第一篇：貨車礦粉整平機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研究

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)貨車礦粉整平機(jī)機(jī)械設(shè)計

摘要

本課題是完成貨車礦粉整平機(jī)機(jī)械設(shè)計。

全文主要內(nèi)容如下：簡要介紹貨車礦粉整平機(jī)的總體方案設(shè)計；執(zhí)行件滾筒及推手的設(shè)計：主支承件龍門框架、底座及底輪、輪軸的設(shè)計；滾筒支承部件設(shè)計；滾筒轉(zhuǎn)動的動力及傳動裝置設(shè)計；滾筒起吊的動力及傳動設(shè)計及底輪的動力及傳動設(shè)計。設(shè)計中有關(guān)支承部件的設(shè)計較多地選用了型鋼以及焊接的連接方式，以盡量節(jié)約材料消耗和降低成本。而有關(guān)動力及傳動裝置的設(shè)計，則采用應(yīng)用廣泛的動力裝置三相異步電動機(jī)以及鏈傳動、齒輪傳動等常用的傳動形式，這些部件的設(shè)計一般都有其固定的設(shè)計套路，應(yīng)盡量采用。其他一些零部件的設(shè)計可以應(yīng)用《機(jī)械設(shè)計》、《材料力學(xué)》中的方法與原則，但有些還需采用經(jīng)驗值或借鑒其他一些機(jī)械的設(shè)計，但應(yīng)盡量查閱有關(guān)的設(shè)計手冊國家標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及公式。

關(guān)鍵字：貨車，整平機(jī)，滾筒，框架，傳動

The mechanical design of ore leveling machine for train cars

Abstracts:

The project is to complete the mechanical design of ore leveling machine for Train cars.The main contents of the paper are as follows:Introduce the overall design of ore leveling machine for train cars briefly;the design of the roller tube and the pushing hands which act as the implementatiive parts;the design of gantry framework which act as the main supporting parts and the design of the base and bottom wheels;the design of the roller bearing parts;The design of the power equipments and the Gearing parts which are linked to the roller tube.To minimize the material consumption and the cost,we can use steel and welded

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)connections in the design of the supporting components as much as possible.And in the design of the power equipments and the gearing parts,we choose three-phase asynchronous motor ,chain drive and other commonly used forms.It usually has a fixed routine to design these components,and it should be adopted.the design of other parts can be applied to “mechanical design”, “Mechanics of Materials” in the methods and principles.But some we need to use experience to determine the value or refer to some other mechanical designs.However, in the design we should always refer to the relevant national standards manuals, relevant standards and formulas.KEY WORDS：train cars, leveling machine, roller tube, frame, transmissions

緒

論

1.1 我國礦物鐵路運(yùn)輸現(xiàn)狀

我國資源豐富、經(jīng)濟(jì)總量較大，而區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源、原材料分布又不平衡。而鐵路則因運(yùn)能大、運(yùn)價低的優(yōu)勢，是中長途貨物、區(qū)域及省際間物資調(diào)運(yùn)的首選運(yùn)輸方式。目前鐵路貨物平均運(yùn)距達(dá) 820公里，是公路的13倍、內(nèi)河航運(yùn)的4倍，在運(yùn)輸?shù)闹饕涱愔校骄\(yùn)距最長達(dá)3400多公里；在26個貨類中有占貨運(yùn)總量1／4的17個貨類平均運(yùn)距在1000公里以上；跨省市的貨運(yùn)量也要占到鐵路貨運(yùn)總量的2／3以上

作為綜合交通運(yùn)輸體系的骨干，我國鐵路在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的大動脈作用。我國鐵路一直是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵物資—煤炭、石油、鋼鐵、木材、糧食、化肥等的運(yùn)輸主體。

鐵路在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中目前在鐵路承運(yùn)的貨物中，能源、冶煉、建材等大宗物資占有相當(dāng)大的比重，其中煤炭運(yùn)輸一直占鐵路貨運(yùn)量的4成以上，全國煤炭產(chǎn)量的6成以上由鐵路調(diào)運(yùn)。煤炭是我國能源中的優(yōu)勢資源，至2008年底我國煤炭地質(zhì)儲量探明保有儲量為10077億噸，資源探明率為19.9%。我國現(xiàn)有的煤炭經(jīng)濟(jì)可采儲量為1145億噸，占世界同類儲量的11.6%，按年產(chǎn)16億噸煤炭計算，至少可保證開采近百年。由于我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長時期內(nèi)難以改變，全國煤炭調(diào)運(yùn)的格局也基本無大的變化，對鐵路運(yùn)輸?shù)囊蕾嚥粫档汀?004年鐵路運(yùn)輸了煤炭9億9210萬噸，占全國煤炭總運(yùn)量12億噸的80%以上，鐵礦石運(yùn)輸了5億630萬噸。

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)

1.2 開題研究的意義

由以上的分析可知，鐵路運(yùn)輸在礦物的貨運(yùn)方面占有極其重要的地位，而且，每天的礦物鐵路運(yùn)輸量是巨大的。

在礦物被開采出來之后，礦粉在向貨車車廂裝入的過程中，礦粉是堆積在車廂中的，為了增大貨運(yùn)量，以及避免在貨車拖運(yùn)過程中礦粉因車廂的搖晃而潑出車廂造成較大的浪費(fèi)，礦粉倒入車廂后需要對礦粉進(jìn)行整平。

但在如今的礦粉裝載現(xiàn)場，卻有相當(dāng)一部分的礦粉整平工作，是由工人拿著鐵鍬來進(jìn)行的。毋庸置疑，這種工作方式對工人的體力消耗也是極大的，而且工作效率是極低的。

因此，設(shè)計出一種貨車礦粉整平機(jī)，用機(jī)器操作完全或是部分代替工人的純體力勞動具有重要的現(xiàn)實意義。它一方面可以大幅度地降低工人的體力消耗，另一方面還可以極大地提高工作效率，增大產(chǎn)能。

1.3 畢業(yè)設(shè)計預(yù)期目標(biāo)

畢業(yè)設(shè)計是本科教學(xué)中的重要實踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生深化、拓寬、綜合所學(xué)知識的教學(xué)過程，還是培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力和科學(xué)研究能力的過程，同樣還是培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力的過程。

本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是貨運(yùn)列車礦粉整平機(jī)的機(jī)械設(shè)計。

要圓滿地完成畢業(yè)設(shè)計，首先我們要做好一些最基本的準(zhǔn)備：全面溫習(xí)并熟練掌握《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)電傳動》等專業(yè)課知識；溫習(xí)《畫法幾何及工程制圖》，學(xué)習(xí)并熟練掌握CAXA電子圖板的操作；在設(shè)計過程中,還要注意培養(yǎng)自己的搜集資料，整合信息,分析信息,處理信息的能力。

畢業(yè)設(shè)計不僅是深化、綜合所學(xué)知識的過程，又是學(xué)生鍛煉發(fā)散思維、創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的過程。

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)總體方案設(shè)計

2.1 設(shè)計任務(wù)分析

我的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)是“貨車礦粉整平機(jī)機(jī)械設(shè)計”,這里的“貨車”是指貨運(yùn)列車。要對這樣的一臺機(jī)器進(jìn)行總體方案的設(shè)計，首先可以考慮選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)。要把貨車上堆積的礦粉整平，我們可以很容易地想到設(shè)計一個推板。只要讓推板沿著車廂長度方向按一定的速度往復(fù)運(yùn)動一次即可把一個車皮中的礦粉整平。推板只是執(zhí)行件，還需要確定動力裝置，我們可以想到曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，并可借鑒牛頭刨床的傳動機(jī)構(gòu)。

對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計，我們還可以借鑒于銑床銑削（順銑）的工作過程。為了實現(xiàn)對裝入貨車車廂內(nèi)的礦粉進(jìn)行整平工作的運(yùn)動要求，可以制作一個直徑適當(dāng)?shù)膱A柱滾筒，其軸向長度大約是貨車車廂的寬度，然后讓滾筒的整個圓周上均勻地分布著比較多的小推手（刮板）。只要讓滾筒在沿車廂口邊緣作滾動的同時沿車廂長度方向作平行移動，滾筒上的小推手就可把車廂內(nèi)堆積的礦粉整平。

而對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力及傳動裝置，我們還可以采用電動機(jī)，中間傳動選用皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動等常見的傳動形式，再配備相應(yīng)的支撐件即可。

2.2 總體方案的確定

從以上的分析中，對于執(zhí)行件我們可以確定兩種方案：1.推板；2.滾筒上分布刮板。

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)執(zhí)行部件是上述的滾筒刮板。讓滾筒在沿車廂口邊緣作滾動的同時沿車廂長度方向作平行移動，以實現(xiàn)對列車車廂中的礦粉進(jìn)行整平。而要讓滾筒作水平移動，我們可以在進(jìn)行整平工作的地點(diǎn)，在鐵路的兩邊鋪設(shè)兩條一定長度與列車鐵軌平行的軌道。再制作一個龍門型的金屬框架，框架底部布置四個輪子，可以在所鋪設(shè)的軌道上滾動。然后把滾筒的兩端用輪子箍在框架的立柱上，這樣可以讓滾筒沿立柱上下移動，以適應(yīng)不同的車廂高度。當(dāng)?shù)锥说妮喿釉趧恿ρb置的驅(qū)動下沿軌道滾動時，框架就帶動滾筒作水平移動。

然后是整平機(jī)械是動力裝置。要滾筒能夠轉(zhuǎn)動可以設(shè)置相應(yīng)的電機(jī)和減速器，以驅(qū)動一端的軸即可。要使?jié)L筒能沿立柱上下移動，可把滾筒的重量控制在一個比較大的值，如此滾筒就可以靠自身重量而自動向下運(yùn)動；而要讓滾筒能向上移動，則可以在龍門型的框架的頂端設(shè)置一根軸，再設(shè)置電機(jī)和減速器驅(qū)動這根軸，軸兩端設(shè)有小滾筒，小滾筒上纏繞著鋼絲繩，兩鋼絲繩便可吊著推手滾筒兩端的軸而驅(qū)動滾筒向上移動。再就是機(jī)器沿所鋪設(shè)的軌道運(yùn)動的動力裝置。這就還需要設(shè)置相應(yīng)的電機(jī)、減速器驅(qū)動框架底端的輪子。

下面開始各部件的設(shè)計。

設(shè)計任務(wù)書上指定的設(shè)計指標(biāo)有：

1.對荷重63噸標(biāo)準(zhǔn)貨運(yùn)列車能實現(xiàn)礦粉整平；

2.整平工作由一個操作工人現(xiàn)場操作完成，不要求自動整平功能； 3.單個車皮整平時間不超過8分鐘； 4.結(jié)構(gòu)方案合理、維護(hù)簡便。

為方便之后的設(shè)計，首先要收集最基本的數(shù)據(jù)：63噸貨運(yùn)列車車廂及車輪的尺寸。通過查閱圖書館中的相關(guān)資料（如國際標(biāo)準(zhǔn)）以及網(wǎng)絡(luò)，可知63噸貨運(yùn)列車尺寸為12500

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)×2900×2050（mm），依次對應(yīng)的是長、寬、高。執(zhí)行件滾筒及推手的設(shè)計

關(guān)于滾筒及推手的設(shè)計，指導(dǎo)老師給予了一些補(bǔ)充設(shè)計條件：推手直徑800mm，推手推力大于300kg的力。

下面是具體的設(shè)計：

由于滾筒上需要布置比較多的推手，滾筒直徑會比較大，為了節(jié)省材料并且不至于使?jié)L筒過于笨重，滾筒可以采用空心的形式。為減少成本，滾筒可直接選用焊接鋼管中的直縫焊接鋼管。所選用的尺寸規(guī)格為：外徑325mm，壁厚10mm，長度3200mm。然后是推手在滾筒上的布置。先可在滾筒圓周上沿其徑向均勻地鉆一些通孔，這些孔依次沿滾筒軸向錯開一定的距離，且沿滾筒徑向依次錯開一個角度，這兩個值分別確定為230mm、30°。再在這些孔內(nèi)穿插一些推手軸，然后在軸端安裝一些一定大小的鋼板作為推手。再就是這些零部件的安裝固定問題：1）.推手軸在滾筒上的安裝。為防止推手軸沿滾筒軸孔的移動以及繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，可沿滾筒徑向鉆一些銷孔，并在每根推手軸上也鉆一個銷孔，再往滾

a)

°

b)

圖1 滾筒裝配體

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)如上圖，推手沿滾筒及圓周方向都是均布的，且關(guān)于滾筒的中間橫截面是對稱的，這有利于其工作時的受力平衡。

圖2 推手

筒銷孔內(nèi)插入銷，并讓其穿過推手軸上的銷孔，便可實現(xiàn)推手軸的固定。這些銷直徑為8mm，但長度卻有342mm，很細(xì)長，標(biāo)準(zhǔn)的圓柱銷沒有這種尺寸規(guī)格，因此這種銷是自己設(shè)計的。為了防止銷在工作時滑出銷孔，再在銷的兩端都開開口銷孔，裝配時裝上開口銷，卡在滾筒銷孔外。2）.推手與推手軸的連接。如上圖所示，可在推手軸與推手板之間增加一個連接件，推手軸與連接件通過銷連接固定，推手板與連接件之間則通過螺栓螺母緊定。

4主支承件龍門框架、底座及底輪、輪軸的設(shè)計

對于龍門型的框架，為節(jié)約成本，可以直接選用型鋼。而為使龍門型框架受力平衡，可把同型號的槽鋼背對背焊接在一起作為一根立柱。這樣既可減少材料消耗，又可相對增強(qiáng)立柱強(qiáng)度。這里選槽鋼的型號為25b。

再就是底座及立柱與底座的連接。因為底座上要安裝車輪，而左邊的車輪與右邊的車輪并不能用一根軸直接連起來（因為中間還有貨車車廂要通過），則兩邊的車輪每

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)個輪子都需要有其獨(dú)立的軸，而這些軸還不能太短。支承架上要安裝若干個電動機(jī)、減速器，還有滾筒，整個機(jī)器的重量還是比較大，若底端的這些車輪軸太短的話，車輪軸兩邊的支承軸承所承受的力會很不平衡，這會嚴(yán)重影響軸承的壽命。為此，可以如此設(shè)計底座：把兩根槽鋼的開口相對，添加鋼板將它們焊接在一起。左右兩邊各一對。車輪及軸即安裝在這一樣的焊接底座上。在需要安裝車輪的部位，為了增強(qiáng)支承的強(qiáng)度，再在槽鋼的凹槽處焊接比較厚的鋼板，然后橫向鉆孔穿過厚鋼板及槽鋼，如此則可哪知車輪軸及軸承。下面即是車輪軸、軸承及車輪的安裝布置圖。

圖3 車輪軸、軸承及車輪的安裝布置圖

這里的車輪為自己設(shè)計的車輪，其軸向尺寸與標(biāo)準(zhǔn)的列車車輪一樣，其直徑設(shè)計為500mm，其上是軸孔孔徑設(shè)計為100mm。車輪的一端靠軸環(huán)定位，軸環(huán)長度定為5mm，直徑定為110mm。軸的最左端的一段上安裝軸承，軸承選深溝球軸承，型號為6216。再往右的一端為軸承的定位軸肩，這一段的直徑設(shè)計為94mm，長度為30mm。軸上開有鍵槽的一段安裝車輪，軸在這一段的長度比車輪寬度短3mm，以利于車輪在另一端的固定。軸最右端的一段的右端也是安裝軸承，軸承型號也左邊的相同。此軸承與車輪之間設(shè)置一定位套筒，以給此軸承作軸向定位。軸在這一端的長度為63mm。滾筒支承部件設(shè)計

由于滾筒要能轉(zhuǎn)動，其兩端的軸都需要安裝軸承。而軸承需要有依托，若用特意彎曲的鋼板加上螺栓連接做成類似于滑動軸承的剖分結(jié)構(gòu)夾緊軸承外圈，能實現(xiàn)軸承的安裝固定，但是這種結(jié)構(gòu)的力學(xué)強(qiáng)度會比較低，所以不是很合理。較好的方案用鋼板鉆孔作為軸承的支撐結(jié)構(gòu)。而滾筒是要能沿龍門型框架的立柱上下移動的。為此，我們可以制作這樣的一個滾筒支承架：支承架上下各有一個矩形的框架，它們是由四根車制的軸

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)由螺栓連接起來的。而把滾筒軸承支承鋼板的上端焊接在上邊的矩形框架的短軸上，把鋼板的下端焊接在下邊的矩形框架的長軸上。兩滾筒軸承支承鋼板對稱布置。兩矩形框的長短軸的兩端都裝有移動大小的輪子，這些輪子箍在龍門立柱上，使?jié)L筒支承架只能沿立柱上下移動，而不會脫離立柱。這就要求槽鋼焊接立柱有四根。滾筒支承框架上面的兩根長軸上可以連接相應(yīng)的部件，以安裝滾筒的動力及傳動裝置?？傮w如下圖所示。

下面介紹各部分的細(xì)節(jié)設(shè)計

為方便設(shè)計，把上下的兩個矩形框架的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計為相同。

1).矩形框架長軸部件

這根軸是橫跨在列車車廂上的，如上面的部裝圖，軸上安裝的兩個輪子是箍在立柱

0

1圖4 滾筒支承部件

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)槽鋼的縱向凹槽內(nèi)的。由于上面的長軸上還要承受滾筒的動力及傳動這裝置的重量，這些軸不能設(shè)計得過小。在這里把軸的中間部分，即軸最粗部分的直徑設(shè)計為48mm?？紤]到軸的大小以及槽鋼凹槽的深度，長軸上安裝的輪子的半徑至少為95mm，這里設(shè)計為128mm，使其不至于在與短軸部件連接時雨立柱發(fā)生干涉。這些長軸的軸是不轉(zhuǎn)的，而上面安裝的輪子要能沿立柱滾動，則軸上要安裝軸承。而要使輪子在軸向上固定，在結(jié)構(gòu)上可以安裝兩個圓錐滾子軸承得到解決。如下圖左邊輪子的安裝。右邊的軸承的內(nèi)圈靠在右邊的軸肩上，外圈一側(cè)則靠在輪子上；而左邊軸承的外圈一側(cè)靠在輪子上。它們的左邊再旋上圓螺母，以壓緊左邊軸承的內(nèi)圈。這里使用的是雙螺母，以起防松作用。

階梯軸在安裝軸承的一段的直徑設(shè)計為40mm，長度為44mm，使輪子安裝后外端的軸承的內(nèi)圈稍伸出1～3mm，以利于輪子的軸向固定。所選的圓錐滾子軸承的型號為30208。因其軸向尺寸大約為19.8mm，這里把輪子的寬度設(shè)計為43.6mm。軸上切削有螺紋以旋螺母的一段直徑設(shè)計為39mm，長度設(shè)計為22.6mm。軸最外端的一段直徑定為32mm。這兩端的長度需綜合考慮矩形框架的連接以及它們與槽鋼立柱的相互位置關(guān)系。經(jīng)綜合考慮，這兩段的長度均設(shè)計為174.9mm。而為了實現(xiàn)矩形框架中長軸與短軸的連接，我們把長軸、短軸在連接處各銑去一部分，從而在每個軸端都銑出了兩個平面，再在剩下的半圓軸上鉆孔，以用于螺栓連接，這里選M10的螺栓。

241.54056圖5 支承框長軸部件

２）．矩形框端軸部件

這兩根短軸部件一方面是用于再添加其它零部件以安裝滾筒軸承；另一方面 也起限位作用，其上的兩個輪子在整平機(jī)上是緊靠在槽鋼立柱的外側(cè)面的，它們主要是為了防止?jié)L筒在軸向的大幅竄動。軸上的兩個輪子的安裝布置形式與框架長軸上兩個輪子的安裝形式是相同的，連軸承的大小、型號都相同，只是兩軸承的距離大一些。在軸上安裝軸承的兩段為了保證裝軸承的部位的配合要求，兩軸承之間的一段在車制的時候稍稍車小一點(diǎn)，以利于提高兩裝軸承部位的制造精度。綜合考慮槽鋼立柱、矩形框長短

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)軸即兩限位輪子之間的相對位置，并考慮到預(yù)留一定的間隙余量，可計算得小限位輪中部的外徑為120mm，長度比立柱側(cè)面寬度稍大，取為168mm。輪子兩端還設(shè)置有限位凸緣，其外徑為160mm，軸向長度為13mm。軸端也設(shè)有雙圓螺母，一方面給軸承作軸向定位，另一方面也起防松作用。另外這兩根短軸上是還要連接滾筒兩端軸承安裝鋼板的，為簡化連接，可把軸承安裝板直接焊接在上下兩根框架短軸中間最粗的部位。而為了增大焊接時鋼板與框架短軸的接觸面積，以增強(qiáng)連接強(qiáng)度，可以在框架短軸中段銑出一個平面。

2681006圖6 支承框短軸部件

6滾筒轉(zhuǎn)動的動力及傳動裝置設(shè)計

工業(yè)上比較多地采用三相異步電動機(jī)作為動力裝置，這里動力裝置也采用三相異步電動機(jī)，用圓弧蝸桿減速器減速，它們之間用聯(lián)軸器直接相連。減速器輸出軸與滾筒軸之間的距離較大，用齒輪傳動不合適，則采用鏈傳動（常用的滾子鏈）。

6.1電動機(jī)的選擇

首先要計算載荷。已知推手的推力大于300kg的力，滾筒直徑為800mm，則滾筒的阻力矩

Td＞300×9.8N×0.4m=1176N·m 滾筒的轉(zhuǎn)速不能過快，確定為20r/min，其轉(zhuǎn)動的角速度

20ω=2π×60rad/s=2.094rad/s

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)則功率

P=Tdω=1176×2.094w=2.46kw 這里選Y100L-4型的三相異步電動機(jī)，其額定功率為3kw，滿載轉(zhuǎn)速為1420r/min。

6.2 減速器的選擇

整個傳動裝置的總傳動比為

i總142020==71 為方便設(shè)計，鏈傳動的傳動比可選為1.，而減速器則可以選用傳動比i=63（可選用的最大傳動比）的減速器，這樣經(jīng)減速厚的轉(zhuǎn)速為

滿足要求。

查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》并結(jié)合功率考慮，可知減速器輸入、輸出軸的中心距應(yīng)選為125mm。這樣的減速器的額定功率為3.5kw。確定了這些數(shù)據(jù)之后則可確定減速器的裝配尺寸。

6.3 鏈傳動的設(shè)計

傳動比已選為i=1，選用雙排鏈 1）.鏈輪齒數(shù)

主、從動鏈輪轉(zhuǎn)速n1=n2=20r/min，而推手直徑才只有0.4m，則鏈速v＜3m/s，選小鏈輪的齒數(shù) z1=23，則大鏈輪的齒數(shù)也為z2=23 2）確定額定功率

鏈傳動由電動機(jī)拖動，載荷平穩(wěn)，選KA=1.0。再由z2=23查出KZ=1.15，額定功率為

Po=KAKZP=1×1.15×3×1.75×0.5=3.01kw 3）初定中心距a0，確定鏈節(jié)距Lp

按a=（30～50）p，初定中心距a0=30p。由z2-z1=0，查表得f1=0，則鏈節(jié)數(shù)

2a0Lpz1?z22p=p++f1a0=2×30+（17+43）/2=83

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)取鏈節(jié)數(shù)Lp=84節(jié) 4）確定鏈節(jié)距p 主動鏈輪轉(zhuǎn)速 n1=20r/min 選滾子鏈為20A，鏈節(jié)距p=31.78mm 5）驗算鏈速

n1z1p20?23?31.7560000V=60?1000=滿足要求。6)確定中心距 因f3=(z2?z12π)2m/s=0.24m/s＜3m/s =0，則

pa=7)鏈輪尺寸 4??Lp?z1?z2?z1?z22）?8f3??（Lp?22?=844.83mm 已知p=31.75mm，滾子外徑dr=19.05mm，排距pt=35.76mm a)小鏈輪尺寸 分度圓直徑：

psin180?z1d1=

=233.17mm 齒頂圓直徑d1a：

d1max=d+1.25p-dr=233.17+1.25×31.76-19.05=254.34mm

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)

1.6d1min=d+(1-z1)-dr=231.74mm

取d1a=245mm 齒根圓直徑：

d1f=d-dr=233.17-19.05=214.12mm 齒側(cè)凸緣（或排間距）直徑：

d1g＜pcot

180?z1-1.04h-0.76=106.45mm b)大鏈輪尺寸

因傳動比i=1，大鏈輪尺寸與小鏈輪完全相同： 分度圓直徑 d2=233.17mm 齒頂圓直徑 d2a=360mm 齒側(cè)凸緣直徑 d2g＜106.45mm

這里取 d2g=93mm。

6.4 電動機(jī)、減速器的安裝布置

要安裝電動機(jī)和減速器，只能在滾筒上方安裝（因為下方有列車車廂通過），為此，可以在滾筒上面的矩形框架的兩長軸上橫跨兩根角鋼，角鋼與矩形框長軸之間用螺栓連接起來，如下圖所示。角鋼便可作為電動機(jī)和減速器的支撐底座。這里選等邊角鋼，規(guī)格為5.6，厚度為8mm。如下圖所示，在適當(dāng)?shù)牟课汇@孔；再在一定長度厚度也為8mm的窄鋼彎成如圖中零件1，其相應(yīng)的地方也鉆孔，如此，再在孔內(nèi)裝上螺栓，擰上螺母，即可使角鋼固定在矩形框的長軸上，從而可使角鋼與滾筒處于一定的相對位置。這樣，在角鋼上安裝上減速器后，可以保證減速器的輸出軸與滾筒輸入軸之間的中心距。

圖7 角鋼底座與支承框的連接

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)

而要在角鋼上安裝電動機(jī)和減速器，只要在兩角鋼中間適當(dāng)?shù)奈恢蒙香@孔，便可以實現(xiàn)電動機(jī)和減速器的安裝固定，如下圖所示。在裝配的時候，要保證兩角鋼之間相距一定的距離，以利于電動機(jī)和減速器地腳螺栓的安裝。

圖8 電動機(jī)、減速器的安裝

由于矩形框架的兩長軸很長，其剛度有可能不夠。在其上安裝電動機(jī)和減速器后，長軸不僅要承受它們的重力的作用，而且還要承受滾筒鏈傳動的鏈拉力，于是應(yīng)采取一定的措施。在這里，我們可以制作兩個如下圖所示的部件，它類似如發(fā)動機(jī)的連桿。它們上端與下端分別夾持住矩形框架的上面及下面的長軸，再用螺栓緊定。這樣，電動機(jī)與減速器的重力便由矩形框的四根長軸共同負(fù)擔(dān)，而且滾筒鏈傳動鏈的拉力變?yōu)橄到y(tǒng)的內(nèi)力，從而使矩形框的軸的受力大大改善。

747

圖9 支承框上下長軸的連接

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)滾筒起吊的動力及傳動設(shè)計

如前面總體方案中所述，為了使?jié)L筒能沿槽鋼立柱上下移動，可以在在龍門框架頂端設(shè)置電動機(jī)，再經(jīng)減速器減速驅(qū)動與滾筒平行的長軸，而軸兩外端都安裝有小滾筒，兩小滾筒上都繞上鋼絲繩，繩下端吊著下面大滾筒的兩端。如此，則在電動機(jī)在驅(qū)動下，滾筒便可在鋼絲繩的牽引下自如地沿立柱上下運(yùn)動。

另外，整平機(jī)在實施整平工作時，一般地要滾筒能鎖定在任一所需高度，也就是要矩形框架能停在任一所需高度，這需要采取一定的措施。一種方式是安裝制動器；另一種方式是利用機(jī)械的自鎖性能，這里的傳動裝置中需要應(yīng)用減速器，而蝸桿減速器由于其傳動比大，而有自鎖性能。經(jīng)計算可知，整個傳動裝置的總傳動比很大，從而可以應(yīng)用蝸桿減速器，因此，這里采用蝸桿減速器，以簡化設(shè)計。

7.1 傳動比的計算

先計算傳動裝置的總傳動比，以確定具體的傳動形式。

設(shè)吊起滾筒及其支承框架的起吊速度為0.05m/s，設(shè)繞鋼絲繩的起吊用小滾筒的直徑為0.2m，則起吊時小滾筒轉(zhuǎn)動的角速度為

ω=則轉(zhuǎn)速為

n=

ω2πvr0.050.1==0.5rad/s

×60=9.54r/min 若選用的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min，則總傳動比

i總=

15009.54=190.6

7.2 電動機(jī)、減速器的選擇

總傳動比比較大，這里采用兩個減速器以實現(xiàn)計算功能，一個減速器已確定為蝸桿減速器；另一個減速器選用標(biāo)準(zhǔn)的直聯(lián)型擺線針輪減速器，這也是一種很常見的減速器。

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)執(zhí)行件滾筒是上下移動是靠把滾筒兩端同時起吊實現(xiàn)的。這里末級減速器的輸出軸與下一級的中間傳動軸的連接方式有二：1).用齒輪傳動或鏈傳動，則傳動軸是一根長軸：2).把減速器的輸出軸與傳動軸直接相連，而滾筒是兩端同時起吊的，則末級減速器的輸出軸應(yīng)為兩端輸出，且下一級傳動軸應(yīng)有兩根，分別與減速器的兩輸出軸相連。而蝸桿減速器有這種兩端輸出的形式可供選用。

因此，這里選用

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)

8底輪的動力及傳動設(shè)計

底輪的動力裝置還是采用三相異步電動機(jī)。底部的四個輪子中，把其中的兩個設(shè)置為驅(qū)動輪，左右兩邊一邊一個，對稱布置。如前所述，兩邊的車輪不能用一根軸直接相連，兩邊均需設(shè)置電動機(jī)和減速器。這里選型號為Y100L-6的電動機(jī)，其額定功率為1.5kw，滿載轉(zhuǎn)速為940/min。

減速器還是選用圓弧蝸桿減速器，它與電動機(jī)之間仍用聯(lián)軸器直接相連。減速器輸出軸與底驅(qū)動輪軸之間選用一定傳動比的鏈傳動（滾子鏈）。

8.1 確定減速器的減速比及鏈傳動的傳動比

先計算底輪轉(zhuǎn)速。

貨車車廂的長度為12.5m。設(shè)整平機(jī)沿車廂長度方向運(yùn)動過去的時間為70s，則其運(yùn)動速度約為

14mV=70s=0.2m/s 底輪的轉(zhuǎn)速約為

v0.2n=2πr=2?3.14?0.25r/s=0.127r/s=7.6r/min 則傳動部分的總傳動比為

n0940i總=n=7.6=123.7 把減速器的傳動比i1設(shè)定為50，則鏈傳動的傳動比

i總i2=

i1=2.47 選鏈傳動的傳動比為2.5。

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)8.2 確定減速器

查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》中有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)減速器中的圓弧蝸桿減速器，傳動比為50，輸入轉(zhuǎn)速為1000r/min，功率大于1.5kw的減速器的中心距可確定為a=100mm，這樣便可確定減速器的裝配尺寸。

8.3 鏈傳動的設(shè)計

這里選用雙排鏈。1）.鏈輪齒數(shù)

顯然鏈速v＜3m/s，選小鏈輪的齒數(shù) z1=17，則大鏈輪的齒數(shù)為

z2=iz1=2.5×1742.5 取z2=43 2）確定額定功率

鏈傳動由電動機(jī)拖動，載荷平穩(wěn)，選KA=1.0。再由z2=43查出KZ=1.16，額定功率為

Po=KAKZP=1×1.16×1.5×1.75×1.5=0.98kw 3）初定中心距a0，確定鏈節(jié)距Lp

按a=（30～50）p，初定中心距a0=30p。由z2-z1=26，查表得f1=17.123，則鏈節(jié)數(shù)

2a0Lpz1?z22p=p++f1a0=2×30+（17+43）/2+17.123/30=90.57 取鏈節(jié)數(shù)Lp=92節(jié) 4）確定鏈節(jié)距p 主動鏈輪轉(zhuǎn)速 n1=2.5×7.6=19r/min

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)選滾子鏈為16A（若選20A，從動輪過大，甚至比車輪還大），鏈節(jié)距p=25.40mm 5）驗算鏈速

n1z1p19?17?25.460000V=60?1000=滿足要求。6)確定中心距

Lp-z1z2-z192?1726m/s=0.14m/s 因==2.846，查表得f2=0.247，則

Lpa=f2p[27)鏈輪尺寸

-(z1+z2)]=0.247×25.4×[292-（17+43）]=765.4mm 已知p=25.40mm，滾子外徑dr=15.88mm，排距pt=29.29mm a)小鏈輪尺寸 分度圓直徑：

psin180?z1d1=

=138.2mm 齒頂圓直徑d1a：

=d+1.25p-dr=138.2+1.25×25.4-15.88=154.73mm

1.6d1maxd1min=d+(1-z1)-dr=145.98mm

取d1a=150mm 齒根圓直徑：

d1f=d-dr=150-15.88=122.3mm

齒側(cè)凸緣（或排間距）直徑：

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)

d1g＜pcot

180?z1-1.04h-0.76=110mm b)大鏈輪尺寸

同理，可依次求得打鏈輪的尺寸為： 分度圓直徑 d2=347.97mm 齒頂圓直徑d2a：d2amax=363.82mm

d2ami=356.52mm n

取d2a=360mm 齒側(cè)凸緣直徑 d2g＜321.18mm 這里選d2g＝140mm，在不影響強(qiáng)度的情況下減少材料消耗。

結(jié)

論

畢業(yè)設(shè)計是我們在大學(xué)接受本科教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，它是對我大學(xué)四年的所學(xué)知識及能力的一次綜合性檢驗,同時也是一次鍛煉和提高我們綜合能力的過程。從拿到我自己這個的設(shè)計課題，到搜集資料，再到方案分析選擇并一步步確定,以及繪制總裝圖和其它零件圖，撰寫說明書到最后的完成設(shè)計任務(wù)，雖然有很多步驟走得很艱難，很累，但如今圓滿完成自己的畢業(yè)設(shè)計，我覺得收獲頗多。

1.完成這次畢業(yè)設(shè)計，我成功地應(yīng)對了幾個挑戰(zhàn)：

1）.設(shè)計題目的挑戰(zhàn)。我選的畢業(yè)設(shè)計的題目，即《貨車礦粉整平機(jī)機(jī)械設(shè)計》是無任何現(xiàn)成參考資料的，所以大部分設(shè)計得自己想，或是借鑒其它現(xiàn)成的機(jī)械結(jié)構(gòu)，或是尋求指導(dǎo)老師的幫助。

2）.時間上的挑戰(zhàn)。由于3月份本人差不多一直在忙于自己的研究生復(fù)試是事，我是在3月29號之后才開始寫開題報告，做英文翻譯，我的畢業(yè)設(shè)計才真正開始。與其他人相比，我可用于畢業(yè)設(shè)計的時間少了一個月，因此我得加快進(jìn)度搞畢業(yè)設(shè)計。

3）.以前做課程設(shè)計繪制裝配圖都是參考著圖紙畫自己的圖，但這次設(shè)計因為沒有

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)參考資料，總體結(jié)構(gòu)得自己完成，畫裝配圖就得靠先在腦中構(gòu)想布局，然后用CAXA繪出。這是我

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)

參考文獻(xiàn) 彭文生，李志明，黃華梁主編．機(jī)械設(shè)計．北京：高等教育出版社，2002 2 黎明發(fā)，張開銀，黃莉主編.材料力學(xué)．北京：科學(xué)出版社，2007 3 席偉光，楊光，李波主編.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計．北京：高等教育出版社，2003 4 楊家軍，張衛(wèi)國.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002． 5 唐金松主編．簡明機(jī)械設(shè)計手冊．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1992 6 朱輝，唐保寧，陳大復(fù)主編.畫法幾何及工程制圖．

第二篇：“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI課件的研究與設(shè)計

“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI課件的研究與設(shè)計

摘要 多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)（MMCAI）作為一種先進(jìn)的教學(xué)手段已在教學(xué)中廣泛使用?；贛MCAI的設(shè)計原則，根據(jù)MMCAI教學(xué)特點(diǎn)，針對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)中“傳動機(jī)構(gòu)”這一教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，從教學(xué)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩方面進(jìn)行了研究，并設(shè)計出傳動機(jī)構(gòu)MMCAI課件，在教學(xué)中獲得了積極而又理想的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞傳動機(jī)構(gòu)；多媒體；MMCAI

中圖分類號：G436文件標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-489X（2007）04－0059-04

Research and Design aboutTransmissionMechanism MMCAI Course Software//Chen Wei

Abstract Multimedia Computer Assisted Instruction(MMCAI)is an advanced method which is extensively used in the teaching.According to the MMCAI design principle and the MMCAI teaching characteristics，and aiming at focal point and difficult point in transmissionmechanism about the machine design foundation,the paper carries on the research from the teaching and structuredesign, and designstransmission mechanism MMCAI course software.It is obtained to ideal effect in the teaching.Key wordstransmissionmechanism, Multimedia, MMCAI

Author's addressJiangsu Radio & TV University, Nanjing 210036

1引言

在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中，傳動機(jī)構(gòu)貫穿于整個課程的教學(xué)過程中，它是課程的核心內(nèi)容，也是學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。

在廣播電視大學(xué)的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中，傳動機(jī)構(gòu)一直是機(jī)械或機(jī)電類教學(xué)的重點(diǎn)、學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。雖然教材對各種傳動裝置的結(jié)構(gòu)、傳動原理描述詳細(xì)，加之授課老師精心講解，由于學(xué)生沒有感性認(rèn)識，學(xué)生也很難盡快地理解和掌握；電視錄像中圖像不十分清晰，畫面停留時間短暫，不能實現(xiàn)交互控制；應(yīng)用教學(xué)掛圖也不易把各種傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和傳動原理交代清楚，因為掛圖畢竟是靜態(tài)的。這些都一直困擾著教師和學(xué)生。

如何上好“傳動機(jī)構(gòu)”一直是教師們探討的問題。計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，給教學(xué)手段增添了新的工具。多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)（MMCAI）作為一種先進(jìn)的教學(xué)手段已在教學(xué)中廣泛使用。它改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，使教學(xué)模式、教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段，乃至教育思想和教育觀念都發(fā)生了重大的變化。

根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，在研究MMCAI課件的基礎(chǔ)上，設(shè)計了“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI課件，并嘗試著用于教學(xué)，使學(xué)生在課堂中就可以看到各種傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、傳動形式和傳動過程，極大地增加了對傳動機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識，獲得積極而又理想的教學(xué)效果。MMCAI教學(xué)特點(diǎn)

多媒體技術(shù)的集成性、交互性和實時性決定了MMCAI在教學(xué)上的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為：

1）信息傳遞能力強(qiáng)。通過同時或交替呈現(xiàn)的文本、圖形、圖像、聲音以及動畫等多種信息形式，為學(xué)生提供了一個生動逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，強(qiáng)化學(xué)生的記憶，提高學(xué)習(xí)效率，改善學(xué)習(xí)效果。

2）信息組織方式自然。采用非線性的超媒體技術(shù)管理信息，其結(jié)構(gòu)類似于人類思維的聯(lián)想跳躍方式，揭示和分解信息的復(fù)雜性，大大減少了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，便于學(xué)生很快接受知識。

3）個別化教學(xué)程度高。利用計算機(jī)的交互技術(shù)和高速檢索技術(shù)，使學(xué)生可以迅速方便地選擇教學(xué)內(nèi)容，不僅有利于教師根據(jù)教學(xué)現(xiàn)場情況及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，而且學(xué)生也可根據(jù)自己的實際能力來安排學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)進(jìn)度，因而實現(xiàn)了因材施教，可最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，為學(xué)生提供一個培養(yǎng)創(chuàng)造能力的機(jī)會?！皞鲃訖C(jī)構(gòu)”MMCAI課件的研究

3.1設(shè)計原則

1）應(yīng)具有良好的學(xué)習(xí)機(jī)制?！皞鲃訖C(jī)構(gòu)”課件應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)習(xí)的主導(dǎo)這一教學(xué)基本規(guī)律。這就要求，既要發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，又要發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用。

2）應(yīng)具有很強(qiáng)的實用性。使用課件的對象是學(xué)生，因此，要求課件具有很強(qiáng)的實用性。即課件的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)功能和教學(xué)手段的運(yùn)用上，都要突出實用性。

3）應(yīng)突出重點(diǎn)。課件在教學(xué)內(nèi)容上要突出重點(diǎn)，邏輯層次要清晰，要有一定的深度。切勿書本搬家，簡單堆砌，也反對空洞的花架子。

4）應(yīng)體現(xiàn)教學(xué)功能。在教學(xué)設(shè)計的總體構(gòu)思、創(chuàng)意以及各種媒體的合理搭配上，要融合教師的教學(xué)經(jīng)驗以及學(xué)生的具體情況來進(jìn)行。應(yīng)體現(xiàn)出教學(xué)功能，采用啟發(fā)引導(dǎo)教學(xué)，將抽象內(nèi)容可視化，使之生動形象，而且圖文切換迅速、方便。

5）應(yīng)使用方便。課件要安裝方便，運(yùn)行安全可靠，用戶界面友好，便于操作，還要便于自學(xué)。

6）應(yīng)便于擴(kuò)充，以適應(yīng)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容的需要。

3.2總體構(gòu)架

“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI課件的總體構(gòu)架，如圖1所示。

圖1“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI課件的總體構(gòu)架圖

3.3教學(xué)設(shè)計

“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI是以中央廣播電視大學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》中“第一篇中的第二至第五章”為藍(lán)本，根據(jù)這些章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容的知識點(diǎn)，分析重點(diǎn)、難點(diǎn)，構(gòu)造授課順序，分析學(xué)生情況確定教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)而合理選擇設(shè)計教學(xué)媒體信息，充分利用文本、圖形、圖像、聲音以及動畫等媒體，并在系統(tǒng)中把它們進(jìn)行有機(jī)地組合，形成優(yōu)化的教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

教學(xué)重點(diǎn)：各種傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理；

教學(xué)難點(diǎn)：各種傳動機(jī)構(gòu)的傳動關(guān)系。

3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計

“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI的結(jié)構(gòu)主要是由平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和其他傳動機(jī)構(gòu)等模塊所構(gòu)成，而每一模塊又是由機(jī)構(gòu)裝置、傳動演示、工作原理和知識點(diǎn)分析等子模塊組成。整個系統(tǒng)突出了交互的特點(diǎn)和“動”的特征。在悅耳的音樂聲中，系統(tǒng)進(jìn)入選擇形式的交互界面，有目的地選擇不同模塊，可以隨時返回或退出系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計流程如圖2

圖2 結(jié)構(gòu)設(shè)計流程

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計方法，每個模塊都可單獨(dú)掛接在系統(tǒng)主控模塊之下，這樣既可以使系統(tǒng)的開發(fā)工作按軟件工程的要求進(jìn)行，又十分有利于系統(tǒng)的維護(hù)，即系統(tǒng)投入運(yùn)行使用后，若需對某個模塊進(jìn)行修改或添加新的模塊時，都不會影響其他模塊和整個系統(tǒng)，修改和新增的模塊可十分方便地掛接于系統(tǒng)之中。這樣也可使得采用本系統(tǒng)的用戶對構(gòu)成系統(tǒng)的各子模塊進(jìn)行選擇，以適應(yīng)自己的教學(xué)層次，同時又使系統(tǒng)十分方便地進(jìn)行擴(kuò)充。

1）編寫腳本目標(biāo)明確、思路清晰、內(nèi)容精練。易于表達(dá)的腳本是一個好的課件的開始，它能大大提高軟件制作的質(zhì)量和效率。編制課件主要采用兩種結(jié)構(gòu)類型：樹型和網(wǎng)型。

樹型，結(jié)構(gòu)層次明確，易于由淺入深地組織信息，并且能夠比較容易遍歷各頁。缺點(diǎn)是形式不夠活潑，信息交接速度慢。

網(wǎng)型（也稱超媒體），類似于Internet上的網(wǎng)頁，各頁之間都有熱點(diǎn)相互連接成網(wǎng)，可以加快信息的交接速度。缺點(diǎn)是容易打亂思路，且不易遍歷各頁。

因而，本MMCAI中各模塊采用了樹形結(jié)構(gòu)與網(wǎng)型結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式來編寫腳本軟件。其整個腳本程序思路清晰，角色生動活潑（腳本略）。

2）素材選用在本課件的設(shè)計中有大量的圖形、圖像、動畫以及背景音樂和解說，合理地選用這些素材，對MMCAI極為重要。

聲音 音樂采用MIDI音樂和WAV音樂。課間休息采用輕音樂以增加輕松愉快的氣氛?？紤]到課程的嚴(yán)肅性，在進(jìn)行學(xué)習(xí)時可控制音樂的播放。

解說采用WAV格式的文件。在課程學(xué)習(xí)時，不但有文字、圖形而且還伴隨著解說，真正實現(xiàn)聲、圖、文并茂。

動聽的背景音樂可使傳動機(jī)構(gòu)的演示效果更完美。在傳動演示模塊中，聲音的處理分為背景音樂的錄制、編輯和配音的合成處理3個部分。對聲音錄制時，采樣頻率、量化位數(shù)、通道個數(shù)是3個主要的技術(shù)指標(biāo)，影響數(shù)字化聲音的質(zhì)量。當(dāng)采樣頻率越高，量化位數(shù)越多，采用立體聲獲得音質(zhì)越好。對錄制結(jié)果在恢復(fù)時，應(yīng)降低采樣頻率，避免失真。背景音樂是利用多媒體控制接口(MCI)與聲卡聯(lián)接，把ＣＤ光碟里的音樂錄制下來。

在工作原理模塊和知識點(diǎn)分析模塊中，使用了配音解說，這個聲音文件的制作處理過程與上述大致相同，只是在錄制時，錄入的不是ＣＤ音樂，而是麥克風(fēng)上傳來的聲音。

圖形傳動機(jī)構(gòu)中的圖（機(jī)械制圖）大多數(shù)是在AutoCAD下繪制的。由AutoCAD繪制的圖形通常以DXF格式儲存，以DXF格式儲存的圖形是ASCII或二進(jìn)制的矢量圖。對于PC機(jī)，大多數(shù)CAD應(yīng)用軟件（如AutoCAD、CadKey、FastCAD等）及一些圖像應(yīng)用軟件（如CorelDRAW等）都支持這種格式。DXF已經(jīng)成為事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但這種格式存儲效率不高，而且要全面讀取DXF文件是相當(dāng)困難的。所以，通常可以用AutoCAD軟件將所需圖形制作完成，然后將圖形按窗口元文件格式（WMF）轉(zhuǎn)存，或按位圖格式（如PCX、GIF等）轉(zhuǎn)存。WMF文件儲存的仍然是矢量圖形，當(dāng)它轉(zhuǎn)回到AutoCAD中或由其他基于Windows的應(yīng)用軟件讀出時不會降低分辨率。知道文件格式的詳細(xì)解釋，在編制MMCAI課件時就可以用編語言對其進(jìn)行解碼調(diào)用。

（3）圖像

凡是記錄在紙上的，拍攝在照片上的，顯示在屏幕上的所有具有視覺效果的畫面都可以稱為圖像。根據(jù)圖像記錄方式的不同，圖像可以分為兩大類：一類是模擬（analog）圖像，一類是數(shù)字（digital）圖像。用計算機(jī)來進(jìn)行處理的圖像多是數(shù)字圖像。

數(shù)字圖像在計算機(jī)中以一定的文件格式儲存在存貯設(shè)備上（如磁盤、光盤、磁帶等）。常見的圖形文件格式有：BMP、DIB、GIF、JPG、PCX、TGA 及TIFF等。

數(shù)字圖像在多媒體CAI軟件中是不可缺少的。數(shù)字圖像主要通過3種方法獲得，即，印刷品、照片、工程圖紙一般通過掃描儀輸入到計算機(jī)；視頻圖像須通過專用的視頻輸入系統(tǒng)輸入計算機(jī)；數(shù)字圖像也可通過專用繪畫（paint）軟件（如PhotoshopCorelDRAW等）或動畫制作軟件制作。

動畫動畫技術(shù)是MMCAI軟件的重要組成部分，特別是機(jī)構(gòu)的傳動，應(yīng)用動畫技術(shù)可使學(xué)生迅速理解機(jī)構(gòu)運(yùn)動關(guān)系和工作原理。

在微機(jī)上實現(xiàn)動畫的方法主要有幀動畫、位塊動畫、實時動畫和調(diào)色板動畫。

幀動畫和位塊動畫一般用專業(yè)動畫軟件事先制作完成并保存在磁盤上，在CAI軟件中編制動畫播放子程序，在需要的地方播放動畫。幀動畫和位塊動畫的主要區(qū)別在于：幀動畫通常用于演示復(fù)雜的、具有真實感的三維實體模型的運(yùn)動；而位塊動畫因其所占內(nèi)存少、播放速度快。

實時動畫則在動畫實現(xiàn)過程中實時生成每一幀圖像。實時動畫對硬件要求較高，生成速度較慢，而且受到圖像及物體相互運(yùn)動的復(fù)雜程度的限制，其優(yōu)點(diǎn)是實時動畫可以讓用戶使用輸入設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互，更利于學(xué)習(xí)。在多媒體CAI軟件中使用較頻繁。

調(diào)色板動畫的特點(diǎn)是采用彩色循環(huán)技術(shù)，使靜止的畫面通過顏色的變化產(chǎn)生動態(tài)的視覺效果?！皞鲃訖C(jī)構(gòu)”MMCAI課件設(shè)計

4.1環(huán)境要求

1）硬件要求：根據(jù)“傳動機(jī)構(gòu)”內(nèi)容的要求，由于對聲音、圖像和動畫的處理要用到大量的數(shù)據(jù)，對計算機(jī)的速度、容量有較高的要求。要求配置586以上的微機(jī)，內(nèi)存不小于32兆，16位聲卡。操作系統(tǒng)最好是Win98以上。SB16聲卡、S3顯卡、.28逐行彩顯、有源音箱、平板式掃描儀。

2）軟件要求（開發(fā)工具）：由于“傳動機(jī)構(gòu)”課件要求較高，因此在設(shè)計中所用到的軟件也較多，具體有多媒體課件寫作工具、動畫制作工具、圖形處理工具、聲音處理工具以及其他一些工具。

①寫作工具： Authorware在設(shè)置跟蹤用戶反應(yīng)的交互方面更有優(yōu)勢，而Director在控制動畫和聲音方面更加靈活有效。因此，Director更適用于形象的塑造和渲染，Authorware更適合邏輯方面的教育思想傳達(dá)和相互作用。另外，Authorware提供了對Director非常友好的接口。用Authorware做主控，用Director做交互要求較少而畫面變化較復(fù)雜的動畫控制。

②動畫制作工具：對于三維動畫選用3DS Max 5.0。該軟件是目前在微機(jī)上制作三維動畫的常用軟件，只要畫出一個動作的始態(tài)和終態(tài)，中間過渡就可以由軟件自動生成。其做出的動畫可以生成.AVI、.FLC等多種視頻格式的文件；對于動畫編輯軟件，選用Premiere。

③圖形處理工具：圖形處理選擇PhotoShop 7.0。它在功能、圖形處理等方面都很強(qiáng)大。

④聲音處理工具：聲音處理軟件用Cool Edit 96。它可實現(xiàn)聲音的錄入、格式轉(zhuǎn)換以及聲音的編輯等功能。

⑤其他工具：三維模型的建立和零件圖的繪制運(yùn)用AutoCAD 2002；在涉及到數(shù)據(jù)庫的操作時用到了 Access 和ODBC（公用數(shù)據(jù)庫接口）。

4.2“傳動機(jī)構(gòu)”中的差速傳動的設(shè)計

圖3為設(shè)計的差速傳動裝置中的一幀動畫。1）建立三維模型用AutoCAD 2002軟件建立差速傳動裝置中各零件的三維模型。

2）動畫制作將建立的三維模型，通過接口輸入到3DS MAX中。

在3DS Max中，建立一部攝像機(jī)和三盞泛光燈場景，并安置在較佳的位置上。在引入差速傳動裝置的三維模型之后，就可進(jìn)行動畫設(shè)計。

圖3 差速傳動裝置

4.3“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI課件設(shè)計

用同樣的方法可以設(shè)計出其他“傳動機(jī)構(gòu)”的動畫演示，這就形成了傳動演示模塊。至于其他模塊設(shè)計，其方法相似，不再贅述。將上述設(shè)計的模塊連同背景圖形、聲音等合成到寫作工具Authorware中，就完成了“傳動機(jī)構(gòu)”MMCAI課件的設(shè)計。將課件在教學(xué)中進(jìn)行試用并進(jìn)行評估，根據(jù)反饋的意見和建議進(jìn)行修正、完善，這樣就完成了課件的最終設(shè)計。結(jié)束語

隨著多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷完善，為教師和學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間建立起更為便捷的交流平臺，可將教學(xué)中的各個環(huán)節(jié)和各種教學(xué)資源向?qū)W生開放，便于教師實行因材施教，也便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，優(yōu)化教學(xué)過程。還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)資源共享，解決教師資源不足等問題。因此，MMCAI是教學(xué)改革深入發(fā)展的必然，也是教學(xué)方法現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢。

第三篇：關(guān)于柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計的探討與研究論文

引言

相比傳統(tǒng)的剛體機(jī)構(gòu)，柔順機(jī)構(gòu)在功能、加工和維護(hù)等方面明顯具有優(yōu)勢。由于力與變形之間是耦合的，這也就使柔順機(jī)構(gòu)的綜合及建模面臨著諸多的挑戰(zhàn)。所以，我們需要了解柔順機(jī)構(gòu)的組織形式和建模與綜合的基本信息，當(dāng)然各種柔性單元、柔順裝置以及柔順系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化圖庫也必不可少。用材料的特性解決疲勞壽命、應(yīng)力極限、變形及其他性能需求間的平衡;用改變截面慣性矩、單元的長度或單元串聯(lián)的方法來解決實現(xiàn)預(yù)期的大行程運(yùn)動。設(shè)計柔順機(jī)構(gòu)時的問題

相比傳統(tǒng)的剛體機(jī)構(gòu)，柔順機(jī)構(gòu)具有很多突出的潛在優(yōu)勢。與其他工程系統(tǒng)一樣，在確定設(shè)計方案與設(shè)計參數(shù)時，同時也面臨著多項性能之間的權(quán)衡。圖庫中的很多設(shè)計就是按照在某種情況下取得最佳性能的原則開發(fā)的，也可以稱為最小化非期望的性能而最大化期望的性能。疲勞失效問題是我們在考慮使用柔順機(jī)構(gòu)時都會關(guān)注到的一個問題，因為我們都清楚要避免使用材料反復(fù)變形，特別是大變形。疲勞失效可以發(fā)生于拉壓、扭轉(zhuǎn)和彎曲變形，而彎曲變形才是造成疲勞失效的主要原因。剛開始時，我們也許無法想象有何種裝備能夠通過柔性單元的變形來實現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動。但當(dāng)我們看到簡單的八寶粥的可折疊湯匙時，我們發(fā)現(xiàn)，其實在我們?nèi)粘Ｉ钪校呀?jīng)使用的很多裝置都可呈現(xiàn)出大變形了。但是，當(dāng)它反復(fù)彎曲變形時，折疊湯匙就會斷裂。材料的特性和幾何參數(shù)

雖然它的疲勞壽命問題確實值得關(guān)注，但是我們可以通過其他的辦法來減輕疲勞的同時獲得期望的性能。彎曲變形是形成疲勞失效的主要因素之一，當(dāng)然也可能發(fā)生在拉壓或扭轉(zhuǎn)。謹(jǐn)慎的選擇相應(yīng)的材料，可以使得疲勞壽命、應(yīng)力極限、變形及其他性能需求之間得到平衡。通過合理的設(shè)計，柔順機(jī)構(gòu)就能夠滿足苛刻的加載要求，在發(fā)生大變形的柔順機(jī)構(gòu)也是一樣的。表 1 給出了部份材料的強(qiáng)度與楊氏模量比和回彈模量。作者簡介： 馮劍炳(1985-)，男，浙江紹興人，工程師，碩士，研究方向為機(jī)械工程及自動化、電子信息工程;陳文博(1987-)，男，浙江紹興人，助理工程師，學(xué)士，研究方向為機(jī)械工程及自動化。表 1 部份材料的強(qiáng)度與楊氏模量比和回彈模量獲得大變形的方法有三種，第一種是獲得大變形最直接有效的方法，減小撓彎單元的截面慣性矩。這個方法雖然似顯易見，但有時并不直觀而且容易被忽視。第二種是增加撓彎單元的長度，可以在給定載荷條件下不增大應(yīng)力水平而增大變形量。雖然這個方法的缺點(diǎn)就是會降低離軸剛度，但在很大程度上決定了許多柔順機(jī)構(gòu)的最大變形量。第三種是通過多個柔性單元串聯(lián)的方法來解決單個柔性單元無法獲得期望的變形量。不僅如此，這個方法還可以采用不同的結(jié)構(gòu)，甚至不同的變形方式。比如圖 1 中屏幕可 360 度旋轉(zhuǎn)的聯(lián)想筆記本 YOGA。建模的方法

在設(shè)計方案確定之后，要對進(jìn)行建模，以及幫助我們確定柔性梁的厚度、長度等設(shè)計參數(shù)的取值或評估設(shè)計的性能。柔性單元的期望變形量與關(guān)鍵尺寸比可以幫助我們選擇最合適的建模方法。我們知道小于柔性梁長度的 10%是小變形，不超過 10%的為中等變形，大于 10%為大變形。通常小變形的構(gòu)型就像是結(jié)構(gòu)不是機(jī)構(gòu)。中等變形中精度非常重要，因為它許多用于精密裝置上，比如定位和測量系統(tǒng)。而大變形的建模通常在柔順性和直觀性較為重要，而不是建模精度上。在精微運(yùn)動的建?；蛐枰罡叩慕＞葧r，我們可以考慮使用非線性梁解析模型或大撓度變形單元建模，因為它們更加適合分析單個柔性單元，對復(fù)雜的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)所建的模型會導(dǎo)常復(fù)雜。而對大變形或更為復(fù)雜的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)時，我們可以選擇偽剛體模型，它在對柔性機(jī)構(gòu)建模時做了簡化的假設(shè)，并且在很多地方還是具有足夠精度的。當(dāng)然還有不可不提的有限元分析。我們應(yīng)該清楚明白的知道在處理柔順機(jī)構(gòu)中的大變形問題中，需要更加謹(jǐn)慎地選擇建模單元類型、施加載荷及設(shè)置邊界的條件。設(shè)計自己的柔順機(jī)構(gòu)

我們經(jīng)常對柔順性的變形等特性有著不同的要求，面對這樣的問題，我們會考慮將設(shè)計中的基本單元用圖庫中的第一部分中可替代的單元替換，這通常也是最高效的方法。很多情況下，我們會考慮把現(xiàn)有的完成某種任務(wù)的剛體機(jī)構(gòu)或硬件替換掉，這就是所謂的剛體替換綜合法。它用于快速考察不同構(gòu)型時非常有效，這種方法還充分利用了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計中已具備的經(jīng)驗和背景。有時候，為了產(chǎn)生新的思路，獲得更加能夠滿足功能需求的設(shè)計，我們常常會選擇從基本需求出發(fā)來進(jìn)行柔順機(jī)構(gòu)綜合。當(dāng)功能需求已知的情況下綜合小變形或中等變形的柔順機(jī)構(gòu)時，我們可以使用自由度 & 約束拓?fù)渚C合法。它是一種結(jié)構(gòu)化的綜合方法，以特有的幾何形狀圖譜為基礎(chǔ)，通過組合實現(xiàn)具有特定自由度并保持高離軸剛度的基本機(jī)構(gòu)。這是在精密裝置開發(fā)新機(jī)構(gòu)時優(yōu)先考慮的方法。如果我們對系統(tǒng)的總體性能非常熟悉，也清楚的知道能夠滿足子問題要求的基本模塊，那我們可以使用模塊化的思路，不過這種方法并不適合小變形的柔順機(jī)構(gòu)，也就是說它更適合中等變形或大變型的柔順機(jī)構(gòu)。這種方法是將模塊與機(jī)構(gòu)的基本功能關(guān)聯(lián)起來，通過不同的組合方式來實現(xiàn)設(shè)計的目標(biāo)。這種方法的直觀性對那些習(xí)慣傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)開發(fā)的人具有不小的吸引力。假設(shè)我們設(shè)計的柔順機(jī)構(gòu)的輸入和輸出的定義非常明確，那我們可以使用拓?fù)鋬?yōu)化法，這是最通用的綜合方法。這種方法能夠產(chǎn)生獨(dú)特的柔順機(jī)構(gòu)構(gòu)型，我們通過組合已知單元幾乎不可能獲得這些機(jī)構(gòu)。如果我們有明確的功能需求，且形狀不規(guī)則的設(shè)計也不在意，這個方法是非常有吸引力的?？偨Y(jié)

能夠滿足給定運(yùn)動和力到變形需求，這樣的機(jī)構(gòu)種類太多太多，所以在選擇或綜合柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計方案的過程總是令人生畏。對剛剛接觸柔順機(jī)構(gòu)的人來說，應(yīng)該要把目標(biāo)定位在尋找一個實用且能夠滿足要求的概念設(shè)計上，并不是追求最好的方案。當(dāng)然對那些有經(jīng)驗的人來說，可以選用更加復(fù)雜的方法來完成概念的設(shè)計。在很多情況下，我們還會將模型中的材料屬性用容易加工的材料屬性來替換，然后再用模型預(yù)測結(jié)果檢驗樣機(jī)的物理特性。通過材料的特性解決疲勞壽命、應(yīng)力極限、變形及其他性能需求間的平衡;利用改變截面慣性矩、單元的長度或單元串聯(lián)的方法來解決實現(xiàn)預(yù)期的大行程運(yùn)動。

第四篇：平煤股份六礦綜合自動化、信息化設(shè)計與實施

平煤股份六礦綜合自動化、信息化設(shè)計與實施

平煤股份

平煤股份六礦綜合自動化、信息化系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)平臺作為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸平臺，在該平臺接入各監(jiān)控子系統(tǒng)的設(shè)備層設(shè)備和對應(yīng)的監(jiān)控上位機(jī)。該平臺通過運(yùn)行綜合自動化集成軟件實現(xiàn)全礦井各監(jiān)控子系統(tǒng)信息的有效集成、分析處理、協(xié)調(diào)聯(lián)動報警控制等。并與礦管理信息網(wǎng)通過防火墻實現(xiàn)無縫連接，達(dá)到現(xiàn)代化礦井所需的管控一體化目標(biāo)。但現(xiàn)有的各子系統(tǒng)分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不能滿足平煤六礦綜合信息化建設(shè)的需要，尤其是信息集成通信接口的統(tǒng)一不能實現(xiàn)，影響整個煤礦的信息傳輸。為解決該問題，需建設(shè)覆蓋全礦井上下的綜合信息化網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺，本次平臺施工按照雙環(huán)網(wǎng)設(shè)計模式：地面單獨(dú)建成環(huán)網(wǎng)，井下建成環(huán)網(wǎng)，雙環(huán)網(wǎng)同時和調(diào)度室核心交換機(jī)冗余連接。

一、內(nèi)容概述

1、項目技術(shù)實施方案說明

本項目是六礦綜合自動化、信息化系統(tǒng)項目的建設(shè)與服務(wù)，項目的實施地點(diǎn)在六礦。通過六礦實際現(xiàn)狀的需求分析，本項目分階段施工，穩(wěn)步實施，保證質(zhì)量。

本項目的施工、開發(fā)、調(diào)試、維護(hù)范圍包括以下部分：

礦井綜合自動化、信息化網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺、監(jiān)控中心及機(jī)房設(shè)備（管控一體化中心機(jī)房裝備及建設(shè)）；軟件集成平臺；生產(chǎn)過程自動化子系統(tǒng)接入及建設(shè)；維護(hù)工具提供及維護(hù)。

本項目與第三方系統(tǒng)的接口主要有：主井提升系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)，明斜皮帶監(jiān)控系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)，暗斜綱纜皮帶系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)，戊二技改鋼纜皮帶監(jiān)控系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)，綜合自動化工作面監(jiān)控系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)，安全監(jiān)測系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)，人員定位系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)，地銷煤系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)，材料消耗系統(tǒng)接入的通信協(xié)議與OPC服務(wù)等等。華洋通信項目組負(fù)責(zé)編寫所有與本項目有關(guān)的接口調(diào)用規(guī)范或格式，并完成與主系統(tǒng)集成。

2、項目實施范圍

2.1管控一體化中心機(jī)房裝備及建設(shè) 2.1.1中心機(jī)房(1)中心機(jī)房結(jié)構(gòu)

平煤股份六礦中心機(jī)房是該煤礦綜合自動化系統(tǒng)的信息集散地，集指揮、控制于一身。借助大屏幕投影顯示系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、LED顯示屏等，在指揮控制中心可實現(xiàn)對各個監(jiān)控子系統(tǒng)的集中監(jiān)視、監(jiān)控。安全生產(chǎn)綜合監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)中心是綜合監(jiān)測監(jiān)控中心的核心設(shè)施，是綜合自動化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最終表現(xiàn)形式、監(jiān)控終端及信息中轉(zhuǎn)站。機(jī)房南北長度大概11米，東西長度大概7米，高度4.2米。調(diào)度指揮中心與集控室之間通話，要設(shè)有錄、擴(kuò)音設(shè)備。

（2）設(shè)備位置擺放圖

該位置為設(shè)備擺放位置、相鄰設(shè)備之間的關(guān)系限定。具體尺寸及效果根據(jù)機(jī)房實際尺寸進(jìn)行微調(diào)。

（3）機(jī)房及調(diào)度設(shè)備

本數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成基礎(chǔ)為1000M工業(yè)以太網(wǎng)，整體網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計為2臺核心交換機(jī)、2臺次交換機(jī)、1臺WEB服務(wù)器、2臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、1臺網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、2臺管控服務(wù)器、2臺工程師站和3臺操作員工作站，一臺環(huán)網(wǎng)管理工作站，1臺打印機(jī)。

（4）主要功能

實現(xiàn)對安全生產(chǎn)系統(tǒng)的集中監(jiān)控 顯示功能 控制功能 打印功能 數(shù)據(jù)統(tǒng)計、匯總 網(wǎng)絡(luò)功能 掉電保護(hù) 2.2軟件集成平臺

系統(tǒng)選用Windows 操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用微軟的SQL數(shù)據(jù)庫，組態(tài)系統(tǒng)選用IFix系統(tǒng)。

組態(tài)控制系統(tǒng)主要功能如下：

1、設(shè)備各種參數(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和控制信息的發(fā)送

2、監(jiān)控參數(shù)的圖形動畫表達(dá)和報警處理

3、事故追憶和趨勢分析

4、各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

綜合信息管理系統(tǒng)應(yīng)由地面監(jiān)測控制中心、井下監(jiān)測控制分站、井上監(jiān)測監(jiān)控分站、數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備等組成，以全礦井上、下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為信息傳輸網(wǎng)絡(luò)；本系統(tǒng)不僅僅是對所接入系統(tǒng)的信息綜合，更關(guān)鍵的把數(shù)據(jù)分類、共享，建立有效的管理系統(tǒng)，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)。

礦井工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)將接入的各子系統(tǒng)信息通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換方式與綜合監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，并將各子系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合處理。礦井綜合自動化、信息化信息管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)將實時、歷史數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析綜合，然后對各系統(tǒng)進(jìn)行隱患預(yù)測、規(guī)律總結(jié)，并將信息在有效時間內(nèi)提供給系統(tǒng)中的相關(guān)用戶，為用戶進(jìn)行設(shè)備檢修和采取必要措施提供決策依據(jù)。要求網(wǎng)絡(luò)功能完全滿足六礦礦井井上、井下的需求，并具有良好的可靠性，兼容性、擴(kuò)容性，支持C/S、B/S模式。

礦井綜合自動化、信息化網(wǎng)絡(luò)平臺可將各子系統(tǒng)顯示的各類實時動態(tài)、動畫等圖形（符合要求的）轉(zhuǎn)換為HTML或XML，供客戶通過IE瀏覽。同時在綜合監(jiān)控調(diào)度中心把組態(tài)綜合實時動態(tài)圖形提供給用戶瀏覽。

在局域網(wǎng)內(nèi)或組態(tài)系統(tǒng)中，根據(jù)實際情況設(shè)定不同權(quán)限，實現(xiàn)安全監(jiān)測信息、設(shè)備運(yùn)行信息及其他信息的分類顯示。不同的用戶，在不同的工作站，不同的操作人員，進(jìn)入不同的系統(tǒng)需要設(shè)置不同的訪問權(quán)限，確保整個系統(tǒng)運(yùn)行的絕對安全。礦井綜合自動化、信息化網(wǎng)絡(luò)平臺為用戶提供各類監(jiān)測系統(tǒng)的實時報警信息包括超限報警、開關(guān)報警、系統(tǒng)在線設(shè)備的故障記錄，并能按照所選定的不同條件進(jìn)行不同的查詢和打印。

2.3生產(chǎn)過程自動化子系統(tǒng)建設(shè)

系統(tǒng)包括戊8-22190正機(jī)巷皮帶、戊8-22190正機(jī)巷轉(zhuǎn)載一部皮帶、戊8-22190正機(jī)巷轉(zhuǎn)載二部皮帶、戊二下山高強(qiáng)皮帶、丁戊二互轉(zhuǎn)巷一部皮帶、丁戊二互轉(zhuǎn)巷二部皮帶、技改倉下皮帶、戊二上山高強(qiáng)皮帶、暗斜轉(zhuǎn)載皮帶、戊二普強(qiáng)皮帶、戊一大倉一部皮帶、丁二高強(qiáng)皮帶、丁二西翼轉(zhuǎn)載皮帶、丁二東翼轉(zhuǎn)載皮帶、丁二倉上二部皮帶、丁二倉上一部皮帶、丁一下延皮帶、丁一高強(qiáng)、丁戊二石門皮帶、戊二東翼轉(zhuǎn)載巷皮帶，各輸送機(jī)的主要參數(shù)。

系統(tǒng)的控制方案是：每部皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)一臺PLC主控分站。系統(tǒng)主要由控制中心、傳輸網(wǎng)絡(luò)和井下控制器等組成。

控制中心

控制中心設(shè)置在調(diào)度指揮控制中心，通過工作站和工業(yè)電視對膠帶機(jī)及相關(guān)設(shè)施進(jìn)行智能監(jiān)測、集中控制和監(jiān)視。

現(xiàn)場總線+工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的Profibus網(wǎng)絡(luò)作為井下膠帶機(jī)控制系統(tǒng)的底層網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)膠帶機(jī)及相關(guān)設(shè)備的實時控制及信號采集。同時通過網(wǎng)關(guān)接入工業(yè)以太網(wǎng)，實現(xiàn)和地面調(diào)度指揮中心的控制中心工作站的連接通信，實現(xiàn)智能監(jiān)測、集中控制和監(jiān)視。

井下控制器

井下控制及信號采集裝置組成部分為井下主控站，主控站作為井下控制部分的通信核心，完成各PLC分站監(jiān)控信息與地面控制中心的信息交互傳送；主控站可以實現(xiàn)就地和遠(yuǎn)程操作功能，及兩者之間的轉(zhuǎn)換。

由PLC主控分站完成對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控，現(xiàn)場總線通過智能網(wǎng)關(guān)分站或增加PLC網(wǎng)絡(luò)接口模塊接入井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)和地面調(diào)度指揮中心工作站相連，并通過集散控制和工業(yè)電視相結(jié)合，對井下現(xiàn)有主煤流膠帶機(jī)和續(xù)建的膠帶機(jī)及相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)集散控制。

2.4系統(tǒng)功能 2.4.1．控制功能

具備集控手動與集控自動兩種自動控制功能，集控手動控制時，可以分別完成遠(yuǎn)程對單條皮帶的控制功能，集控自動控制時，可以完成遠(yuǎn)程對皮帶的相互閉鎖控制功能。

就地手動控制主要功能包括：啟動、停止、反轉(zhuǎn)、故障報警顯示、故障停車、點(diǎn)動開車等功能。

皮帶跑偏裝置安裝方式根據(jù)現(xiàn)場具體情況視現(xiàn)場情況而定。2.4.2．工況圖顯示

工況圖動態(tài)顯示整個系統(tǒng)所有膠帶機(jī)、給煤機(jī)、轉(zhuǎn)載膠帶運(yùn)行的工況，以及主要保護(hù)有關(guān)參數(shù)信息。

2.4.3．信息圖顯示

實時顯示膠帶機(jī)、給煤機(jī)開/停狀態(tài)和煤倉煤位高度。如膠帶機(jī)開停狀態(tài)、檢修狀態(tài)及運(yùn)行速度，拖動電機(jī)電壓、電流、開機(jī)時間、停機(jī)時間等參數(shù)。

2.4.4．故障及保護(hù)顯示

同時實時顯示膠帶機(jī)和各種保護(hù)傳感器的工作狀態(tài)，顯示膠帶機(jī)的故障類型，通信是否異常。

2.4.5．歷史查詢

電機(jī)電流、電機(jī)溫度、帶速和瞬時流量歷史趨勢圖查看、相關(guān)數(shù)據(jù)報表顯示和歷史數(shù)據(jù)查詢。

2.4.6．保護(hù)功能

系統(tǒng)除能夠自動實現(xiàn)膠帶機(jī)控制的多種要求外，還可以實現(xiàn)地面集中控制、程序流程控制。實現(xiàn)自動控制時，計算機(jī)首先完成內(nèi)部自檢，沿線預(yù)警信號，執(zhí)行開/停機(jī)及各種保護(hù)和信號的處理，系統(tǒng)具備故障狀態(tài)下緊急停車功能。顯示功能：在地面集控室由工控機(jī)顯示各皮帶的運(yùn)行狀態(tài)、顯示各皮帶的各種運(yùn)行參數(shù)。設(shè)有各皮帶的故障信號顯示，并伴有聲光報警，提示值班人員采取有關(guān)措施。

皮帶的多種檢測保護(hù)功能。

控制分站的PLC控制程序可以在計算機(jī)中方便地修改，調(diào)試。皮帶組在集中自動逆煤流啟動時，閉鎖關(guān)系一直有效。

皮帶組在集中自動順煤流停車時，采用順序延時停車。皮帶組運(yùn)行后若出現(xiàn)報警，報警皮帶和來煤方向皮帶立即停車。

當(dāng)出現(xiàn)煤倉滿倉報警信號時，相應(yīng)皮帶組進(jìn)入延時正常停車程序。集中自動/手動控制方式下，一旦皮帶因故停止運(yùn)行、給煤機(jī)及來煤方向相互閉鎖皮帶急停。

有報警信號時，設(shè)備不能啟動，需處理或解除后方可操作

集中控制方式下，設(shè)備在運(yùn)行的過程中，若從站出現(xiàn)通訊錯誤，各設(shè)備停車，其中獨(dú)立設(shè)備正常停車，閉鎖設(shè)備視情況延時停車或急停。

程序設(shè)計中，報警信號自動保持，即一旦報警、即使經(jīng)維修后報警信號消失，計算機(jī)內(nèi)仍然保持報警狀態(tài)，這時清零命令或井下清零按鈕可清除報警保持信號。

從站的運(yùn)行行為取決于計算機(jī)下的參數(shù)，分站在第一次運(yùn)行時，必須由計算機(jī)下達(dá)運(yùn)行參數(shù)，參數(shù)有：

閉鎖設(shè)備：與本設(shè)備閉鎖的設(shè)備編號 逆煤流設(shè)備：本設(shè)備的來煤設(shè)備 順煤流設(shè)備：本設(shè)備的受煤設(shè)備 報警屏蔽：設(shè)置報警有效或無效 給煤機(jī)是否自動控制

停設(shè)備延時時間：正常停車時，設(shè)備延時停車時間 滿倉停皮帶延時時間：滿倉停車時，皮帶的延時停車時間 各個設(shè)備拖動電機(jī)的控制延時時間 從站與主站通訊出錯后計算機(jī)上顯示分站方式為自鎖 報警時，計算機(jī)不能下發(fā)啟動命令，需處理或解除后方可操作 操作人員必須登錄后，才可以對地面生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)操作

用戶權(quán)限設(shè)為操作員、管理員、程序員三種。程序員和管理員能進(jìn)行：用戶管理、軟件配置。

2.4.7．報警功能

如果出現(xiàn)事故異常，地面主控室給出報警提示信號，也可以實現(xiàn)開車前預(yù)警提示。

2.4.8．與生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享

計算機(jī)管理工作站設(shè)信息管理系統(tǒng)，決策者通過管理工作站可根據(jù)各自權(quán)限遠(yuǎn)程訪問監(jiān)控上位機(jī)，得到現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表、設(shè)備管理信息和生產(chǎn)統(tǒng)計分析。

2.4.9．皮帶保護(hù)功能

主要具有堆煤、沿線急停、跑偏、煙霧等保護(hù)。

堆煤檢測保護(hù)：選用堆煤傳感器。發(fā)生堆煤時，滯留的積煤觸及傳感器，使它發(fā)生傾斜，系統(tǒng)可以報警并急停。

沿線急停閉鎖檢測保護(hù)：選用拉繩急停閉鎖開關(guān)，用于皮帶機(jī)沿線緊急閉鎖保護(hù)，沒有故障地點(diǎn)識別功能。當(dāng)閉鎖開關(guān)動作，控制機(jī)報警并發(fā)急停命令。

打滑檢測保護(hù)：選用速度檢測傳感器。檢測皮帶輸送機(jī)速度，實現(xiàn)低速打滑保護(hù)。傳感器滾輪與皮帶輸送機(jī)軟連接，采用光電檢測原理，測速范圍廣，低速性能好，抗干擾能力強(qiáng)。

皮帶跑偏保護(hù)：選用皮帶跑偏開關(guān)。用于運(yùn)輸機(jī)皮帶跑偏檢測和保護(hù)，成對使用。當(dāng)二級跑偏動作時，控制分站報警并執(zhí)行急停命令。

煙霧保護(hù)：當(dāng)皮帶機(jī)因摩擦或其他原因產(chǎn)生煙霧時，煙霧傳感器動作，產(chǎn)生報警，同時，灑水電磁閥動作，開始灑水。

所有設(shè)備均設(shè)有過載保護(hù)。

2.5礦井?dāng)?shù)字化工業(yè)電視監(jiān)控中心建設(shè) 2.5.1現(xiàn)狀及需求平煤六礦現(xiàn)有工業(yè)電視系統(tǒng)可對地面及井下重要場所進(jìn)行監(jiān)視，對部分生產(chǎn)運(yùn)輸線的設(shè)備及地點(diǎn)還不能進(jìn)行監(jiān)控?，F(xiàn)在調(diào)度室監(jiān)視器已基本投入使用，DLP屏用來顯示重要的生產(chǎn)系統(tǒng)參數(shù)。

新系統(tǒng)增加視頻監(jiān)視點(diǎn)，以滿足井下無人時，生產(chǎn)流程及設(shè)備的實時監(jiān)視。所有遠(yuǎn)控地點(diǎn)均有視頻監(jiān)控信號，顯示畫面上有監(jiān)視地點(diǎn)字幕。對各路信號實現(xiàn)實時視頻錄像，為日后取證提供寶貴的資料，也為以后教育學(xué)習(xí)提供素材。

2.5.2系統(tǒng)實施計劃

本系統(tǒng)屬于增補(bǔ)系統(tǒng)，計劃在井下投入34套本安型光纖攝像儀，負(fù)責(zé)對井下皮帶重要地點(diǎn)的信號采集。在地面煤樓投入32臺自動光圈固定彩色攝像儀，負(fù)責(zé)煤樓生產(chǎn)信號的采集。在集控中心通過增加嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，見現(xiàn)有工業(yè)電視模擬信號進(jìn)行數(shù)字編碼，同時將數(shù)據(jù)發(fā)布到工業(yè)以太網(wǎng)上，供客戶端計算機(jī)查詢。

井下計劃每條皮帶安裝2到3臺攝像儀，根據(jù)皮帶長度，重要地點(diǎn)密集程度，合理分配。實施監(jiān)視現(xiàn)場信號，為無人職守的實施，提供可靠的輔助監(jiān)視手段。

2.5.3系統(tǒng)功能

全礦井的重要場所的實時監(jiān)視 煤流運(yùn)輸主運(yùn)皮帶的實時監(jiān)視 畫面的任意切換功能 歷史畫面查詢功能 WEB瀏覽功能 視頻集成控制管理

視頻集成控制是將已有的工業(yè)電視攝像頭和安全監(jiān)控攝像頭統(tǒng)一管理起來。其中：

工業(yè)電視攝像頭

將現(xiàn)有的工業(yè)電視攝像頭統(tǒng)一接入到視頻矩陣中，通過矩陣的視頻端口和控制端口來切換視頻和控制攝像頭，以便在后臺做智能分析和預(yù)警信息視頻聯(lián)動。

安全監(jiān)控攝像頭 安全監(jiān)控攝像頭是安全監(jiān)控系統(tǒng)的前端攝像頭，由于每個攝像頭都是分布在不同的場所，為了能全面的做視頻分析，需要將安全監(jiān)控攝像頭也聯(lián)入視頻矩陣中，然后通過矩陣的視頻端口和控制端口來切換視頻和控制攝像頭，以便在后臺做智能分析和預(yù)警信息視頻聯(lián)動。

煤礦視頻集成控制管理服務(wù)是對前端攝像頭設(shè)備采集到的視頻信息按照某種或某幾種規(guī)定的格式進(jìn)行壓縮處理，通過有線或無線的技術(shù)形式進(jìn)行傳輸、管理的服務(wù)功能，將前端攝像頭通過矩陣統(tǒng)一化到視頻集成控制管理工作站中?？筛鶕?jù)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)出的命令，提供對各個攝像頭視頻監(jiān)控能力。

煤礦視頻集成控制管理服務(wù)可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)出的命令對前端攝像頭進(jìn)行調(diào)用，也可以通過對前端設(shè)備的調(diào)用來錄制前端采集設(shè)備采集到的視頻信息；當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)出查看前端攝像頭設(shè)備采集到的視頻信息時，建立相應(yīng)的視頻傳輸通道，將采集到的信息傳輸給視頻分析系統(tǒng)。

2、智能視頻分析

智能視頻分析的功能主要分為： 視頻動態(tài)偵測

在所有攝像頭的區(qū)域，將攝像頭所觀察到的視頻信息，劃分出需要進(jìn)行視頻動態(tài)偵測的區(qū)域，實時對此區(qū)域進(jìn)行分析、偵測。當(dāng)有活動目標(biāo)進(jìn)入所監(jiān)控的視頻區(qū)域后，發(fā)出報警信號的同時對活動目標(biāo)的進(jìn)入口、活動路徑、停止位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在視頻圖像上描繪出此活動目標(biāo)的軌跡。

視頻靜態(tài)偵測

在所有攝像頭的區(qū)域，將攝像頭所觀察到的視頻信息，劃分出需要進(jìn)行視頻靜態(tài)偵測的區(qū)域，實時對場地視頻畫面進(jìn)行分析，截取每幅畫面進(jìn)行后臺對比，直到在設(shè)定時間時，畫面出現(xiàn)明顯變化的同時，視頻圖像中將標(biāo)記出靜止物體所在的位置。

重要區(qū)域監(jiān)測

重要區(qū)域監(jiān)測是按照客戶的真實需求，劃分出重要區(qū)域和非重要區(qū)域。在重要區(qū)域中對需要監(jiān)測的內(nèi)容設(shè)計到智能分析軟件中，不論是白天，還是黑夜；不論是下雨，還是下雪，都能7*24的對重要區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)重要區(qū)域出現(xiàn)異動時，附近的攝像頭將會自動彈出異動視頻畫面并報警。

3、視頻聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng) 視頻平臺管理

視頻平臺管理視頻監(jiān)控畫面和聯(lián)動監(jiān)控畫面。聯(lián)動監(jiān)控管理

視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他安全監(jiān)控子系統(tǒng)（煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)、地面原煤運(yùn)輸控制系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)、水泵自動控制系統(tǒng)、井下電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、井下原煤運(yùn)輸控制系統(tǒng)、礦井提升系統(tǒng)、工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)、調(diào)度監(jiān)控中心）進(jìn)行聯(lián)動監(jiān)控。

數(shù)據(jù)管理

將智能分析信息、視頻聯(lián)動產(chǎn)生的信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。

4、報警信息提示 報警平臺管理

將系統(tǒng)的各種傳感器報警情況在統(tǒng)一的窗口中彈出，告知操作人員。報警信息管理

各類信息自動記錄在數(shù)據(jù)庫中，可以追查，支持報表打印。數(shù)據(jù)管理

將信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。

該項目所采用的技術(shù)先進(jìn)，系統(tǒng)安全可靠，所選設(shè)備為主流品牌，功能強(qiáng)大。本系統(tǒng)及所使用的設(shè)備、材料、備件必須是全新的，符合《煤礦安全規(guī)程》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定及要求，滿足現(xiàn)場安裝、調(diào)試、使用和維修等要求。所選用的先進(jìn)設(shè)備，保證硬件至少五年不落后，功能完善，所采集的信息要盡量全。調(diào)度指揮控制中心建設(shè)要實現(xiàn)對系統(tǒng)監(jiān)視化、專業(yè)化、測控化三個層次。在系統(tǒng)性能方面，數(shù)據(jù)處理要注意數(shù)據(jù)的集成。數(shù)據(jù)的集成度要高。各子系統(tǒng)的集成，需要達(dá)到智能化水平，不僅僅實現(xiàn)遠(yuǎn)控的目標(biāo)，還要達(dá)到智能控制、安全可靠控制的要求。要明確各子系統(tǒng)、各生產(chǎn)環(huán)節(jié)及重要參數(shù)的預(yù)警功能，要建設(shè)好安全生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)庫，以期數(shù)據(jù)共享。

第五篇：簡析基于CAD的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研究論文

0引言

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是指將轉(zhuǎn)動和移動進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的平面連桿機(jī)構(gòu)。在機(jī)器的設(shè)計中，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，該機(jī)構(gòu)既可以將往復(fù)移動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動;又可以將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動。工程實踐中，對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計是機(jī)構(gòu)設(shè)計中的重要課題。該機(jī)構(gòu)的設(shè)計一般采用的是解析計算法，該求解方法以列方程為主，進(jìn)行求解，但在實際求解中，因為方程里的未知數(shù)較多，為多元多次方程，并含有三角函數(shù)，使求解過程復(fù)雜，計算量大，容易出錯，造成設(shè)計的效果不理想。本文采用CAD進(jìn)行圖解法與解析法結(jié)合，對偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，大大簡化了求解難度，提高了設(shè)計準(zhǔn)確度。

1機(jī)構(gòu)的解析法設(shè)計

設(shè)計要求舉例：設(shè)計一往返直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)，返回的速度要比工作時的速度快，比值約1.5，往返的行程為50cm，且減速箱的軸心與工作平面的距離為15cm。綜合已知條件，可以選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，具有往返直線運(yùn)動的特點(diǎn)，另外根據(jù)條件作圖，可設(shè)計為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

圖中的AB桿和BC桿的長度都為未知，要根據(jù)已知條件，進(jìn)行設(shè)計，可列公式，先進(jìn)行往返速度的計算。根據(jù)行程速度變化系數(shù)K=(180°+θ)(/180°-θ)=1.5,可得θ=36°,根據(jù)角度繪制極限位置圖。

求出AB桿和BC桿的長度，可根據(jù)已知條件，設(shè)BC桿為a，AB桿為b，圖2中∠CA2A1=a，列出方程：

1)502=(a+b)2+(a-b)2-2(a+b)(a-b)cos36°;

2)152+c2=(a-b)2;

3)152+(c+50)2=(a+b)2。

或者：

1)502=(a+b)2+(a-b)2-2(a+b)(a-b)cos36°;

2)15=(a+b)sinα

3)15=(a-b)sin(α+36°)

經(jīng)過復(fù)雜的求解，得出：a=22.4;b=42.2;c=12.9;α=13°。

這2組方程式解析a、b值都非常麻煩，過程不勝繁瑣，在此，可采用CAD的繪圖方法求解a、b值，通過幾何作圖，采用簡易方法求解，從而得出AB桿和BC桿的長度。

2偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的CAD圖解法

基于CAD的圖解法采用了作圖加計算的方法，步驟為：

1)先根據(jù)行程為50，θ=36°，作水平線長50的垂直平分線，再作一個角度是90°-36°=54°的直線，與垂直平分線相交于一點(diǎn)，再以交點(diǎn)為圓心，畫圓經(jīng)過長50的垂直平分線的端點(diǎn)。

2)作水平線的平行線，距離15，與圓相交，連接交點(diǎn)與水平線的兩端點(diǎn)，并延長短線。

3)進(jìn)行簡單計算，(a+b)-(a-b)=2a，或者(a+b)+(ab)=2b也可以。在此采用前者，以E點(diǎn)為圓心，以EF為半徑畫圓，與EG相交于H點(diǎn)，再以HG為直徑畫圓。

4)以E點(diǎn)為圓心，復(fù)制直徑為HG的圓，與EG相交于K點(diǎn)，測量EK和KG的長度，分別為22.43cm和42.18cm，即為a和b的數(shù)值，即曲柄和連桿的長度分別為22.43和42.18cm。

3仿真分析

按設(shè)計要求，及求出的曲柄和連桿的取值，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的仿真，該機(jī)構(gòu)運(yùn)動靈活，滑塊在曲柄的驅(qū)動下，進(jìn)行往返直線運(yùn)動。

4結(jié)語

通過對偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的求解分析，采用解析法與基于CAD的圖解法，并對二者進(jìn)行了分析比較。相比解析法而言，基于CAD的圖解法在機(jī)構(gòu)設(shè)計中有化繁為簡、化難為易的顯著特點(diǎn)，該設(shè)計方法不僅降低了設(shè)計難度，還提高了設(shè)計精度，提高了工作效率，在實際工作中具有重要的意義。