冷床运输机(已选).pdf

·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=1

2.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/n=710/30=23.67

电动机曲柄

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=ii=(1.2～1.3)ii，取高速级传动比i=5.44，低速级传

1234343412

动比i=4.35。

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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5

H=EE=2EDsin(ψ/2)

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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