铁板输送机构设计

1、 题目三 铁板输送机构设计一、设计题目设计一剪板机的铁板输送机构二、原始数据和设计要求 (1)原材料为成卷的板料。每次输送铁板长度为l1900或2000或2200 mm(设计时任选一种)。 (2)每次输送铁板到达规定长度后，铁板稍停，以待剪板机构将其剪断。剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十五分之一。建议铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的1.5倍，以保证有较高的生产率。(3)输送机构运转应平稳，振动和冲击应尽量小(即要求输送机构从动件的加速度曲线连续无突变)。三、方案设计 将卷料展开并剪成一定长度铁板的剪板机，可以有两种剪断方式。一种方式是板料匀速连续送进，剪刀在和铁板同步(同速)前进的运动中剪

2、断铁板，即飞剪机。附录一所介绍的第四个图例(图3·4)，就是采用这种剪断方式的一种剪切机构方案。另一种是本题所采用的方式，即将板料作定长度的间歇送进，在板料短暂的停歇时间内，剪刀在一定位置上将铁板剪断。 将铁板作间歇送进的机构方案设计，可从下述两个方面考虑机构的选择： (1)如何夹持和输送铁板，并使停歇时保持铁板的待剪位置； (2)如何实现间歇送进，并能使铁板停歇时运送铁板的构件的速度和加速度曲线仍然连续，这样，送进机构的运转就比较平稳。 附录三介绍了几种实现间歇送进的机构实例，从中我们可以得到一些启迪。大致有几条途径： (1)利用机构中运动构件暂时脱离运动链，使后续构件实现停歇；

3、(2)利用构件上一点在圆弧段或直线段上运动，使与之相连的构件实现停歇； (3)利用两种运动的叠加使构件实现间歇运动； (4)其它。从这些思路出发，可以参考附录三中的图例构思本题的机构方案。工业上常用的简单间歇机构，如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等，虽具有结构简单、制造方便运动可靠等优点，但在动力性能、动停比(运动时间和停歇时间之比)方面很难满足设计要求。所以常用组合机构来满足设计要求。如果采用两个辊轮将铁板压紧，依靠辊轮和铁板间的摩擦力将铁板从卷料上拉出并推向前进的输送方式，则附录三中图3.16、3.17、3.19、3.20、3.2l等都有可能改造成使辊轮作短暂停歇的机械。例如附录三中图

4、3.19可以改造成图1所示的方案。 图1中构件234H组成两自由度的差动轮系，以它作为基础机构。内齿轮4和输送辊固接在一起作为输出构件。除H 作为一个输入构件外，还可取2或3作为另一个输入构件，由于差动轮系中各轮之间有如下的运动关系：或： 所以，若其中一构件(如2或3)作匀速运动输入，另一构件(H)作连续非匀速运动输入，则总可以使构件4在某一段时间内的角速度为零。图1中采用齿轮1向齿轮2传送匀速转动。同时1通过曲柄摇杆机构ABCD将变速运动输送给转臂H这种机构可使构件4(近似)停歇时，构件1的转角大于20º。图1 钢板输送机方案四、设计步骤1方案设计和选择方案 方案设计过程见上节所述

5、。选择方案时可以从下述几方面进行方案比较： (1)机构能否满足所提出的设计指标； (2)机构结构是否简单、可行，工作可靠； (3)铁板厚薄规格变化时机构能否调充； (4)其它。2根据选用方案，找出实现输送辊停歇的条件和明确设计思路。以选用图1所示齿轮连杆组合机构为例。由上述已知差动轮系各构件间的运动关系为：因为：所以：由此得出位移关系：轮4是在时停歇，故轮4 的停歇条件是：这个公式也就是铰链四杆机构两连架杆CD (即)和 AB (即)之间必须满足的运动关系。至此，我们可以明确理出设计这种机构的思路：先设计齿轮机构，确定出各轮齿数；然后按满足两连架杆对应角位移(、)的命题设计铰链四杆机构。 3基

6、础机构(齿轮机构)设计 主要目的是确定差动轮系各齿轮的齿数，同时也可确定齿轮1、 2的齿数。 (1)根据机器结构和强度要求，选取输送辊的外径D、轮齿模数m和输出构件(内齿轮)的齿数 (2)由输送铁板长度l和输送辊外径D，计算输送铁板时构件(内齿轮)4的转角(3)设齿轮1一转为一个输送周期(时间为T)，将公式在(o，T)区间积分，求出齿轮2、4的转角和齿数关系因为：所以：由上式可求出齿轮1的齿数。 (4)若选用标准齿轮，则根据同轴条件可选齿数和。(5)选行星轮个数用公式检验安装条件。若所得不为整数，应重选齿数和。 (6)按公式检验邻接条件，若不满足，应重选齿数和。 4附加机构(铰链四杆机构)设计

7、 (1)根据输送周期和剪板工艺对停歇时间的要求，确定停歇角，即对应于输送辊停歇时，机构主动构件转过的角度。 (2)对图1所示机构，上述导出的输送辊停歇条件 就是铰链四杆机构的设计条件。这是“给定两连架杆对应角位移，要求设计铰链四杆结构”的命题。由于铰链四杆机构最多只能解决“给定两连架杆四对对应角位移”的命题，所以，为了考虑到机构要有合适的尺寸比、合适的传动角和机构运动空间等附加条件，常常以实现“给定两对(或三对)对应角位移”作为命题，以便能从众多解中选出合适的一组解。今以满足停歇要求的“两对对应角位移”的命题为例。给定的两对角位移为根据这两对对应角位移，即可设计铰链四杆机构。（3）检验曲柄存在

8、条件和运动连续性。（4）检验传动角，可取。（5）确定的两连架杆的初始位置、，用解析法精确求解四杆的相对长度。 5铁板输送机构运动分析根据执行构件位移、速度、加速度公式，计算并作出输送辊轮的位移线图、速度线图和加速度线图。分析评估机构是否满足设计要求，提出改进意见。图1所示机构的角位移、角速度和角加速度公式为 6整理设计说明书设计说明书应包括设计题目、设计要求、方案设计和选择、机构尺寸和运动参数的确定。电算部分应有标识符说明表和计算程序框图，并附打印的源程序和计算结果。 五、建议完成的工作量 本题设计时间为2周。 组合机构运动分析用解析法进行。编写程序时可根据具体情况，直按调用解向量三角形的子程序(附录六)；并用图解法