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创新设计钢板翻转机构机构创新设计说明书设计题目钢板翻转机翻转机构设计学校南京农业大学工学院工学院(系) 材料成型及控制专业班级材控(02)班学号 33310228 报告人郝宇指导老师肖茂华完成日期 2012 年 10 月 26 日一、课题要求1.1机具功能:实现将钢板反转180度。
实现方式:通过左夹板反转110度送至右夹板，右夹板翻转80度实现。
已知条件:原动件由旋转式电动机驱动;每分钟翻钢板十次;许用传动角为50度。
二、课题分析2.1、课题分析:工作部分由左右夹板两部分组成。
左夹板需要实现由水平到铅垂位置左侧十度位置的往复为步骤一;右夹板需实现当左夹板转至从铅垂偏左十度时，由右侧水平转至贴至左侧夹板为步骤二，同左夹板共同运动二十度为步骤三，回到右侧水平为步骤四。
2.2机构设计:两夹板的转动可用齿轮机构转动来保证步骤二两夹板能贴一起运动的速度要求，但是匀速转动工作效率底，难保证每分钟翻转钢板十次，不予采用;左夹板运动用曲柄摇杆机构实现，右夹板用凸轮机构实现，虽然能够实现课题要求，但凸轮的设计非常规，求解复杂，不予采用;左右夹板运动由两组曲柄摇杆机构实现(通过一定方式简化课题要求，使左夹板在右夹板至铅垂右十度与之贴合，而转变成八十度的来回摆动)。
二、工作机构设计2.1机构设计简述2.1.1运动过程简化:左右夹板加电磁铁，并且使右夹板磁性更大;左侧加电磁铁，接电铜片设计为比一百一十度略小。
已实现钢板能被左夹板稳妥的送至右侧并且与右夹板顺利实现衔接。
2.1.2左右夹板运动过程实现:左右夹板用两组各自独立运动的曲柄摇杆机构实现。
若采用两个电机浪费动力，一组出现故障容易发生危险，设计用一个电机带动两组机构一起运动。
设计左右夹板曲柄轴线在一起，以简化电机与两机构的衔接。
2.2方案详述2.2.1方案一运动简图:设计计算选定AD=1500，当右夹板与左夹板贴合时 CD=500，α,,,:，β,,,,:222222L，L,ACAD，CD,AC43COS,,,, 在三角形ACD中， ADCDL4L32**2**222即AC,L，L,2*L*L*COS,,AC,L2,L1 4343222222AD，CD,ACL，L,AC11431COS,,,,在三角形ACD中， 1ADCDL4L32**2**1 222即AC,L，L,2*L*L*COS,,AC,L，L 143432122222，，L,L,L，L,2*L*L*COS,,1500，500,2，1500，500，COS20: 214343 由(1)(2)得:L2=1423.52, L1=379.27222AG，FG,AF在三角形AFG中,cos, 2*AG*FG222，,AGFGAF,,COS在三角形AFG中， L22=1800, L12=311.08 2*AG*FG计算结果:左半机构:L=379.27, L=1423.52, L=500, L=1500 1234右半机构:L=311.08, L=1800, L3=500, L=1929.01 12224杆长关系检验:左半机构:L+L=L+L=1879.27<L+L=1923.52 minmax1423右半机构:L+L=L+L2240.09<L+L=2300 minmax124=23整体分析:连杆到位情况:A(311.08,311.08),E(1.69,278.7),E(396.22,11.88), 12E(622.1,317.18),F(1791.91,466.04), 31F(2175.02,287.97),F(2421.75,353.09),G(2175.02,784.22) 23解析法检验，从动二杆组FEA的模式值表达式可以列出。
大型H钢翻转提升机构设计摘要我国现如今的工业水平不断地发展，H钢运用的领域越发广泛，在提升和翻转那些笨重、体积很大零件不能只靠人力去完成，为了提高生产效率需要设计出一种设备来解决此问题。
在设计的同时需要考虑到传动装置变松以及润滑等问题。
本文首先对翻转机提升类型从其特点进行分析到选择，选择出链式翻转机构和液压式提升装置，对H钢翻转工作进行分析，设计出符合要求的元器件如轴，齿轮，皮带等，对部分件进行校核，为了元件相互协调配合，设备运行平稳。
最后设计出液压与电气系统组合，从而形成一套完整的工作体系从上升正反翻转、制动、下降。
提升机构选择形式为液压式，优点是重量轻、容易实现调速、使用寿命长。
缺点是油液对密封装置要求比较严苛容易泄露。
翻转机构使用链式传动，优点是摩擦性好、成本低。
缺点不耐冲击、质量大。
关键词H钢；翻转机构；提升机构Design of Large Scale H Steel Lifting MechanismAbstractChina is now the level of industrial development, H steel used more and more widely in the field, lifting and turning of the heavy and large parts can not only rely on manpower to complete, in order to improve the production efficiency we need to design a device to solve this problem. At the same time the design should take into account the loose gear and lubrication problems.Based on the analysis of the types of hoisting machine turn to choose from its features, choose a chain turnover mechanism and a hydraulic lifting device for H steel turning work analysis, designed to meet the requirements of the components such as shaft, gear, belt and so on, to check the part, as the components of coordination, equipment running smoothly. Finally, the hydraulic and electrical system is combined to form a complete system of work, from rising, reverse, braking and descending.The selection of lifting mechanism is hydraulic, with the advantages of light weight, easy realization of speed control and long service life. The disadvantage is that the oil on the sealing device requirements are more stringent, easy to leak. The turnover mechanism adopts chain type transmission, and has the advantages of good friction and low cost. Disadvantages, no impact, high quality.Keywords H steel, turnover mechanism, lifting mechanism目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 国外发展现状 (1)1.2.2 国内发展现状 (2)1.3 本课题的研究内容 (4)第2章翻转提升机构的总体设计 (5)2.1 翻转和提升机构采用形式的确定 (5)2.1.1 翻转机构的确定 (5)2.1.2 提升机构的确定 (7)2.2 H钢翻转的工作原理 (9)2.3 大型H钢翻转提升机构的简图 (9)2.4 本章小结 (10)第3章翻转提升机构的结构设计 (11)3.1 链条及链轮的选择设计 (11)3.1.1 链条的设计选择 (11)3.1.2 链轮的设计选择 (12)3.1.3 滑轮的设计选择 (13)3.1.4 润滑油的选择 (14)3.2 电机的选择 (14)3.3 带传动及齿轮的设计及计算 (15)3.3.1 皮带传动的设计 (15)3.3.2 V带轮的设计 (17)3.3.3 皮带张紧装置的选择 (19)3.4 轴的结构设计与校核 (19)3.4.1 轴的设计计算 (19)3.4.2 滚动轴承的校核 (21)3.4.3 键的校核 (22)3.5 本章小结 (22)第4章翻转提升机构的液压与电气的系统设计 (23)4.1 机构液压系统的设计 (23)4.1.2 液压系统的原理及元件选择 (27)4.2 机构电气控制系统设计 (29)4.3 机构的系统工作过程 (30)4.4 本章小结 (31)第5章三维模型的建立 (32)5.1 建立零件 (32)5.2 零件图的装配 (32)5.3 三维模型 (34)5.4 本章小结 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (36)附录A (38)附录B (45)第1章绪论1.1课题研究的背景及意义现如今社会经济飞速发展，国家不断强调工业并大力投入工业设计发展，建筑业与大型工业更是不断发展，像大型H钢这样的钢型会用到很多，所以有着大量的。
目录摘要...........................................................................................................................................I I I A B ST R A C T..................................................................................................................................IV 目录.............................................................................................................................................V 1 绪论.............................................................................................................................................1 1111.1课来题源及研究的目的和意义...........................................................................................1 .2国内外设备目前的发展状况.............................................................................................1 .3课题研究方法和手段...........................................................................................................1 .4课题应达到的基本要求.......................................................................................................2 1.4.1翻转机构设计指导思想................................................................................................2 .5设计任务书的基本要求.......................................................................................................2 12 翻转机构整体方案设计.............................................................................................................3 2.1总体设计方案.......................................................................................................................3 22.1.1设计目的........................................................................................................................3 .1.2设计原理........................................................................................................................3 2.2翻转机构系统概述................................................................................................................5 222.2.1翻转机构系统组成.........................................................................................................5 .2.2翻转机构的工作原理.....................................................................................................5 .2.3翻转机构的功能要求.....................................................................................................5 2.3翻转机构总体方案设计与比较............................................................................................5 22.3.1翻转机构总体方案设计................................................................................................5 .3.2翻转机构的比较选择.....................................................................................................8 3 翻转机构结构零部件的设计.....................................................................................................9 3.1机构框架设计........................................................................................................................9 33.1.1框架结构材料.................................................................................................................9 .1.2结构的成形方式..........................................................................................................10 3.2翻转机构轴的设计.............................................................................................................10 33.2.1轴径的确定...................................................................................................................12 .2.2轴的结构设计..............................................................................................................12 33.3踏板、转盘及手轮的设计.................................................................................................15 .4平衡块的设计......................................................................................................................16 4 标准件的选用...........................................................................................................................16 4.1轴承的选择..........................................................................................................................17 444.1.1轴承的基本概念...........................................................................................................17 .1.2滚动轴承的主要类型、比较和选择...........................................................................17 .1.3轴承型号的确定...........................................................................................................20 V4.1.4轴承的寿命...................................................................................................................22 4.2其它标准件选用..................................................................................................................22 444444.2.1轴承座的选用...............................................................................................................22 .2.2轴套的选用...................................................................................................................23 .2.3开口销的选用...............................................................................................................25 .2.4压簧的选用..................................................................................................................26 .2.5垫片的选用..................................................................................................................26 .2.6键的选用......................................................................................................................27 5 翻转机构的焊接与装配...........................................................................................................29 5.1框架的焊接.........................................................................................................................29 5555.1.1选择焊接方法...............................................................................................................29 .1.2确定焊接的形状、尺寸和下料方法...........................................................................29 .1.3确定焊接接头、坡口形式和坡口边缘的加工方法...................................................30 .1.4焊接方案的确定...........................................................................................................30 5.2零部件的装配......................................................................................................................30 5555.2.1机器装配的基本概念...................................................................................................30 .2.2零件在装配中连接种类...............................................................................................31 .2.3装配方法.......................................................................................................................32 .2.4装配方案的确定...........................................................................................................33 5 结论...........................................................................................................................................33 致谢...............................................................................................................................................34 参考文献 (35)VI一种焊接翻转机构设计1 绪论1 .1课来题源及研究的目的和意义技术进步的最重要和最有效的发转方向之一就是实现生产的过程，其中包括焊接过程的全盘机械化和自动化。
大型H钢翻转提升机构设计摘要我国现如今的工业水平不断地发展，H钢运用的领域越发广泛，在提升和翻转那些笨重、体积很大零件不能只靠人力去完成，为了提高生产效率需要设计出一种设备来解决此问题。
在设计的同时需要考虑到传动装置变松以及润滑等问题。
本文首先对翻转机提升类型从其特点进行分析到选择，选择出链式翻转机构和液压式提升装置，对H钢翻转工作进行分析，设计出符合要求的元器件如轴，齿轮，皮带等，对部分件进行校核，为了元件相互协调配合，设备运行平稳。
最后设计出液压与电气系统组合，从而形成一套完整的工作体系从上升正反翻转、制动、下降。
提升机构选择形式为液压式，优点是重量轻、容易实现调速、使用寿命长。
缺点是油液对密封装置要求比较严苛容易泄露。
翻转机构使用链式传动，优点是摩擦性好、成本低。
缺点不耐冲击、质量大。
关键词 H钢；翻转机构；提升机构Design of Large Scale H Steel LiftingMechanismAbstractChina is now the level of industrial development, H steel used more and more widely in the field, lifting and turning of the heavy and large parts can not only rely on manpower to complete, in order to improve the production efficiency we need to design a device to solve this problem. At the same time the design should take into account the loose gear and lubrication problems.Based on the analysis of the types of hoisting machine turn to choose from its features, choose a chain turnover mechanism and a hydraulic lifting device for H steel turning work analysis, designed to meet the requirements of the components such as shaft, gear, belt and so on, to check the part, as the components of coordination, equipment running smoothly. Finally, the hydraulic and electrical system is combined to form a complete system of work, from rising, reverse, braking and descending.The selection of lifting mechanism is hydraulic, with the advantages of light weight, easy realization of speed controland long service life. The disadvantage is that the oil on the sealing device requirements are more stringent, easy to leak. The turnover mechanism adopts chain type transmission, and has the advantages of good friction and low cost. Disadvantages, no impact, high quality.Keywords H steel, turnover mechanism, lifting mechanism目录摘要 (I)Abstract ...................................................... I I第1章绪论.................................... 错误!未定义书签。
摘要焊接翻转机构的结构尺寸、平稳性、翻转的连续性以及制造成本对提高焊接效率和保证安全性有很大的影响，研究了可以实现原地低位的翻转机构，并对动态稳定性进行分析，结果表明：翻转机构在翻转时连续平稳。
翻转机构占地空间小，制造成本低，具有良好的应用前景，在国内外焊接生产线上有很高的推广价值。
关键字：翻转机构设计职业技术学院毕业设计说明书(论文)AbstractWeld the structure size, steady, inside out consecution and manufacturing costs of the inside out machine to weld to the exaltation the efficiency and the assurance safeties contain very biginfluence.Studying can carry out an inside out and inside out organization, and carried on the analysis to the dynamic state stability, the result enunciation:Inside out organization at inside out is continuously steady.The inside out organization covers the space small, the manufacturing cost is low, having the good applied foreground, producing in the domestic and international welding on-line have the very high expansion value.Key Words: Turnover Mechanism职业技术学院毕业设计说明书(论文)引言随着科学技术的发展，焊接辅助设备与器具制造行业自设立以来在整个焊接行业中占有重要地位，并受到业内人士的高度重视。
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。
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22°8′14″， 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°。
机械原理课程设计计算说明书设计题目翻钢机钢板翻转机构学校同济大学机械工程学院（系）机械设计制造及其自动化专业班级学号设计人指导老师虞红根完成日期年月日目录一、翻钢机工作原理及工艺动作分解 (2)二、传动装置设计 (2)三、工作机构的运动协调设计和机械运动循环图 (6)四、工作机构的设计计算 (7)五、摇杆速度分析 (9)六、翻钢机前后承接机构的设计 (10)七、参考文献 (13)八、设计心得体会 (14)4. 传动机构设计方案一：蜗轮蜗杆传动 轮系简图如下图所示：其中各齿轮的齿数分别为z 1=1，z 2=80，z 3=25，z 4=80。
1）传动比计算总传动比i =i 12·i 34蜗轮蜗杆 i 12=z 2z 1=801=80定轴轮系3-4 i 34=z 4z 3=8025=3.2故 i =i 12·i 34=80×3.2=1602）材料选择及加工构件 材料 加工 蜗轮 40Cr淬火 蜗杆 铸造锡青铜（ZCuSn10Pl ）时效处理 齿轮3 40Cr 调质 齿轮440Cr调质3）传动效率计算蜗轮蜗杆传动效率取η1=0.7，齿轮3、4之间的传动效率η2=0.96，总传动效率为 η=η1·η2=0.7×0.96=0.672图1方案二：周转轮系传动轮系简图如下图所示：其中各齿轮的齿数分别为z1=53，z2=40，z2’=39，z3=52。
1）传动比计算周转轮系1-2-2’-3-H i31H=n3−n Hn1−n H =z2’·z1z3 ·z2=53×3952×40=159160又n1=0得i31H=1-n3n H=1-i3H所以i3H=1-159160=1 160故i H3=1602）材料选择及加工所有齿轮均选用40Cr，并经调制处理。
3）传动效率计算行星架H与齿轮2、2’的轴所构成的转动副的传动效率为η1=0.98，齿轮1和2之间的传动效率为η2=0.96，齿轮2’和3之间的传动效率为η3=0.96，则总的传动效率为η=η1∙η2∙η3=0.98×0.96×0.96=0.903图2三、工作机构的运动协调设计和机械运动循环图如图3、图4所示，分别是两套曲柄摇杆机构的极限位置，在P点上，两曲柄成170°固结，对于两个摇杆，二者正好同时达到极限位置。
大型H钢翻转提升机构设计摘要我国现如今的工业水平不断地发展，H钢运用的领域越发广泛，在提升和翻转那些笨重、体积很大零件不能只靠人力去完成，为了提高生产效率需要设计出一种设备来解决此问题。
在设计的同时需要考虑到传动装置变松以及润滑等问题。
本文首先对翻转机提升类型从其特点进行分析到选择，选择出链式翻转机构和液压式提升装置，对H钢翻转工作进行分析，设计出符合要求的元器件如轴，齿轮，皮带等，对部分件进行校核，为了元件相互协调配合，设备运行平稳。
最后设计出液压与电气系统组合，从而形成一套完整的工作体系从上升正反翻转、制动、下降。
提升机构选择形式为液压式，优点是重量轻、容易实现调速、使用寿命长。
缺点是油液对密封装置要求比较严苛容易泄露。
翻转机构使用链式传动，优点是摩擦性好、成本低。
缺点不耐冲击、质量大。
关键词 H钢；翻转机构；提升机构Design of Large Scale H Steel LiftingMechanismAbstractChina is now the level of industrial development, H steel used more and more widely in the field, lifting and turning of the heavy and large parts can not only rely on manpower to complete, in order to improve the production efficiency we need to design a device to solve this problem. At the same time the design should take into account the loose gear and lubrication problems.Based on the analysis of the types of hoisting machine turn to choose from its features, choose a chain turnover mechanism and a hydraulic lifting device for H steel turning work analysis, designed to meet the requirements of the components such as shaft, gear, belt and so on, to check the part, as the components of coordination, equipment running smoothly. Finally, the hydraulic and electrical system is combined to form a complete system of work, from rising, reverse, braking and descending.The selection of lifting mechanism is hydraulic, with the advantages of light weight, easy realization of speed controland long service life. The disadvantage is that the oil on the sealing device requirements are more stringent, easy to leak. The turnover mechanism adopts chain type transmission, and has the advantages of good friction and low cost. Disadvantages, no impact, high quality.Keywords H steel, turnover mechanism, lifting mechanism目录摘要 (I)Abstract ...................................................... I I第1章绪论.................................... 错误!未定义书签。
