機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)總述

1、王白茹 王曉耘 蘇昊 陸慧婷 徐瑩 東華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院03級(jí)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)總述機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)總述 托盤(pán)式半自動(dòng)巧克力包裝機(jī)托盤(pán)式半自動(dòng)巧克力包裝機(jī) 設(shè)計(jì)總圖設(shè)計(jì)總圖 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)目的 鑒于目前中小型企業(yè)投資少，勞動(dòng)強(qiáng)度大，多為純手工，衛(wèi)生條件不佳，經(jīng)濟(jì)效率不高的現(xiàn)狀，故設(shè)計(jì)出可提高生產(chǎn)效率，增長(zhǎng)收益的半自動(dòng)化生產(chǎn)流水線。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 原理概述 工作裝置 原理概述 托盤(pán)式半自動(dòng)巧克力包裝機(jī)工作時(shí)貼標(biāo)簽機(jī)構(gòu)固定在皮帶傳送裝置的正上方，進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)（上下往復(fù)周期與傳送速度跟巧克力的位置間隔相吻合），當(dāng)推桿運(yùn)動(dòng)到下方最低點(diǎn)時(shí)與傳送過(guò)來(lái)的巧克力接觸貼標(biāo)簽，同時(shí)貼好標(biāo)簽

2、的巧克力經(jīng)過(guò)漏斗型過(guò)渡裝置進(jìn)入包裝盒中，由工人將包裝盒由托盤(pán)轉(zhuǎn)到皮帶輸出裝置，即完成工作. 該機(jī)器主要完成巧克力的貼標(biāo)簽與裝盒兩個(gè)功能。主要包括：輸入裝置、貼標(biāo)簽裝置、過(guò)渡裝置、裝盒裝置、輸出裝置、動(dòng)力裝置與控制裝置七部分共同完成上述功能。 BACK 工作裝置 輸入裝置 貼標(biāo)簽裝置 過(guò)渡裝置 裝盒裝置 輸出裝置 動(dòng)力裝置： 馬達(dá) 控制裝置： 根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求進(jìn)行人工調(diào)整 附 NEXT輸入裝置 完成將巧克力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的中間裝置。如皮帶傳動(dòng)、齒輪（減速箱）傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)、液壓氣壓傳動(dòng)等?？紤]到適用在中小型企業(yè)及其經(jīng)濟(jì)條件，可采用皮帶與鏈條傳送，由于鏈條傳送,鏈條和齒輪摩擦容易使鏈條磨損，節(jié)

3、距增大，鏈條松軟變形，但鏈傳動(dòng)不能保持恒定的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和瞬時(shí)傳動(dòng)比，且工作時(shí)振動(dòng)、沖擊、噪音較大，降低傳送的平穩(wěn)性；而皮帶傳送，只要產(chǎn)生的摩擦力有足夠的初張力，使皮帶壓緊帶輪，雖然沒(méi)有鏈條的過(guò)載能力好，但長(zhǎng)期在最大承載重量工作時(shí)沒(méi)有永久的變形。所以采用皮帶傳送。 BACK 貼標(biāo)簽裝置 主要完成上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上下往復(fù)的周期與巧克力的傳送間隔時(shí)間相吻合。有三種參考方案： A 直動(dòng)平底推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu) B 平壓機(jī)構(gòu) C 等寬凸輪機(jī)構(gòu) NEXT比較分析 A 、B方案均為凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)：只要適當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使從動(dòng)件得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊. 凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：由于

4、凸輪輪廓與推桿之間為點(diǎn)或線接觸，故易于磨損，所以凸輪機(jī)構(gòu)多用在傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。 C 方案為平壓機(jī)構(gòu)，它的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜且緊湊，但模切壓力大。此工作機(jī)構(gòu)為小壓力機(jī)構(gòu)，所以可采用A、B方案。 A方案中對(duì)彈簧的要求為弱彈簧，彈簧的存在增加了凸輪輪廓與推桿的接觸反力，使機(jī)構(gòu)受到較大的磨損，且不易固定；B方案雖然也有一定的磨損，但較小且易于裝配，故選擇B方案。 BACK過(guò)渡裝置 過(guò)度裝置是完成巧克力的貼標(biāo)簽結(jié)束與分盒包裝開(kāi)始之間過(guò)渡，將貼完標(biāo)簽的巧克力從傳送機(jī)構(gòu)過(guò)渡到裝盒的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上。要求落料方位準(zhǔn)確，對(duì)產(chǎn)品的損害小，根據(jù)巧克力的形狀，可方便任意更換?？刹捎眯逼率狡桨?，漏斗型等。漏斗型接料面積較大，

5、所以我們采用漏斗型進(jìn)行說(shuō)明。 裝盒裝置 完成將巧克力按個(gè)數(shù)裝入包裝盒中的功能。要求與輸入機(jī)構(gòu)的周期規(guī)律配合精密，定位準(zhǔn)確。完成此項(xiàng)功能有多種實(shí)現(xiàn)方式，為了提高工作效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，完善機(jī)械化自動(dòng)化程度，可采用往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸入，精密等分360度角度轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的間歇式機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 共有三種類型: A 棘輪機(jī)構(gòu) B 凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇式運(yùn)動(dòng) C 槽輪機(jī)構(gòu) NEXT 輸出裝置 此項(xiàng)功能為半機(jī)械自動(dòng)化，由工人將圓形托盤(pán)上已裝好的包裝盒轉(zhuǎn)送到旁邊的輸出皮帶上，由皮帶傳送至下一個(gè)流水作業(yè)處。 BACK附 方案選擇表 BACK 方案方案A A 方案方案B B 方案方案C C 方案方案D D 選擇選擇 輸入 皮

6、帶 鏈條 其他 其他 A 貼標(biāo)簽 直動(dòng)平底推桿 等寬凸輪機(jī)構(gòu) 平壓機(jī)構(gòu) 其他 A 凸輪機(jī)構(gòu) 過(guò)渡 漏斗型斜坡式 其他 其他 A 裝盒 棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) B 輸出 皮帶 鏈條 齒輪 其他 A 參考文獻(xiàn) 機(jī)械原理第六版 -高等教育出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) -機(jī)械工業(yè)出版社 三維造型設(shè)計(jì) -高等教育出版社 虛擬樣機(jī)應(yīng)用 -人民出版社 NEXT分析比較 A棘輪機(jī)構(gòu)、B槽輪機(jī)構(gòu)和C不完全齒輪機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力條件的限制，一般只能用于低速的場(chǎng)合。而D凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)則可以通過(guò)合理地選擇轉(zhuǎn)盤(pán)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使得機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)力特性較好，沖擊振動(dòng)較小，而且轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)位精確，不需要專門

7、的定位裝置，但凸輪加工較復(fù)雜，精度要求較高，裝配調(diào)整也比較困難。 A棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠，棘輪軸的動(dòng)程(即每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度)可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但它是工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，而且運(yùn)動(dòng)精度較差。 C不完全齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)角范圍大，很容易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期中的多次動(dòng)、停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng)。但它加工復(fù)雜，在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)速度有突變，引起剛性沖擊，主、從動(dòng)輪不能互換。 B槽輪機(jī)構(gòu)雖然在工作時(shí)有柔性沖擊，且隨著轉(zhuǎn)速的增加及槽輪槽數(shù)的減少而加劇，槽輪的轉(zhuǎn)角大小不能調(diào)節(jié)，但它同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形尺寸小、制造容易、機(jī)械效率高，能較平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。 所以

8、我們采用B方案槽輪來(lái)實(shí)現(xiàn)間歇性運(yùn)動(dòng)功能。為了使巧克力盒的穩(wěn)固，我們采用托盤(pán)槽式來(lái)固定包裝盒，保證其精確度與準(zhǔn)確度。 BACK 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 我們用solidworks計(jì)算仿真，cosmosmotion測(cè)得數(shù)據(jù)如下圖所示： A 貼標(biāo)簽裝置之等寬凸輪機(jī)構(gòu)輪加速度： 輪速度： 動(dòng)畫(huà)A1 動(dòng)畫(huà)A2 NEXT B 貼標(biāo)簽裝置之標(biāo)簽盒加速度： 標(biāo)簽盒速度： NEXT 裝盒裝置之槽輪機(jī)構(gòu) 動(dòng)畫(huà)BA 主動(dòng)軸速度： NEXT主動(dòng)軸加速度： NEXTB 主動(dòng)件速度： NEXT主動(dòng)件加速度： NEXT動(dòng)畫(huà) B動(dòng)畫(huà) A1動(dòng)畫(huà) A2 NEXT NEXT BACK設(shè)計(jì)心得-在實(shí)踐中鍛煉自己 課程設(shè)計(jì)在為期一周半

9、的時(shí)間內(nèi)結(jié)束了，回顧這幾天來(lái)我們的辛勤勞動(dòng)，再看一下我們的成果，心中充滿了喜悅與強(qiáng)烈的集體榮譽(yù)感。 在已度過(guò)的大三時(shí)間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課，我們所掌握的僅僅只是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，而這次則給我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在這次作業(yè)中，我們深深感受到設(shè)計(jì)的科學(xué)性，同時(shí)作為一名設(shè)計(jì)師掌握一門或幾門制圖軟件是十分重要的。 畢竟是我們的第一次機(jī)械設(shè)計(jì),是我們對(duì)本專業(yè)課程的一次實(shí)踐,其中包含了小組成員的辛酸,也包括了每個(gè)人的欣喜.自己出題目,自己總體設(shè)計(jì),自己動(dòng)手把設(shè)計(jì)圖形化,整個(gè)過(guò)程必須節(jié)節(jié)相扣,哪個(gè)環(huán)節(jié)出了錯(cuò),會(huì)給整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程帶來(lái)意想不到的困難,因此需要每個(gè)成員慎之又慎,絲毫的麻痹大意都不允許出現(xiàn). 我們的構(gòu)想,在提交指導(dǎo)老師審核之前,我們小組成員共同探討了如何將我們所學(xué)的機(jī)構(gòu)運(yùn)用于中小型企業(yè)可以提高生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益，于是想到了這個(gè)課題，得到老師的肯定后，我們便開(kāi)始了設(shè)計(jì)過(guò)程。之后我們小組成員進(jìn)行了分工,一部分總體負(fù)責(zé),一部分專門負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì),部分負(fù)責(zé)畫(huà)圖和文檔的編排.雖然分了工,但我們也不是在自己的責(zé)任之外就不去考慮其他成員的任務(wù),我們相互之間發(fā)揚(yáng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,遇到問(wèn)題一起解決,共同面對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題,共同想解決的辦法,同時(shí)在解決問(wèn)題的那個(gè)時(shí)刻能共同享受那份收獲的喜悅.這就是團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)