平板搓丝机的执行机构

平板搓丝机的执行机构

2011年1月4 日

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目录

1 设计任务 (2)

1.1 设计题目 (2)

1.2 工作原理及工艺动作过程 (2)

1.3 原始数据及设计要求 (2)

1.4 设计任务 (2)

2 机构的尺寸设计...................................................................................

3 3 滑块C的位移速度曲线....................................... 错误！未定义书签。

3.1 滑块C的位移图像 (3)

3.2 滑块C的速度图像 (4)

4 曲柄所需的驱动力矩 (5)

4.1 工作行程中的驱动力矩 (6)

4.2 空程中的驱动力矩 (6)

5飞轮的转动惯量 (7)

6 仿真图像 (7)

6.3滑块的位移图 (7)

6.2 滑块的速度图 (8)

6.3滑块的加速度图 (8)

7 最终执行机构 (9)

8 搓丝机安全操作规范 (9)

9 设计心得与体会.................................................................................

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参考文献 (10)

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1 设计任务

1.1 设计题目：平板搓机的执行机构

1.2 工作原理及工艺动作过程：

图示为平板搓丝机结构示意图，该机器用于搓制螺纹。电动机1通过V带传动、齿轮传动3减速后，驱动曲柄4转动，通过连杆5驱动下搓丝板（滑块）6往复运动，与固定上搓丝板7一起完成搓制螺纹功能。滑块往复运动一次，加工一个工件。送料机构（图中未画）将置于料斗中的待加工棒料8推入上、下搓丝板之间。

1.3 原始数据及设计要求：

平板搓丝机设计数据

该机器室内工作，故要求振动、噪声小，动力源为三相交流电动机，电动机单向运转，载荷较平稳。工作期限为十年，每年工作300天；每日工作8小时。

1.4 设计任务：

1. 针对图1所示的平板搓丝机传动方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；

3

2. 假设曲柄AB等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；

3. 在工作行程中，滑块C所受的阻力为常数（搓丝动力），在空回行程中，滑块C所受的阻力为常数1kN；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；

4. 取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；

5. 用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。

6. 图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书

2 机构的尺寸设计

其中BC=1340 mm

由滑块行程320~340 mm 来确定AB=160 其余根据比例和查资料求出。如图所示：

4

(1), 以A为原点建立直角坐标系，得到C点的位移曲线函数是：y=

-110;(x=1332，1348) 滑块C的位移的变化规律曲线；

(2)，以A为原点建立直角坐标系。

VB?536m/s；VB?VX

VC?X?B222?VY；2?Vy2?5362?Vy2

令：x?Vc；y?Vy且(y=-536,536)

得到

C点的速度曲线函数是：

x=(536.^2-y.^2).^0.5;(y=-536,536)

5

滑块C的速度的变化规律曲线；

建立以A点为坐标原点的直角坐标系。AB与y轴的夹角为θ，当滑块在最右边处AB与y轴的夹角为α，当滑块在最左边处AB与y轴的夹角为β，BC杆与水平位置的夹角为γ。已知：AB=160；BC=1340;C点到y轴的距离H=110

AB逆时针旋转

xb ?ABcos?;yb?ABsin?

sin??110

1340?160?110

1500

?;??4.2 110

1180

20sin(???)?1101340?1102;??174.7 0BC?(x

c?x

b)?(yb?110)；

xc?xb?BC22?(yb?110)

cos??xc?xb

BC

4.1工作行程中的驱动力矩

当—α<θ<β时，即：—4.20<θ<174.70，滑块往左边运动，在加工零件此时滑块C所受的阻力为常数（搓丝动力）即：f1 = 9 KN .以C 点为研究对象

F1?f1cos?;

?xc?xb110?ybFBC?(,)F1 BCBC

?AB?(ABcos?,ABsin?) 驱动力矩：M1???FBC?AB

(110?160sin?)134022M1??9cos??160?9?(160?sin??110)cos??160?9sin?2?(sin ??110)2

4.2 空程中的驱动力矩

当β< θ< 2π—α时，滑块C所受的阻力为常数1kN即：f2 = 1 KN .以C点为研究对象

F2?

f2cos?;

7

?xb?xcyc?110FCB?(,)F2

BCBC

AB?(ABcos?,ABsin?)

驱动力矩：M

2

???FCB?AB

其中飞轮转一圈的时间T=60/32 s 这样得到角速度w = 2π/T=16π/15

M1?160?9coswt?160?9?(160?sinwt?110)coswt?160?9sinwt

2

2

(110?160sinwt)1340

22

2

2

?(sinwt?110)

2

M2??160coswt?160?(160?sinwt?110)coswt?160sinwt

(110?160sinwt)1340

?(sinwt?110)

2

L1?

?Md