哈工大機(jī)械原理課程設(shè)計棒料輸送線布料裝置(方案8)_圖文

1、 機(jī)械原理課程設(shè)計題目棒料輸送線布料裝置(方案8專業(yè)學(xué)號學(xué)生指導(dǎo)教師一、棒料輸送線布料裝置使用功能描述已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計要求:如下圖1所示棒料輸送線布料裝置的功能簡圖。料斗中分別裝有直徑35mm,長度150mm的鋼料和銅料。在輸送線上按照圖2所示的規(guī)律布置棒料。原動機(jī)轉(zhuǎn)速為1440rpm,每分鐘布置棒料40,75,90塊,分3檔可以調(diào)節(jié)。 二、工藝動作分析有設(shè)計要求可知,該棒料輸送線布料裝置需要由四個部分共同構(gòu)成,各原動件為皮帶輪(主動輪、曲柄、槽輪1和槽輪2,由此繪制出機(jī)械運動循環(huán)圖。 圖3 棒料輸送線布料裝置運動循環(huán)圖總時間為T ,表示構(gòu)件完成一個運動循環(huán)所用總時間。皮帶輪做間歇轉(zhuǎn)動,輸出

2、皮帶做間歇移動;曲柄做間歇整周回轉(zhuǎn),帶動滑塊往復(fù)直線移動。皮帶與曲柄滑塊的周期是槽輪的的五分之一左右。三、運動功能分析根據(jù)前面的分析可知,槽輪1,2工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有的運動功能如圖4所示。運動功能單元把一個連續(xù)的單向傳動轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動,由題意知要求達(dá)到的轉(zhuǎn)速分別為18rpm ,15rpm ,8rpm 圖4 槽輪1,2的運動功能由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440rpm ,為了分別得到18,15,8rpm 的轉(zhuǎn)速,則由電動機(jī)到槽輪之間的總傳動比z i 有3種,分別為1114408018z n i n = 2214409615z n i n = 3314401808z n i n = 總傳動比由定傳動比

3、c i 和變傳動比v i 兩部分構(gòu)成,即11v c z i i i =22v c z i i i =33v c z i i i =3種總傳動比中1z i 最小,3z i 最大。由于定傳動比c i 是常數(shù),因此,3種變傳動比中1v i 最小,3v i 最大。由于槽輪機(jī)構(gòu)與皮帶機(jī)構(gòu)不在同一平面上,需采用一個圓錐齒輪,傳動比為i d 圖5 圓錐齒輪運動功能 取i d =4,即Z12 = 20,Z13 = 81由設(shè)計圖紙,為了完成傳動和合理輸出,令601=c d i i則定軸傳動比為15而33.1608011=c z v i i i 6.1609622=c z v i i i 36018033=c z

4、 v i i i 于是,傳動系統(tǒng)的有級變速功能單元如圖6所示。 3,6.1,33.1=i 圖6 有級變速運動功能單元整個傳動系統(tǒng)僅靠圓錐齒輪運動功能單元不能實現(xiàn)其全部定傳動比,因此,在傳動系統(tǒng)中還要另加減速運動功能單元,其減速比為154=ci i (如上 減速運動功能單元如圖7所示。15i = 圖7 減速運動功能單元根據(jù)上述運動功能分析,可以得到實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1(槽輪1運動的運動功能系統(tǒng)圖,如圖8所示。1440rpm 3,6.1,33.1=i 8=i 圖8 實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1運動的運動功能系統(tǒng)圖執(zhí)行機(jī)構(gòu)2(槽輪2基本與1相似,下面說明執(zhí)行機(jī)構(gòu)3(皮帶輪為了使用統(tǒng)一原動機(jī)驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件3,應(yīng)該在圖8所示

5、的運動功能系統(tǒng)圖中加一運動分支功能單元,其運動分支驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件3,該運動分支功能單元如圖9所示。且執(zhí)行構(gòu)件3與執(zhí)行構(gòu)件1的運動平面相互垂直。 圖9運動分支功能單元由于執(zhí)行構(gòu)件2是間歇運動,且由圖1可以看出執(zhí)行構(gòu)件2的間歇時間是工作周期T 的1/2,即其運動時間是其工作周期T/2。因此,間歇運動功能單的運動系數(shù)為21= 間歇運動功能單元如圖10所示5.0= 圖10 間歇運動功能單元由于執(zhí)行構(gòu)件3做間歇轉(zhuǎn)動運動,因此,執(zhí)行構(gòu)件3的運動功能是把連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為歇轉(zhuǎn)動運動。組合后的運動功能系統(tǒng)圖,如圖11所示。3,66.1,33.1=i 8=i 5.0=圖11實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1,2運動的運動功能系統(tǒng)圖同理,

6、為了使用統(tǒng)一原動機(jī)驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件4,應(yīng)該在圖12所示的運動功能系統(tǒng)圖中加一運動分支功能單元,其運動分支驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件4,該運動分支功能單元如圖5所示。且執(zhí)行構(gòu)件4與執(zhí)行構(gòu)件3的運動平面相互垂直,因此,該運動功能單元如圖12所示。 圖12 圓錐齒輪運動功能圖驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件4工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有的運動功能如圖13所示。運動功能單元把一個連續(xù)的單向傳動轉(zhuǎn)換為間歇的往復(fù)運動。 圖13 間歇運動運動功能圖根據(jù)上述分析,可以畫出整個系統(tǒng)的運動功能系統(tǒng)圖,如圖14所示。1440rpm 3,6.1,33.1=i 15=i 5.0=圖14棒料輸送線布料裝置(方案8的運動功能系統(tǒng)圖四、系統(tǒng)運動方案擬定根據(jù)圖14所示的

7、運動功能系統(tǒng)圖,選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)替代運動功能系統(tǒng)圖中的各個運動功能單元,便可擬定出機(jī)械系統(tǒng)運動方案。圖14 中的運動功能單元1是原動機(jī)。根據(jù)分度沖壓機(jī)的工作要求,可以選擇電動機(jī)作為原動機(jī),如圖15所示。 圖15 電動機(jī)替代運動功能單元1圖14中的運動功能單元2是過載保護(hù)功能單元,可以選擇帶傳動代替,如圖16所示。 i=1圖16 皮帶傳動替代運動功能單元2圖14中的運動功能單元3是有級變速功能,可以選擇滑移齒輪變速傳動代替,如圖17所示。i1.33,1.6,3 圖17滑移齒輪變速替代運動功能單元3圖14中的運動功能單元4是減速功能,可以選擇定軸齒輪傳動代替,如圖18 圖18定軸齒輪傳動代替運動功能

8、單元4 圖14中的運動單元6是轉(zhuǎn)向功能兼減速功能,用圓錐齒輪代替,如圖19 圖19 圓錐齒輪代替運動功能單元6圖14中的運動單元7是將連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動,可由槽輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn),如圖20 圖20 槽輪機(jī)構(gòu)代替運動功能單元7圖14中運動功能單元9是將連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為間歇移動,可以由不完全齒輪配合實現(xiàn)。如圖21 圖21 不完全齒輪代替運動功能單元9圖14中運動功能單元11是把間歇轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為間歇往復(fù)直線運動,可用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)代替。如圖22 圖22 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代運動功能單元11傳動機(jī)構(gòu)如圖23所示 圖23 傳動系統(tǒng)組織示意圖五、系統(tǒng)運動方案設(shè)計1、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(1本設(shè)計圖紙沿用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù),因而

9、只需要設(shè)計出合適的齒數(shù)即可。具體齒數(shù)如下12231z i z = Z 1:Z 2=17:52 3441.333z i z = 5661.65z i z = 78837z i z = & 345678z z z z z z +=+=+ Z3:Z4=175:232 Z5:Z6=151:240 Z7:Z8=87:260911119z i z = Z12:Z13=20:81 齒輪14和齒輪15配合周期與齒輪16和齒輪17配合周期相等,且Z15+Z17=Z16=Z14Z14:Z15=41(21工作:21Z16:Z17=41(20齒工作:202、槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計1 確定槽輪槽數(shù)在撥盤圓銷數(shù)k=3時,槽

10、輪槽數(shù)z=5,該槽輪的各尺寸關(guān)系如圖24所示 圖24 槽輪機(jī)構(gòu)幾何尺寸關(guān)系2 槽輪槽間角由圖24可知槽輪的槽間角為36036021203z =3 槽輪每次轉(zhuǎn)位時撥盤的轉(zhuǎn)角180260=-=4 中心距槽輪機(jī)構(gòu)的中心距應(yīng)該根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定,在結(jié)構(gòu)尚不明確的情況下暫定為 200D mm =5 撥盤圓銷回轉(zhuǎn)半徑1sin 30100R d mm =6 槽輪半徑2cos30173R d mm =7 圓銷半徑10031288r R mm = 8 槽輪槽深70h mm =9 鎖止弧半徑11001288S r R h mm <-=-=取mm r S 80=3、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計 圖25 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸4、

11、帶傳動設(shè)計由于工作環(huán)境與工作條件尚不明確帶傳動,暫定帶輪的直徑為11002100D mm D mm= 5、撥叉尺寸及形狀三爪撥叉長度為15mm,如圖26 圖26 撥叉尺寸及形狀1.執(zhí)行構(gòu)件1(槽輪運動分析116/rad s =11160.173 2.77v R =11 2.77s v t t =0a =槽輪1的間歇時間是25t ,槽輪2的間歇時間是35t 槽輪1 11113160.173 2.77(0532.77(0530(05v R t T s v t t t T a t T =<<=<<=<< 槽輪211112160.173 2.77(0522.77(0520(05v R t T s v t t t T a t T =<<=<<=<< 2.執(zhí)行構(gòu)件3(皮帶輪運動分析64/w rad s =11111640.04 2.568/min(0212.56(0210(02v R m t T s v t t t T a t T =<<=<<=<< 3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)4(曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運動分析曲柄 64/