機(jī)械原理課設(shè)

1、2016年機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-自動(dòng)鏈條編結(jié)機(jī) 設(shè)計(jì)者：2016年7月8日-7月13日目錄一、設(shè)計(jì)題目31.1、介紹31.2、加工要求41.3、工藝分解4二、設(shè)計(jì)方案選擇52.1、自動(dòng)送料52.2、切斷52.3、壓平52.4、最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇5三、方案具體設(shè)計(jì)63.1、尺寸計(jì)算63.2、工作循環(huán)圖及協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)83.3、各機(jī)構(gòu)行程、速度分析93.4、機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳遞分析11四、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖12五、運(yùn)動(dòng)方案布置圖20六、爆炸視圖21七、小組總結(jié)22八、參考資料23一、設(shè)計(jì)題目1.1、介紹自動(dòng)鏈條編結(jié)機(jī)的功能是自動(dòng)制造用于機(jī)械傳動(dòng)牽引的鏈條。鏈條由一串串加工成立方形的鏈節(jié)編結(jié)而成，美觀而實(shí)用。自動(dòng)鏈條編結(jié)機(jī)的

2、主要工藝可分為自動(dòng)送料、切斷壓平、鏈節(jié)扭曲、鏈節(jié)連接、連接口熔接、淬火加工6個(gè)步驟。1.2、加工要求 1）材料：低碳鋼 2）鋼絲直徑：2.3mm2.5mm 3）鏈節(jié)長(zhǎng)度：35mm 4）鏈節(jié)扭曲角：45° 5）鏈節(jié)生產(chǎn)率：3445個(gè)/分 6）鏈條承受力：1200 N1800 N 7）生產(chǎn)要求：體積小、重量輕、外表美觀、穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高1.3、工藝分解根據(jù)上述分析，自動(dòng)鏈條編結(jié)機(jī)的工藝可分解為如下五種：1）自動(dòng)送料：將盤成盤的直徑2.3mm2.5mm的鋼絲通過軋輥進(jìn)行較直，之后繞成一個(gè)鏈節(jié)所需的一圈螺旋環(huán)并送出，并用槽輪以一定頻率進(jìn)行間歇送料。2）鋼料切斷壓平：每次送料結(jié)束的間隔中，

3、用刀頭剪下一個(gè)平面環(huán)并將其壓平。3）連接口焊接：在環(huán)形鋼料被壓平后，用電焊條對(duì)連接處進(jìn)行焊接加固。4）鏈節(jié)扭曲：用另一對(duì)在閉合面有45°旋轉(zhuǎn)鏈條槽的滑塊直接將已成平面的圓環(huán)壓成扭曲環(huán)。5）鏈節(jié)連接：機(jī)械臂夾出成型的鏈節(jié)，再將直線鋼絲傳入環(huán)形鏈節(jié)中并重復(fù)3）步驟，實(shí)現(xiàn)鏈接之間的自動(dòng)連接。綜上所述，自動(dòng)鏈條編結(jié)機(jī)的設(shè)計(jì)主要參照自動(dòng)送料、鋼料切斷壓平、鏈節(jié)扭曲、鏈節(jié)連接的方法來制定最適合的方案。二、設(shè)計(jì)方案選擇2.1、自動(dòng)送料方案A：槽輪傳動(dòng)方案B：棘輪傳動(dòng)2.2、切斷方案A：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案B：凸輪機(jī)構(gòu)2.3、壓平方案A：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案B：凸輪機(jī)構(gòu)2.4、最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇校直機(jī)構(gòu)軋輥間

4、歇送料槽輪機(jī)構(gòu)切斷機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)壓平機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)扭曲機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 加工容易, 改變轉(zhuǎn)角大小方便, 可實(shí)現(xiàn)送進(jìn)、制動(dòng)及超越等功能。缺點(diǎn)是在運(yùn)動(dòng)開始和終止時(shí), 棘輪和棘爪間都產(chǎn)生沖擊造成磨損與破壞, 因此不宜用在具有很大質(zhì)量的軸上。槽輪機(jī)構(gòu),由帶圓(柱)銷的主動(dòng)撥盤、具有徑向槽的從動(dòng)槽輪和機(jī)架組成。撥盤作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 驅(qū)動(dòng)槽輪作時(shí)轉(zhuǎn)、時(shí)停的單向間歇運(yùn)動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠, 機(jī)械效率高, 在進(jìn)入和脫離接觸時(shí)運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。但槽輪的轉(zhuǎn)角不可調(diào)節(jié)，故只能用于定轉(zhuǎn)角的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，可實(shí)現(xiàn)

5、從動(dòng)件任意預(yù)期運(yùn)動(dòng)，缺點(diǎn)：點(diǎn)、線接觸易磨損；凸輪輪廓加工困難；行程不大。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)面接觸低副，壓強(qiáng)小，便于潤(rùn)滑，磨損輕，壽命長(zhǎng)，傳遞動(dòng)力大；桿長(zhǎng)易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制；缺點(diǎn)是精度較低不易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。三、方案具體設(shè)計(jì) 3.1、尺寸計(jì)算本次課程設(shè)計(jì)中機(jī)構(gòu)尺寸大部分均為自己選定的尺寸，按照比例計(jì)算各機(jī)構(gòu)的基本尺寸，在符合運(yùn)動(dòng)條件不互相干涉的情況下，我們小組在建模時(shí)設(shè)計(jì)了一系列尺寸。舉例如送料機(jī)構(gòu)：在一些四連桿機(jī)構(gòu)中，比如切斷、壓平、扭曲、焊接機(jī)構(gòu)中，因?yàn)闄C(jī)構(gòu)要求傳動(dòng)輪盤一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)一周，因此必須有周轉(zhuǎn)副，所以四桿機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度必須滿足桿長(zhǎng)條件，在滿足前提條件的情況下，再考慮四桿機(jī)構(gòu)尺寸的選擇

6、。 3.2、工作循環(huán)圖及協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)按生產(chǎn)率為40個(gè)/分計(jì)算，一個(gè)鏈節(jié)的平均制造時(shí)間是1.5秒。切斷、壓平、扭曲、焊接機(jī)構(gòu)均為一個(gè)循環(huán)中工作一次，因此其驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速均為360°/1.5s=240°/s；機(jī)械臂、機(jī)械手機(jī)構(gòu)由精細(xì)構(gòu)造外形的凸輪驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)若干推程、回程、休止的工作動(dòng)作。A 第一個(gè)鏈節(jié)的制造流程送料機(jī)構(gòu)/（°）0360停切斷機(jī)構(gòu)運(yùn)行切斷運(yùn)行壓平機(jī)構(gòu)開壓開扭曲機(jī)構(gòu)開壓開焊接機(jī)構(gòu)運(yùn)行降/焊接升運(yùn)行機(jī)械臂停下停下停上機(jī)械手開關(guān)時(shí)間/s0 0.5 1.0 1.5B 第二個(gè)及之后鏈節(jié)的制造流程循環(huán)圖送料機(jī)構(gòu)/（°）0360停切斷機(jī)構(gòu)運(yùn)行切斷運(yùn)行壓平機(jī)構(gòu)開

7、壓開扭曲機(jī)構(gòu)開壓開焊接機(jī)構(gòu)運(yùn)行降/焊接升運(yùn)行機(jī)械臂停上停下停下停上機(jī)械手關(guān)開關(guān)時(shí)間/s0 0.15 0.3 0.45 0.7 0.95 1.1 1.25 1.5根據(jù)工作循環(huán)圖要求，為使機(jī)構(gòu)在正確的時(shí)間到達(dá)正確的位置，需要對(duì)機(jī)構(gòu)定位。t=0.4+1.5k(s)、k>=1，切斷機(jī)構(gòu)達(dá)到運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖所示的極限位置t=0.75+1.5k(s)、k>=1，壓平機(jī)構(gòu)達(dá)到運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖所示的極限位置t=1.15+1.5k(s)、k>=1，扭曲機(jī)構(gòu)達(dá)到運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖所示的極限位置t=0.8+1.5k(s)、k>=1，焊接機(jī)構(gòu)達(dá)到運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖所示的極限位置t=00.09+1.5k(s)、k>=1，送料

8、機(jī)構(gòu)進(jìn)行較直送料，傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)過4周 3.3、各機(jī)構(gòu)行程、速度分析1）機(jī)械臂機(jī)構(gòu)凸輪傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速250°/s2）機(jī)械手機(jī)構(gòu)凸輪傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速240°/s3）送料機(jī)構(gòu)通過復(fù)合槽輪機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件轉(zhuǎn)速960°/s即1.5s內(nèi)轉(zhuǎn)4周，輸出槽輪以90°/0.09s的速度間歇輸送鋼料，以滿足設(shè)計(jì)要求。4）壓平、扭曲機(jī)構(gòu)4）焊接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速均為240°/s。為不對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 3.4、機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳遞分析齒輪編號(hào)齒數(shù)模數(shù)分度圓直徑轉(zhuǎn)速(°/s)120120960280180240363613624071235135240131880180240電機(jī)直連

9、驅(qū)動(dòng)齒輪：齒輪2由電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪2，以960°/s的速度勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)鏈條編織機(jī)的送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行螺旋鋼絲送料。與2號(hào)齒輪相嚙合的1號(hào)齒輪以傳動(dòng)比4實(shí)現(xiàn)齒輪降速，降速至240°/s而滿足其余齒輪傳動(dòng)的要求。四、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1）送料機(jī)構(gòu)采用復(fù)合槽輪控制撥盤使最左側(cè)的送料槽輪以1/16個(gè)循環(huán)的速度進(jìn)行間歇送料，通過軋輥較直的鋼料被引向螺旋滾輪從而實(shí)現(xiàn)鋼料的螺旋狀處理。2）切斷機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，在此極限位置時(shí)在導(dǎo)軌桿上安裝的刀頭進(jìn)行每個(gè)循環(huán)一次的切割。3）壓平扭曲機(jī)構(gòu)兩對(duì)齒輪傳動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈節(jié)的壓平和扭曲。4）焊接機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，在此極限位置時(shí)在導(dǎo)軌桿的頂部安裝的焊

10、槍進(jìn)行每個(gè)循環(huán)一次的焊接。5）機(jī)械臂、機(jī)械手機(jī)構(gòu)通過齒輪帶動(dòng)的3個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手和機(jī)械臂的上下傳動(dòng)，中間凸輪帶動(dòng)機(jī)械手，兩側(cè)凸輪帶動(dòng)機(jī)械臂，中間凸輪與兩側(cè)凸輪的行程差控制機(jī)械臂的開合。凸輪機(jī)械手機(jī)械臂裝配圖6）總裝配圖五、運(yùn)動(dòng)方案布置圖執(zhí)行機(jī)構(gòu)1槽輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)鋼料的間歇輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)切斷刀的循環(huán)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)焊接機(jī)構(gòu)斜上斜下的循環(huán)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)4連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)沖壓頭的往復(fù)開閉，進(jìn)行對(duì)鏈節(jié)的壓平步驟，在沖壓頭表面進(jìn)行立體扭曲處理后直接對(duì)平整的鏈節(jié)進(jìn)行45°扭曲處理執(zhí)行機(jī)構(gòu)5由齒輪帶動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)有三個(gè)，中間凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的上下運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的上下

11、運(yùn)動(dòng)，中間凸輪與兩側(cè)凸輪的行程差控制機(jī)械手的開閉六、爆炸視圖七、小組總結(jié)在第一次拿到這份課題時(shí)，對(duì)于如何完成這個(gè)鏈條編結(jié)機(jī)而略感迷茫，但經(jīng)過一系列的探索、努力、嘗試后，我們小組經(jīng)過團(tuán)隊(duì)合作也最終能夠完成一個(gè)令人滿意的答卷。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)的考驗(yàn)，我們小組也了解了當(dāng)拿到一個(gè)自己不熟悉的課題時(shí)該如何從一無所知到創(chuàng)造出一個(gè)模型來。我想大體能夠分為六個(gè)步驟：1 搜集資料。由于自身對(duì)于此份課題沒有任何了解，那么現(xiàn)存的有關(guān)于這個(gè)課題的資料，包括論文、圖片、視屏，都是能夠幫助我們進(jìn)入課題的突破口，也能夠啟發(fā)我們?cè)诂F(xiàn)有資料的課題上進(jìn)行創(chuàng)新。2 提出方案。分析一個(gè)機(jī)構(gòu)中所要用到的種種機(jī)構(gòu)，針對(duì)實(shí)現(xiàn)不同功能的機(jī)構(gòu)構(gòu)思其設(shè)計(jì)方案，在比較其優(yōu)缺點(diǎn)后選擇最終的執(zhí)行方案。繪制三維機(jī)構(gòu)圖、運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、運(yùn)動(dòng)方案布置圖3 繪制工作循環(huán)圖。在確定完機(jī)構(gòu)最終的執(zhí)行方案后，需要明確機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，將機(jī)構(gòu)一個(gè)循環(huán)完成的動(dòng)作通過運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖體現(xiàn)出來，也有利于接下去尺寸的計(jì)算。4 計(jì)算尺寸。對(duì)于一些有硬性尺寸要求的機(jī)構(gòu)（如要求精確傳動(dòng)比的齒輪，運(yùn)動(dòng)過程中不能發(fā)生干涉的機(jī)構(gòu)）需要精確計(jì)算，對(duì)于一些尺寸方案很多的機(jī)構(gòu)可以按照整個(gè)機(jī)構(gòu)比例假設(shè)尺寸，在實(shí)際建模裝配時(shí)根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行修改。5 分析機(jī)構(gòu)行程、速度、加速度。在確定完尺寸后，按照工作循環(huán)圖的