機械畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告翻板機三維設(shè)計及優(yōu)化

1、班 級學(xué)生姓名 學(xué) 號 畢業(yè)設(shè)計題目翻板機整機設(shè)計與優(yōu)化任務(wù)書下達時間指導(dǎo)教師（簽字）一、課題的來源、選題依據(jù)翻板機主要應(yīng)用于造紙車間完成工段的紙卷輸送過程。在紙卷自動輸送線中，翻板機可以接收前方過來的紙卷，然后根據(jù)工藝需要適時釋放之；以此來降低紙卷的運動速度以及為后方的工作預(yù)留足夠的時間。翻板機主要由下列主要部件組成：機架、驅(qū)動機構(gòu)、接觸開關(guān)、搖擺接紙臺、限位螺釘、感應(yīng)開關(guān)。機架的主要作用是作為結(jié)構(gòu)件，是所有部件的載體。驅(qū)動機構(gòu)為翻板機提供了工作動力。其主要由軸承座、鉸軸、關(guān)節(jié)軸承、連桿、曲柄和減速電機組成。其原理是減速電機帶動曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)接紙臺的搖擺。連桿機構(gòu)構(gòu)件運動形式多樣，如可實現(xiàn)

2、轉(zhuǎn)動、擺動、移動和平面或空間復(fù)雜運動，從而可用于實現(xiàn)已知運動規(guī)律和已知軌跡。此外，低副面接觸的結(jié)構(gòu)使連桿機構(gòu)具有以下一些優(yōu)點：運動副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤滑，故磨損減小；制造方便，易獲得較高的精度；兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，它不象凸輪機構(gòu)有時需利用彈簧等力封閉來保持接觸。因此，平面連桿機構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機械、儀表和機電產(chǎn)品中。平面連桿機構(gòu)的缺點是：一般情況下，只能近似實現(xiàn)給定的運動規(guī)律或運動軌跡，且設(shè)計較為復(fù)雜；當(dāng)給定的運動要求較多或較復(fù)雜時，需要的構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)往往較多，這樣就使機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機構(gòu)運動規(guī)律對制造、安

3、裝誤差的敏感性增加；機構(gòu)中作復(fù)雜運動和作往復(fù)運動的構(gòu)件所產(chǎn)生的慣性力難以平衡，在高速時將引起較大的振動和動載荷，故連桿機構(gòu)常用于速度較低的場合。近年來，隨著連桿機構(gòu)設(shè)計方法的發(fā)展，電子計算機的普及應(yīng)用以及有關(guān)設(shè)計軟件的開發(fā)，連桿機構(gòu)的設(shè)計速度和設(shè)計精度有了較大的提高，而且在滿足運動學(xué)要求的同時，還可考慮到動力學(xué)特性。尤其是微電子技術(shù)及自動控制技術(shù)的引入，多自由度連桿機構(gòu)的采用，使連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計大為簡化，使用范圍更為廣泛。根據(jù)構(gòu)件之間的相對運動分為平面運動或空間運動，連桿機構(gòu)可分為平面連桿機構(gòu)和空間連桿機構(gòu)。根據(jù)機構(gòu)中構(gòu)件數(shù)目的多少分為四桿機構(gòu)、五桿機構(gòu)、六桿機構(gòu)等，一般將五桿及五桿以上的

4、連桿機構(gòu)稱為多桿機構(gòu)。當(dāng)連桿機構(gòu)的自由度為1時，稱為單自由度連桿機構(gòu)；當(dāng)自由度大于1時，稱為多自由度連桿機構(gòu)。根據(jù)形成連桿機構(gòu)的運動鏈?zhǔn)情_鏈還是閉鏈，亦可將相應(yīng)的連桿機構(gòu)分為開鏈連桿機構(gòu)（機械手通常是運動副為轉(zhuǎn)動副或移動副的空間開鏈連桿機構(gòu)）和閉鏈連桿機構(gòu)。單閉環(huán)的平面連桿機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)至少為4，因而最簡單的平面閉鏈連桿機構(gòu)是四桿機構(gòu)，其他多桿閉鏈機構(gòu)無非是在其基礎(chǔ)上擴充桿組而成；單閉環(huán)的空間連桿機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)至少為3，因而可由三個構(gòu)件組成空間三桿機構(gòu)。本課題研究的翻板機采用的連桿機構(gòu)類似于曲柄連桿機構(gòu)。動力機的驅(qū)動軸一般整周轉(zhuǎn)動，因此機構(gòu)中被驅(qū)動的主動件應(yīng)是繞機架作整周轉(zhuǎn)動的曲柄在形成鉸鏈四桿機

5、構(gòu)的運動鏈中，a、b、c、d既代表各桿長度又是各桿的符號。當(dāng)滿足最短桿和最長桿之和小于或等于其他兩桿長度之和時，若將最短桿或其鄰桿固定其一，則另一桿即為曲柄。二、本課題研究(及實踐)意義眾所周知，紙廠的產(chǎn)品大多以紙卷的形式生產(chǎn)出來，其體積和重量都很大且怕碰，紙卷一般采用膠帶機輸送，但其并不適應(yīng)紙卷的遠距離輸送，其主要問題有：1、膠帶跑偏嚴(yán)重?zé)o法調(diào)整，特別是在輸送多捆紙卷時跑偏更加嚴(yán)重；2、紙卷在輸送過程中產(chǎn)生滾動和跳動，甚至出現(xiàn)紙卷碰破包裝等。所以為了解決上述紙廠實際生產(chǎn)中的難題，設(shè)計了一種紙卷翻板機。三、該課題研究(及實踐)的基本內(nèi)容、重點和目標(biāo)翻板機結(jié)構(gòu)看似簡單，實際上構(gòu)造并不簡單，其結(jié)構(gòu)

6、主要由機架、驅(qū)動機構(gòu)、接觸開關(guān)、搖擺接紙臺、限位螺釘、感應(yīng)開關(guān)等部件組成。由于所輸送的產(chǎn)品為紙卷，眾所周知，紙卷體積大，重量重。所以當(dāng)翻板機運行時候，其輸出軸必須承受非常大的徑向載荷，所以在設(shè)計中應(yīng)對減速電機輸出軸進行校核。1、翻板機的搖擺接紙臺的運動方式采用類似于曲柄連桿機構(gòu)的形式。曲柄的動力來自減速電機，它是整個翻板機機構(gòu)的核心，翻板機的動力源的要求是相當(dāng)高的2、電機減速機的輸出軸帶動連桿機構(gòu)，通過連桿機構(gòu)把電機軸的旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)榻蛹埮_的搖擺運動。3、接紙臺是主要的承載件，其結(jié)構(gòu)由接紙臺和帶座軸承組成，其必須具有很好的強度。研究內(nèi)容：本課題的任務(wù)包括以下幾個方面：1）根據(jù)需要實現(xiàn)的動作，設(shè)

7、計出翻板機的整機結(jié)構(gòu)圖。2）根據(jù)擬達到的技術(shù)要求，選擇合適的參數(shù)和計算方法完成翻板機的運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)的設(shè)計。3）根據(jù)計算的參數(shù)，完成翻板機設(shè)計和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇。4）對某些關(guān)鍵零件進行優(yōu)化設(shè)計，使產(chǎn)品更加合理。5）根據(jù)以上設(shè)計完成翻板機的整機裝配圖及零部件圖輸送紙卷的規(guī)格參數(shù)紙卷直徑：700-1600mm紙卷寬度：270-2250mm標(biāo)準(zhǔn)紙卷：15001600生產(chǎn)節(jié)拍：120 卷/小時四、研究方法步驟和措施第一階段：準(zhǔn)備階段：文獻的整理階段，收集國內(nèi)外文獻，了解翻板機的結(jié)構(gòu)，傳動方式等，完成文獻報告。第二階段：設(shè)計階段：確定總體設(shè)計方案，根據(jù)課題給定的條件和基本要求進行設(shè)計計算，確定

8、主要參數(shù)，對所得數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析、處理，對設(shè)備的傳動、驅(qū)動等主要部件進行選型和校核。第三階段：制圖階段：整理各類資料和數(shù)據(jù)，利用三維造型軟件solidworks繪制翻板機的三維圖并進行修改和優(yōu)化。根據(jù)設(shè)計的三維圖完成工程圖。第四階段：總結(jié)階段：撰寫設(shè)計說明書，檢查圖紙，準(zhǔn)備答辯。五、參考文獻(列出主要參考文獻的作者、名稱、出版社、出版時間)1 王先逵. 機械制造工藝學(xué)m. 北京: 機械工業(yè)出版社,2006.1(2007.12 重印).2 周德儉.智能控制m.重慶:重慶大學(xué)出版社,2007.2.3 張世昌.先進制造技術(shù)m.天津:天津大學(xué)出版社,2004.4 汪愷機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊m北京：機械工

9、業(yè)出版社，19975 濮良貴機構(gòu)設(shè)計m北京：高等教育出版社，19916 鄒家祥軋鋼機械m北京：冶金工業(yè)出版社，19927 馬志平.機械自動化的未來與現(xiàn)狀m北京：機械工業(yè)出版社，2003.5.8 desrochers, modeling and control of automated manufacturing systems washington; ieee computer society, 19909 張世呂.先進制造技術(shù)m.天津:天津大學(xué)出版社，2004.10 馬曉春.我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢j.森林工程，2002.11 王世敬.溫鈞.現(xiàn)代機械制造技術(shù)及發(fā)展趨勢j.石油機械，2002.12 john u