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正文內(nèi)容

上玻璃裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

2024-07-19 14:44 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 AB2時(shí),搖桿由C1D擺到C2D,搖桿擺角為ψ,對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t1;當(dāng)曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)過角度φ2(φ1=180176。-θ)時(shí),搖桿又由C2D擺回到C1D,擺角仍為ψ,對(duì)應(yīng)的時(shí)間t2。顯然φ1>φ2,t1>t2, 速度V1<V2。如果搖桿由C1D擺到C2D為工作行程,由C2D擺回到C1D為空回行程,則表明C點(diǎn)在空回行程的速度大于工作行程的速度,即搖桿有急回運(yùn)動(dòng)的特性。圖22 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性所謂急回特性,即當(dāng)主動(dòng)件等速旋轉(zhuǎn)時(shí),作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度的特性。急回運(yùn)動(dòng)特性可用行程速度變化系數(shù)K來表示,即:式中,θ—極位夾角,是搖桿處于兩極限位置時(shí)曲柄所夾的銳角。上式表明,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)有無急回特性,取決于有無極位夾角。當(dāng)θ=0時(shí),K=1,這時(shí)機(jī)構(gòu)沒有急回特性;當(dāng)θ≠0時(shí),K>1,則機(jī)構(gòu)有急回特性。K越大,急回特性越顯著。將上式改寫成:即可得極位夾角的計(jì)算公式。當(dāng)設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí),總是根據(jù)該機(jī)械的急回要求先給出K值,然后由上式計(jì)算出極位夾角,再確定各構(gòu)件的尺寸。曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)等都具有急回特性。⑵ 死點(diǎn)位置如取圖22中的搖桿為主動(dòng)件,則當(dāng)搖桿擺到極限位置C1D和C2D時(shí),連桿BC和曲柄AB共線。若不計(jì)各桿質(zhì)量,則搖桿通過連桿施加給曲柄的力將通過鉸鏈中心。因此,該力對(duì)A點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩。機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)位置。為了消除死點(diǎn)位置的不良影響,可對(duì)曲柄施加額外的力,或利用飛輪及構(gòu)件自身的慣性作用,或采用幾個(gè)四桿機(jī)構(gòu)組合的方式,來保證機(jī)構(gòu)順利通過死點(diǎn)位置??p紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)(圖23),有時(shí)就會(huì)出現(xiàn)踏不動(dòng)或帶輪反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,這是因?yàn)闄C(jī)構(gòu)正處于死點(diǎn)位置引起的。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可借助帶輪的慣性作用,使機(jī)構(gòu)順利通過死點(diǎn)位置。 蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)運(yùn)機(jī)構(gòu)(圖24)利用機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列使機(jī)構(gòu)順利通過死點(diǎn)位置。 圖23 踏板機(jī)構(gòu)圖24 蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)運(yùn)機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置對(duì)傳動(dòng)雖然不利,但對(duì)某些夾緊裝置卻可用于防松。如圖25所示的鉆床夾具,當(dāng)工件被夾緊后,鉸鏈中心B、C、D共線,此時(shí)無論工件加在桿1上的反作用力有多大,也不能使桿3轉(zhuǎn)動(dòng)。因此保證了夾具在去除外力之后,仍能可靠地夾緊工作。當(dāng)需要取出工件時(shí),必須向上扳動(dòng)手柄2,才能松開夾具。 圖25 鉆床夾具⑶ 壓力角和傳動(dòng)角在生產(chǎn)中,不僅要求連桿機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,還應(yīng)具有良好的傳力性能,以提高機(jī)械的效率。在圖26所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,若不計(jì)各桿的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)副中的摩擦影響,則連桿BC是二力桿,它作用于從動(dòng)搖桿CD上的力F沿著BC方向。力F與C點(diǎn)的絕對(duì)速度Vc之間所夾的銳角α就稱為壓力角。 力F沿Vc方向的分力Ft=Fcosα,它能作功,是推動(dòng)從動(dòng)件的有效分力;力F沿從動(dòng)件方向的分力Fn=Fsinα,它不能作功,而且增大摩擦阻力,是無效分力??梢姦林苯佑绊憴C(jī)構(gòu)的傳力性能,α越小,傳力越好,它是判別機(jī)構(gòu)傳力性能的主要參數(shù)。由于連桿的位置及C點(diǎn)的線速度方向在傳動(dòng)過程中不斷改變,因此α的大小也在不斷改變。圖26 壓力角和傳動(dòng)角在連桿設(shè)計(jì)中,為度量方便,習(xí)慣用壓力角α的余角γ(連桿與從動(dòng)搖桿之間所夾的銳角)來判斷連桿機(jī)構(gòu)的傳力性能。γ就稱為傳動(dòng)角。因γ=90176。-α,故α越小,γ越大,機(jī)構(gòu)的傳力性能越好;反之,α越大,γ越小,機(jī)構(gòu)傳力越費(fèi)勁,傳動(dòng)效率越低。機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),傳動(dòng)角是變化的。為了保證機(jī)構(gòu)具有較好的傳力性能,必須規(guī)定傳動(dòng)角的下限。對(duì)于一般機(jī)械,通??扇∽钚鲃?dòng)角γmin≥40176。,具體數(shù)值可根據(jù)傳動(dòng)功率的大小而定。對(duì)于鄂式破碎機(jī)、沖床等大功率機(jī)械,最小傳動(dòng)角可取大些,可取γmin≥50176。;對(duì)于小功率的控制機(jī)構(gòu)和儀表,γmin可略小于40176。一般最小傳動(dòng)角γmin一定出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩個(gè)位置中的任一位置上。3 上玻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì) 吸盤的設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)物品:玻璃玻璃規(guī)格尺寸:長3000㎜。寬2000㎜。厚度≤10㎜玻璃密度:2700 kg/m玻璃重量m≤165千克翻轉(zhuǎn)架重量m≤150千克翻轉(zhuǎn)重量包括翻轉(zhuǎn)架和翻轉(zhuǎn)玻璃重量之和m≤315千克從豎直位置翻轉(zhuǎn)至水平位置的時(shí)間控制在40秒以內(nèi),返回時(shí)間控制在20 秒以內(nèi)翻轉(zhuǎn)角度95176。真空吸盤摩擦系數(shù)為=大氣壓強(qiáng)P=Pa/m 吸盤面積S=r吸盤數(shù)量N=9玻璃重量G=mg,取r=16mm。選取相應(yīng)吸盤。為了確保粘合的緊密性和不至于壓碎玻璃,在吸盤機(jī)構(gòu)上安裝一個(gè)傳感電路。當(dāng)吸盤端面接觸并壓緊玻璃時(shí),傳感器感應(yīng)端就向控制端反饋信號(hào),控制端則發(fā)出信號(hào),由電機(jī)帶動(dòng)真空泵抽出吸盤中空氣,使得吸盤吸住玻璃,完成后續(xù)動(dòng)作。當(dāng)玻璃與軌道接觸后,再次反饋信號(hào)回控制端,控制端則發(fā)出信號(hào),使得真空泵停止工作,則吸盤松開,玻璃隨軌道運(yùn)走。 機(jī)架的設(shè)計(jì)A由于隨著玻片的逐漸減少,上片臺(tái)與玻片間的距離則在增大,那么要使吸盤能夠接觸到玻片,則需上片臺(tái)能夠在軌道上運(yùn)動(dòng)。于是就在上玻臺(tái)上配有輪子,就能在電機(jī)帶動(dòng)下沿Y軸運(yùn)動(dòng)。由于運(yùn)輸玻璃的軌道高度為860mm,所以翻轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)成水平后高度應(yīng)為860mm。初步得圖31。圖31 機(jī)架 翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì) CPG齒輪減速器電機(jī)圖32 CPG齒輪減速器電機(jī)曲柄轉(zhuǎn)過的角度為θ=180176。22176。+19176。=177176。取小鏈輪齒數(shù)大鏈輪齒數(shù)則傳動(dòng)比CPG齒輪減速器電機(jī)選擇:轉(zhuǎn)速n=750r/min電機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)矩電機(jī)輸出角速度經(jīng)減速后角速度小鏈輪角速度大鏈輪角速度得回轉(zhuǎn)時(shí)間,滿足要求。大鏈輪分度圓直徑d2=,小鏈輪分度圓直徑d1=,而總體高度為860mm,則取安置高度為小鏈輪h1=,大鏈輪h2=。則得圖33。圖33 電機(jī)和鏈輪 確定各桿尺寸翻轉(zhuǎn)曲柄機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過的角度為。連接在大鏈輪上的鉸鏈板初始位置AB與水平方向的夾角為22,終止位置AB與水平方向的夾角為19。由于大鏈輪和關(guān)節(jié)軸承套中心是固定不動(dòng)的,則取為機(jī)架AD。而從動(dòng)搖桿初始位置與水平方向的夾角為57,終止位置與水平方向的夾角為28。取AB=460mm,CD=700mm。于是得從動(dòng)搖桿的兩位置為CD,CD。利用反轉(zhuǎn)機(jī)架法,取CD為機(jī)架,將AB、CD整體翻轉(zhuǎn),使得CD轉(zhuǎn)到CD處,CB轉(zhuǎn)到CB位置。連接BB,做其中垂線交CD于C點(diǎn)。則得鉸鏈C的位置,也就得CD=,BC=。作圖過程見下圖34。圖34 作圖過程 用復(fù)數(shù)矢量法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析初始位置矢量圖如圖35所示:圖35 矢量圖1 位置分析將各桿件用桿矢量表示,則有:大小:√ √ √ √方向:√ ??√將矢量式改寫為復(fù)數(shù)矢量式,則有: (11)由歐拉公式將上式的實(shí)部和虛部分離,得: (12)將方程組平方后相加得:整理后得 (13)其中:解三角方程得: (14)得到,再代到式(12)得。2 速度分析將式(11)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得:即: (15) (16) (17)3 加速度分析將式(14)對(duì)時(shí)間求導(dǎo),得到兩加速度 (18) (19)取點(diǎn)驗(yàn)算得表31。表31 取點(diǎn)L1L2L3L4θ1θ3AB460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 460 Cθ2ω1ω2ω3a2a3—— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——經(jīng)取點(diǎn)驗(yàn)算得上述計(jì)算過程正確可靠。以θ1為X軸,a2為Y軸,提取信息于圖36和圖37。01234θ1a2a2圖36 θ1a2圖圖37 θ1a3圖由上圖可得在,即182176。時(shí)有最大加速度,則對(duì)應(yīng)有最大的慣性力。由得。而重力,則知重力遠(yuǎn)大于慣性力,那么可不考慮慣性力。由受力分析,外力轉(zhuǎn)化到桿三上得一力F和力矩。選機(jī)構(gòu)初始位置做受力分析圖如圖38所示。由圖38有圖38 初始位置做受力分析圖① 求(即) 取構(gòu)件3為分離體,并將該構(gòu)件上的諸力對(duì)D點(diǎn)取矩(規(guī)定逆時(shí)針者為正,順時(shí)針者為負(fù)),則根據(jù),并應(yīng)用歐拉公式,可得由上式的實(shí)部等于零可得 (a)同理,取構(gòu)件2為分離體,并將諸力對(duì)B點(diǎn)取矩,則根據(jù),可得由上式的實(shí)部等于零,
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