(dòng)基本合理。封閉桿矢量圖如圖4—5所示，由封閉圖形ABCA可寫出機(jī)構(gòu)各桿矢所構(gòu)成的封閉矢量方l=l75C將(4—7)式投影到坐標(biāo)軸上可得：lcos9=scos15C366 (4—8)(4—9)將(4—8)式對(duì)時(shí)間t求一次導(dǎo)數(shù)，得速度關(guān)系locos9=vsin9+socos9(4—10)665C3C33形式來(lái)表示，則上式可寫為:解上式即可求得滑塊相對(duì)導(dǎo)桿的速度為v和執(zhí)行件的角速度oB53、將(4—8)式對(duì)時(shí)間t求二次導(dǎo)數(shù)，可得加速度關(guān)系表達(dá)式:(4—12)解上式即可求得滑塊相對(duì)導(dǎo)桿的線加速度a和執(zhí)行件的加速度aB55C5C5C33知折衣板的角位移運(yùn)動(dòng)線圖基本滿足了我們?cè)O(shè)計(jì)的需求，折衣板的角速度線圖可知，折衣加速度會(huì)發(fā)生突變，但變化是緩慢的，則折衣板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在柔性沖擊，雖然在運(yùn)動(dòng)<1>人們對(duì)于衣服這種軟材料物品整理，暫時(shí)還認(rèn)為不能用簡(jiǎn)單的機(jī)器代替人工，但<2>該方案運(yùn)用了比較的簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求。<1>在齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中運(yùn)用了不完全齒輪，不完全齒輪的首齒輪進(jìn)行嚙合時(shí)存在剛<2>該機(jī)構(gòu)最后是否能實(shí)現(xiàn)我們預(yù)想的疊衣服的效果是不能夠確定的。由于該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)折衣服的預(yù)想，還需要人提供幫助，在此機(jī)構(gòu)完全設(shè)計(jì)好后，將在該機(jī)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)不需要人提供幫助就能實(shí)現(xiàn)折衣服的預(yù)想，即實(shí)現(xiàn)衣服洗后的晾、曬、整理都能通過(guò)該自動(dòng)疊衣服機(jī)實(shí)現(xiàn)，而且該自動(dòng)疊衣服機(jī)可以當(dāng)作衣柜使用，這是我我們以后的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。從機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的主題出來(lái)，到確定選題，到現(xiàn)在的課程設(shè)計(jì)，真的使我受益匪淺，感受頗深。在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)之前就說(shuō)我們這次的課程設(shè)計(jì)可以根據(jù)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)們就開(kāi)始組隊(duì)進(jìn)行選題，我們定了一個(gè)月的選題時(shí)間，最終從我們的眾多想法中選出兩個(gè)在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們遇到了很多困難，但是通過(guò)我們小組成員的共同努力，終于完成了一部分設(shè)計(jì)，得到了相應(yīng)的尺寸、運(yùn)動(dòng)分析等等，對(duì)機(jī)構(gòu)大體上有了一個(gè)把握，也算是取得了一些成績(jī)吧。雖然如此，由于我們相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的缺乏，此設(shè)計(jì)還存在很多的問(wèn)題和不合理的因素，例如，一些構(gòu)件的加速度有突變，即在機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在柔性沖擊，等等。我相信，有了這次課程設(shè)計(jì)的一些經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)過(guò)程中不斷完善我們的設(shè)這次課程設(shè)計(jì)，不僅是我們對(duì)《機(jī)械原理》課程知識(shí)的綜合運(yùn)用，同時(shí)也是對(duì)我們其他不斷的改進(jìn)完善設(shè)計(jì)，同時(shí)也清晰地認(rèn)識(shí)到只有認(rèn)真的掌握好理論知識(shí)，同時(shí)在不斷的在今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這一個(gè)多星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多的不足，自己知識(shí)的很多漏洞，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如，對(duì)矩陣法、解析法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析還是不怎么了解,……看到了自己基礎(chǔ)知識(shí)還是不夠扎實(shí)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還待急需提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。在生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。雖然這只是一次的較簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)，可是也耗費(fèi)了我們不少的心血。無(wú)論如何，就當(dāng)它是一次機(jī)械原理的復(fù)習(xí)課吧！為以后的設(shè)座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我大學(xué)旅途上一個(gè)非常美好的回憶m=zeros(10,36);%%%定義矩陣%%%%%%%%%%%%計(jì)算角位移%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%計(jì)算角速度