机械设计基础(机械原理部分)课程设计参考解答 - 1 - 解图 1 -1 一、金相加热炉炉门启闭机构设计解答 金相加热炉炉门启闭机构以题号 1数据为依据进行解答。 一、设计分析(炉门处于关闭位置) 1.干涉分析 干涉分析时,可先判断炉门上最容易与炉壁发生干涉的若干点,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生干涉。 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 t 时间后,该点会与炉壁发生干涉。 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 1-1中,过 B 点作ccBE,过 C 点作ddCF,过质心 W 点作铅垂线 hh 。当炉门的绝对速度瞬心位于 aa 与 bb 线之间时,无论炉门的角速度方向如何,均会发生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 A 点会与炉壁发生干涉现象。 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aec 区域时,B 点与炉壁发生干涉;绝对速度瞬心位于adf 区域时,C 点与炉壁发生干涉。所以,只有当炉门的绝对速度瞬心位于cefd 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cefd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,判断这些曲线是否与炉壁相交,用以确定炉门与炉壁是否发生干涉。 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 C1 是梯形截面形心,C2 是矩形截面形心,C 为炉门截面总形心,则: 4 0 5.66 0 0 01 6 5 02 06 9 7.91 6 5 06 0 0 04 01 5 02 024 021 6 5 029 07 52 026 9 7.99 07 539 07 522 032212112211AAddAdabAbdbahAbabahd ②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...