完整版完整版钢板翻转机构机械设计doc.docx

1、完整版完整版钢板翻转机构机械设计docf钢板翻转机构综合一答辩人：、已知条件1） 原动件由旋转式电机驱动2） 每分钟翻钢板20次；3） 其他尺寸如图所示；4） 许用传动角M=50 ；|_T钢板翻转机构工作原理图:护机构运动过程分析1,当钢板T由辗道送至左翻板W1。2,W1开始顺时针方向转动。转至铅垂位置偏左20左右时，与 逆时针方向转动的右翻板W2会合。3,与W2同转至铅垂位置偏右10。左右昇，W1折回到水平 位置，与此同时，W2顺时针方向转动到水平位置，从而完成钢 板翻转任务。仿真视频釆用对称两组四连杆机 构，两套杆组的相位差 20度，恰能够在左翻板 到达竖直位置偏左10度时与右翻板相遇并且

2、一起运动至右侧十度再分 开。不能满足同时从水平位置出发仿真视频曾方案确定方案二采用四个四杆机构，但是最外面两组是平行四边形杆组，故可以简化成为两个基本四杆机 构。但是杆长是经过多次尝试确定，不可缩小，整体占面积过大。會方案三机构简图采用两组曲柄摇杆实现翻转要求机构简图釆用两组曲柄摇杆实现翻转要求参数设计与计算1,极为夹角确定为了保证交接过程平稳可靠，即为了保证两板在平行 位置能够同时旋转，基本上保持同步旋转，两套连杆 机构的极位夹角是一定的。左板转动110度右板转动80度,极位夹角应该(11-8) /22*360 =32.72四连杆在运动时摇杆的角速度不能随意改变，故 相遇前左板w小于右板，相

3、遇中两板w相等,相遇 后左板W大于右板，不可能完全靠四杆机构完成會参数设计与计算2,两套连杆尺寸设计（左）2,确定机架位置2，做出极限位置杆位置3,测量相应杆长计算思路已知机架参数DE=600mm , CE=150mm z取如图所示两个极限位 置/由题知ZACF=100曲柄长L1 ,连杆L2 ,揺杆L3在ABCF中,L3=BC=CE/cos50=233.35mmBE=EF=CE*tan50因为 BD=L2-L1 ,DF=L2+L1又BD=DE-BE f DF=DE+EF 解得：Ll=178.77 mm z L2= 600mm z L3=233.38mm曾参数设计与计算2,两套连杆尺寸设计（右）

4、思路1,确定机架位置2,做出极限位置杆位置3,测量相应杆长计算 BC-CD-AC已知机架参数CE=400mm, CA=150mm, ZBDC=80设曲柄长L1,连杆L2,摇杆L3在三角形ABD中BC=CD=AC*tan40 =125.86mm,L3=AB=AC/cos40 =195.81mm 因为 BE 二 BC+EC,DE=CE-CD即BE=L1+L2,DE=L2-L1,解得：Ll=125.86mmL2=400 mmL3= 195.81mm會参数设计与计算3.曲柄存在条件验证Ll=178.77 mm z L2= 600mm zL3=233.38mm CD=618.47mmLl=125.86m

5、m, L2=400 mmL3= 195.81mm, AE=427mmL2+L3L1+CDL2+L3L1+AE# 电机选择1选择电动机类型电动机的类型根据动力源和工作要求(带周期性变动负载 的机械，大中功率)选用Y2系列(IP54)全圭寸闭自扇冷式三相异步电动机，额定 电压380V,频率50HZo2选择电动机容量对钢板在不同翻板上分别仿真，在重力作用下，女口图3-2-1 钢板在左翻板上时对左翻板施加3920N竖直向下的力，测得 左侧输入轴转矩与时间图电机选择田解1g.uffs1S1W只坟til一 E.U03BU 二si34 = 5.59电动机和I轴Z间，HI轴和曲柄盘之间用的都是联轴器，故传动比

6、都是1E可按图选取I:朋碱速器的动力参数1 0轴即电动机轴的计算口）= P = 3Wno = n = 71 Or / minT = 9550冬=40.352V m刃（）1轴即高速轴的计算片=P = 3x0.99 = 2.87kWnx n 1 lOr / ninT = 9550 竺=3&60 TV m 5 3 3n3 2轴即中间轴的计算P2 =片2 = 2.81 kWx 0.99 = 2.S4kW* 二Z12二 710 = 208r/min3.4= 9550空斤2= 130.452* 加4 3轴即低速轴的计算厶=p2fj2 = 2.76 kWx 0.99 = 2.73 kW n2 208 .n3

7、 = = = 51 厂 / min23 4.1T. =9550 空= 511.66N*加:朋碱速器的动力参数各轴运动和动力参数，列表如下:轴功率伽转矩 T/(N*m)转速n/mi n传动比电机轴340. 357101轴12. 8738.67103.4轴22. 84130. 452084. 1轴32. 73511. 66511密咸速器的齿轮设计一、高速级齿轮传动设计由前面的计算结果知高速级齿轮传动的垠大传递功率为3kW,小齿轮最高转速为71 Or/mins最大扭建为40. 35 N m&闭式齿轮的小齿齿数Z】e 20*40K定齿轮类型.精度等级.材料极其齿数按设il给定的方案，选用直齿圆柱齿轮。

8、(2)运输机为一般工作机器，速度不高，固选了级精度。(3)小齿轮材料为403 (调质，硬度为280HBS；大齿轮材料为40(调质硬度为240HBS。选 Zl=2o,则 Z.=iZ3. 4X25=85按齿而接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。2.按齿面接触强度设讣2.323、讣算：带入巾中较小的值，求得小齿轮分度圆直径的右最小值为密咸速器的齿轮设计2、按为ifti按触强度设il2 323产皿皿x 31 y空2V 0.8 3.4 572取K. =1.2 ,则小齿轮传翅的转距为40. 35N*m1选齿宽系数& =08,由表査得材料的弹性影响系数Zg=1898MP席。由图按齿血 硕度査得小齿轮

9、的接触疲劳强度极限匾二600Wa ,大齿轮的鮭疲劳强度为圆周速度:计算齿宽:b =J d = 0.8x47.58 = 38mm7沁=550MPQ c、由式N二60 ” J Lh计算应力循怀次数N、=6072. = 60 x710x lx 8x300x10 = 1.02xl09 计算齿宽与齿高比：模数叫=”讐=1.90皿 齿高h = 2.25m: = 4.275mm=- = 3.01xl0s12取按触疲劳寿命系数Khn、= 0.97, Krv2 = 14 取效率为1%,安全系数s二I,则：%= $ 1可：= L04x55Q = siZMPaS 1il算载荷系数 根据v = 1.77x1O-37；

10、j/s 7级精度，直得动我系敖Kr = 1.12对J：直齿轮KVa=Kfa=l査得使用系敖 心=1用插值汰査得7级精度小齿轮非对称布置时,K = 1.287 山卫= 8.89, K血= 1.287 可杳得 KFi? =1.28h故我荷系数 K = KaKVK田K曲=1.46、1 X:萨咸速器的齿轮设计计算模数:m = 2.03niinZ】3.按齿根弯曲强度计堆 f 2KT YY弯曲强度的设讣公武为/7阳二 500MPa Km -0.86 I2xl.41x4.035xl040.8x25?*0.0162= 1.54nmim=2nm =虫=25inZ2 =34Z = 854几何尺寸ih分度闘直径;d

11、, = Zjin = 25x 2 = 50min dr = Z?m = 85x2 = 170mm中心距 a = 空2 = lOOrnin2齿轮宽度： b二dd =08x4758 = 38mm取 B= 357H?fi B、= 40讪至此，高速级齿轮的计算完毕。同理计算低速级齿轮参数：密咸速器的齿轮设计各级齿轮参数高速级低速级低速级Z1Z2Z1Z2Z1Z2齿数25852510225140分度圆直径mm501705020450280模数mm222曾链轮设计1选择链轮齿数及传动比由设计要求，该链轮仅传递转动，传动比i二1,为了减小空间占用选取Z1二Z2=17。2计算当量的单排链计算功率Pea(6-1)

12、根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数，将链传动所传递的功率修正 为 当 量 的 单 排 链 计 算 功 率“ Kp查表得工况系数K.、=1.0 主动链轮齿数系数Kz = 154 多排链系数嗨=1传递得功率P = = 95kW,代入式(6 1)5 5 0 5 0得 Pca =1.463kW3确定链条型号和节距p查机械设计【2】图9-11选区链号为20A,再查表9-1得节距p二31. 75mm4计算链节数和中心距初选中心距a0=46p=1460. 5mm 讣算链节数oa0 zl + z2 = 27+计算最大中心距am. = P（ P2Z）=1AQ |7= 31.75 x（ ） - 1460

13、.5nm 1449.94（15计所需中心距）2曾运动仿真B34角度时间图与角速度时间图对应起来看，翻版左可以实现转100度，右翻版可以实现80度，并且当左翻版转100度与右翻版交接时角速度接近0,使得交接过程非常平稳會关键部位校核74翻板静应力校核7.2连杆连接轴校核7.3长连杆拉应力校核7.4翻板轴校核7.5轴承的校核详细计算过程见word说明书P26-31:取联轴器的选择根据本次设计的要求选择凸缘联轴器。原因：该联轴器对两轴中性的要求很高，且当两轴有 相对位移存在时，就会在机件内引起附加载荷，使工 作情况恶化。但是该联轴器的构造简单、成本低、可 传递较大的扭矩，故对于该步进送料机构运用凸缘

14、联 轴器完全满足要求。三维建模及各零件设计2整体构型1左右翻板二维建模及各零件设计翻板轴支架翻板轴翻板轴轴套巒三维建模及各零件设计右侧输入轴齿轮轴# 三维建模及各零件设计3装配体装配输入轴支座#三维建模及各零件设计翻板轴支座三维建模及各零件设计联轴器及装配曾设计总结在翻转机的设计过程中，利用三维软件做仿真分析我发现， 三维软件对复杂机构进行设计具有准确性高和设计效率高的 优点，而且仿真分析对机构验证和安装调试具有很好的指导 作用。詁计过程中参照的翻转机，工作可靠，钢板交接平稳， 逆向翻转也没问题，能够很好的完成翻板任务。由于翻转机节省能源，安全可靠，后期维护费用低，可 以用在钢厂中厚板车间使用，尤其在翻转厚钢板方面有更加 突出优势，能够有效提高产品质量，增强产品竞争力。系统 运行稳定、可靠，故障点容易查找，维护量小，大大减少人 工劳动强度，延长设备使用寿命，减少维护量，提高综合效 益。f谢谢！答辩人：