鋼板翻轉(zhuǎn)機構(gòu)機械設(shè)計

《鋼板翻轉(zhuǎn)機構(gòu)機械設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鋼板翻轉(zhuǎn)機構(gòu)機械設(shè)計（76頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、鋼板翻轉(zhuǎn)機構(gòu)綜合一 答辯人：、 已知條件 1） 原動件由旋轉(zhuǎn)式電機驅(qū)動 2） 每分鐘翻鋼板20次； 3） 其他尺寸如圖所示； 4） 許用傳動角[Y]=50 ； |_ T 鋼板翻轉(zhuǎn)機構(gòu)工作原理圖 :家機構(gòu)運動過程分析 1, 當鋼板T由車昆道送至左翻板W1。 2, W1開始順時針方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)至鉛垂位置偏左20左右時，與 逆時針方向轉(zhuǎn)動的右翻板W2會合。 W：［與W2—同轉(zhuǎn)至鉛垂位置偏右10。左右,4, W：［折回到水平 位置，與此同時，W2順時針方向轉(zhuǎn)動到水平位置，從而完成鋼 板翻轉(zhuǎn)任務(wù)。 仿真視頻 方案一 釆用對稱兩組四連桿機 構(gòu)，兩套桿組的相位差

2、 20度，恰能夠在左翻板 到達豎直位置偏左10度 時與右翻板相遇并且一 起運動至右側(cè)十度再分 開。 不能滿足同時從水平位置出發(fā) 仿真視頻 曾方案確定 方案二 采用四個四桿機構(gòu)，但是最外面兩組是平行四邊形桿組，故可以簡化成為兩個基本四桿機 構(gòu)。但是桿長是經(jīng)過多次嘗試確定，不可縮小，整體占面積過大。 會方案三 機構(gòu)

3、簡圖 采用兩組曲柄搖桿實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)要求 釆用兩組曲柄搖桿實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)要求 參數(shù)設(shè)計與計算 1,極為夾角確定 為了保證交接過程平穩(wěn)可靠，即為了保證兩板在平行 位置能夠同時旋轉(zhuǎn)，基本上保持同步旋轉(zhuǎn)，兩套連桿 機構(gòu)的極位夾角是一定的。左板轉(zhuǎn)動110度右板轉(zhuǎn)動 80度,極位夾角應(yīng)該(11-8) /22*360 =32.72 四連桿在運動時搖桿的角速度不能隨意改變，故 相遇前左板w小于右板，相遇中兩板w相等,相遇 后左板W大于右板，不可能完全靠四桿機構(gòu)完成 會參數(shù)設(shè)計與計算 2,兩套連桿尺寸設(shè)計（左） 1, 確定機架位置 2, 做出極限

4、位置桿位置 3, 測量相應(yīng)桿長 計算思路 已知機架參數(shù)DE=600mm, CE=150mm,取如圖所示兩個極限位 置，由題知 ZACF=100,,曲柄長L1,連桿L2,搖桿L3 在ABCF中，L3=BC=CE/cos50=233.35mm BE=EF=CE*tan50 因為 BD=L2-L1, DF=L2+L1 又BD=DE-BE, DF=DE+EF 解得： Ll=178.77 mm, L2= 600mm, L3=233.38mm 曾參數(shù)設(shè)計與計算 2,兩套連桿尺寸設(shè)計（右） 思路 1, 確定機架位置 2, 做出極限位置桿位置 3, 測量相應(yīng)桿長 計算 B

5、C-CD-AC 已知機架參數(shù)CE=400mm, CA=150mm, ZBDC=80 設(shè)曲柄長L1,連桿L2,搖桿L3 在三角形ABD中 BC=CD=AC*tan40 =125.86mm, L3=AB=AC/cos40 =195.81mm 因為 BE 二 BC+EC, DE=CE-CD 即 BE=L1+L2, DE=L2-L1, 解得： Ll=125.86mm L2=400 mm L3= 195.81mm 會參數(shù)設(shè)計與計算 3.曲柄存在條件驗證 Ll=178.77mm, L3=233.38mm Ll=125.86mm, L3= 195.81mm, L2

6、= 600mm, CD=618.47mm L2=400 mm AE=427mm L2+L3>L1+CD L2+L3>L1+AE # 電機選擇 1選擇電動機類型 電動機的類型根據(jù)動力源和工作要求(帶周期性變動負載 的機械，大中功率) 選用Y2系列(IP54)全封閉自扇冷式三相異步電動機，額定 電壓380V,頻率50HZo 2選擇電動機容量 對鋼板在不同翻板上分別仿真，在重力作用下，如圖3-2-1^ 鋼板在左翻板上時對左翻板施加3920N豎直向下的力，測得 左側(cè)輸入軸轉(zhuǎn)矩與時間圖 電機選擇 耶2 n

7、 田解1 gefgu) z 眾只iytfr 一 E.U03BU 二si

8、99x0.97‘=0?9 則所需電動機功率為 兀=2鳥冊=2.3】冊 查《機械課程設(shè)計手冊》表6-163, Y系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率弘為3k肌 曾電機選擇 3,轉(zhuǎn)速選擇 翻板工作轉(zhuǎn)速n=10r/mino 通常，二級圓柱齒輪減速器為「二8?60，故需要三級齒輪減速器，故可選同步轉(zhuǎn)速為 750r/mino 4, 型號選擇 一般而言，選用高速電動機，電動機重量較小，價格便宜，但是總的傳動比較大，總體尺寸 價格不一定低；但是選用低速電動機電動機的重量較大，價格偏高但是總的傳動比小， 總體尺寸價格卻不一定高。利弊權(quán)衡，從體積、價格以及總的傳動比等考慮，本設(shè)讓決定采 用

9、Y132S-8型電動機，該型電機性能良好，可以滿足要求。 査《運輸機械設(shè)計選用手冊》，它的主要性能參數(shù)如F表^ 曾電機選擇 Y132M-8里電動機主要性能參數(shù) 電動機型號 額定功率 kw 滿載 轉(zhuǎn)速r/min 電流A 效率％ 功率因數(shù) Y132M-8 3 710 7. 7 82 0. 72 起動電流/額定電流 起動轉(zhuǎn)矩/額定 轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn) 矩 重量kg 6.0 2.0 2. 0 79 曾減速器的設(shè)計 1傳動裝置的總傳動比 翻板工作要求Imin完成十次翻板故曲柄軸轉(zhuǎn)速n=10r/min ，所選用電動機工作轉(zhuǎn)速為710r/

10、min, 電機與曲柄之間的總傳動比為：71 2分配傳動裝置各級傳動比 按照分配原則：使各級傳動的承載能力大致相等（齒面接 觸強度大致相等）:使減速器獲得最小外形尺寸：各級傳 動大齒輪浸油深度大致相等，查閱《機械設(shè)計手冊》［1 #減速器的設(shè)計 按等強度條件?并獲得較小的外形尺寸和重量時，傳動比分配可按圖選取 電動機和I軸之間，皿軸和曲柄盤之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動比都是］。 電動機和I軸之間，皿軸和曲柄盤之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動比都是］。 電動機和I軸之間，皿軸和曲柄盤之間用的都

11、是聯(lián)軸器，故傳動比都是］。 由圖查得高速級齒輪的傳動比il2 =3?4,23 =4.1。則根據(jù)公式Z12xz23xi34 =71 可求出 z34 二 5.59 電動機和I軸之間，皿軸和曲柄盤之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動比都是］。 :創(chuàng)堿速器的動力參數(shù) 1 0軸即電動機軸的計算 P = P" = 3上 W n() = n = 71 Or / min % = 9550冬=40.352V ? m 刃() 1軸即高速軸的計算 片=P{}^ = 3 x 0.99 = 2.87kW nx — n — ^1 lOr / nin T、= 9550 冬=3&60 TV

12、? m 5 3 3 電動機和I軸之間，皿軸和曲柄盤之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動比都是］。 3 2軸即中間軸的計算 208 ~4A =51r / min .1 = l\2 =710 =208r/min 3.4 P2 =片〃 2 =2.81kWx0.99 = 2.S4kW = 9550空 斤2 = 130.452* 加 4 3軸即低速軸的計算 厶=p2/j2 = 2.76 kWx 0.99 = 2J3kW T. =9550 空= 511.66N*加 n3 堿速器的動力參數(shù) 各軸運動和動力參數(shù)，列表如下: 軸 功率/圈 轉(zhuǎn)矩T/（N

13、恤） 轉(zhuǎn)速n/min 傳動比 電機軸 3 40. 35 710 1 軸1 2. 87 38. 6 710 3. 4 軸2 2. 84 130.45 208 4. 1 軸3 2. 73 511. 66 51 1 密咸速器的齒輪設(shè)計 一、高速級齒輪傳動設(shè)計 由前面的計算結(jié)果知高速級齒輪傳動的最大傳遞功率為31 呷，小齒輪最高轉(zhuǎn)速為 71 Or/mins最大扭曲為40. 35 N ?氐 閉式齒輪的小齒齒數(shù)Z】e [2040] K定齒輪類型.荊度等級、材料極其齒數(shù) (1)按設(shè)計給定的方案，選用直齒圓柱齒輪口 (2)運輸機為一般工作機

14、器，速度不高，固選7級精度。 ⑶小齒輪材料為4OCt (調(diào)質(zhì)〉，6更度為280HBS； 大齒輪材料為40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS。 選 Zl=25,則 Z2 =1^ ^=3. 4X25=85 按齒面接觸疲勞強度訃算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 2、按齒面接觸強度設(shè)計  ⑵、訃算：帶入［巾］中較小的值，求得小齒輪分度圓直徑的右最小值為 密咸速器的齒輪設(shè)計 2、按為ifti按觸強度設(shè)il 二47.58加仍 2 323產(chǎn)皿皿x 3^1 y空2 V 0.8 3.4 572 取K. =1.2 ,則小齒輪傳翅的轉(zhuǎn)距為4

15、0. 35N*m 1 選齒寬系數(shù)①& =0?8,由表査得材料的彈性影響系數(shù)Zg=189?8MP席。由圖按齒血 碩度査得小齒輪的接觸疲勞強度極限％匾二600Wa ,大齒輪的鮭疲勞強度為 圓周速度: 計算齒寬: b =①J ?d] = 0.8x47.58 = 38mm %応=550MPQ c ⑴、由式N = 60 ” J Lh計算應(yīng)力循懷次數(shù) N、=60^jZa. = 60x710x1x8x300x10 = 1.02X109 =^- = 3.01xl0s >12 取按觸疲勞壽命系數(shù)Khm = 0.97, Km = 1?4 取效率為1%,安全系數(shù)s=i,則： [%]二 &松

16、営=0.97： 600 二 82吻； [% ]=尺皿皿 2 = L04x55Q = 572隔 S 1 計算齒寬與齒高比：模數(shù) 葉”警“9。叭 齒同h = 2.25m t = 4.275mm b 38 h 4.275 二&89 il坤載荷系熱 根據(jù)r = 1.77xl0-bn/s 7級相度，査得動栽系數(shù)Kr=1.12 對了直齒輪K^=KFa=l 査得使用系敖K, = l用插值弘査得7級椿度小齒輪菲對稱布置時, K勵=1.287 山& = 8.89, Kw = 1.287 可杳得 KF^=1.28 h 故載荷系數(shù) K二Kr ? Kv> K曲?K曲二1.46 校止分度圜包

17、 X 1 / :的咸速器的齒輪設(shè)計 計算模數(shù): m = — 2.03niin Z】 3.按齒根彎曲強度計堆 f 2KT Y~Y 彎曲強度的設(shè)訃公武為///> <7陽二 500MPa Km -0.86 <7jt2 = 380APa K^2 =0.89 取彎曲疲勞安全系數(shù)5 = 1.4 9"=上心血= 307.14MPa s y 仏二 241.57問 x s 栽荷系數(shù) K 二 K』? Kp K& ? K” =1.41 杳取為形系數(shù)

18、YFal = 2.65 丫曲=2.19 査取應(yīng)力校正系數(shù) 丫釧二1.58 Y&2= 1.785 2.65 xl.58 307.14 丫站丫購. ■ = 0.01363 2.19x1.785 241.57 = 0.0162 圓整 ??. ill > I m=2nm 2xl.41x4.035xl04 0.8x25? *0.0162 = 1.54nmi =蟲=25 in Z2 =3?4Z] = 85 4幾何尺寸ih 分度闘直徑; d, = Zjin = 25x 2 = 50m

19、in dr = Z?m = 85x2 = 170mm 中心距 a = 空2 = lOOrnin 2 ■ 齒輪寬度： b二①d?d] =0?8x47?58 = 38mm 取 B]= 357H?fi B、= 40"訕 至此，高速級齒輪的計算完畢。 同理計算低速級齒輪參數(shù)： 鏈輪設(shè)計 1選擇鏈輪齒數(shù)及傳動比 山設(shè)計?要求，該鏈輪僅傳遞轉(zhuǎn)動，傳動比i二1,為了減小空間占用選取Z1二Z2=17。 2計算當量的單排鏈計算功率Pea 根據(jù)鏈傳動的工作情況、主動鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動所傳遞的功率修正 為 當 量

20、的 單 排 鏈 計 算 功 率 K.\ ?K, Pca= K P <6-l) 查表得工況系數(shù)Ka =1.0 主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz = 1.54 多排鏈系數(shù)匕=1 傳遞得功率P = 11*1 = 914x10 = 0.95kW,代入式(6 — 1) 9550 9550 得 P“ = 1.463kW 3確定鏈條型號和節(jié)距p 查《機械設(shè)計》【2】圖9-11選區(qū)鏈號為20A,再查表9-1得節(jié)距p二31. 75mm 4計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距a0=46p=1460. 5mm 計算鏈節(jié)數(shù) a+zl1^ = 109 兇 p 2 計算最大中心距 （）7.75 嚀！

21、）=堿曲＞1445（設(shè)計所需中心距） 運動仿真 J|66 3M €H >K 1200 IS 00 <8 00 2! 00 24 00 2T 00 308 ODO 3 Ct coo > cc 1210 ia:o 21 Ot M 27 OC 21S I30C 時曰2es "DO <3 00

22、 角度時間圖與角速度時間圖對應(yīng)起來看，翻版左可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)100度，右翻版可以實現(xiàn)80 度，并且當左翻版轉(zhuǎn)100度與右翻版交接時角速度接近0,使得交接過程非常平穩(wěn) ⑨關(guān)鍵部位校核 74翻板靜應(yīng)力校核 7.2連桿連接軸校核 7.3長連桿拉應(yīng)力校核 7.4翻板軸校核 7.5軸承的校核 詳細計算過程見word說明書P26-31 :巒聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)本次設(shè)計的要求選擇凸緣聯(lián)軸器。 原因：該聯(lián)軸器對兩軸中性的要求很高，且當兩軸有 相對位移存在時，就會在機件內(nèi)引起附加載荷，使工 作情

23、況惡化。但是該聯(lián)軸器的構(gòu)造簡單、成本低、可 傳遞較大的扭矩，故對于該步進送料機構(gòu)運用凸緣聯(lián) 軸器完全滿足要求。 ＞三維建模及各零件設(shè)計 2整體構(gòu)型 ?、 、、 T ◎ 3 三維建模及各零件設(shè)計 々三維建模及各零件設(shè)計 2零件建模 左右翻板 翻板軸支架 翻板軸 左側(cè)輸入軸 翻板軸軸套

24、＞三維建模及各零件設(shè)計 右側(cè)輸入軸 齒輪軸 連桿連接軸 構(gòu)架方管 3裝配體裝配 輸入軸支座 三維建模及各零件設(shè)計 翻板軸支座  > 三維建模及各零件設(shè)計 聯(lián)軸器及裝配

25、 、_ —「 二—一 _ — __ 二 設(shè)計 曾設(shè)計總結(jié) 在翻轉(zhuǎn)機的設(shè)計過程中，利用三維軟件做仿真分析我發(fā)現(xiàn)， 三維軟件對復(fù)雜機構(gòu)進行設(shè)計具有準確性高和設(shè)計效率高的 優(yōu)點，而且仿真分析對機構(gòu)驗證和安裝調(diào)試具有很好的指導(dǎo) 作用。 詁計過程中參照的翻轉(zhuǎn)機，工作可靠，鋼板交接平穩(wěn)， 逆向翻轉(zhuǎn)也沒問題，能夠很好的完成翻板任務(wù)。 由于翻轉(zhuǎn)機節(jié)省能源，安全可靠，后期維護費用低，可 以用在鋼廠中厚板車間使用，尤其在翻轉(zhuǎn)厚鋼板方面有更加 突出優(yōu)勢，能夠有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強產(chǎn)品競爭力。系統(tǒng) 運行穩(wěn)定、可靠，故障點容易查找，維護量小，大大減少人 工勞動強度，延長設(shè)備使用壽命，減少維護量，提高綜合效 益。 謝謝! 答辯人：