機械原理課程設計自動疊衣機

機械原理課程設計自動疊衣機中國地質大學(武漢) 0 設計目的：該機構可以供給家庭疊衣服運用?，F(xiàn)代人的生活節(jié)奏越來越快，面對做不完的工作，面對沒完沒了的應酬，人們感覺非常的疲憊，更頭疼的是還得抽出時間做家務，做清潔。現(xiàn)代化對我們是非常的重要，洗干一體，榨汁機，豆?jié){機，面包機，洗碗機，我們就在這樣的方便當中來緩解生活的壓力，那么，人們同樣希望有個機器能夠代替他們?nèi)フ硐锤傻囊挛锼晕覀儚默F(xiàn)代化機械發(fā)展和人們需求方面考慮的，就想設計一款能夠整折疊板實現(xiàn)衣物折疊運動，整個機構以機械原理課本上的鉸鏈四桿機構和導桿機構為主導為了實現(xiàn)折疊板的運動是確定的運動，我們在最初的設計上進行了改進：折疊板的轉動裝上復位彈簧使折疊板能夠實現(xiàn)完全確定的運動。2．設計各機構的相對位置和各構件的尺寸。3.利用CAD畫出各機構的運動方案簡圖，并用運動極限位置確定各機構運動最大行程或5．利用MATLAB對各個機構進行位移、速度、加速度分析，繪出運動曲線圖。6.齒輪機構的計算與設計。根據(jù)傳動比選擇齒輪，根據(jù)齒寬確定各兩齒輪的齒數(shù)，給出模數(shù)，進而確定齒輪的各個參數(shù)，繪制成表。7．編寫設計計算程序，運用MATLAB軟件對函數(shù)關系進行繪圖表達，最后輸出圖形，直其方案確定想電機的轉動提供動力，引起主動件轉動。主動件引起整個機構運動，最終折疊板實現(xiàn)衣；傳實現(xiàn)疊衣服的工作要求，實現(xiàn)了接近180度的轉動，執(zhí)行件的轉動角度只能是接近180該方案是在執(zhí)行件的轉角處裝了復位過復位彈簧的作用可使執(zhí)行件轉動180為零，并且反向運動，實現(xiàn)疊衣服的工該方案是在執(zhí)行件的轉角處裝了復位過復位彈簧的作用可使執(zhí)行件轉動180為零，并且反向運動，實現(xiàn)疊衣服的工機構方案二度時速度作要求。案上進行了改進，在執(zhí)行件的轉角處裝了復位彈簧，利用復位彈簧來達到理想的運動效機構作確定的運動，在《機械原理》課程設計中，我們選從上面的機構示意圖可知，執(zhí)行機構的運動不能同時運動，必須將兩個機構的運動錯開，為此選擇了間歇機構中的不完全齒輪機構來實現(xiàn)該種運動的要求，齒輪傳動機構示意該部分是為了使整個機器能夠合理的運動、協(xié)調(diào)機構間的運動，執(zhí)行機構結構的整體基本為對稱結構構，如下圖3—1所示，但是原動件的運動方向相反，而且兩個原動件不2應該小于整個圓周的1/2，傳動比接近于1。由于不完整齒輪存在剛性沖擊，需要在兩輪頂相撞，需將首齒齒頂高作適當?shù)南鳒p。hac0.25，并且e=s，則該直齒圓柱齒輪的幾何尺寸參數(shù)如名稱名稱代號計算數(shù)值名稱代號計算數(shù)值3mm54mm3mm3.75mm6.75mm60mm46.5mm50.7mm尺厚齒槽寬名稱名稱代號計算數(shù)值名稱代號計算數(shù)值模數(shù)3mm壓力角齒數(shù)36分度圓直徑108mm齒頂高3mm齒根高3.75mm齒全高6.75mm齒頂圓直徑114mm齒根圓直徑100.5mm基圓直徑101.4mm齒距基圓齒距尺厚齒槽寬只是做了一部分的驗算，可能還存在一定的問題，我們將會<1>設計目標：曲柄帶動搖桿轉動，搖桿再作為導桿機構的主動件帶動執(zhí)行件轉動，執(zhí)行<2>機構劃分：根據(jù)我們的初步方案，通過三維建模(如圖3-3)可知，執(zhí)行機構可以劃分為四連桿鉸鏈機構(如圖3—4)和導桿機構(如圖3—5)。由于一般情況衣服的寬度為600mm——900mm,如果疊衣服機要想把衣服疊整齊，整個機器中間不運動部分的寬度為360mm,運動的折衣服板的寬度分別為250mm,由于整個機構又對稱，由此可知，機架的長度應該小于180mm，在這里首先將其初值定為170mm,即機架AE=170mm，執(zhí)行件的長度應該小于250mm，如果執(zhí)行件的長度太短的話，根據(jù)杠桿原理的執(zhí)行件太短不合理，而且機架EC的距離應該大于搖桿的長度，根據(jù)上述確定執(zhí)行件的長度為200mm,即OD=200mm，首先設定搖桿的理想擺角為三D'ED''=60。，各個桿的尺寸可以根據(jù)《機械原理》按預定的運動規(guī)律設計四桿機構的方法來設計，運用解析法來3ED''=OD''3AC''=AB''+B''CAC'=BC'AB通過上面初步確定的尺寸以及上述數(shù)學關系式計算處執(zhí)行機構中各構件的長度，接著驗算此時的機構能否滿足運動規(guī)律的要求以及鉸鏈四桿機構有曲柄的要求和參數(shù)要求，由此得ACAE1極為夾角為9=9'9''=50。KK封閉桿矢量圖如圖4—1所示，由封閉圖形ABCDA可寫出機構各桿矢所構成的封閉矢量l+l=l+l12341osl1122334 112233由于該式是一個非線性方程組，直接求比較困難，在這里借助集合方法進行求解，如圖42、速度分析((4—2)式對時間t求導數(shù))：111222333解上式即可求的二個角速度o、o。23將(4—2)式對時間t求二次導數(shù)，可得加速度關系表達式 (4—4)(4—5)23編程可求得9、9、o、編程可求得9、9、o、、a、a23得數(shù)據(jù)見附錄求的，但是，連桿和搖桿的角加速度會發(fā)生突變，但變化是緩慢的，則存在柔性沖擊，雖然在運動過程速度并不會很高再加之變化是很慢的，也就是運動基本合理。封閉桿矢量圖如圖4—5所示，由封閉圖形ABCA可寫出機構各桿矢所構成的封閉矢量方l=l75C將(4—7)式投影到坐標軸上可得：lcos9=scos15C366 (4—8)(4—9)將(4—8)式對時間t求一次導數(shù)，得速度關系locos9=vsin9+socos9(4—10)665C3C33形式來表示，則上式可寫為:解上式即可求得滑塊相對導桿的速度為v和執(zhí)行件的角速度oB53、將(4—8)式對時間t求二次導數(shù)，可得加速度關系表達式:(4—12)解上式即可求得滑塊相對導桿的線加速度a和執(zhí)行件的加速度aB55C5C5C33知折衣板的角位移運動線圖基本滿足了我們設計的需求，折衣板的角速度線圖可知，折衣加速度會發(fā)生突變，但變化是緩慢的，則折衣板在運動過程中存在柔性沖擊，雖然在運動<1>人們對于衣服這種軟材料物品整理，暫時還認為不能用簡單的機器代替人工，但<2>該方案運用了比較的簡單的機構來實現(xiàn)動作要求。<1>在齒輪傳動機構中運用了不完全齒輪，不完全齒輪的首齒輪進行嚙合時存在剛<2>該機構最后是否能實現(xiàn)我們預想的疊衣服的效果是不能夠確定的。由于該機構實現(xiàn)折衣服的預想，還需要人提供幫助，在此機構完全設計好后，將在該機構上進行改進，實現(xiàn)不需要人提供幫助就能實現(xiàn)折衣服的預想，即實現(xiàn)衣服洗后的晾、曬、整理都能通過該自動疊衣服機實現(xiàn)，而且該自動疊衣服機可以當作衣柜使用，這是我我們以后的設計中實現(xiàn)。從機械創(chuàng)新設計大賽的主題出來，到確定選題，到現(xiàn)在的課程設計，真的使我受益匪淺，感受頗深。在機械原理課程設計之前就說我們這次的課程設計可以根據(jù)機械創(chuàng)新設計們就開始組隊進行選題，我們定了一個月的選題時間，最終從我們的眾多想法中選出兩個在設計過程中我們遇到了很多困難，但是通過我們小組成員的共同努力，終于完成了一部分設計，得到了相應的尺寸、運動分析等等，對機構大體上有了一個把握，也算是取得了一些成績吧。雖然如此，由于我們相關經(jīng)驗的缺乏，此設計還存在很多的問題和不合理的因素，例如，一些構件的加速度有突變，即在機構運轉過程中存在柔性沖擊，等等。我相信，有了這次課程設計的一些經(jīng)驗和體會，我們在以后的學習過程中不斷完善我們的設這次課程設計，不僅是我們對《機械原理》課程知識的綜合運用，同時也是對我們其他不斷的改進完善設計，同時也清晰地認識到只有認真的掌握好理論知識，同時在不斷的在今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在這一個多星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知合起來，從理論中得出結論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多的不足，自己知識的很多漏洞，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如，對矩陣法、解析法進行運動分析還是不怎么了解,……看到了自己基礎知識還是不夠扎實，實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還待急需提高。通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。在生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。雖然這只是一次的較簡單的課程設計，可是也耗費了我們不少的心血。無論如何，就當它是一次機械原理的復習課吧！為以后的設座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我大學旅途上一個非常美好的回憶m=zeros(10,36);%%%定義矩陣%%%%%%%%%%%%計算角位移%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%計算角速度