创新课程设计—纸质悬臂结构

摘要本设计为点胶机设计—悬臂式结构，末端执行器是一个固定在Z轴上的点胶头， X、Y、Z三个方向上都是由步进电机带动滚珠丝杠，将电机轴的旋转运动转化成工作平台的直线运动，实现了点胶机在规定工作范围内各个点的点胶、涂胶工作。

在PLC控制下，该结构能按照程序自动在相应的点完成点胶、在一段距离内完成涂胶工作，也可由手动控制到达工作范围内的各个点以及完成回零工作。

选用的步进电机用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号的个数和频率分别转化成为末端执行器的位移和移动速度。

关键词：点胶机、悬臂式、步进电机、滚珠丝杠、PLCABSTRACTThis design for glue machine design-the cantilevered structure, end actuator is a fixed in the Z axis at a point on the rubber head, X, Y, Z three direction is by stepping motor drive the ball screw, will the motor shaft rotation movement into working platform linear motion, realize a little gum machine in the provisions within the scope of work of various points point glue, glue work. In the PLC control, this structure can be in accordance with the procedures in the corresponding points finish glue, in a distance work to finish glue, can also be made by manual control to work within the scope of the various points, and complete back to zero. The selection of stepping motor power pulse signal control, the electrical impulses of the number and frequency signal into a respectively at the end of the implementation of the displacement and speed.Key words: Glue machine, cantilevered, step motor, the ball screw, PLC目录1绪论----------------------------------------------------------------------------------------------------------11.1 国外研究现状及发展趋势-----------------------------------------------------------------11.2 国内研究现状及发展趋势-----------------------------------------------------------------1 2设计方案--------------------------------------------------------------------------------------------------32.1 机械部分-----------------------------------------------------------------------------------------32.2 电气部分-----------------------------------------------------------------------------------------32.3 控制部分-----------------------------------------------------------------------------------------32.4 传动部分-----------------------------------------------------------------------------------------43 计算说明-------------------------------------------------------------------------------------------------53.1 Z轴（上下）方向传动部件的选型与校核------------------------------------------53.2 X轴（左右）方向传动部件的选型与校核-----------------------------------------113.3 Y轴（前后）方向传动部件的选型与校核-----------------------------------------19 4电气控制部分----------------------------------------------------------------------------------------284.1控制要求-----------------------------------------------------------------------------------------284.2设计方案-----------------------------------------------------------------------------------------284.3 PLC简介-----------------------------------------------------------------------------------------284.4 驱动器的选用---------------------------------------------------------------------------------29 5结论--------------------------------------------------------------------------------------------------------30 附录Ⅰ电气控制图----------------------------------------------------------------------------------31附录ⅡPLC控制流程图----------------------------------------------------------------------------32附录ⅢPLC控制程序图----------------------------------------------------------------------------33参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------------35 致谢-----------------------------------------------------------------------------------------------------------361 绪论点胶机在行业中的影响很广。

单悬臂式标志版结构设计计算书1.项目信息1.设计资料1.1 板面数据板面高度：H = 4.20(m)板面宽度：W = 3.30(m)板面单位重量：W1 = 8.10(kg/m2)1.2 横梁数据横梁直径：D = 0.203(m)横梁长度：L = 3.976(m)横梁壁厚：T = 0.006(m)横梁间距：D1= 1.200(m) 1.3 立柱数据立柱直径：D = 0.377(m)立柱高度：L = 8.250(m)立柱壁厚：T = 0.0090(m)立柱单位重量：W1 = 81.887(kg/m2)2 荷载计算2.1 永久荷载各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重量而添加。

2.1.1 板面重量计算标志版单位重量为8.10(kg/m 2)标志版重量：G1= 1210.23(N) = 1.2102(KN)2.1.2 横梁重量计算G2= 2505.170(N) = 2.5052(KN)2.1.3 立柱重量计算G3= 7282.620(N) = 7.2826(KN) 2.1.4 计算上部总重量G = G1 + G2+ G3= 10998.017(N) = 10.9980(KN)3 风荷载计算3.1 标志板风力F1 = γγq(12ρCV2)∑(WH)/1000= 12.844(KN) 3.2 横梁风力F2 = γγq(12ρCV2)∑(WH)/1000= 0.170(KN) 3.3 立柱风力F3 = γγq(12ρCV2)∑(WH)/1000= 1.922(KN)4 横梁设计计算说明：由于单根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁所受的荷载为总荷载的1/2。

对单根横梁所受荷载计算如下：4.1 荷载计算竖直荷载 G4 = γγG G1/ 2 = 0.726(KN)均布荷载ω1 = γγG G2/H/ 2 = 0.378(KN/m)水平荷载 Fwb = F1/ 2 = 6.422(KN)水平均布荷载 ω2 = F 2/H/ 2 = 0.125(KN/m)4.2 强度验算计算横梁跟部由重力引起的剪力 Q y1 = G 4+ω1H = 2.229(KN) 计算由重力引起的弯矩M y1 = G 4×(l 2+l 3)+ω1×l 12/2 = 4.677(KN*m)(式中l1:横梁总长，l2:悬臂板面外的长度，l3:标志板一半长度计算横梁跟部由风力引起的剪力 Q x1 = F wb +ω2×l 2 = 6.507(KN) 计算由风力引起的弯矩M x1 = F wb ×(l 2+l 3) +ω2×l 22/2 = 14.966(KN*m)4.3 横梁截面信息横梁截面积 A = 3.713 ×10-3(m 2) 横梁截面惯性矩 I = 1.803 ×10-5(m 4) 横梁截面模量 W = 1.776 ×10-4(m 3)4.4 计算横梁根部所受的合成剪力和弯矩合成剪力：Q = (Q x12+Q y12) = 6.878 (KN) 合成弯矩：M =(M x12+M y12) = 15.680 (KN*m)4.5 最大正应力验算横梁根部的最大正应力为：σ = MW = 88.268 (MPa) < [σ] = 215.000(MPa), 满足设计要求横梁根部的最大剪应力为：τ = 2×QA = 3.705 (MPa) < [τ] = 125.000(MPa), 满足设计要求根据第四强度理论，σ，τ近似采用最大值即： σ =(σmax 2+3×τmax 2) = 88.501 (MPa) < [σ] = 215.000(MPa), 满足设计要求4.6 变形验算计算垂直绕度f y =G 4/(γ0γG )×(l 2+l 3)2×(3×l 1-l 2-l 3)/(6EI)+ω1/(γ0γG )×l 14/(8EI) = 0.0041(m) 计算水平绕度 f x =F wb ×(γ0γQ )×(l 2+l 3)2×(3×l 1-l 2-l 3)/(6EI)+ω2/(γ0γQ )×l 23×(3l 1-l 2)/(6EI) = 0.0107(m) 计算合成绕度 f =f x 2+f y 2 = 0.011(m)f/L1 = 0.003 < 0.010, 满足设计要求。

第1篇一、实训背景随着我国基础设施建设的快速发展，悬臂法作为一种常用的桥梁施工方法，在桥梁工程中得到广泛应用。

为了提高施工人员对悬臂法施工技术的掌握，加强实践操作能力，我们组织了一次悬臂法施工方案实训。

本次实训旨在通过理论学习和实际操作，使学员深入了解悬臂法施工的原理、工艺流程、安全注意事项等，提高施工管理水平。

二、实训目的1. 理解悬臂法施工的基本原理和工艺流程。

2. 掌握悬臂法施工的关键技术和操作方法。

3. 提高施工人员的安全意识和施工技能。

4. 为实际工程项目提供可行的施工方案。

三、实训内容1. 理论培训- 悬臂法施工的基本概念和原理- 悬臂法施工的分类和适用范围- 悬臂法施工的工艺流程和施工准备- 悬臂法施工的机械设备和材料要求- 悬臂法施工的质量控制和安全措施2. 现场观摩- 观摩现场悬臂法施工的实际操作过程- 学习施工人员的操作技巧和安全注意事项- 分析施工中常见的问题及解决方案3. 实操练习- 模拟悬臂法施工的关键步骤，如支架搭设、模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑等- 进行实际操作练习，熟悉施工工艺和操作流程- 检验施工人员的安全操作和技能水平4. 施工方案设计- 根据实训要求，设计悬臂法施工方案- 方案包括施工组织设计、施工工艺流程、施工进度计划、质量保证措施等- 对方案进行评审和优化四、实训过程1. 理论培训阶段- 讲师详细讲解了悬臂法施工的基本原理、工艺流程和施工准备等内容。

- 学员通过观看视频和图片资料，对悬臂法施工有了初步的认识。

2. 现场观摩阶段- 组织学员到施工现场进行观摩，实地了解悬臂法施工的操作过程。

- 施工人员现场演示了支架搭设、模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑等关键步骤。

- 学员针对施工过程中遇到的问题与施工人员进行交流。

3. 实操练习阶段- 在安全指导下，学员分组进行实操练习。

- 模拟悬臂法施工的关键步骤，熟悉施工工艺和操作流程。

- 通过实操练习，学员掌握了悬臂法施工的操作技巧。

悬挂书制作手工教案教案标题：悬挂书制作手工教案教学目标：1. 学生能够理解悬挂书的概念和用途。

2. 学生能够掌握悬挂书制作的基本步骤和技巧。

3. 学生能够发挥创造力，设计并制作出自己的悬挂书。

教学资源：1. 白纸、彩色纸、剪刀、胶水、铅笔、彩色笔等。

2. 教师准备的示范悬挂书。

教学步骤：引入活动：1. 教师向学生介绍悬挂书的概念和用途，以及它如何可以用来展示故事、知识或想法。

知识讲解：2. 教师向学生展示一本示范悬挂书，并解释每个页面的设计和内容。

3. 教师讲解悬挂书制作的基本步骤和技巧，包括如何折叠纸张、剪切形状和粘贴装饰等。

示范演示：4. 教师在黑板或白板上示范如何制作一个简单的悬挂书页面，包括折叠和剪切纸张的步骤。

同时，解释每个步骤的目的和重要性。

小组合作：5. 将学生分成小组，每个小组由3-4名学生组成。

6. 每个小组选择一个主题，例如动物、植物、节日等，并让他们设计自己的悬挂书。

7. 学生在小组内合作，根据教师的指导和示范，制作他们的悬挂书。

展示和评价：8. 每个小组完成制作后，让他们展示自己的悬挂书，并向其他小组展示和解释他们的设计和内容。

9. 教师和其他学生对每个小组的悬挂书进行评价和反馈，鼓励他们提供积极的建议和意见。

总结和延伸：10. 教师总结本节课的内容和学生的学习成果，并再次强调悬挂书的用途和创造性。

11. 鼓励学生在家继续制作悬挂书，并鼓励他们将自己的悬挂书展示给家人和朋友。

教学延伸：- 学生可以利用悬挂书制作手工来展示课文内容、科学实验结果、历史事件等。

- 学生可以通过制作悬挂书来培养自己的创造力和想象力，设计出独特的悬挂书作品。

教学评估：- 教师观察学生在制作悬挂书过程中的参与度和技巧掌握情况。

- 学生展示和解释悬挂书时，其他学生的评价和反馈。

- 学生制作的悬挂书的创意和质量。

注意事项：- 确保学生使用安全的工具和材料进行制作。

- 鼓励学生尝试不同的设计和装饰方式，发挥他们的创造力。

通用技术纸质结构模型
纸质结构模型是一种使用纸张材料构建的模型，可以用于展示和演示不同类型的结构、建筑、机械等。

通常，纸质结构模型是通过将纸张折叠、切割、粘贴、叠放等方式来创造出各种形状和结构。

纸质结构模型在教育、建筑设计、机械工程等领域被广泛应用。

它的制作过程相对简单和经济，能够提供直观的展示效果，方便理解和沟通。

另外，纸质结构模型还具有可拓展性和可重复性的优势，可以根据需要进行修改和重新制作。

制作纸质结构模型时，可以使用不同类型的纸张，如卡纸、普通纸、彩色纸等，根据模型的要求选择合适的纸张厚度和质量。

常见的制作纸质结构模型的工具包括剪刀、胶水、折纸工具等。

通过纸质结构模型，可以更清晰地展示抽象的概念和设计理念，帮助人们更好地理解和分析。

在建筑设计中，纸质结构模型可以帮助设计师和客户预览和评估建筑的外观、功能和比例。

在教育中，纸质结构模型可以帮助学生学习科学、工程和艺术概念，并锻炼他们的创造力和动手能力。

总的来说，纸质结构模型是一种简单、经济、直观的展示工具，具有广泛的应用前景。

无论是在教育还是在专业领域，都可以通过纸质结构模型来提高学习效果和沟通效果。

悬臂式标志版结构设计计算书悬臂式标志版结构设计计算书1 设计资料1.1 板面数据板面高度：H = 3.00(m)板面宽度：W = 6.00(m)板面单位重量：W1 = 13.26(kg/m^2)1.2 横梁数据八角钢：边长= 0.08(m)横梁长度：L = 1.50（7.5）(m)横梁壁厚：T = 0.008(m)横梁间距：D1 = 1.50(m)立柱单位重量：W1 = 38.70(kg/m)1.3 立柱数据八角钢：边长= 0.12(m)立柱高度：L = 8.60(m)立柱壁厚：T = 0.01(m)立柱单位重量：W1 = 73.10(kg/m)2 荷载计算2.1 永久荷载各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重量而添加。

2.1.1 板面重量计算标志版单位重量为13.26(kg/m2)标志版重量：G1 = 13.26×18×9.8×1.1(N) = 2.5722(KN)2.1.2 横梁重量计算G2 = 2×38.7×7.5×9.8×1.1(N) = 6.2578(KN)2.1.3 立柱重量计算G3 = 73.1×8.6×9.8×1.1(N) = 6.7770(KN)2.1.4 计算上部总重量G = G1 + G2 + G3 = 15606.94(N) = 15.608(KN)3 风荷载计算3.1 标志版风力F1 = γ0×γQ×(1/2 ×ρ×C ×V2) ×(W ×H) / 1000= 15.266(KN)3.2 横梁风力F2 = γ0×γQ×(1/2 ×ρ×C ×V2) ×Σ(W ×H) / 1000= 0.355(KN)3.3 立柱风力F3 = γ0×γQ×(1/2 ×ρ×C ×V2) ×(W ×H) / 1000= 1.527(KN)4 横梁设计计算说明：由于单根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可人为每根横梁所受的荷载为总荷载的一半。

126FAXIAN JIAOYU 2018/03职业教育 Zhi Ye Jiao Yu ………………………………………悬臂梁，即梁的一端为不产生轴向、垂直位移和转动的固定支座，而另一端为自由端的结构。

一、“悬臂梁结构模型的设计与制作”实践教学的优势1.知识覆盖面广（1）设计阶段：设计的原则与方法、绘图方法及尺寸标注、材料的认知、结构的类型及受力分析、结构稳定性和强度的分析等。

（2）制作阶段：工艺及工具的使用、模型制作方法、技术试验及设计评价、流程设计及优化等。

2.操作性强在通用技术教学中，要想学生真正理解理论知识的含义及实施过程，设计对象的选择很重要，其可操作性更为重要。

二、“悬臂梁结构模型的设计与制作”教学的实施方案1.小前奏热身（3课时）考虑到该实践项目材料的陌生及制作的难度，在正式实施之前设计了另一个同类小活动。

在必修1的教学完成之后，我设计了一个简单小制作来贯穿必修1的理论知识，同时也作为悬臂梁结构模型制作的前奏。

具体实施过程如下：（1）制订设计方案（1课时）（2）各小组进行模型制作（1课时）（3）测试、评价与交流（1课时）2.挑战设计登场（4课时）在进入《技术与设计2》第一章的第三节“简单结构设计”时，安排“悬臂梁结构模型制作”的项目教学，考虑到通用技术课时紧张以及项目的可操作性，具体实施过程如下：（1）布置课后任务：分小组（5~6人）课后观察生活中的悬臂梁结构，思考分析其受力特点，根据材料的特性自主设计悬臂梁结构，并画出大致草图。

（此为课后进行，不计课时。

）（2）方案交流与完善（1课时）：课上各小组组长介绍本组方案，相互交流和讨论，促进方案的优化，形成合理且较完整的设计方案，并将其按照1：1的比例绘制在标准计算纸上。

（3）各小组进行模型制作（2课时）：有了之前正方体制作的热身，对材料特性也有一定了解，各小组成员已有明确分工，在一定程度上降低了悬臂梁的制作难度。

（4）测试、评价与交流（1课时）：测试同样分模型称重和承重测试两个步骤。

悬臂梁施工课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解悬臂梁的基本概念、施工原理及结构特点；2. 学生能掌握悬臂梁施工过程中的关键技术和质量控制要点；3. 学生能了解悬臂梁施工在工程中的应用及发展前景。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决悬臂梁施工过程中遇到的技术问题；2. 学生能够独立完成悬臂梁施工方案的编制，具备一定的施工组织设计能力；3. 学生能够通过实际操作，掌握悬臂梁施工的操作技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱工程专业，增强对建筑施工行业的职业认同感；2. 培养学生严谨求实、团结协作的工作态度，提高工程质量意识；3. 激发学生创新思维，鼓励学生在悬臂梁施工领域进行技术研究和创新。

课程性质分析：本课程为土木工程专业课程，旨在帮助学生掌握悬臂梁施工的基本理论、技术和方法，提高学生的施工组织设计能力和实际操作技能。

学生特点分析：学生为高职二年级学生，已具备一定的土木工程基础知识和施工技能，具有较强的动手能力和实践兴趣。

教学要求：结合悬臂梁施工的实际情况，注重理论联系实际，强化实践教学环节，提高学生的实际操作能力。

同时，注重培养学生的工程质量意识、创新精神和团队协作能力。

通过本课程的学习，使学生具备悬臂梁施工方面的专业知识和技能，为将来的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 悬臂梁基本概念：悬臂梁的定义、分类及结构特点；2. 悬臂梁施工原理：悬臂浇筑和悬臂拼装的基本原理；3. 悬臂梁施工关键技术：模板工程、钢筋工程、混凝土工程及预应力工程；4. 悬臂梁施工质量控制：施工过程中质量检验标准及控制要点；5. 悬臂梁施工安全措施：施工安全注意事项及应急预案；6. 悬臂梁施工组织设计：施工方案编制、施工进度计划及资源配置；7. 悬臂梁施工案例分析：分析典型工程案例，总结施工经验；8. 悬臂梁施工新技术与发展趋势：介绍新型悬臂梁施工技术及发展前景。

教学内容安排与进度：第1周：悬臂梁基本概念、分类及结构特点；第2周：悬臂梁施工原理；第3-4周：悬臂梁施工关键技术；第5周：悬臂梁施工质量控制；第6周：悬臂梁施工安全措施；第7周：悬臂梁施工组织设计；第8周：悬臂梁施工案例分析；第9周：悬臂梁施工新技术与发展趋势。

1设计说明书1.1设计构思构思是设计的灵魂。

要将模型设计为悬臂结构，考虑模型制作的白卡纸力学性能，借用“塔吊”的思想对我们的设计进行构思，本次模型采用空间桁架结构体系，结构布置简单明了，稳定性好，荷载传递路线清晰，构件受力合理。

充分利用白卡纸抗拉性能好的优点。

1.1.1造型构思（1）材料强度分析纸质杆件的抗弯能力最弱，因此，总的设计思路是尽可能降低荷载产生的弯矩。

由表1，表2可看出白卡纸的主要优点在于它具有较强的抗拉性能；经试验，白卡纸制成的杆件抗压性能也较强。

因此，结构体系的杆件受力应以杆件受拉和受压为主。

表1 230克白卡纸弹性模量表2 230克白卡纸极限应力230克白卡纸0.322.27.0受压计算时需考虑长细比对稳定的影响（2）结构功能要求所设计结构模型应能为承载板提供承载平面，承载平面必须在支承平面以上。

模型最低加载荷载不能少于5kg，最大加载荷载不能大于20kg（不包含挂篮系统重量），且必须承载20s；模型竖向或横向最大挠度不大于跨度的1/10。

（3）结构立面形式的选择结构最重要的功能，就是承受其生命全过程中可能出现的各种荷载。

因此，在选择结构立面形式中，为了能满足结构承载能力要求，我们做了以下几个方案分析：图1 立面形式比选方案一、造型简单，但受力不合理。

方案二：传力直接，但质量大，不美观。

方案三、稳定性较好，质量较轻，充分利用纸带很好的抗拉性能，实用性强，但传力略复杂，纸带的张拉难道大。

但经过反复试验和甄选，由构思中得到启发，充分考虑白卡纸的材料性质，以结构功能要求为基本出发点，从多种形式对比中，决定以桁架作基本形式，考虑稳定性等方面的因素，最终选择折弦式桁架作为结构的立面形式。

如图2所示。

图2 最终模型（4）构件截面的选择由白卡纸材料性质及结构的功能要求决定了构件宜以受拉、压为主，而白卡纸的受拉性能较好，且拉杆不存在稳定性问题。

因此，构件的截面形式的选择应从受压性能最优的截面形式开始考虑。