冷床運輸機(已選)

·1一設(shè)計題目：題目：冷床運輸機冷床運輸機用于將熱軋的鋼料在運輸過程中逐漸冷卻。機構(gòu)示意圖如下圖所示，撥桿上裝有可以單向擺動的撥塊，撥塊前移時推動在軌道上的鋼料向前移動H，然后返回原處，作往復(fù)循環(huán)運動。圖1：冷床運輸機工作示意圖該機構(gòu)采用電動機驅(qū)動，傳動方式為機械傳動。二設(shè)計任務(wù)目標及要求1.設(shè)計參數(shù)：電動機轉(zhuǎn)速n=710r/min撥桿往復(fù)次數(shù)30次/min行程H=800mm行程速系數(shù)比K=12.設(shè)計任務(wù)及要求（1）擬定機械傳動系統(tǒng)方案：構(gòu)思出至少兩種運動方案，主要考慮滿足運動要求，運動性能，制造和維護方便，具有良好的動力傳動性能，以及結(jié)構(gòu)緊湊等方面的因素。并在說明書中畫出運動草圖，經(jīng)過對所有運動方案進行分析比較后，選擇一種方案進行詳細設(shè)計。并對方案的可行性進行論證。（2）繪制機構(gòu)的原理圖和機構(gòu)運動簡圖。（3）確定運動尺寸。（4）分析初始位置的速度，加速度。（5）編寫設(shè)計計算說明書。三機構(gòu)傳動方案及其設(shè)計1.方案1：用對心曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)預(yù)定運動由題意要求所設(shè)計的機構(gòu)行程速比K=1，對心曲柄滑塊機構(gòu)滿足此要求，機構(gòu)示意圖如圖2.圖2：方案1的機構(gòu)簡圖撥桿在圖中相當于滑塊，它的行程為H=800mm，所以曲柄長度為a=400mm，電動機需要有減速裝置，所以要使用齒輪減速器，如圖3所示減速裝置的傳動比為i=n電動機/n曲柄=710/30=23.67減速器采用兩級齒輪傳動，按兩對齒輪齒面承載能力相等的原則圖3和兩個大齒輪浸油深度大致相等的原則綜合考慮，分配各級傳動比為i=i12i34=(1.2～1.3)i34i34，取高速級傳動比i12=5.44，低速級傳動比i34=4.35。此機構(gòu)的特點為當曲柄勻速轉(zhuǎn)動時，滑塊變速移動，連桿與曲柄重合時，滑塊速度最大。若連桿的長度b與曲柄長度a之比為λ。即λ=b/a，則增大λ，滑塊的速度比變化平緩，并使得最大速度減少。若連桿長度b=600mm，則機構(gòu)的最小傳動角為：rmin=arccos(a/b)=arccos(400/600)=48.19°2．方案2：用六桿機構(gòu)實現(xiàn)預(yù)定運動如圖四所示的六桿機構(gòu)是由行程速比系數(shù)K=1的曲柄搖桿機構(gòu)ABCD和在搖桿E處添加連桿4和滑塊5組成的Ⅱ級桿組構(gòu)成的。當滑塊導(dǎo)路中心線通過線段MN的中點時，滑塊的行程為圖4：六桿機構(gòu)機構(gòu)簡圖圖5H=E1E2=2EDsin(ψ/2)由于K=1，所以C1C2=2AB，則sin(ψ/2)=AB/CD，代入上式可以得：H=2AB(ED/CD)由此式可得，縮小CD的尺寸或加大ED的尺寸都可以擴大滑塊的行程H。圖5為此機構(gòu)應(yīng)用于冷床運輸機上的示意圖，曲柄AB做成偏心輪的形狀。3.方案3：用齒輪齒條機構(gòu)實現(xiàn)預(yù)定運動如圖6所示，傳動機構(gòu)由上、下齒條，齒輪及曲柄搖桿機構(gòu)構(gòu)成，上、下齒條同時嚙合的齒輪由曲柄AB驅(qū)動而做往復(fù)運動，下齒條固定在機架上，上齒條固定在撥桿上，齒輪可帶動做行程較大的往復(fù)移動，當曲柄長度為a時，則撥桿的行程H=4a.機構(gòu)簡圖如下圖64.三個方案的比較方案1能滿足預(yù)定的運動規(guī)律的要求，也能滿足預(yù)定的軌跡要求機構(gòu)中曲柄勻速轉(zhuǎn)動，但滑塊變速移動，連桿與曲柄垂直時滑塊的速度最大。此方案設(shè)計和計算簡單，但橫向尺寸較大，而且傳動性能，工作行程的速度平穩(wěn)性不好。方案2是使用六桿機構(gòu)來實現(xiàn)預(yù)定的運動行程，相對于方案1來說，此方案可獲得較小的運動所占空間，能獲取有利的傳動角，可獲得較大的機械利益。機構(gòu)在運動中加速度變化幅度大，擴大了機構(gòu)從動件的行程，可使從動件的行程可調(diào)。但是六桿機構(gòu)的尺寸參數(shù)多，運動要求復(fù)雜，且運動構(gòu)件數(shù)目越多，其機構(gòu)的精度越低，其設(shè)計也比較困難。方案3是一對上、下齒條同時嚙合的齒輪由曲柄驅(qū)動作往復(fù)運動，齒輪可帶動撥桿做行程較大的往復(fù)運動，但齒輪制造精度要求高，加工比較復(fù)雜，需要考慮的因素較多，另外，齒輪齒條為高副接觸，容易磨損，磨損之后還會影響機構(gòu)傳動的平穩(wěn)性，并將產(chǎn)生震動和噪音。四.最優(yōu)方案的詳細設(shè)計根據(jù)以上各個方案的優(yōu)缺點，綜合分析后，選用方案2。機構(gòu)原理：此方案的機構(gòu)是由六桿機構(gòu)組成，由一個行程速比系數(shù)K=1的曲柄搖桿機構(gòu)ABCD和在搖桿E處添加連桿4和滑塊5組成的Ⅱ級桿組構(gòu)成，曲柄AB做成了偏心輪的形狀。因為縮小CD的尺寸或者加大ED的尺寸都可以擴大滑塊的行程H。此方案的機構(gòu)原理圖如圖7圖7根據(jù)以上方案的分析綜合，對該機構(gòu)整體布局，設(shè)計各桿的長度，及各參數(shù)的確定，具體數(shù)據(jù)如下：曲柄的長度LAB=100mm，連桿BC的長度LBC=400mm，搖桿CD的長度LCD=225mm，DE的長度LDE=900mm，連桿EF的長度LEF=300mm，計算可得出MN=93.78mm，H=800mm，機構(gòu)的最小傳動角γmin=81.01°。五運動分析此方案的機構(gòu)原理圖如圖七所示機構(gòu)的運動分析過程如下：速度分析過程如下：由題意可得加速度分析：結(jié)果檢驗：由運動分析可得F的速度為500mm/s，加速度為2.6m/s2，符合預(yù)定的設(shè)計要求，且由速度和加速度值來看，該機構(gòu)的運動平穩(wěn)，震動較小，所以該機構(gòu)在給定桿長的要求下能滿足預(yù)定的要求。六設(shè)計體會機械原理的課程設(shè)計的最重要的一部分終于完成了。在這個過程中我碰到了許多的問題，也有了很多的感觸。機械原理課程設(shè)計是使學生全面系統(tǒng)地掌握和深入的了解機械原理課程的基本原理和方法的一個重要環(huán)節(jié)。對于培養(yǎng)學生機械運動方案設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計，以及設(shè)計工程機構(gòu)的能力有很大幫助。也充分鍛煉了我們個人的動手能力。對于我來說，在搞課程設(shè)計之前，我就覺得這個課程設(shè)計肯定是個難題。因為我機械原理學的不夠深入，還有很多方面的知識沒有熟練的掌握。所以我感到非常的有壓力。而且老師說我們班上的同學設(shè)計題目必須都不相同，在我選題目的時候發(fā)現(xiàn)書上的例題全被同學選了。我只好選冷床運輸機了，上網(wǎng)搜資料什么都搜不到，而且只有一本參考書上有這個機構(gòu)的簡介。我感到很渺茫。后來慢慢的按照書上例題的思路寫任務(wù)，選方案，畫圖，寫運動分析?？梢哉f是慢慢的摸出來的出路。我覺得這次課程設(shè)計給我?guī)淼氖斋@有一下幾點：首先是自己的心態(tài)問題，假如一開始就輕視這個過程，覺得隨便抄抄，到處找點資料湊湊數(shù)，那必定什么都學不到。我覺得我們必須要用嚴謹?shù)膽B(tài)度對待，無論是畫圖還是數(shù)據(jù)處理。其次，課程設(shè)計讓我感覺到我各方面知識的欠缺，有好多次都是碰到一個知識點不懂了，然后要去翻書。這說明以前的知識掌握的不夠好，不能運用自如。另外就是這次課程設(shè)計讓我對大學學過的知識有一個很好的回顧。因為里面涉及到機械制圖，CAD，和理論力學，機械原理等很多方面的知識，這讓我吧以前學的又復(fù)習了一遍。還有一個就是我深刻體會到了理論聯(lián)系實際的重要性。老師說的對，會做題，考試成績好不能說明什么。但是課程設(shè)計卻能看出一個人的動手能力。缺少了建立實物，模型的能力，也就說只有紙上談兵的能力在我們以后的生活中是遠遠不夠的?？偟膩碚f，通過這次課程設(shè)計我發(fā)現(xiàn)了很多的問題。知道自己身上存在很多的缺點和不足。但是也使我認識到：面對困難要