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    文章详情:机械原理素材doc

    时间:2022-08-02 09:29:22 作者:乐鱼nba应用下载来源:乐鱼nba应用下载

      3 实例一——热镦挤送料机械手的设计 3.1 设计要求 图 3.1 机械手的外观 设计二自由度关节式热镦挤送料机械手,由电动机驱动,夹送圆柱形镦料,往 40 吨镦头机送料.以 方案 A 为例,它的动作顺序是:手指夹料,手臂上摆 15,手臂水平回转 120,手臂下摆 15,手指张开 放料.手臂再上摆,水平反转,下摆,同时手指张开,准备夹料.主要要求完成手臂上下摆动以及水平回 转的机械运动设计.图 3.1 为机械手的外观图.技术参数见表 3.1. 表 3.1 热镦挤送料机械手技术参 3.2 功能分解[5] 夹料机构:靠平面连杆机构做间歇的直线往复运动 送料机构:送料机构由 2 种动作的组合,一是间歇的回转运动,二是做上下摆动. 夹料机构:通过凸轮对手臂上平面连杆机构的控制来调整手指间的间隙从而达到对物料的夹紧和松 开. 送料机构:当料被抓紧后,通过凸轮对连杆一端的位置的改变进行对杆的摆角进行调整,从而实现 对物料的拿起和放下的动作.手臂的回转通过回转机构进行实现. 3.3 选用机构 表 3.2 机构选用表 夹料机构与摆动机构:根据动作要求,由表 2.1 设计实例库 A3,A1={a31,a41,a42,a11,a51},由 于机构要具有停歇功能,且要进行运动变换,故选择直动从动件盘形凸轮. 送料机构 2:由表 2.1 设计实例库 A2={a14,a24,a34,a44,a54},由工艺动作可得,该机构选用齿轮机 构 a14. 3.4 机构组合 为使机构能够顺利工作,采用串联和并联结合的结构组合,其中 A1 为夹料机构,A2 为摆动机构, A3 为回转机构.如图 3.2 所示: A3 A1 A2 图 3.2 机构组合图 3.4.1 机构运动简图 方案一: 图 3.3 传动方案一 方案二: 图 3.4 传动方案二 3.4.2 方案评价 方案一:该机器依靠两盘状凸轮及连杆机构实现手指的张合与手臂的上下摆动.而圆柱凸轮的旋转 带动链轮回转从而实现手臂的回转.这种虽然方案简单易行,但结构较大,链传动是挠性的拉拽,难于定 位;而且链条及链轮布置在水平面内,链条不宜过长.定位精度不能保证,故不宜采用此方案. 方案二:该方案在手指的动作和手臂的仰俯方面与方案一采取同种设计,在手臂的回转上采用了不 同机构,它通过轴上的圆柱形凸轮 12 来带动齿条 13 的运动,通过齿条来实现齿轮 6 和 7 的运动从而完成 手臂的回转. 此方案结构简单, 各运动部件之间的运动都易于实现, 不会出现干涉现象. 由于传动链较短, 累积误差也不会太大,从而可以满足 3.5 传动设计 3.5.1 传动比计算 已知电动机的转速为 1440r/min,送料频率为 15 次/min 即 i 总=1440/15=96 3.5.2 运动循环设计 机械手的动作顺序: 手指夹料——手臂上摆 15° —— 手臂回转 120° —— 手臂下摆 15° —— 手指松开——手臂上摆 15° —— 手臂反转 120° —— 手臂下摆 15° 机械手工作的 频率为 15 次/min,T=4s.轴转一次要完成一个循环,转角分配如表 3.3 所示: 表 3.3 转角分配表 动作关系如表 3.4 所示 表 3.4 机构动作关系表 2.5.3 凸轮设计[6][7] 1) 手指凸轮设计:由连杆机构(如图 3.5 所示)可计算出凸轮尺寸.杆 AC=200mm,AB=90mm, ED=215mm.此凸轮为摆动从动件盘状凸轮.基圆半径 r=35mm,摆杆为 70mm. 图 3.5 手指连杆机构 取基圆半径 r=35,由作图法得到凸轮如图 3.6 所示: 图 3.6 手指凸轮 2) 手臂凸轮设计:由连杆机构(如图 3.7 所示)可计算出凸轮尺寸.杆 AC=684mm,AB=580mm, ED=150mm.此凸轮为摆动从动件盘状凸轮.基圆半径 r=65mm,摆杆为 50mm. 图 3.7 手臂连杆机构 取基圆半径 r=65mm,由作图法得到手臂凸轮如图 3.8 所示: 图 3.8 手臂凸轮 3)圆柱形凸轮设计: XD=2*3.14*30=188.4mm; 升程 h=56.72mm; 圆柱半径 rP=30mm; 由作图法得到圆柱凸轮如图 3.9 所示: 图 3.9 圆柱凸轮 利 用 液 , 气 , 声 , 光 , 电 , 磁 等 工 作 原 理 的 机 构 统 称 为 广 义 机 构 . 在 广 义 机 构 中 ,由 于 利 用 了 一 些 新 的 工 作 介 质 或 工 作 原 理 ,广 义 机 构 比 传 统 机 构 更 简 便 地 实 现 运 动 或 动 力 转 换 . ----------------------------------------------------------- 机 械 手 臂 伸 缩 液 动 机 构 ------------------------------------------------------------ 上 图 中 在 缸 1 里 有 两 个 有 活 塞 杆 连 接 的 活 塞 2; 塞 杆 上 有 两 个 滚 子 3. 活 星 形 凸 轮 4 和 轴 a 固 接 , 4 放 在 活 塞 杆 的 切 口 内 , 轴 . 装 在 壳 体 中 , 两 者 绕 定 轴 A 转 动 . 在 缸 1 的 两 端 装 有 电 磁 阀 5 和 6, 阀 的 线 圈 接 人 控 制 电 路 .在 没 有 激 励 时 ,两 个 阀 使 缸 1 的 两 个 腔 室 和 大 气 相 通 .假 如 激 励 左 边 的 阀 5 的 线 的 左 腔 室 和 压 缩 空 气 储 气 箱 相 通 ; 在 压 缩 空 气 压 力 下 , 阀 2 向 右 移 动 . 这 时 , 左 边 的 滚 子 3 作 用 在 凸 轮 4 上 ,使 凸 轮 4 和 轴 a 顺 时 针 向 转 动 .转 动 持 续 到 左 边 的 滚 子 稳 定 在 凸 轮 的 两 个 突 点 之 间 时 才 停 止 . 这 时 , 右 边 的 滚 子 稍 低 于 凸 轮 的 突 点 . 当 激 励 右 边 阀 6 的 线 圈 时 ,阀 使 缸 的 右 腔 室 和 压 缩 储 气 罐 相 通 ,断 开 左 边 的 阀 的 线 圈 , 活 塞 向 左 移 动 . 在 右 边 滚 子 3 的 作 用 下 , 凸 轮 4 和 轴 a 逆 时 针 向 转 动 . ------------------------------------------------------------ 上 图 为 声 音 轮 机 构 , 当 青 叉 1 振 动 时 , 它 轮 流 地 接 通 电 磁 铁 2 和 人 当 电 磁 铁 激 励 时 ,它 的 两 极 把 轮 4 的 突 出 部 a 和 b 吸 引 过 来 ,致 使 轮 4 绕 A 回 转 某 一 个 角 度 ; 这 时 突 出 部 c 和 d 接 近 电 磁 铁 3 的 两 极 . 如 果 现 在 接 通 电 磁 铁 , 则 它 的 两 个 极 吸 引 突 出 部 c 和 d, 轮 子 又 在 相 同 的 方 向 回 转 . ------------------------------------------------------------ 上 图 是 一 个 x— y 一 θ 三 自 由 度 微 动 工 作 台 . 它 主 要 用 于 投 影 光 刻 机 和 电 子 束 曝 光 机 , 粗 动 台 行 程 120X120mm, 速 度 为 100mm/ s, 定 位 精 度 为 ±5/ μ m. 三 自 由 度 的 微 动 工 作 台 被 固 定 在 粗 动 台 上 , x, y 行 程 为 ±8 μ m, 定 位 精 度 为 ±0. 0 5 μ m, ±O. 5 5×10- 3rad. 微 动 工 作 台 的 原 理 如 下 .整 个 微 动 工 作 台 面 由 四 个 两 端 带 有 柔 性 铰 链 的 柔 性 杆 支 承 ,有 三 个 筒 状 电 压 晶 体 驱 动 , 压 电 器 件 安 装 在 两 端 带 有 柔 性 铰 链 的 支 架 上 , 支 架 分 别 固 定 在 粗 动 台 和 微 动 台 上 ,只 要 控 制 三 个 压 电 器 件 上 的 外 加 电 压 , 便 可 以 获 得 Δ x, Δ y= (Δ yl+Δ y2)/ 2, Δ θ = (Δ y1 一 Δ y2)/ 2 三 个 微 动 自 由 度 . ------------------------------------------------------------ 上 图 是 一 光 电 动 机 的 原 理 图 ,其 受 光 面 一 般 是 太 阳 电 池 ,三 只 太 阳 电 池 组 成 三 角 形 ,与 电 动 机 的 转 子 结 合 起 来 .太 阳 能 电 池 提 供 电 动 机 转 动 的 能 量 ,电 动 机 一 转 动 ,太 阳 电 池 也 跟 着 旋 转 ,动 力 就 由 电 动 机 转 轴 输 出 . 由 于 受 光 面 是 连 成 一 个 三 角 形 ,所 以 当 光 的 入 射 方 向 改 变 时 ,也 不 影 响 起 动 . 这 样 光 电 动 机 就 将 光 能 转 变 成 了 机 械 能 . 结 构 组 成 属 于 平 面 连 杆 机 构 . 工 作 原 理 及 特 点 机 构 由 两 部 分 组 成 :图 a 所 示 为 实 现 基 本 动 作 的 契 贝 谢 夫 直 线 机 构 ,主 动 杆 OB 转 动 时 , 从 动 杆 端 点 D 描 画 出 包 括 一 段 直 线 的 闭 合 轨 迹 . 图 b 为 构 件 DE 与 机 体 始 终 保 持 垂 直 状 态 的 二 重 平 行 四 边 形 机 构 . 应 用 作 为 六 足 步 行 机 一 条 腿 的 机 构 . 该 机 构 在 行 进 中 机 体 基 本 上 是 水 平 移 动 ,不 仅 可 以 提 高 效 率 ,而 且 易 于 控 制 软 件 的 开 发 .另 外 该 契 贝 谢 夫 机 构 , 若 在 足 端 和 机 体 上 安 装 钩 爪 , 则 可 作 为 攀 登 金 属 网 的 机 构 . 结 构 组 成 系 统 主 要 由 凸 轮 机 构 ( 构 件 8, 10) , 连 杆 机 构 ( 构 件 10, 11, 12) , 齿 轮 机 构 , 槽 轮 机 构 等 组 成 , 铰 链 点 A, B, C, D, F 为 固 定 铰 链 . 工 作 原 理 和 特 点 本 机 构 在 设 计 和 装 配 时 特 别 要 注 意 各 个 机 构 和 部 件 之 间 的 装 配 及 相 位 关 系 , 以 求 各 部 分 动 作 的 协 调 性 . 应 用 用 作 包 装 纸 板 的 间 歇 转 动 供 料 机 构 . 片 状 工 件 成 叠 地 排 列 在 料 仓 1 中 , 在 料 仓 的 前 端 设 有 擒 纵 装 置 2, 以 防 止 工 件 自 由 落 下 . 料 仓 底 部 通 过 滚 子 置 于 固 定 滑 轨 上 .移 置 头 4 在 槽 轮 机 构 7 和 齿 轮 机 构 的 驱 动 下 作 间 歇 转 动 . 当 一 个 空 载 移 置 头 到 达 仓 前 停 歇 取 件 时 , 凸 轮 8 通 过 绕 定 轴 线 D 转 动 的 构 件 10 及 连 杆 使 料 仓 前 移 , 直 至 线 吸 住 最 前 面 的 一 个 工 件 后 料 仓 退 回 .而 被 真 空 吸 头 吸 住 的 那 个 工 件 则 脱 离 擒 纵 装 置 ,待 其 转 动 到 装 配 夹 具 6 的 上 方 时 ,真 空 吸 头 取 消 真 空 状 态 ,工 件 落 到 装 配 夹 具 上 . 结 构 组 成 图 中 12 为 水 银 开 关 或 光 电 开 关 . 2 为 线 为 衔 铁 . 构 件 1 为 曲 柄 , 连 续 转 动 , 通 过 构 件 2 和 3, 带 动 由 齿 轮 4, 齿 条 5 组 成 的 齿 轮 — 齿 条 机 构 . 工 作 原 理 和 特 点 2 上 有 线 圈 ,当 线 圈 中 通 电 时 ,2 和 衔 铁 3 吸 合 ,组 成 不 变 长 度 的 连 杆 , 带 动 齿 条 4 移 动 ,从 而 带 动 齿 轮 5 转 动 ;断 电 时 ,虽 然 曲 柄 1 继 续 转 动 , 但 由 于 2 和 衔 铁 3 没 有 吸 合 ,构 件 2,3 可 相 对 伸 缩 ,则 齿 条 4 和 齿 轮 5 保 持 不 动 . 应 用 送 纸 包 装 联 动 光 电 控 制 自 动 停 车 装 置 .齿 轮 4 连 接 包 装 系 统 .如 果 包 装 纸 7 和 被 包 装 物 1 0 中 有 一 个 没 有 被 送 到 包 装 位 置 ,则 水 银 开 关 1 2 或 光 电 开 关 6( 8 是 光 源 ) 中 就 有 一 个 没 有 闭 合 , 线 圈 中 无 电 , 包 装 系 统 停 止 工 作 . 结 构 组 成 构 件 1 为 机 架 , 构 件 2 和 4 均 为 连 架 杆 , 铰 链 点 A, E 为 固 定 铰 链 点 , 连 杆 3 与 构 件 2 形 成 转 动 副 F, 与 构 件 4 形 成 转 动 副 C, 连 架 杆 4 还 与 连 杆 5 形 成 转 动 副 B; 构 件 6 分 别 与 构 件 3 和 5 形 成 转 动 副 工 作 原 理 和 特 点 当 将 被 导 引 件 6 上 的 手 柄 H 向 下 运 动 时 ,铰 链 中 心 D 和 K 的 运 动 轨 迹 分 别 为 和 ;当 机 构 尺 寸 设 计 得 当 时 ,这 两 轨 迹 构 件 6 工 作 范 围 内 近 似 直 6 作 近 似 直 线 用 于 手 柄 H 上 撤 D 和 K. 线 且 相 互 平 行 .因 此 ,构 件 去 外 力 后 使 构 件 6 回 复 至 上 端 位 置 . 应 用 搅 拌 器 结 构 组 成 系 统 主 要 由 气 动 装 置 和 连 杆 机 构 组 成 . 气 动 装 置 包 括 贮 气 罐 2, 活 塞 3 以 及 连 接 管 路 . 构 件 5 与 活 塞 3 的 杆 a 组 成 转 动 副 D, 构 件 5 与 构 件 6 组 成 转 动 副 C,构 件 6,构 件 9 刚 结 在 一 起 ,与 机 架 组 成 转 动 副 O.构 件 9 与 构 件 8 组 成 转 动 副 A ,构 件 8 与 滑 块 7 组 成 转 动 副 B ,滑 块 7 在 固 定 导 轨 b 中 滑 动 . 工 作 原 理 和 特 点 气 缸 1 的 左 腔 和 压 缩 空 气 的 贮 气 罐 2 永 恒 连 接 ,活 塞 3 在 压 缩 空 气 作 用 下 处 于 右 极 限 位 置 , 在 此 位 置 时 , 滑 块 7 处 于 其 左 极 限 位 置 ; 此 时 , 三 通 阀 门 4 使 缸 1 的 右 腔 与 大 气 相 通 .转 动 开 关 4 的 手 柄 时 ,使 气 缸 的 右 腔 和 压 缩 空 气 贮 气 罐 连 接 ,活 塞 3 在 压 力 差 的 作 用 下 向 左 移 ,滑 块 7 向 右 移 动 . 应 用 打 开 公 共 汽 车 门 的 机 构 . 构 件 8, 9 为 两 门 扇 . 滑 块 7 处 于 其 左 极 限 位 置 时 , 车 门 完 全 打 开 ; 当 滑 块 7 处 于 其 右 极 限 位 置 时 , 车 门 关 闭 应 用 在 一 运 动 循 环 内 滑 块 实 现 两 个 不 同 的 动 程 . 结 构 组 成 机 构 由 铰 链 四 杆 机 构 A B C D 和 单 向 超 越 离 合 器 组 成 ,其 中 构 件 A B 的 长 度 可 以 调 节 . 工 作 原 理 和 特 点 铰 链 四 杆 机 构 ABCD 是 曲 柄 摇 杆 机 构 ,主 动 曲 柄 AB 作 等 速 旋 转 运 动 ,通 过 连 杆 BC 变 换 为 摇 杆 CD 的 往 复 摆 动 . 动 变 换 为 输 出 轴 D 的 单 向 脉 动 性 转 动 . 若 此 脉 动 式 无 级 变 速 机 构 仅 由 一 个 曲 柄 摇 杆 机 构 组 成 ,则 其 输 出 是 单 向 间 歇 脉 动 性 的 旋 转 运 动 ( 见 图 b) , 运 动 极 不 平 稳 . 为 了 减 少 脉 动 的 不 均 匀 性 ,应 在 输 入 轴 和 输 出 轴 之 间 装 设 若 干 个 相 互 间 有 一 定 相 位 差 的 连 杆 - 超 越 离 合 器 机 构 ,它 们 可 以 是 并 列 地 布 置 在 相 互 平 行 的 平 面 中 , 或 是 呈 星 形 布 置 . 这 些 机 构 并 非 同 时 都 进 行 有 效 工 作 , 在 某 一 段 时 间 中 只 有 驱 动 方 向 上 角 速 度 最 大 的 那 一 套 机 构 才 传 递 转 矩 , 几 个 单 向 超 越 离 合 器 是 交 替 重 叠 地 起 作 用 的 ,即 超 越 离 合 器 起 了 相 当 于 滤 波 的 作 用 ,从 而 使 输 出 速 度 的 脉 动 均 匀 性 得 到 提 高 ,如 图 c 所 示 . 应 用 调 速 时 , 可 改 变 曲 柄 摇 杆 机 构 中 曲 柄 出 摆 角 , 从 而 达 到 无 级 变 速 的 目 的 . AB 的 长 度 , 使 摇 杆 获 得 不 同 的 输 单 向 超 越 离 合 器 再 将 摇 杆 的 摆 键,花键,销联接 平 键 联 接 半 圆 键 联 接 楔 键 联 接 键 槽 画 法 及 尺 寸 标 注 外花键 矩形花键 内花锥 矩形花键的尺寸注 法 分度圆及分度线用点划线绘制 渐开线花键 花键联接画 法 圆柱销 圆锥销 销孔标注 课程设计 小型精刨机主切削运动机构的设计方案分析 该小型精刨机拟用于精密零件的截面长槽的精加工,试对其主切削运动机构的机械运动简图的设计方案进行分析评价与决策. 一, 设计的主要功能要求: 要求主切削运动机构能使刨刀作往复直线运动.在工作行程时,刨刀速度要平稳,近可能接近等速,在空回行程时, 刨刀快速退回,即要有 急回作用.具有良好的传力性能,结构简单,动作轻便灵活.主要设计参数如下: 直线刨削行程 工件刨削长度 行程速比系数 左右 每分钟往复切削运动的次数 切削阻力 滑枕导路支承面离安装平面的距离需控制在 1000mm 之方案一: 方案一: 已知条件: 2. 方案二: 方案二: 已知条件: 5 构件的质心在 点 3. 方案三: 方案三: 已知条件: 5 构件的质心在 点 4. 方案四: 方案四: 已知条件: 摇杆摆角 5. 方案五: 方案五: 已知条件: 三,方案分析(运动分析和动力分析) 将一个班级分为 3 组,每组 10 人左右,一组选择一个备选方案进行如下分析工作: 1 .图解法 ( 1 )绘制机构运动简图(两个位置); ( 2 )速度分析(两个位置); ( 3 )加速度分析(两个位置); ( 4 )机构受力分析(两个位置求平衡力矩 ); ( 5 )绘制运动线图 注:其中前四项分析画在 2 .解析法 图纸上( 每人). 图纸上( 1 张 / 每人). . 要求建立解析法分析模型,对机构进行运动分析,力分析,并上机编制程序,求出机构运动过程中滑枕的 位移,速度,加速度及平衡力矩,绘出 3 .对备选方案进行分析 选择重要评价指标,将备选方案性能数据填入附表 1 ,利用附表 2 所列评价指标计算公式将计算结果填 入附表 3 .在附表 3 中以方案 1 为基准方案, (ACR) jk 为比较评定因素,其值为各方案的 (AF) jk 之 比(最小的为最佳方案). 注:每组一张 曲线 #图,图上题目(包括设计条件,要求和全部原始数据); 设计所用方法及原理; 建立设计所需的数学模型,并列出必要的计算公式和计算过程; 输出自编的程序; 输出计算结果和曲线图; 对图解法和解析法结果进行误差分析; 方案分析评价的过程(附表 1 与附表 3 )与得出的结论; 写出课程设计的收获和体会. 附表 1 机构性能比较表 指标数据项目 功能 方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 方案 5 备注 滑枕最大工作速度 质量 工作段滑枕平均速度 工作段滑枕最大加速 度 工作段滑枕加速度最 大变化率 工作段滑枕最大惯性 力 机架对曲柄轴最大反 力 机架对最大摆动件转 轴最大反力 最小传动角构件 2,3 / 构件 4,5 最大平衡力矩 最大运动轮廓尺寸 经济 适用 性能 加工,装配难度 估算值 ( 机构复杂程度 ) 长 × 宽 构件数 × 运动副数 附表 2 机构评价指标 序号 指标类型 指标名称 切削工作段滑枕接近等速运动 的程度 切削工作段滑枕加速度曲线平 均斜率 指标值 (AF) jk 计算公式 指标类型 1 运动性能 2 运动性能 3 动力性能 滑枕最大惯性力 负 指标 4 动力性能 两组最小传动角平均值的倒数 5 动力性能 最大机架反力 6 动力性能 最大平衡力矩 7 经济适用性 8 9 表 2 中各个符号的含义如下: ——滑枕最大速度 最大运动轮廓占有面积 结构复杂程度 加工,装配难度 ; —— 切削工作段滑枕平均速度 ; ——切削工作段滑枕加速度曲线最大斜率; ——与 相对应的曲柄转角( rad ) ; ——切削工作段滑枕加速度曲线最小斜率; ——与 相对应的曲柄转角( rad ) ; ——滑枕最大惯性力 ; —— 一级四杆机构最小传动角( rad ) ; —— 二级四杆机构最小传动角( rad ) ; ——机构对曲柄轴最大反力 ; ——曲柄轴尖峰平衡力矩 ; 附表 3 (AF)jk 与(ACR)jk 计算值表 方案 1 j (AF) jk 1 2 3 (ACR) jk 1 1 1 方案 2 (AF) jk (ACR) jk 方案 3 (AF) jk (ACR) jk 方案 4 (AF) jk (ACR) jk 方案 5 (AF) jk 备注 (ACR) jk 负 指 标

      GB T 32610-2016_日常防护型口罩技术规范_高清版_可检索.pdf





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