机械原理钢板翻转机构教材

一、题目

实现内容：将钢板翻转180°

实现过程：当钢板T由辊道送至左翻板W1后，W1开始顺时针方向转动。转至铅垂位置偏左10°左右时，与逆时针方向转动的右翻板W2会合。接着, W1与W2 一同转至铅垂位置偏右8°左右，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。

机构原理图：

T

图一二、已知条件：

1）原动件由旋转式电机驱动；

2）每分钟翻钢板15次；

3）其他尺寸如图所示；

4）许用传动角［丫40°

三、设计任务

1、提出可能的运动方案，进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；

2、确定电动机的功率与转速；

3、设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制钢板翻版机机构的运动简图；

4、用软件（VB MATLABADAM或SOLIDWOR!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。

5、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

四、过程分解

过程一：左翻板W1开始顺时针方向转动，转至铅垂位置偏左10°左右。右翻板再次过程中也逆时针转动向左板靠近，直至贴合。

过程二：左翻板W1与右翻板W2 一同转至铅垂位置偏右8°左右。

过程三：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。

六、提出方案

方案一

运动简图：

图二

左板设计计算

图中 AD=1500

CD=500 令/ ADC=:

且 CD=C I D=L 3

AD= L 4

则当右夹板与左夹板贴合时a= ,B

即 AC 2

L2 -2* J* L 3*COS ： , AC 二 L^ L i ①,

C OS

AD 2

GD 2

-AC i 2 L ； L ：-AC i 2 _

2* AD*C 1D _ 2* L 4*L 3

即 AC i 2

=L 42

+L 32

-2*L 3*L 4*COS

1

,AC i =L 2+L i ②

由①②带入数值解得：L2=i428, Li=374.8

右板设计计算

在三角形ACD 中, COS ： 2 2 2

AD CD - AC

2* AD *CD

L 4 L 3

- AC 2 2* L 4* L 3

在三角形ACD 中,

/ ADC 仁：

图四

/ GDA=20

/ GDA+ / ADF=180 贝U/ ADF=160

在厶ADF 中AD=1500 ,DF=450, / ADF=160 °

算得：

AF=1929.01 / DFA=15.4 °

/ AFE=/ DFE- / DFA=40 ° -15.4° =24.6°

在厶AFE 中AF=1929.01 , EF=500,Z AFE=24.6°

算得：

AE=1489(即L22)

在厶 AFE,中AF=1929.01 / AF E, =24.6° +82° =106.6° F E, =500

算得：

A E, =2126.54 (即: L i2+ L22)

故：L i2=637.54 L22=1489

万案一排除左右夹板的曲柄在一个平面的相互干扰，设计左右夹板同轴但不同平面的圆周上运动。

运动简图钢板运送到左板，左板水平

冬

五两板同时偏转到垂直偏右8

图六实现钢板180。翻转，右板水平

图七

如图五、图六所示，分别是两套曲柄摇杆机构的极限位置。当曲柄以15r/min 速度顺时针旋转了180°时，两摇杆恰好同时到达极限位置，使交接钢板的重合位置位于垂直方向向右偏8°的位置，再转180°同时回到初始位置，且曲柄的转动是匀速的，从而实现同时进程，同时回程，往复循环。

设计计算

左夹板曲柄摇杆机构的尺寸

1/

设曲柄长度a!、连杆长度b （在图中体现为QA,TB长度）、摇杆长度G。0小、

O i B为摇杆的两极限位置，OC为.AQB D的角平分线。根据题意，.AOQ =49°

BOC =49°。过P作OQ的垂线，分别交过曲柄轴线的水平线于点A、C、B 设计尺寸：

O1CQ2M 450mm

PC 2000mm

在图中：PA=PC-AC=b1-a1③

PA=PT+TB-AC-BC= 印+ b- 2AC ④

由③④得: a〔= AC

AC= BC= O i C tan / AO 1C =450* tan 49° =517.67mm

即： a 1=517.67mm

又因 匕+ a = PC +BC

解得：

b 1

= PC =2000mm

C 1 =

O 1C

450

/

o

=685.91mm

cos / AO 1C cos49

左摇杆长q=685.91mm 左曲柄长a 1 =517.67mm

左连杆长b|=2000mm 右边曲柄摇杆机构的尺寸

设曲柄长度a 2、连杆长度b 2、摇杆长度C 2。 O 2D 、O 2E 为摇杆分别为水平，垂 直向右偏8。的两位置，O 2F 为.DO 2E 的角平分线。根据题意，/ DO 2F =/ EO 2F =41°过P 作O 2F 的垂线，过 02作O 2M 丄PM 于点M 。

PM=PC+O i O 2=2450mm

Q

I

图7