关 键 词：

曲柄 机构 装置 设计 整体 总体

资源描述：

内容简介：

山东英才学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 曲柄滑块机构六组同动装置的设计 学生姓名 杜俊明 班级学号 12 机制普本 4 班201201010867 专业 机械设计制造及其自动化 一、课题选择目的与意意 1曲柄（导杆）滑块机构定义 曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式 ,由若干刚性构件用低副 (回转副、移动副 )联接而成的一种机构。是由曲柄（或曲轴、偏心轮）、连杆、滑块通过移动副和转动副组成的机构 。 2曲柄（导杆）滑块机构的特性及应用 常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动 ;或者将滑块的往复直线运动 转换为曲柄的回转运动。对曲柄滑块机构进行运动特性分析是当已知各构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时 ,研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等 ,从而评价机构是否满足工作性能要求 ,机构是否发生运动干涉等。曲柄滑块机构具有运动副为低副 ,各元件间为面接触 ,构成低副两元件的几何形状比较简单 ,加工方便 ,易于得到较高的制造精度等优点 ,因而在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛的应用，如自动送料机构、冲床、内燃机空气压缩机等。 3曲柄（导杆）滑块机构的研究意义 平面曲柄（导杆）滑块机构是一种常用的机构，有 着广泛的应用。对这个问题做出深入的研究是有意义的。对于给定对应位移的平面曲柄 滑块机构进行综合，通常采用位置矩阵法和图解法。利用位移矩阵法求解，需要求解非线性方程组。不仅要给出迭代初值，而且只能求出一个解。利用几何法作图法对于给定曲柄和滑块两对、三对对应位置关系设计曲柄 滑块机构的问题，可以十分简单地加以解决。而对于复杂的问题，如要求曲柄和滑块实现四对五对对应位置，这时用作图法是难以实现的。在研究用曲柄 滑块机构的相对极与曲柄转角及滑块位移的基础上，采用计算机符号推导，能导出了平面曲柄 滑块机构综合问题的一元三次方程。从而不给初值就可以求出问题的全部解。连续法则通过构造初始方程，采用二次齐化技术求出了全部解。研究该机构的方法众多，不同的方法其侧重点不一样但是都具有很大的研究意义。 二、 发展综述 杆）滑块机构设计的基本问题 曲柄（导杆）滑块机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式，确定各构件 的尺寸，同时还要满足结构设计（如要求存在曲柄、杆长比恰当等），动力条件（如适当 的传动角等）和连续条件等。 根据机械的用途和性能要求的不同，对曲柄滑块机构设计的要求是多种多样的，但这些设计要求可归 纳为以下三类问题： （ 1）满足预定的运动规律要求 如要求连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系；或要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准确地或近似地满足预定的运动规律要求。 （ 2）满足预定的滑块位置要求 即要求连杆能占据一系列的预定位置。因这类设计问题要求机构能引导连杆按一定方位通过预定位置，故又成为刚体引导问题。 （ 3）满足预定的轨迹要求 即要求在机构运动过程中，连杆上某些点的轨迹能符合预定的轨迹要求。曲柄（导杆）滑块机构的设计方法有解析法、作图法、和实验法 。 近年 来对平面曲柄（导杆）滑块机构的研究，不论从研究范上还是方法上都有很大进展。已不再局限于单自由度机构的研究，也已经注意到对多自由度平面机构的研究，并已提出了一些有关这类机构的分析及综合的方法。在设计要求上已不再局限于运动学要求，而是同时兼顾机构的动力学特性，特别是对于高速机械，考虑构件弹性变形的运动弹性动力学也得到很快的发展。在研究方法上，优化方法和计算机辅助设计的应用已成为研究曲柄滑块机构的重要方法，并已相应地编制出大量的，适用范围广、计算机时少、使用方便的通用软件。随着计算机技术的发展和现代数学工具的日益 完善，以前不容易解决的复杂平面曲柄滑块机构的设计问题，正在逐步得到解决。曲柄（导杆）滑块机构是各种机器装置中一种常用的传动机构 机构的运动学性能分析比较困难 ,难以在机构设计完成之后准确判定其性能 以方便的实现机构性能分析和动态仿真 ,降低分析的难度 ,有效提高设计工作效率、产品开发质量 ,降低开发成本 . 为适应生产发展的需要，当前在自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构和机电光液综合机构等的研制声有很大进展。在机械的分析与综合中，也由只考虑 其运动性能过渡到同时考虑其动力性能；考虑到机械在运转时，构件的振动和弹性变形，运动副中的间隙和构件的误差对机械运动及动力性能的影响；以及如何对构件和机械进一步作好动力平衡的问题等等。在连杆机构方面重视了对空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆机构的弹性动力学和连杆机构的动力平衡的研究，而其中就非常重视对曲柄滑块机构的研究。为了获得传动性 能 好的曲柄滑块机构，在曲柄（导杆）滑块机构运动规律的开发、选择和组合上作了很多工作。此外，为了适应现代机械高速度、快节拍、优性能的需要，还发展了高速高定位 精度的分度机构，具有优 良的综合性能的组合机构，以及各种机构的变异和组合等等。 三、 课题设计技术要求 1电磁炉炉盘参数（ 参考） 电磁炉磁芯重量 : 50g ； 30g 电磁炉磁芯尺寸： 5磁炉炉盘尺寸：另附图纸、尺寸 电磁炉底盘重量：约 200g 2 机械手机构设计参数：（ 参考） 自由度数 : 3 机械手坐标型式 : 圆柱坐标 手指开合角度： 50（最大速度为 50 度每秒） 支座旋转角度 : 90（最大速度为 90 度 每秒） 手臂运动参数： 伸缩行程： 100缩速度： 80mm/s 升降行程： 200降速度： 80mm/s 磁芯定位精度： 动方式：气压传动 控制方式：点位程序控制 (采用 3设计方法要求（参考） 采用现代设计方法，进行必要的方案优化设计；关键零件的可靠性设计、有限元设计；技术经济分析与价值分析等。 四、 设计方案与技术路线 1 设计方案 本装配机械手装配元件为电磁炉磁芯，磁芯为小长方体，设计利用振动盘对磁芯进行定 向排列、输送，将杂乱无章的元件按便于机器自动处理的空间方位自动定向排列，为后续的机械手的抓取做准备。元件得到定向的排列之后，将电磁炉底盘固定于可定角度旋转 的夹具上，两边各放一个振动盘对大小两种磁芯进行定向排列。由机械手抓取磁芯并移到底盘相应装配位置，再由气缸推入，实现整个电磁炉磁芯的自动装配。 2 技术路线 1) 收集相关资料，并对现有的资料进行研究，进而分析自己完成本课题还存那方面的困难，除了现有的知识外还应该具备哪些新的知识。 2) 选定自己适合和熟悉的制图软件，对选定的工具进行深入学习以及具体的实践。 3) 对气缸进行仔细的研究，掌握气缸的运动时序。 4) 进行推杆机械结构的分析，根据要求选择合适的传动方式。 5）确定机械手 手爪曲柄滑块 的结构。 6）在调试 后对整个装配机械手进行最后完善。 五、完成的工作量 1 本课题主要设计电磁炉磁芯装配机械手手爪曲柄滑块机构六组同动装置，保证电磁炉 6 条磁芯的准确抓起和准确放入，实现自动装配。 2 根据题目和 原始数据 查阅相关资料 ， 准确理解题意，提出设计方案和技术路线思路，撰写 2000 字左右的 开题报告。 3 根据任务书 的要求， 参照电磁炉炉盘和磁芯的参数， 进行 装置方案 设计 、分析 论证 ，并绘制 装配图 ， 其中， 1 张。 4零件设计， 完成 装置中设计 零件的强度、刚度计算、校核及结构设计 ， 其中， 绘 制折合 至少 8 张。 5 利用 成相应零件的设计建模、装置装配。 6撰写 8000 字 以上 的毕业论文，并将题目、摘要和关键词翻译成英文。 7翻译 1500 字以上汉字的英文资料。 8将答辩内容用 作成幻灯片。 9毕业答辩。 六、 预期成果 通过本课题的设计，完成 电磁炉磁芯装配机械手手爪曲柄滑块机构六组同动装置设计 的装配图、部分零件图及 毕业 设计 （论文）等 。 七、时间安排 第 1 2 周：熟悉设计任务及要求，查阅并分析毕业设计有关文献资料，确定设计方案，撰写开题报告。 第 3 4 周：毕业实 习、构思任务书中规定的设计产品图，翻译外文资料。 第 5 6 周：细化设计方案，学习相关标准，根据产品结构和技术要求确定主机的结构。 第 7 8 周：绘制主机的结构总装配图和相关零件图。 第 9 10 周：整理、总结设计结果，撰写毕业论文，并将题目、摘要和关键词翻译成英文。 第 11 12 周：修改毕业论文，装订毕业设计论文。 第 13 周：将答辩内容制作 加毕业答辩。 八、参考文献 1 气动工程手册编委会 M防工业出版社， 1995 2 吴宗泽等 M国 电力出版社 2011. 3 张建明等 M京理工大学出版社， 2008. 4 陆鑫盛，周洪 M海科学技术文献出版社， 2000. 5 冯清秀 M中科技大学出版