铁板输送机构_MATLAB分析.doc

机械原理课程设计 课题名称： 铁板输送机构 指导老师： 小组成员： 报告日期 目录 一 设计课题 二 工作原理 三 题目分析 四 机构的运动方案分析和选择 4.1 机构的运动方案分析 4.2 绘制运动循环图 4.3 运动方案的选择 五 轮系的分析和计算 六 附加机构（铰链四杆机构）设计 6.1 杆长尺寸计算 6.2 四连杆机构的运动分析 七 剪断机构的分析 7.1 机构的尺寸计算 7.2 机构的运动分析 八 总结 九 附录 9.1 四连杆机构运动分析源程序 9.2 剪断机构运动分析源程序 一 设计课题 一、工作原理及工艺动作过程 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）前进的运动中剪断铁板，即飞剪机。另一种是将板料做定长度的间歇送进，在板料短暂的停歇时间内，剪刀在一定位置上将铁板剪断，本题要求做后一种剪断方式的机构方案设计。 二、原始数据及设计要求 (1) 原材料为成卷的板料。每次输送铁板长度为L＝1900或2200mm(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。 三、设计要求 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)。 二 工作原理 利用附加曲柄摇杆机构实现连续转动。利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，如图： 所以在主动曲柄AB（齿轮1）等速转动，系杆H变速运动的一周内，齿轮4在某一时间内总能使其角速度为零。在主动曲柄AB（齿轮1）等速转动一周的时间内，从动齿轮4按下述规律运动：当曲柄开始转过某一角度时间内时，齿轮4停歇不动，以等待剪切机构将铁板剪断；在主动曲柄转过一周中其余角度时，输出构件4转过另一角度，这时刚好将铁板输送到所要求的长度L。 三 题目分析 因为要求剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十五分之一，故设机构的停歇时间是铁板输送周期的十二分之一。即曲柄转过30°期间内，齿轮4停歇，剪板机开始剪断铁板。 图示辊轮4′和4〞将铁板压紧，依靠辊轮和铁板间的摩擦力将铁板从巻料上拉出并推向前进做纯滚动，故每次输送的长度L=θ*R4。由于ABCD四连杆机构为曲柄摇杆机构，假设在主动曲柄转过一周中其余角度时，输出构件4转过240°。 经查阅部分型号剪板机行程次数如下所示：现取n=50r∕min。 则主动件1的角速度w1=πn/30。 四 机构的运动方案分析及选择 4.1机构的运动方案分析 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。 大致有几条途径： (1) 利用构件上一点在圆弧段或直线段上运动，在某一时间段内运动构件暂时脱离运动链，使后续构件实现停歇； (2) 利用两种运动的叠加使构件实现间歇运动； (3)工业上常用的简单间歇机构有棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等，具有结构简单、制造方便，运动可靠等优点， 因此可以采用组合使用的方案。 4.2 绘制运动循环图 因为该方案中输送机构既能输送铁板又能固定铁板，故只要协调好该输送机构的转动和静止的时间，就能使机构协调配合。（题中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。本次分析中剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十二分之一）。运动循环图如下： 输送机构 送料 停歇 送料剪切机构 静止 剪断 静止 输送机构 送料 停歇 送料 剪切机构 静止 剪断 静止 4.3 运动方案的选择 方案一： 要实现铁板的间歇运动，可以利用一个简单的不完全齿轮机构来实现，根据题意可知停歇的时间为运动周期的十分之一，因此将主动轮设计为不完全齿轮，且锁止圆弧的角度约为36°，假设齿轮1和齿轮2的传动比为1，则齿轮2 的停歇的角度亦为36度，而齿轮3的停歇角度为36/i23, 由图可知2d1d3,则2z1z3,推出i232，因此可设计传动比为3，并假设齿轮2的齿数为120。则齿轮3的齿数为360，此时齿轮3的停歇角度为36°/3=12°，由几何关系可导出，齿轮4的直径为924.594mm，同时齿轮1和齿轮2的直径为308.198mm