街道護欄自動清洗機構工作裝置設計含10張CAD圖帶開題
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文獻翻譯 英文原文: NOVEL METHOD OF REALIZING THE OPTIMAL TRANSMISSION OF THE CRANK-AND-ROCKER MECHANISM DESIGN Abstract: A novel method of realizing the optimal transmission of the crank-and-rocker mechanism is presented. The optimal combination design is made by finding the related optimal transmission parameters. The diagram of the optimal transmission is drawn. In the diagram, the relation among minimum transmission angle, the coefficient of travel speed variation, the oscillating angle of the rocker and the length of the bars is shown, concisely, conveniently and directly. The method possesses the main characteristic. That it is to achieve the optimal transmission parameters under the transmission angle by directly choosing in the diagram, according to the given requirements. The characteristics of the mechanical transmission can be improved to gain the optimal transmission effect by the method. Especially, the method is simple and convenient in practical use. Keywords: Crank-and-rocker mechanism, Optimal transmission angle, Coefficient of travel speed variation INTRODUCTION By conventional method of the crank-and-rocker design, it is very difficult to realize the optimal combination between the various parameters for optimal transmission. The figure-table design method introduced in this paper can help achieve this goal. With given conditions, we can, by only consulting the designing figures and tables, get the relations between every parameter and another of the designed crank-and-rocker mechanism. Thus the optimal transmission can be realized. The concerned designing theory and method, as well as the real cases of its application will be introduced later respectively. 1. ESTABLISHMENT OF DIAGRAM FOR OPTIMAL TRANSMISSION DESIGN It is always one of the most important indexes that designers pursue to improve the efficiency and property of the transmission. The crank-and-rocker mechanism is widely used in the mechanical transmission. How to improve work ability and reduce unnecessary power losses is directly related to the coefficient of travel speed variation, the oscillating angle of the rocker and the ratio of the crank and rocker. The reasonable combination of these parameters takes an important effect on the efficiency and property of the mechanism, which mainly indicates in the evaluation of the minimum transmission angle. The aim realizing the optimal transmission of the mechanism is how to find the maximum of the minimum transmission angle. The design parameters are reasonably combined by the method of lessening constraints gradually and optimizing separately. Consequently, the complete constraint field realizing the optimal transmission is established. The following steps are taken in the usual design method. Firstly, the initial values of the length of rocker 3l and the oscillating angle of rocker ? are given. Then the value of the coefficient of travel speed variation K is chosen in the permitted range. Meanwhile, the coordinate of the fixed hinge of crank A possibly realized is calculated corresponding to value K . 1.1 Length of bars of crank and rocker mechanism As shown in Fig.1, left arc GC2 is the permitted field of point A . The coordinates of point A are chosen by small step from point 2C to point G . The coordinates of point A are 02 hyy cA ?? (1) 22 AA yRx ?? (2) where 0h , the step, is increased by small increment within range(0,H ). If the smaller the chosen step is, the higher the computational precision will be. R is the radius of the design circle. d is the distance from 2C to G . 2c o s)2c o s (22c o s 33 ???? ?????? ???? lRld (3) Calculating the length of arc 1AC and 2AC , the length of the bars of the mechanism corresponding to point A is obtained[1,2]. 1.2 Minimum transmission angle min? Minimum transmission angle min? (see Fig.2) is determined by the equations[3] 32 2142322 m i n 2 )(c o s ll llll ????? (4) 32 2142322 m a x 2 )(c o s ll llll ????? (5) maxmin 180 ?? ???? (6) where 1l —— Length of crank(mm) 2l —— Length of connecting bar(mm) 3l —— Length of rocker(mm) 4l —— Length of machine frame(mm) Firstly, we choose minimum comparing min? with min?? . And then we record all values of min? greater than or equal to ?40 and choose the maximum of them. Secondly, we find the maximum of min? corresponding to any oscillating angle ? which is chosen by small step in the permitted range (maximum of min? is different oscillating angle ? and the coefficient of travel speed variation K ). Finally, we change the length of rocker 3l by small step similarly. Thus we may obtain the maximum of min? corresponding to the different length of bars, different oscillating angle ? and the coefficient of travel speed variation K . Fig.3 is accomplished from Table for the purpose of diagram design. It is worth pointing out that whatever the length of rocker 3l is evaluated, the location that the maximum of min? arises is only related to the ratio of the length of rocker and the length of machine frame 3l / 4l , while independent of 3l . 2. DESIGN METHOD 2.1 Realizing the optimal transmission design given the coefficient of travel speed variation and the maximum oscillating angle of the rocker The design procedure is as follows. (1) According to given K and ? , taken account to the formula the extreme included angle ? is found. The corresponding ratio of the length of bars 3l / 4l is obtained consulting Fig.3. ????? 18011KK? (7) (2) Choose the length of rocker 3l according to the work requirement, the length of the machine frame is obtained from the ratio 3l / 4l . (3) Choose the centre of fixed hinge D as the vertex arbitrarily, and plot an isosceles triangle, the side of which is equal to the length of rocker 3l (see Fig.4), and ??? 21DCC . Then plot 212 CCMC ? , draw NC1 , and make angle ????? 9012 NCC . Thus the point of intersection of MC2 and NC1 is gained. Finally, draw the circumcircle of triangle 21CPC? . (4) Plot an arc with point D as the centre of the circle, 4l as the radius. The arc intersections arc GC2 at point A . Point A is just the centre of the fixed hinge of the crank. Therefore, from the length of the crank 2/)( 211 ACACl ?? (8) and the length of the connecting bar 112 lACl ?? (9) we will obtain the crank and rocker mechanism consisted of 1l , 2l , 3l , and 4l .Thus the optimal transmission property is realized under given conditions. 2.2 Realizing the optimal transmission design given the length of the rocker (or the length of the machine frame) and the coefficient of travel speed variation We take the following steps. (1) The appropriate ratio of the bars 3l / 4l can be chosen according to given K . Furthermore, we find the length of machine frame 4l (the length of rocker 3l ). (2) The corresponding oscillating angle of the rocker can be obtained consulting Fig.3. And we calculate the extreme included angle ? . Then repeat (3) and (4) in section 2.1 3. DESIGN EXAMPLE The known conditions are that the coefficient of travel speed variation 1818.1?K and maximum oscillating angle ??40? . The crankandrocker mechanism realizing the optimal transmission is designed by the diagram solution method presented above. First, with Eq.(7), we can calculate the extreme included angle ??15? . Then, we find 93.0/ 43 ?ll consulting Fig.3 according to the values of ? and ? . If evaluate 503?l mm, then we will obtain 76.5393.0/504 ??l mm. Next, draw sketch(omitted). As result, the length of bars is 161?l mm, 462?l mm, 503?l mm, 76.534 ?l mm. The minimum transmission angle is ?????? 3698.46 2 )(a r c c o s 32 2142322 m in ll llll? The results obtained by computer are 2227.161 ?l mm, 5093.442 ?l mm, 0000.503 ?l mm, 8986.534 ?l mm. Provided that the figure design is carried under the condition of the Auto CAD circumstances, very precise design results can be achieved. 4. CONCLUSIONS A novel approach of diagram solution can realize the optimal transmission of the crank-and-rocker mechanism. The method is simple and convenient in the practical use. In conventional design of mechanism, taking 0.1 mm as the value of effective the precision of the component sizes will be enough. 譯文: 認識曲柄搖臂機構設計的最優(yōu)傳動方法 摘要: 一種曲柄搖臂機構設計的最優(yōu)傳動的方法被提出。這種優(yōu)化組合設計被用 來找出最優(yōu)的傳遞參數(shù)。得出最優(yōu)傳遞圖。在圖中,在極小的傳動角度之間 , 滑 移速度變化系數(shù),搖臂的擺動角度和桿的長度被直觀地顯示。 這是這種方法擁 有的主要特征。根據(jù)指定的要求,它將傳動角度之下的最優(yōu)傳動參數(shù)直接地表達 在圖上。通過這種方法,機械傳動的特性能用以獲取最優(yōu)傳動效果。特別是, 這 種方法是簡單和實用的。 關鍵字: 曲柄搖臂機構 最優(yōu)傳動角度 滑移速度變化系數(shù) 0 介紹 由曲柄搖臂機構設計的常規(guī)方法 , 在各種各樣的參量之間很難找出優(yōu)化組合 的最優(yōu)傳動。通過本文介紹的圖面設計方法可以幫助達到這個目的。在指定的情 況下,通過觀查設計圖面 , 我們就能得到每個參量和另外一個曲柄搖臂機構設計 之間的聯(lián)系。由因認識最優(yōu)傳動。 具體的設計的理論和方法, 以及它們各自的應用事例將在以下介紹。 1 優(yōu)化傳動設計的建立 優(yōu)化傳動的設計一直是設計師改進傳輸效率和追求產量的最重要的索引的 當中一個。曲柄搖臂機構被廣泛應用在機械傳動中。如何改進工作效率和減少多 余的功率損失直接地與滑移速度變化系數(shù),搖臂的擺動角度和曲柄搖臂的比率有 關系。這些參數(shù)的合理組合采用對機械效率和產量有重要作用 , 這些主要體現(xiàn)在 極小的傳輸角度上。 認識機械優(yōu)化傳動目的是找到極小的傳輸角度的最大值。 設計參數(shù)是適度地 減少限制而且分開的合理優(yōu)化方法的結合。 因此,完全限制領域的優(yōu)化傳動建立 了。 以下步驟被采用在通常的設計方法。 首先,測量出搖臂的長度 3l 和搖臂的 擺動角度 ? 的初始值。 然后滑移速度變化系數(shù) K 的值被定在允許的范圍內。 同 時,曲柄固定的鉸接座標 A 可能被認為是任意值 K 。 1.1 曲柄搖臂機構桿的長度 由圖 Fig.1,左弧 GC2 是點 A 被允許的領域。點 A 的座標的選擇從點 2C 到點 G 。 點 A 的座標是 02 hyy cA ?? (1) 22 AA yRx ?? (2) 當 0h ,高度,在 range(0 , H ) 被逐漸增加。如果選的越小 ,計算精度將越高。 R 是設計圓的半徑。 d 是從 2C 到 G 的距離。 2c o s)2c o s (22c o s 33 ???? ?????? ???? lRld (3) 計算弧 1AC 和 2AC 的長度,機械桿對應于點 A 的長度是 obtained[1,2 ] 。 1.2 極小的傳動角度 min? 極小的傳動角度 min? (參見 Fig.2) 由 equations[3]確定 32 2142322 m i n 2 )(c o s ll llll ????? (4) 32 2142322 m a x 2 )(c o s ll llll ????? (5) maxmin 180 ?? ???? (6) 由于 1l —— 曲柄的長度 (毫米 ) 2l —— 連桿的長度(毫米) 3l —— 搖臂的長度(毫米) 4l —— 機器的長度(毫米) 首先 , 我們比較極小值 min? 和 min?? 。 并且我們記錄所有 min? 的值大于或等于 ?40 ,然后選擇他們之間的最大值。 第二 , 我們發(fā)現(xiàn)最大值 min? 對應于一個逐漸變小的范圍的任一個擺動的角度 ? (最大值 min? 是不同于擺動的角度和滑移速度變化系數(shù) K ) 。 最后 , 我們相似地慢慢縮小搖臂 3l 的長度。 因而我們能獲得最大值 min? 對應 于桿的不同長度 , 另外擺動的角度 ? 和滑移速度變化系數(shù) K 。 Fig.3成功的表達設計的目的。 它確定了無論是搖臂的長度 3l ,最大值 min? 出現(xiàn)的地點,只與搖臂的長度和機 械的長度的比率 3l / 4l 有關 , 當確定 3l 時。 2 設計方法 2.1 認識最優(yōu)傳動設計下滑移速度變化系數(shù)和搖臂的最大擺動的角度 設計步驟如下。 (1) 根據(jù)所給的 K 和 ? , 通常采取對發(fā)現(xiàn)極限角度 ? 的解釋。 桿的長度的 對應的比率 3l / 4l 是從圖 Fig.3獲得的 。 ????? 18011KK? (7) (2) 根據(jù)工作要求選擇搖臂的長度 3l , 機械的長度是從比率 3l / 4l 獲得的。 (3) 任意地選擇固定的鉸接的中心 D 作為端點,并且做一個等腰三角形 ,令一 條邊與搖臂的長度 3l 相等 (參見 Fig.4),令 ??? 21DCC 。 然后做 212 CCMC ? , 連接 NC1 ,并且做角度 ????? 9012 NCC 。 因而增加了交點 MC2 和 NC1 。 最 后, 畫三角形 21CPC? 。 (4)以點 D 作為圓的中心, 4l 為半徑畫圓弧。 弧 GC2 交點在 A 點。 點 A 是曲 柄的固定鉸接的中 心。 所以 , 從曲柄的長度 2/)( 211 ACACl ?? (8) 并且連桿的長度 112 lACl ?? (9) 我們將獲得曲柄搖臂機構包括 1l , 2l , 3l 和 4l 。因而優(yōu)化傳動加工會在指定的情 況下進行。 2.2 認識優(yōu)化傳動設計下?lián)u臂的長度 (或機械的長度 ) 和滑移速度變化系數(shù) 我們采取以下步驟。 (1)根據(jù)選擇的 K 確定桿的適當比率 3l /4l 。 此外,我們得出機械 4l (搖臂的 長度 3l ) 。 (2) 搖臂對應的擺動的角度可以從圖 Fig.3 獲得。 并且我們計算出極限角 度。 然后根據(jù) 2.1重覆 (3) 和 (4) 3 設計例子 已知的條件是 , 滑移速度變化系數(shù) 1818.1?K 和最大擺動角度 ??40? 。 提 出曲柄搖臂機械優(yōu)化傳動圖方法設計方案。 首先, 通過公式 (7),我們能計算出極限角度 ??15? 。 然后,我們通過表 格 Fig.3 查出 93.0/ 43 ?ll 以及 ? 和 ? 的值。 假設 503?l mm, 然后我們將得出 76.5393.0/504 ??l mm。 然后 , 做 sketch(omitted) 。 最后 , 算出桿的長度分別是 161?l mm, 462?l mm, 503?l mm, 76.534 ?l mm. 極小傳動角度是 ?????? 3698.462 )(a r c c o s 32 2142322m in ll llll? 結果由計算可得 2227.161 ?l mm, 5093.442 ?l mm, 0000.503 ?l mm, 8986.534 ?l mm。 在運用 Auto CAD 制圖設計的情況 , 可達到非常精確設計結果。 4結論 認識圖解法解答曲柄搖臂機構的最優(yōu)傳動。這種方法是簡單和實用的。通常 在機械設計中 , 將 0.1 毫米作為最小有效精度是足夠的。
成人成事 修德修能
XXX
本科畢業(yè)論文設計(論文)開題報告
論文題目:街道護欄自動清洗機構
(工作裝置設計)
專 業(yè):XXX
指導教師:XX
學生姓名:XX
學 號:XXX
畢業(yè)時間:XX
黑龍江工業(yè)學院教務處制
一、選題依據(jù)(目的、意義、國內外研究現(xiàn)狀、學術準備情況、研究思路及方法)
1、目的、意義
隨著我國經濟的快速發(fā)展,高等級公路的建設也逐步加快。為保證交通及車輛分道行駛的安全性,高速公路都設置了防撞護欄。在護欄的使用過程中,由于車輛的尾氣排放、風沙雨水侵蝕及其它自然或人為原因,護欄表面會出現(xiàn)灰塵污染,久而久之還會出現(xiàn)結垢,其不僅會使護欄標志不潔而失效,更容易造成交通事故,而且也會使其失去
美觀,影響路容路貌。護欄的整潔關系到城市的市容市貌,也更是國家形象的體現(xiàn)。因
此護欄的清洗是各地環(huán)衛(wèi)部門的重要工作。
目前國內護欄清洗作業(yè)多由人工完成,勞動強度大、作業(yè)效率低,并且大部分護欄置于道路的中央,清洗時容易發(fā)生安全事故。因此,設計一種高效的護欄清洗車,不僅具有寬廣的市場空間,也具有良好的社會效益。
工業(yè)化的建設使城市人口和車輛逐年增多,人、車道路交通產生很大的矛盾,幾乎所有道路擁擠的地方都安上了護欄隔離,城市公路中央護欄可以引導駕駛員的視線,以防車輛駛出路外造成交通事故。隔離護欄經過日曬雨淋,經常是臟兮兮的,不僅影響路容的整潔美觀,而且護欄本身容易損耗。城市公路中央護欄的清洗,不僅是為了整潔的市容,而且能夠延長護欄的使用壽命。為了保持城市公路中央護欄良好的引導視線功能和清潔美觀,需要對護欄進行定期清洗。人工清洗護欄的勞動強度大,清洗效率低,每人每天大約只能清洗600米左右。白天車流量很大,人工清洗護欄不安全且影響交通,一般在晚上車流量相對較小時清洗,而晚上清洗時經常有發(fā)生車撞環(huán)衛(wèi)工人的事故。于是城市公路中央護欄清洗機的出現(xiàn)具有實際的意義。
2、國內外研究現(xiàn)狀
國內現(xiàn)狀
我國高速公路建設和養(yǎng)護起步較晚,隨著80年代沈大高速公路的修建,防撞護欄及其清洗問題便提到議事日程上。進口設備雖然有諸多優(yōu)點,但有些方面不太符合國情。如multicar車的作業(yè)讀僅為1.5km/h以下,其購置費用和使用成本高,全面推廣不現(xiàn)實。山西省交通科學研究所根據(jù)工程的迫切要求,研制了我國第一代防撞護欄清洗車(定名為HXC—300)并在太舊高速公路進行試驗和工程應用,得到了使用單位的歡迎并于1997年底通過了技術鑒定。隨后一系列護欄清洗車相繼出現(xiàn),如HXC600防撞護欄清洗車,國通牌高速公路護欄清洗車,在原有的電機控制上作了較大的改變和完善,也就更加合適我們高速公路護欄清洗的需要
國外現(xiàn)狀
高速公路自本世紀30年代末期在德國出現(xiàn)以后,直到70年代后期,防撞護欄要么不洗,要么以人工擦洗作業(yè)。80年代初,美國福特公司首先研制了防撞護欄清洗設備,它是在輪式行走地盤的前橋上懸掛作業(yè)裝置,采用機械傳動,以單刷射水方式作業(yè);其車廂內裝設3KL的金屬水箱提供水源,工作效率為3~5km/h,清洗寬度300~350mm,我國京津塘高速公路已有引進,并在使用中。另外具有代表性產品為德國的慕迪卡(multicar)多功能養(yǎng)護車。該車為全液壓驅動,當用于護欄清洗時,在車前部裝設懸掛式清洗裝置,以雙刷射水完成作業(yè),車廂內的玻璃鋼水槽容量為1.8kl。該車的最大特點是采用液壓液力傳動,工作裝置可以方便地進入和退出作業(yè),工作臂的變幅動作方便而容易,作業(yè)效果好。其作業(yè)寬度約350mm,最佳作業(yè)速度1.3km/h~1.5km/h。該車已用于我國山西太舊和河北京石告訴公路。上述車型代表了國外目前護欄清洗設備的基本水平。
發(fā)展趨勢
隨著我國經濟的快速發(fā)展,高等級公路的建設也逐步加快。因此,防撞護欄的數(shù)
量也隨之增加。護欄由于受車輛的尾氣、灰塵粘附及其他因素影響,表面會出現(xiàn)不同程度的污染,影響。護欄的整潔關系到城市的市容市貌,也更是國家形象的體現(xiàn)。因此護欄的清洗是各地環(huán)衛(wèi)部門的重要工作。目前國內護欄清洗作業(yè)多由人工完成,勞動強度大、作業(yè)效率低,并且大部分護欄置于道路的中央,清洗時容易發(fā)生安全事故。因此,設計一種高效的護欄清洗車,不僅具有寬廣的市場空間,也具有良好的社會效益。
3、學術準備情況
1.能夠熟練資料收集,整理,分析,綜述的方法,熟悉技術文件的寫作,能夠獲得一次全面的實際鍛煉。
2. 全面鞏固大學四年來所學的基礎知識和專業(yè)知識。
3. 掌握計算機輔助設計,能夠快速有效的熟練掌握計算機輔助設計中的技巧,積累一定的經驗,為以后的工作打下良好的基礎。
4. 能夠親自動手,真正將理論應用于實踐,能夠真實貼切的體會產品設計的整個過程。
4、本選題研究思路及方法
功能機構的設計
結合實地調查報告和國家已制定的清洗標準,根據(jù)實際市場需求來確定產品應具有的功能機構裝置。
通過互聯(lián)網,搜索清洗車視頻資料,再結合對現(xiàn)有清洗車的實際觀摩,從而對清洗車的實際工作過程有一個詳細的了解和熟悉。
通過網上下載數(shù)據(jù)庫期刊資料,圖書館借閱相關書籍,完成對功能機構的初步設計。
在指導老師的幫助下,對初步設計進行逐步修改與增補,完成功能機構的設計。
總之,在進行產品的設計時,設計者應對以前所學的基礎知識和專業(yè)知識有一個系統(tǒng)的回顧與鞏固。在此基礎之上,然后通過網絡、圖書資料室、清洗車生產廠家、指導老師,查閱相關的期刊資料、專業(yè)書籍、產品說明,通過觀看清洗車的工作視頻,在指導老師的幫助下,完成整個產品的設計。
二、論文結構框架
1、論文提綱
第1章 緒論
1.1課題背景與目的
1.1.1課題背景
1.1.2課題目的
1.2國內外研究狀況
1.3發(fā)展方向
1.4發(fā)展趨勢
第2章 護欄清洗機構的設計
2.1工作裝置設計
2.2同步帶傳動的設計
2.3滾刷軸的設計與計算
2.4 橫桿的設計與計算
2.5提升液壓缸的設計與計算
2.6水平往復機構設計與分析
2.7 糾偏系統(tǒng)方案
第3章 液壓系統(tǒng)的選用
3.1對液壓系統(tǒng)的要求
3.2液壓系統(tǒng)的設計參數(shù)
3.3液壓馬達的選用
3.4液壓缸的選用
3.5液壓泵的選擇
3.6鏈傳動的設計計算
3.7供水系統(tǒng)設計
3.8擬定液壓系統(tǒng)方案
2、參考文獻
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[2]黃海兵.新型城市護欄清洗車的開發(fā)研究[J].工程機械 2015
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[10]濮良貴,紀名剛.機械設計,第八版.[M].高等教育出版社2012,2
三、論文寫作安排
1、2018年1月放假前與指導老師確定選題;
2、2018年3月1日前搜集資料,確定寫作思路,論文提綱,準備開題報告;
3、2018年3月17日提交開題報告,PPT展示;
4、2018年4月15日論文中期檢查;
5、2018年6月9日一審答辯;
四、審核意見
指導教師意見:
1、通過 2、完善后通過 3、未通過
指導教師(簽字)
年 月 日
系部(專業(yè))意見:
1、通過 2、完善后通過 3、未通過
負責人(簽字)
年 月 日
8
9
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