冷床运输机(已选)

·1一设计题目：题目：冷床运输机冷床运输机用于将热轧的钢料在运输过程中逐渐冷却。机构示意图如下图所示，拨杆上装有可以单向摆动的拨块，拨块前移时推动在轨道上的钢料向前移动H，然后返回原处，作往复循环运动。图1：冷床运输机工作示意图该机构采用电动机驱动，传动方式为机械传动。二设计任务目标及要求1.设计参数：电动机转速n=710r/min拨杆往复次数30次/min行程H=800mm行程速系数比K=12.设计任务及要求（1）拟定机械传动系统方案：构思出至少两种运动方案，主要考虑满足运动要求，运动性能，制造和维护方便，具有良好的动力传动性能，以及结构紧凑等方面的因素。并在说明书中画出运动草图，经过对所有运动方案进行分析比较后，选择一种方案进行详细设计。并对方案的可行性进行论证。（2）绘制机构的原理图和机构运动简图。（3）确定运动尺寸。（4）分析初始位置的速度，加速度。（5）编写设计计算说明书。三机构传动方案及其设计1.方案1：用对心曲柄滑块机构实现预定运动由题意要求所设计的机构行程速比K=1，对心曲柄滑块机构满足此要求，机构示意图如图2.图2：方案1的机构简图拨杆在图中相当于滑块，它的行程为H=800mm，所以曲柄长度为a=400mm，电动机需要有减速装置，所以要使用齿轮减速器，如图3所示减速装置的传动比为i=n电动机/n曲柄=710/30=23.67减速器采用两级齿轮传动，按两对齿轮齿面承载能力相等的原则图3和两个大齿轮浸油深度大致相等的原则综合考虑，分配各级传动比为i=i12i34=(1.2～1.3)i34i34，取高速级传动比i12=5.44，低速级传动比i34=4.35。此机构的特点为当曲柄匀速转动时，滑块变速移动，连杆与曲柄重合时，滑块速度最大。若连杆的长度b与曲柄长度a之比为λ。即λ=b/a，则增大λ，滑块的速度比变化平缓，并使得最大速度减少。若连杆长度b=600mm，则机构的最小传动角为：rmin=arccos(a/b)=arccos(400/600)=48.19°2．方案2：用六杆机构实现预定运动如图四所示的六杆机构是由行程速比系数K=1的曲柄摇杆机构ABCD和在摇杆E处添加连杆4和滑块5组成的Ⅱ级杆组构成的。当滑块导路中心线通过线段MN的中点时，滑块的行程为图4：六杆机构机构简图图5H=E1E2=2EDsin(ψ/2)由于K=1，所以C1C2=2AB，则sin(ψ/2)=AB/CD，代入上式可以得：H=2AB(ED/CD)由此式可得，缩小CD的尺寸或加大ED的尺寸都可以扩大滑块的行程H。图5为此机构应用于冷床运输机上的示意图，曲柄AB做成偏心轮的形状。3.方案3：用齿轮齿条机构实现预定运动如图6所示，传动机构由上、下齿条，齿轮及曲柄摇杆机构构成，上、下齿条同时啮合的齿轮由曲柄AB驱动而做往复运动，下齿条固定在机架上，上齿条固定在拨杆上，齿轮可带动做行程较大的往复移动，当曲柄长度为a时，则拨杆的行程H=4a.机构简图如下图64.三个方案的比较方案1能满足预定的运动规律的要求，也能满足预定的轨迹要求机构中曲柄匀速转动，但滑块变速移动，连杆与曲柄垂直时滑块的速度最大。此方案设计和计算简单，但横向尺寸较大，而且传动性能，工作行程的速度平稳性不好。方案2是使用六杆机构来实现预定的运动行程，相对于方案1来说，此方案可获得较小的运动所占空间，能获取有利的传动角，可获得较大的机械利益。机构在运动中加速度变化幅度大，扩大了机构从动件的行程，可使从动件的行程可调。但是六杆机构的尺寸参数多，运动要求复杂，且运动构件数目越多，其机构的精度越低，其设计也比较困难。方案3是一对上、下齿条同时啮合的齿轮由曲柄驱动作往复运动，齿轮可带动拨杆做行程较大的往复运动，但齿轮制造精度要求高，加工比较复杂，需要考虑的因素较多，另外，齿轮齿条为高副接触，容易磨损，磨损之后还会影响机构传动的平稳性，并将产生震动和噪音。四.最优方案的详细设计根据以上各个方案的优缺点，综合分析后，选用方案2。机构原理：此方案的机构是由六杆机构组成，由一个行程速比系数K=1的曲柄摇杆机构ABCD和在摇杆E处添加连杆4和滑块5组成的Ⅱ级杆组构成，曲柄AB做成了偏心轮的形状。因为缩小CD的尺寸或者加大ED的尺寸都可以扩大滑块的行程H。此方案的机构原理图如图7图7根据以上方案的分析综合，对该机构整体布局，设计各杆的长度，及各参数的确定，具体数据如下：曲柄的长度LAB=100mm，连杆BC的长度LBC=400mm，摇杆CD的长度LCD=225mm，DE的长度LDE=900mm，连杆EF的长度LEF=300mm，计算可得出MN=93.78mm，H=800mm，机构的最小传动角γmin=81.01°。五运动分析此方案的机构原理图如图七所示机构的运动分析过程如下：速度分析过程如下：由题意可得加速度分析：结果检验：由运动分析可得F的速度为500mm/s，加速度为2.6m/s2，符合预定的设计要求，且由速度和加速度值来看，该机构的运动平稳，震动较小，所以该机构在给定杆长的要求下能满足预定的要求。六设计体会机械原理的课程设计的最重要的一部分终于完成了。在这个过程中我碰到了许多的问题，也有了很多的感触。机械原理课程设计是使学生全面系统地掌握和深入的了解机械原理课程的基本原理和方法的一个重要环节。对于培养学生机械运动方案设计，创新设计，以及设计工程机构的能力有很大帮助。也充分锻炼了我们个人的动手能力。对于我来说，在搞课程设计之前，我就觉得这个课程设计肯定是个难题。因为我机械原理学的不够深入，还有很多方面的知识没有熟练的掌握。所以我感到非常的有压力。而且老师说我们班上的同学设计题目必须都不相同，在我选题目的时候发现书上的例题全被同学选了。我只好选冷床运输机了，上网搜资料什么都搜不到，而且只有一本参考书上有这个机构的简介。我感到很渺茫。后来慢慢的按照书上例题的思路写任务，选方案，画图，写运动分析。可以说是慢慢的摸出来的出路。我觉得这次课程设计给我带来的收获有一下几点：首先是自己的心态问题，假如一开始就轻视这个过程，觉得随便抄抄，到处找点资料凑凑数，那必定什么都学不到。我觉得我们必须要用严谨的态度对待，无论是画图还是数据处理。其次，课程设计让我感觉到我各方面知识的欠缺，有好多次都是碰到一个知识点不懂了，然后要去翻书。这说明以前的知识掌握的不够好，不能运用自如。另外就是这次课程设计让我对大学学过的知识有一个很好的回顾。因为里面涉及到机械制图，CAD，和理论力学，机械原理等很多方面的知识，这让我吧以前学的又复习了一遍。还有一个就是我深刻体会到了理论联系实际的重要性。老师说的对，会做题，考试成绩好不能说明什么。但是课程设计却能看出一个人的动手能力。缺少了建立实物，模型的能力，也就说只有纸上谈兵的能力在我们以后的生活中是远远不够的。总的来说，通过这次课程设计我发现了很多的问题。知道自己身上存在很多的缺点和不足。但是也使我认识到：面对困难要