炉门设计说明书

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1、W'1万孑支总乂f城市7院课题：机械原理课程设计设计说明书金相加热炉炉门启闭机构设计设计者：张志鹏学号：10040023专业：机械设计制造及其自动化班级：机制001指导老师：温正忠设计时间：12年5月目录一、设计题目二、工作原理及工艺动作过程三、原始数据四、设计要求五、设计过程六、初步设计方案七、校核初步设计方案八、参考资料一、设计题目金相加热炉炉门启闭机构设计二、工作原理及工艺动作过程1、金相加热炉在进行零件，实现炉门关闭和开启的动作要求。2、要求炉门开启后靠炉膛的热面朝下水平放置，炉门关闭吋应垂直紧贴炉膛。3、炉门的关闭开启动作用手来操作。三、原始数据A：220B:50C:70D

2、:135E:150F:20四、设计要求1、实现炉门关闭和开启的运动要求2、在炉门开启和关闭的运动过程中，炉门与炉壁不会相碰，既不发生运动干涉。3、传动性能良好，炉门在开启和关闭位置可能的停在要求的位置上。五、设计过程一、设计分析（炉门处于关闭位置）1•干涉分析T涉分析时，可先判断炉门上最容易与炉壁发牛干涉的若干点，分析这些点在炉门启闭过程中的运动情况，据此判断炉门是否与炉壁发牛干涉。炉门上最容易与炉壁发生干涉的点为A、B、C、D、E和F等。在炉门开启的瞬时，为保证炉门与炉壁不发生干涉现象，则要求炉门上与炉壁接触的各点其速度分量均不能指向炉壁以内。否则经A/时间后，该点会与炉壁发生干涉

3、。这样就将干涉分析转化为速度分析，炉门上各点的速度取决于炉门的绝对速度瞬心，其位置在两连架杆位置线的交点上。在解图1T中，过B点作cc'丄BE,过C点作dd'丄CF,过质心W点作铅垂线当炉门的绝对速度瞬心位于与bb‘线Z间时，无论炉门的角速度方向如何，均会发牛炉门与炉壁干涉现象。例如炉门以顺时针方向方向运动时,炉门上D点会与炉壁发生干涉现象,逆时针方向运动时,炉门上4点会与炉壁发生干涉现象。h解图1-1当炉门的绝对速度瞬心位于aa'线以上，开启炉门时其角速度方向应为逆时针方向。绝对速度瞬心位于d必区域时，3点为炉壁发生干涉：绝対速度瞬心位于区域吋，C点与炉壁发生T-涉。所以，只有当炉

4、门的绝对速度瞬心位于CC0区域时，炉门才不会与炉壁发生干涉。同理，当炉门的绝对速度瞬心位于d'fVc1区域时，炉门不会与炉壁发生干涉。以上分析仅为炉门不发生干涉的必要条件，所以还需作出上述若干点在运动过程中的轨迹曲线，判断这些Illi线是否与炉壁相交，用以确定炉门与炉壁是否发主干涉。2.稳定性分析①质心位置确定为了简化计算，假设炉门的质心位置与炉门截面的形心位置重合，如解图1-2所示。其中C,是梯形截血形心，C2是矩形截面形心,C为炉门截面总形心，贝山_h(2a+b)_20(2x135+150)_]_3(d+b)_3(135+150)一•2d一一尘25「22A2==220x50=11

5、000姑£(£+/)二1650(9.82+25)“仆血么20(135+150)“so人+码2850+11000解图1-2②炉门受力分析炉门在关闭位置稳定是指炉门在这一位置的受力平衡。若不平衡，则炉门将受到一个合力或合力矩的作用，从而产生运动。炉门在关闭位置时受到4个力的作用：两连架杆作用于炉门上的力戸、F2,其方向沿连架杆位置线；重力W,作用在质心且方向铅锤向下；炉壁作用于炉门上的支撐力方向向右且水平。将这些力对炉门的绝对速度瞬心取矩，考虑到干涉分析结果，则炉门的绝对速度瞬心只能位于c创和dfb'c'区域内。参考解图1-1,假设炉门绝对速度瞬心位于企/d区域内/〃/线左边，则F】、忌

6、对绝对速度瞬心的力矩为零，重力W对绝对速度瞬心的力矩为顺时件方向，支撐力尺对绝对速度瞬心的力矩为逆时针方向，力矩可以平衡，即炉门是稳定的。反Z,若炉门绝对速度瞬心位Tcefd区域内肋'线右边，则重力W和支撑力尺对绝对速度瞬心的力矩均为逆时针方向，故无法平衡，即炉门处于不稳定状态。同理可分析炉门绝对速度瞬心位于dfAC区域内炉门的稳定状态。3.分析结论通过上述分析可知，炉门在启闭两位置时绝对速度瞬心的位置，如解图1-3所示。保证稳定且不发生干涉区域不发生干涉的瞬心区域解图1-31、炉门关闭位置分析当炉门关闭时，较链四杆机构如下图所示:M干涉分析：当连杆CD的速度瞬心落在图示的E,F,G

7、,H四个区域中的某一区域吋，炉门会与炉体发生干涉，因此连杆CD的速度瞬心，即连架杆AD与BC的交点0不可以落在E,F,G,H四个区域，此时不会发生干涉。稳定性分析：为使炉门能可靠地停在耍求的位置上，即炉门在图示位置冇较好的稳定性，此时CD杆的速度瞬心应落在过炉门形心的铅垂线与炉门上下边界所形成的左上区域或右下区域。综上所述，CD杆的速度瞬心0应落在图示的M或N区域屮。对于本设计，可将较链A置于炉门右边部分的竖直对称轴上，此时可以保证连杆CD的速度瞬心必然落