1261-钢坯火焰清理机中的翻版机构设计

1261-钢坯火焰清理机中的翻版机构设计,钢坯,火焰,清理,清算,中的,翻版,机构,设计 湘潭大学机械工程学院毕业设计工作中期检查表系 机制系 专业 机械设计制造及其自动化 班级 07 兴湘机一班 姓 名 杨庆 学 号 2007964205 指导教师 胡自化 指导教师职称 教授题目名称 钢坯火焰清理机中的翻版机构设计题目来源 科研 企业 其它 课题名称 钢坯火焰清理机中的翻版机构设计题目性质 工程设计 理论研究 科学实验 软件开发 综合应用 其它1、选题是否有变化 有 否 2、设计任务书 有 否资料情况3、文献综述是否完成 完成 未完成 4、外文翻译 完成 未完成由学生填写目前研究设计到何阶段、进度状况：通过对资料的查询，已经能够对翻板和四杆机构各个杆件的力的分析等一些参数进行分析计算和设计选取。现阶段着力对各个构件的进行计算推导和总体方案的设计。与此同时还通过对一些复杂的装配图形的装配和仿真熟悉和了解三维制图软件工作进度预测（按照任务书中时间计划）提前完成 按计划完成 拖后完成 无法完成工作态度（学生对毕业论文的认真程度、纪律及出勤情况）：认真 较认真 一般 不认真质量评价（学生前期已完成的工作的质量情况）由老师填写优 良 中 差指导教师（签名）：年 月 日建议检查结果： 通过 限期整改 缓答辩系意见： 签名：年 月 日注：1、该表由指导教师和学生填写。2、此表作为附件装入毕业设计（论文）资料袋存档。湘潭大学兴湘学院毕业设计任务书设计题目： 钢坯火焰清理机中的翻版机构设计 学号： 2007964205 姓名： 杨 庆 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 胡自化 系主任： 一、主要内容及基本要求1、熟悉和掌握钢坯翻板和四杆机构的工作原理； 2、熟悉和掌握四杆机构传动的结构参数； 3、总结和撰写设计说明书一份； 4、CAD 制图，一张 A0 装配图纸及其零件图，共计 2 张 A0 图量； 5、翻译相关外文资料一份； 二、重点研究的问题1、熟悉和掌握钢坯翻板和四杆机构相关性能方面的知识； 2、熟悉和理解钢坯翻板和四杆机构的结构参数； 三、进度安排序号 各阶段完成的内容 完成时间1 熟悉课题及基础资料 第一周2 调研及收集资料 第二周3 方案设计与讨论 第三四周4 四杆机构的设计与计算 第五八周5 SolidWorks 软件的学习 第九周6 SolidWorks 制图 第十周7 撰写说明书 第十一周8 英文文献翻译，答辩 第十二周四、应收集的资料及主要参考文献1秦大同机械传动科学与技术 北京：清华大学出版社，20032纪名钢. 机械设计.8 版.北京：高等教育出版社，20063罗迎社.材料力学.武汉：武汉理工大学出版社，20014吴宗泽.机械设计课程设计手册.6 版.北京：高等教育出版社，20065王勇勤.双臂曲柄摇杆式翻板机机构设计及改进.冶金设备94年第2期，20046 张锡玉 ，刘建波 ，汤武初. 曲柄摇杆式翻板机的仿真设计及改进. CFHITECHNOLOGY 09 年第 2 期。20097胡坚.几种中板翻转机典型结构的运动分析.重钢技术.重钢设计院，20088孙桓，葛文杰，陈作模.机械原理，第 7 版.高等教育出版社，20069 邵胜太，刘少阳. 翻板机曲柄连杆机构的计算机设计及演示，河北冶金 01年第 3 期.200110 于文妍. 翻板机构的分析及其理论计算，内蒙古科技与经济 08 年 10 月.2008湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目：钢坯火焰清理机中的翻版机构设计学 院：兴湘学院 专 业：机械设计制造及其自动化学 号：2007964205 姓 名：杨庆 指导教师：胡自化 (教授) 完成日期： 2011 年 6 月 7 号 1摘要双臂曲柄摇杆式翻板机机构设计及改进利用优化设计的结论，算出了中厚板车闻使用的职臂曲柄播杆式翻板机机构设计的佯细方法这种方浩对于此类翻极机的设计及改进具有一定的参考价值主题词 翻板机 优化设计 极位夹角Rocker arms and flap drive crank Organization design and improvement Using the optimized design of the conclusions of the plate calculated using the post car news broadcast rod crank arm flap machine machineFeign fine structure design methods. Fang Hao, turning this great machine for such design and improvement of a certain reference value.Keywords flap angle between extreme positions on Optimal Design湘 潭 大 学 兴湘学院本科毕业设计开题报告题 目 钢坯火焰清理机中的翻版机构设计姓 名 杨庆 学号 2007964205专 业 机械设计制造及其自动化 班级 兴湘学院机械一班指导教师 胡自化 职称 教授填写时间 2011 年 3 月 20 日2011 年 3 月说 明1根据湘潭大学毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计(论文)开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字。5开题报告检查原则上在第 24 周完成，各系完成毕业设计开题检查后， 应写一份开题情况总结报告。6. 填写说明：(1) 课题性质 ：可填写 A工程设计；B 论文；C. 工程技术研究；E.其它。(2) 课题来源：可填写 A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托 课题；C校级基金课题；D自拟课题。(3) 除自拟课题 外，其它课题必须要填写课题的名称。(4) 参考文献不能少于 10 篇。(5) 填写内容的字体大小 为小四，表格所留空不够可增页。本科毕业设计 (论文)开题报告学生姓名 杨庆 学 号 2007964205 专 业 机械设计制造及其 自动化指导教师 胡自化 职 称 教授 所在系 机制系课题来源 科研 课题性 质 工程技术研究课题名称 钢坯火焰清理机中的翻转机构设计一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况随着市场对钢板质量的不断提高，翻板检查就成了生产中必不可少的工序。而生产率、环保指标以及钢板质量控制都对翻板机提出了严格的要求。钢板在翻转过程中要实现尽可能小的冲击，应考虑以下几方面的问题：(1)翻转臂初始位置时不接触钢板，以达到空载起动。(2)在翻转过程中接触钢板一侧的翻臂要快速越过中点提前和送钢板一侧的翻臂在不到90。的位置实现交接，然后接送两翻臂同时运动到中点以后的位置才完成对钢板的交接。(3)为了减少震动和不产生噪声，要求钢板在即将进行交接时速度放慢，进行平稳交接，交接完成后才快速返回，从而实现钢板的翻转。(4)为了提高生产率，翻钢板的过程最好是连续不断地进行。二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施翻板机通常安装在中厚板车间的检查和加工钢板两表面的过程中，在检查表面质量时和加工钢板另一面前，将钢板翻转180。下面我们以中板车间的翻板机为例简要说明其工艺要求及动作原理。这种翻板机的机构简图，事实上它是由两套四杆机构在曲柄轴上刚性固结组合而成。曲柄安装在减速器低速轴的两端，两曲柄间具有一定的位置差。两摇杆轴上分别装有若干根拨料杆。运动开始，送料拨杆先向下偏转5。，以达到空载起动，然后逆时针旋转托起钢板直到与水平位置成85。，与此同时接料拨杆由水平位置旋转，处于与迭料拨杆平行或接近平行的位置。然后两拨杆夹持钢板一起转动，开始钢板的交接。当它们共同旋转10。后，送料拨杆开始返回直到水平位置。此时接料拨杆也托着钢板返回，当它处于水平位置时，钢板落到辊道上，完成180。翻面。而此时接料拨杆仍继续向下偏转5。，最后再回到起始的水平位置。从而完成一次翻板。可逆翻板是上述过程的逆过程。为了使交接钢板的过程平稳可靠，钢板由送料拨杆倒向接料拨杆时的冲击、噪音较小，这种翻板机设计的关键是合理确定两套四杆机构的尺寸及两曲柄的初始位置和两拨杆与摇杆间的夹角，以保证在两拨杆夹持钢板旋转时能做到基本同步。三、主要特色及工作进度主要特色：利用计算机辅助设计技术，基于 SolidWorks、等软件对理论设计的进行参数化建模，动态仿真。工作进度：收集查阅了有关钢坯翻转和四杆机构设计资料，现已对钢坯翻转的原理、四杆机构各个杆件的特点和作用有一定的认知。现已能过对其进行设计分析，并制定了设计提纲方案和计划。四、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）1秦大同机械传动科学与技术 北京：清华大学出版社，20032纪名钢. 机械设计.8 版.北京：高等教育出版社，20063罗迎社.材料力学.武汉：武汉理工大学出版社，20014吴宗泽.机械设计课程设计手册.6 版.北京：高等教育出版社，20065王勇勤.双臂曲柄摇杆式翻板机机构设计及改进.冶金设备94年第2期，20046 张锡玉 ，刘建波 ，汤武初. 曲柄摇杆式翻板机的仿真设计及改进. CFHITECHNOLOGY 09 年第 2 期。20097胡坚.几种中板翻转机典型结构的运动分析.重钢技术.重钢设计院，20088孙桓，葛文杰，陈作模.机械原理，第 7 版.高等教育出版社，20069 邵胜太，刘少阳. 翻板机曲柄连杆机构的计算机设计及演示，河北冶金 01年第 3 期.200110 于文妍. 翻板机构的分析及其理论计算，内蒙古科技与经济 08 年 10 月.2008指导教师意 见 指导教师签名： 年 月 日系意见 系主任签名：年 月 日院意见 教学院长签名： 年 月 日2翻板装置中各数据计算一、双臂曲柄摇杆式翻板机设计1.1 概述翻板机是中厚板车间精整工段不可缺少的辅助设备之一。其作用是将钢板翻转180，用来检查钢板上、下表面的质量。本次钢坯火焰清理机设计中，对钢板上、下两表面进行清理，采用的翻板机构为双臂曲柄摇杆式翻板机构。双臂曲柄摇杆式翻板机由电机、减速机、曲柄连杆机构组成。电机、减速机提供低速大扭矩的动力，由两个曲柄连杆机构分别带动翻板臂和接板臂的旋转，从而实现翻板的动作。1.2 工作原理和结构特点图 1.1 为双臂曲柄摇杆式翻板机的机构示意简图。电机经减速机减速后，由减速机的低速轴分别带动两套曲柄四连杆机构，两个曲柄 a1、a2 有一定的角度位置差，两摇杆轴上有若干个翻板臂和接板臂。低速轴带动曲柄做逆时针转动，曲柄 a1 带动连杆b1，连杆 b1 带动摇杆 c1 做逆时针转动；同时曲柄 a2 带动连杆 b2，连杆 b2 带动摇杆c2 做顺时针转动。为了满足空载启动，在初始位置翻板臂（送料拨杆）先向下偏转5，接板臂也位于水平面以下偏 5，翻板臂逆时针旋转托起钢板直到与水平位置成85，与此同时，接板臂（接料拨杆）由水平位置顺时针旋转处于与翻板臂平行和接近平行的位置。然后两臂加持钢板一起转动，开始钢板的交接（如图 2） 。当它们共同转过 10后，翻板臂开始返回到水平位置。此时接板臂也托起钢板返回，当处于水平位置时，钢板落到辊道上，完成 180翻面。而此时接料臂仍继续向下偏转 5，最后再回到水平位置。从而完成一次翻板，完成一次翻板的时间是 21s。3图 1.1 转动角度初始位置图图 1.2 接送位置角度图结构特点：1、 两翻臂的摆动角度 100，从水平线下 5摆到过垂直位置 5，当减速器输出轴的曲柄回转 360，通过两连杆带动两摇杆在 105来回摆动一次，两翻臂则在100来回摆动一次，两曲柄相位差 22814，故主动翻臂以-5摆动托起钢板到 85时，从动翻臂摆动 100过垂直线 5。42、 翻臂的摆动是由曲柄通过连杆、摇杆、撑杆在翻臂中部撑起而动，翻臂轴不承受翻板扭矩，可以做得较小，两翻臂轴就可以靠的很近（因为最大钢板厚 300mm，取600mm） 。3、 翻转钢板时由于接送拨杆有 10左右的平行移动过程，所以交接平稳，不产生冲击4、 在翻臂上安装自由转动的小托辊，当钢板没有到规定位置（翻臂止挡处）而翻板时，当翻臂稍成倾角，钢板就会平稳而轻快地滚移到位，避免了很大冲击和噪声的产生。1.3 机构尺寸确定1、两套四杆机构极位夹角的确定两套四杆机构用 OA1B1C1 和 OA2B2C2 表示（如图 1.3）图 1.3 两套四杆机构极位夹角图因为钢坯交接过程中，要平稳可靠，两翻转臂加持钢板需同时旋转，并基本保持同步旋转。故两套四杆机构的极位夹角（如图 1.4）必须相同，并且当其值为零时，没有机会运动，同步性最优。 、即：1=2=05图 1.4 两套连杆机构的极位夹角图二、机构尺寸确定在设计中，由于场地等因素的限制，可预先确定 L1、L2 和 h。即两套四杆机构的机架长度 d1、d2。2.1 第一套四杆机构尺寸的确定6图 2.1 第一套四杆机构极限位置图预先确定摇杆长度 c1,根据 =0，机架长度 d1及摇杆摆角 可以作出图2.1，从而求得其余杆件的尺寸。在图 5 中，OB 1=b 1-a1,OB1=b1+a1,B1B1=OB 1-OB1=2a 1，a 1,b1分别为曲柄和连杆长度。故a1= B1B1/2又因 B1B1=2c 1/sin(/2),所以 a1=c1*sin(/2),设 C1O 长为 d1，从图 5 中可以求得 d1= L12+H2 1/2 b1= d12-(c1*cos )2 取值 L1=3000mm,H=500mm，C 1=700mm, =105（在设计中，由于场地等因素的限制，可预先确定 L1，L2 和 H，即两套四杆机构的机架长度 d1 和 d2）故 a1=c1*sin(/2)=555mm 连杆 b1= L12+H2- (c1*cos )2 12 =9250000-181589.334 =3011.4 21d1= (L12+H2)12 =3041.472.2 第二套四杆机构尺寸的确定图 2.2 第二套四杆机构极限位置图按照确定第一套机构尺寸同样的方法，可方便的求得第二套机构尺寸。预先确定 C2=700mm，H 1=H2=500mm。a2=c2sin =555mm d2= （L 1+L2） 2+H212=5024.9b2=d22-(c2cos )212=25250000-181589.312=5006.842.3 曲柄存在条件及传动角的验算当两套四杆机构的尺寸确定以后，还要进行曲柄存在条件及传动角大小的验算。曲柄存在条件是:曲柄为最短杆；机构中最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和验算两套机构杆的尺寸：曲柄 a1,a2、连杆 b1,b2、摇杆 c1,c2、连架杆 d1,d2 应满足下列条件：a1+d1c1+b1 和 a2+d2c2+b2 a1+d1=555+3041.4=3596.4c1+b1=700+3011.4+3711.4a1+d1 符合要求 a2+b2=555+5024.9=5579.9c2+d2=700+5006.8=5706.8a2+d2 符合要求8传动角的验算如下（见图 2.3）图 2.3 传动角的极限大小图7 当曲柄 a 转到与连架杆 g 成一直线或重合的两极限位置时传动角 u 有最大值和最小值。umax=cos-1b2+c2-(d+a)2/2bcumin=cos-1 b2+c2-(d-a)2/2bc若电动机力矩变化不大，为了提高效率，传动角应尽量在 90附近一般umax150， umin30。代入第一套数据 umax=143.2150、u min=36.8，u max=142.7150、u min=37.25。均满足要求2.4 第三套机构尺寸 e 的确定根据场地的条件限制，取定 H2=2300mm，L4=400mm，f2=1200mm,(翻板臂整长为2400mm)当手臂处于水平时，支撑杆与翻臂垂直或接近垂直时受力最大，设定角 F2E2D2 为 90。L3=L2/2-L4/2=800mm，f2-L2=D2O=400C2=（C 2D2-D2O） 1/2=（1400 2-4002） 1/2=1341.67mme1=C2O+H2=36429摇杆摆角 及板臂（以下简称拨杆）下偏角 的选取原则根据翻板机的工作特性，为满足两拨杆在一定角度范围内（一般在 85-95）基本上能同步旋转，除按上节介绍的方法设计外，还应正确地选择 及 ， 和 不能随意选取，事实上它们之间存在有某种联系，现推导如下，如图 2.4图 2.4 摇臂的极限位置图假设工艺要求两拨杆在 角度处开始交接钢板，此时送料拨杆 1 所转过的角度为A1=+2左侧接料拨杆所转过的角度为A2=-+由工作原理我们知道，当两拨杆开始钢板交接时，它们所转过的角度相等。即：A1=A2由上面三式可得+2=-+由图可知=-180-(-)整理以上式子，可知10-2=90.1另外，为保证两拨杆至少在 85位置开始钢板交接，即- 952可以用 1、2 俩式来确定 及 的大小。三、整个曲柄连杆机构的载荷计算3.1 e2 载 荷 和 大 小 计 算为简化计算，只考虑钢板的荷载（钢板重 24 吨） ，其它构件的荷载忽略不计，也不考虑加速度引起的动负荷。由于 a1、b1、c1、d1、e1 和 a2、b2、c2、d2、e2 是两套一样的连杆机构，算前面一套的数据就可以把另外一套的数据确定。除了 b1、b2 的根据布局不同选取的长度不同外，其它的数据都是一样。3.1 翻转臂是往下转 5脱离钢板以后再通过 e2 给翻臂一个向上的力托起钢板使其翻转。由 5到刚接触钢板的零界图可以知道 e2 在垂直的往上顶的时候所受到的荷载是最小的。如下图：图 3.1 局部受力和机座分布示意图11如图 3.1 按 e2 垂直翻转臂和钢板计算。连 杆 需 要 较 高 的 屈 服 强 度 ， 综 合 性 能 需 求 选 45 号 钢 做 连 杆 材 料 。 GB/T699-1999 标 准 规 定 的 45 钢 经 850 正 火 、 840 淬 火 、 600 回 火 ， 达 到 的 性 能 为 屈 服强 度 355MPa， = s/n,n 为 安 全 系 数 ， 取 5， 则 满 足 要 求 。 连架杆 e2 的载荷和大小计 算 过 程 如 下 ：e2 载 荷 ： max= A F/ F = s/ns 取 ns=5 , s=355MP。得 到 = =71MP。53F=24103Kg10N/kg=240000N,A =3380.28mm2,1 d2/4 3380.28mm2 d 65.6mm,取 80mm。3.2 摇 杆 d2、 C2 的 载 荷 和 大 小 计 算 ：根 据 3.1 图 所 示 可 以 知 道 两 机 座 之 间 的 距 离 是 2460mm， 两 翻 臂 轴 中 心 孔 的 距离 是 600mm。算 出 C2 到 G 的 距 离 ： D2G=1200-（ 1230-300） =270mm根 据 图 上 的 受 力 分 析 可 以 知 道 摇 杆 C2D2 在 D2 处 的 受 力 情 况 。 利 用 三 角 形 相 似 定理 可 得 到 连 架 杆 作 用 在 上 面 的 力 为 24000N， 垂 直 摇 杆 C2D2 的 力 为F=2400010270140046285.71N。 一 边 5 套 相 同 的 C2D2， 将 力 F 除 5 得 到 单个 力 为 9257.14N。抗 扭 截 面 模 量 Wt= D /16 T / Wt=FL / Wt =9257.141400( D /16)0 .53555 D （9257.14140016）（ * 3 5.5）=1856401.074mm D 122.9mm ，取 D 为 130mm。C2 杆的计算：根据力矩守恒有 F1*C2D2 = F2*C2B2 ，得到 F2=2F1 。抗 扭 截 面 模 量 Wt= D /16 T / Wt=FL / Wt 则有 D31629257.1470035.53.141860230.88mm =D122.99mm。3.3 连 架 杆 和 摇 臂 直 接 的 连 接 轴 大 小 和 载 荷 计 算12当 摇 臂 水 平 不 动 承 受 钢 板 载 荷 时 ， 连 架 杆 和 摇 臂 直 接 的 轴 与 摇 杆 d2 与 连 架 杆之 间 的 轴 是 一 样 的 。5 个 摇 臂 受 力 分 析 得 每 个 受 力 为 24000105=48000N，取 连 杆 轴 长 度 为 350mm，轴 受 到 的 最 大 剪 应 力 为 =16T/ D3 0.5 s/5，W得D3 516FL/0.5 s=516480003503.140.5355=2411411.14mm3 D 134.10mm3.4 连 杆 b 与 摇 杆 c 之 间 的 连 接 轴 计 算按 上 面 受 力 分 析 得 F2=29257.14N,轴 还 是 取 350mm 长 ，则 Wt= D /16 ， T / Wt=FL / Wt，则有 D31629257.1435035.53.14=930115.44mm 3；D97.6mm。3.5 连杆 b 的大小计算上面求得 F2为 29257.14N，受力分析得到 F 合 为29257.141400270=95999.97N。 max= A F/ = s/ns 取 ns=5 , s=355MP。得 到 = =71MP。53F 合 =95999.97N,A =1352.11mm2,1 d2/4 1352.11mm2 d 41.5mm， 取 100mm。3.6 曲 柄 a 的 大 小 和 强 度 计 算取 曲 柄 长 度 为 555mm， 连 杆 机 构 损 耗 率 为 0.8.由 上 面 可 以 知 道 电 动 机 输 出 力 矩为 24000101.20.8=360000Nm， 则 曲 柄 的 切 线 方 向 的 力 的 大 小 为3600000.555N=648648.65N。则 Wt= D /16 ， T / Wt=FL / Wt =0.5 s/5，13则有 D316648648.6555535.53.14=51673096.01mm 3；D372.47mm。曲柄与连杆的连接轴取连接轴长为 250mm，按 上 面 受 力 分 析 得 F=648648.65N,则 Wt= D /16 ， T / Wt=FL / Wt，则有 D316648648.6525035.53.14=23276169.37mm 3；D285.52mm。四. 电动机和减速器的选取由前面讲叙的翻臂翻转一次再回到原来位置的要用 21s，曲柄转动一周也是t=21s。圆周长 s=2r=23.140.555=3.4854m。曲柄切线方向的力为 F=648648.65N，那电动机的输出功率为P=FS/T=107657.1431w=107.66kw。选取电动机为 YZR355M-10 型号的额定功率为 110Kw,转速为 581r/min。曲柄 21s 内完成一次循环，一分钟转 2.857 圈，总传动比 i= =5812.85720421n将额定功率和传动比告诉厂家可以定到符合规格的电动机和减速器。14结论与展望本文对曲柄翻板机的一些关键数据进行了计算，获得了一些成果与结论。我们求出了翻版过程受力和四杆机构中各个杆件的强度及大小，现已经能够熟练的操作SolidWorks 制图软件。同时我们对机构的尺寸确定、传动角及各角度的验算、电动机的选取方法都有了一定的掌握。原本要通过比较繁琐的单一的翻转在这套机构出现以后大大的改进了生产流程，节约了时间和人力，也给工人们增强了安全保障。电机、减速机提供低速大扭矩的动力，由两个曲柄连杆机构分别带动翻板臂和接板臂的旋转，由此带动钢板翻转。翻转工程中各杆件和摇臂的载荷、角度的变化迫切需要本文的出现。通过本文的研究分析得出的结论我们有理由相信：随着我国制造业的不断发展，不同类型的钢板需求越来越大。这给钢板生产家也带来了技术更新的压力，在结合生产经验和各厂家场地的不同，曲柄四杆机构翻板机将更加完善。在不久的将来曲柄连杆翻版机构将会广泛运用于加工和检测中，人工和维修性都会降低，生产效率将大大提高。15参考文献1秦大同机械传动科学与技术 北京：清华大学出版社，20032纪名钢. 机械设计.8 版.北京：高等教育出版社，20063罗迎社.材料力学.武汉：武汉理工大学出版社，20014吴宗泽.机械设计课程设计手册.6 版.北京：高等教育出版社，20065王勇勤.双臂曲柄摇杆式翻板机机构设计及改进.冶金设备94年第2期，20046 张锡玉 ，刘建波 ，汤武初. 曲柄摇杆式翻板机的仿真设计及改进. CFHITECHNOLOGY 09 年第 2 期。20097胡坚.几种中板翻转机典型结构的运动分析.重钢技术.重钢设计院，20088孙桓，葛文杰，陈作模.机械原理，第 7 版.高等教育出版社，20069 邵胜太，刘少阳. 翻板机曲柄连杆机构的计算机设计及演示，河北冶金 01年第 3 期.200110 于文妍. 翻板机构的分析及其理论计算，内蒙古科技与经济 08 年 10 月.200816致谢这次毕业设计即将完成的时候，其突然意识到四年的大学生涯即将画上一个句号。当我在外实习两个月回来开始毕业设计时，还不清楚留给我们将来可以还念的四年就要过去。在即将到来的工作岗位上所面临的就是不同的生活方式，完全不同与之前的16 年学生生涯。要是说原来的我们是学怎样做人、怎样做事、如何认识和理解社会、如何学会感恩，那么，今后的日子里，我将真正成为一个有用的人，一个能与队友合作或独立完成任务的人，一个真正懂得世界、懂得感恩并真正付出的人。在这里首先要感谢我的指导老师胡自化老师，在本次设计开始到结尾过程中，一直跨度将近 4 个月时间，胡老师给我提供了宝贵的意见和资料。再者感谢我所有的组员，没有他们的支持和鼓舞，我完成将更加困难。在组长提供的方案中选取曲柄翻转机构来作为本次的设计方向，这给我来将是种挑战。我们组 6 个成员开始就到处查找资料，找到以后资源共享，这给本设计的完成提供了很大的帮助。很庆幸选择胡老师和我其他的队友一起走过大学的最后一段时光，我可以肯定这段时光将是我将来无比还念的大学生活。就是这段时光让我认识的团队合作的重要，学会了根据事实资料和理论知识来解决问题的方式，懂得了怎样去查找资料，怎样一步步的完成一个任务。这次设计真的让我学到了很多。学无止境，无论每天往返于工厂和住所，还是奔走于图书馆和宿舍之间，作为一个职员或学生，无时无刻不在接受着新的知识、观点、理念。即使是创造社会价值，也仍需不断补给养分。于此，作为即将走出校园的人，我将铭记于心。最后，忠诚的希望每一个已经出现在或是即将出现在我不同人生阶段却给我帮助和提示的师长、亲友、同事们，能够拥有美好幸福的生活状态，以及一颗热衷于探索未知和真理的心，同时也是对自己未来生活的一种期冀。17录一:中文文献一、联动可能被定义为固体的，或链接，其中每一个环节，是连接通过引脚连接（铰链）或滑动关节至少有两个人组合。为了满足这一定义，必须形成一个联动层出不穷，或关闭，或一个封闭的链条链系列。很明显，有许多链接链的行为从为数不多的不同。这就提出了一个非常重要的问题，关于为运动中的一台机器传输给联动的适用性。这是否适当取决于链接的数量和接头数量。 二、自由度。一个三杆机构（含连在一起的三间酒吧）显然是一个僵化的框架，没有相对运动之间的联系是可能的。来描述一个四连杆机构，有必要才知道之间的任何连接两个角度的联系的相对位置。 （包括固定链接 OQ 的，在图 5c 机制四个环节，因此是一个四连杆机构。 ）这种联系是说，有一个自由度。两个角度都必须在指定的五杆机构的联系的相对位置，它有两个自由度三、单自由度运动的联系，制约，也就是说，对所有的链接上所有的点都认为是固定的，确定的其他链接路径。路径是最容易掌握的或假设上的路径是必要的联系是固定的，然后移动的方式与约束兼容其他环节的可视化。四、四杆机构。当一个约束联系的成员之一，是固定的，联动机制，执行变成了机器中的一个有用的机械功能的能力。在针脚连接联系的输入（驱动器）和输出（跟随者）链接通常枢连接到固定的联系;连接链路（耦合器）通常不投入，也没有输出。由于任何一个链接可以是固定的，如果链接的不同长度，四个机制，用不同的输入输出关系，每一个都可以得到以四杆机构。这四个机制是说是基本的联动反转。18五、当最短的链接图 11（上）是固定的，链接 B 和 D 可以完成革命。这就是所谓的拖链接机制。如果曲柄在一个恒定速度 b 旋转，曲轴 D 将在同一方向旋转的速度也不同。通过自身或与其他机制系列，拉杆可以提供有用的运动效果。在图中，曲柄 B是司机，在一个统一的旋转速度逆时针;曲柄 D 扫过的角度 ，这是只有 50 度扫描。这意味着，曲柄 d 将曲柄移动速度比 b 当移动从 B 到 B和比扫过的角度 ，这是只有 50 度扫描。这意味着，曲柄 d 将曲柄移动速度比 b 当移动从 B 到 B和比 B 更快速移动时来自 B 到 B 如果曲柄 D 组附加到一个沙在包装机英尺，例如，其议案，这与一些升油墨的比例几乎是停顿或停留，缓慢的部分可利用的，必须在一个缓慢的速度进行执行操作。六、四杆机构第二反演得到利用最短的链接作为司机。如图（下），连一个可以显示完整的革命，而对面的链接，这可能是为 B，C 或 D，只能通过振荡角 。这就是所谓的曲柄摇杆机构，它是产生振荡运动有快速回报的行动装置，结合有用的结果的事实，对于逆时针旋转的，振荡的 C 从 B 到 B 的对应角 1 ，而从 Bto 乙振荡对应 angle2。由于曲轴在一个恒定的速度旋转，1 较大 than2，摇臂将需要更长的时间由右摆动比其他的方式离开了。机器上做有益的工作只有在活跃的成员是在一个方向移动，快速回装置的成员迅速返回其初始位置。七、在极端的立场所示，虚线在图（下），曲柄和连杆一个链路 B 一字排开（共线），如果 C 组的摇杆驱动程序，意味着将要进行的追随者提供链接过去这些死的立场。在脚踏式磨石脚踏板连接，连接 C 和砂轮轴连接答磨刀石的角动量是利用过去的死进行位置的链接。八、在四杆机构，最短的链接是第三反演耦合器，以及其他运动的联系只能振荡。这就是所谓的双摇杆机构。九、机构综合。图形和分析方法，可以很容易地确定聘用的位移，速度，以及在一个联动机制的联系加速。设计，或综合的联系，以满足特定的要求是要困难得多。19没有设计一个拖放链接机制，以满足输入与输出关系给予频谱已知的方法。认为做的最好的表现是调查一个特定的配置所选号码的特点，并挑选了最佳。十、在曲柄摇杆机构的设计人员可以控制的摇杆和振荡，角度在一定程度上的快速回报率。曲柄摇杆位移，速度，和加速度不能关联十一、如果在一个四杆机构的曲柄，总要在相同或旋转方向相反，如果他们轮换限于大大低于 180 度，它可能会关联曲柄在三，四轮换，五，或即使是大量的职位。这两种方法的分析和图形制作提供的相关性十二、图 12（左）显示了函数发生器，相关的曲柄旋转 b在与旋转 60 度以上 D 系列曲轴 70 度的范围。这样的相关关系，以满足与 X 为 Y = X2 的不同从 1 到 6 和 Y 从 1 到 36。 b 的曲柄转动的机械模拟 X 的，而旋转曲柄 D是 Y 的模拟 X 和 Y 之间的关系是准确的在 X= 1.19，2.54，4.46，和 5.81;在它是错误的，但这个错误已经被最小化的其他职位上述精确点多的间距。十三、函数发生器不是通常用来表示两个功能相关的变量，如 X 和 Y 在图 12（左）所示的规模通常不提供相应的值，他们已被添加到带出一个最重要特征函数发生器，即规模是统一的，也就是说，在平等的师毕业。这意味着，由于 为 70 度，而 Y 范围为 35，每两个度旋转曲柄 对应一个 Y 的单位，如果 D 是用来操作响应 B 信号从一个阀门，相应的三维旋转到一个给定的 Y 的变化是在同一个范围内的所有点。十四、曲柄滑块倒置。当在一个四杆机构的引脚连接都是由一名滑动联合取代，一个有用的一些机制，可从产生的联系。在图 13（上）之间的联系 1 和 4 是一个滑动的接缝，允许 4 座，在幻灯片中链接的插槽连接 1。这将不作任何区别，运动学，如果链路是在一个 4 孔或槽滑动链接 1。十五、如果链接图 13（上） 1 是固定的，由此产生的曲柄滑块机构如图 13（中心）。这是一个往复引擎机制。该块 4 代表活塞;链接 1 所示，阴影，是块，它包含在 A 和汽缸的曲轴轴承;链接 2 是曲轴与连杆连接 3。偏轴轴承是在 B 点，在三腕销轴承活塞的行程两次 AB 公司，扔的曲柄。20十六、曲柄滑块机构提供的手段转换成曲轴的，或在一台泵曲轴的旋转运动，旋转运动的活塞的运动用在往复式发动机活塞成一个移动式的议案。在图 13（中心），当 B 在位置 B时，会干扰连杆曲柄如果两个人在同一平面上。这个问题解决了发动机和水泵来抵消从曲轴轴承曲柄销轴承。通过使用一个地方的偏心和连杆机构曲柄，没有补偿是必要的和非常小的抛出可以得到。十七、在图 13（下）在 B 点的偏轴轴承已成为一个巨大的圆形磁盘在 A 无所不能带有偏心或扔 AB 型。连杆偏心杆，已成为一个带的环绕和偏心幻灯片。在中部和底部图图 13 运动学等效的机制。通过固定链接 2，3 ，4 而不是链接 1，在图 13 个连锁有其他倒（上）获得。十八、空间联系。所考虑的联系，到目前为止已全部平面，也就是说，它们的运动一直局限在单一的平面或平行平面和轴平行，他们就可以了。空间之间的联系在三个层面，用于非平行轴之间传递运动。虽然一些使用多年的著名空间联动机制是特殊形式的联系，但直到 20 世纪 50 年代的约 kinematicians 发展成为严重的描述，分析和综合这些联系程序感兴趣。虽然在这一领域取得了一些进展，许多问题仍未解决。十九、而一个平面连杆，或许可以用一个二维绘图和分析，并与平面的几何结构合成的，这不是一个空间的联系成为可能。至少有两种观点都是需要定义在三维空间的链接和其他方面复杂的速度和加速度分析。因此，空间联系的分析涉及到高等数学的使用。21二十、在平面上的联系，只有两种类型的连接器或接缝，即针或关节铰链和滑动接头（crossheads ）。由于需要 2 个元素，使联合，kinematicians 称之为运动“对。“因此，一针联合是一个旋转，或把对和一个滑动的接缝，是一个移动副。在空间上的联系还有另外一些对，即一对圆筒，它允许两个相对平移和旋转，螺旋对（螺丝和螺母），以及球形对（球窝关节）。22附录 1:英文文献Linkages(连杆机构)1 A linkage may be defined as an assemblage of solid bodies, or links, in which each link is connected to at least two others by pin connections (hinges) or sliding joints. To satisfy this definition, a linkage must form an endless, or closed, chain or a series of closed chains. It is obvious that a chain with many links will behave differently from one with few. This raises the vitally important question regarding the suitability of a given linkage for the transmission of motion in a machine. This suitability depends on the number of links and the number of joints.2 Degrees of freedom. A three-bar linkage (containing three bars linked together) is obviously a rigid frame; no relative motion between the links is possible. To describe the relative positions of the links in a four-bar linkage it is necessary only to know the angle between any two of the links. (Including the fixed link OQ, the mechanism in Figure 5C has four links and is thus a four-bar linkage.) This linkage is said to have one degree of freedom. Two angles are required to specify the relative positions of the links in a five-bar linkage; it has two degrees of freedom.3 Linkages with one degree of freedom have constrained motion; i.e., all points on all of the links have paths on the other links that are fixed and determinate. The paths are most easily obtained or visualized by assuming that the link on which the paths are required is fixed, and then moving the other links in a manner compatible with the constraints.4 Four-bar mechanisms. When one of the members of a constrained linkage is fixed, the linkage becomes a mechanism capable of performing a useful mechanical function in a machine. On pin-connected linkages the input (driver) and output (follower) links are usually pivotally connected to the fixed link; the connecting links (couplers) are usually neither inputs nor outputs. Since any of the links can be fixed, if the links are of different lengths, four mechanisms, each with a different input-output 23relationship, can be obtained with a four-bar linkage. These four mechanisms are said to be inversions of the basic linkage.5 When the shortest link a in Figure 11 (top) is fixed, links b and d can make complete revolutions. This is known as a drag-link mechanism. If crank b rotates at a constant speed, the crank d will rotate in the same direction at a varying speed. By itself, or in series with other mechanisms, the drag link can provide useful kinematic effects. In the figure, crank b is the driver, rotating counterclockwise at a uniform rate; crank d is the follower. Both cranks make a complete revolution in the same time, but while b sweeps out the angle , which is 150 degrees the follower d sweeps out the angle , which is only 50 degrees. This means that crank d will move more slowly than crank b when moving from B to B and more quickly than b when moving from B to B. If crank d were attached to a sha24ft in a packaging machine, for example, the slow part of its motion, which with some link proportions is almost a pause or a dwell, could be utilized for performing operations that must be done at a slow speed. 6 The second inversion of the four-bar mechanism is obtained by using the shortest link a as the driver. As shown in Figure (bottom), link a can make complete revolutions while the opposite link, which may be either b, c, or d, can only oscillate through the angle . This is called the crank-rocker mechanism; it is a useful device for producing oscillatory motion combined with a quick-return action that results from the fact that for counter-clockwise rotation of a, the oscillation of c from B to B corresponds with angle 1 , while oscillation from Bto B corresponds with angle2 . Since crank a rotates at a constant speed and 1 is greater than2 , the rocker will take longer to swing from right to left than the other way. On machines that do useful work only when the active members are moving in one direction, quick-return devices return the members quickly to their initial position.7 In the extreme positions, shown dotted in Figure (bottom), the crank a and the coupler link b are lined up (collinear), and if the rocker c were the driver, means would have to be provided to carry the follower link a past these dead positions. On foot-operated grindstones the foot pedal is attached to link c and the grindstone shaft to link a. The angular momentum of the grindstone is utilized to carry the links past the dead positions.8 On the third inversion of the four-bar mechanism, the shortest link a is the coupler; and the other moving links can only oscillate. This is called the double-rocker mechanism.9 Linkage synthesis. Graphical and analytical methods can be readily employed for determining the displacement, velocity, and acceleration of the links in a linkage mechanism. The design, or synthesis, of linkages to satisfy specific requirements is much more difficult. There is no known method for designing a drag-link mechanism to satisfy a given spectrum of 25input-output relationships. The best that can be done is to survey the performance characteristics of a selected number of specific configurations and pick the optimum.10 On the crank-rocker mechanism the designer can control the angle of oscillation of the rocker and, to a degree, the quick-return ratio. The crank and rocker displacements, velocities, and accelerations cannot be correlated.11 If the cranks in a four-bar mechanism always rotate in the same or in opposite directions, and if their rotations are limited to considerably less than 180 degrees, it may be possible to correlate the crank rotations in three, four, five, or even a larger number of positions. Both analytic and graphic methods are available for making the correlations.12 Figure 12 (left) shows a function generator that correlates the rotation of crank b 26over a 60-degree range with the rotation of crank d over a 70-degree range. The correlation is such as to satisfy the relationship Y=X2, with X varying from 1 to 6 and Y from 1 to 36. The rotation of crank b is the mechanical analogue of X, while the rotation of crank d is the analogue of Y. The relation between X and Y is accurate at X=1.19, 2.54, 4.46, and 5.81; at other positions it is in error, but the error has been minimized by the odd spacing of the above precision points. 13 A function generator is not ordinarily used to indicate corresponding values of two functionally related variables such as X and Y. The scales shown in Figure 12 (left) are not usually provided; they have been added to bring out the most important feature of a function generator, namely, that the scales are uniform; i.e., graduated in equal divisions. This means that, since is 70 degrees and the range of Y is 35, each two-degree rotation of crank d corresponds with one unit of Y, and if d is used to operate a valve in response to a signal from b, the rotation of d corresponding to a given change in Y is the same at all points in the range.14 Slider-crank inversions. When one of the pin connections in a four-bar linkage is replaced by a sliding joint, a number of useful mechanisms can be obtained from the resulting linkage. In Figure 13 (top) the connection between links 1 and 4 is a sliding joint that permits block 4 to slide in the slot in link 1. It would make no difference, kinematically, if link 4 were sliding in a hole or slot in link 1.15 If link 1 in Figure 13 (top) is fixed, the resulting slider-crank mechanism is shown in Figure 13 (center). This is the mechanism of a reciprocating engine. The block 4 represents the piston; link 1, shown shaded, is the block that contains the crankshaft bearing at A and the cylinder; link 2 is the crankshaft and link 3 the connecting rod. The crankpin bearing is at B, the wrist pin bearing at C. The stroke of the piston is twice AB, the throw of the crank.2716 The slider-crank mechanism provides means for converting the translatory motion of the pistons in a reciprocating engine into rotary motion of the crankshaft, or the rotary motion of the crankshaft in a pump into a translatory motion of the pistons. In Figure 13 (center), when B is in position B, the connecting rod would interfere with the crank if both were in the same plane. This problem is solved in engines and pumps by offsetting the crankpin bearing from the crankshaft bearing. By using an eccentric-and-rod mechanism in place of a crank, no offsetting is necessary and very small throws can be obtained.17 In Figure 13 (bottom) the crankpin bearing at B has become a large circular disk pivoted at A with an eccentricity or throw AB. The connecting rod has become the eccentric rod with a strap that encircles and slides on the eccentric. The mechanisms in the center and bottom drawings of Figure 13 are kinematically equivalent.28By fixing links 2, 3, and 4 instead of link 1, there other inversions of the linkage in Figure 13 (top) are obtained. 18 Space linkages. All of the linkages considered so far have been planar; i.e., their motions have been confined to a single plane or to paralle