機(jī)械原理課程設(shè)計輸送線布料裝置方案畢業(yè)論文

1、機(jī)械原理課程設(shè)計課程名稱：機(jī)械原理課程設(shè)計設(shè)計主題：輸送線分配裝置（方案22 ）設(shè)計主題：棒材輸送線裝置（方案22 ）問題回答：過程動作分析從設(shè)計標(biāo)題可以看出，執(zhí)行器 1 推動產(chǎn)品在輸送線 1 上移動，執(zhí)行器 2 和執(zhí)行器3將產(chǎn)品推向A處的輸送線，執(zhí)行器2負(fù)責(zé)推動鋼材在 A 處同時（黑色）。 ）和銅材（灰色），執(zhí)行器3負(fù)責(zé)推動鋁材（白色），這三個執(zhí)行器部件的運(yùn)動配合關(guān)系如圖1-1所示圖1-1棒料輸送絲布裝置運(yùn)動循環(huán)圖（方案22）如圖1-1所示，執(zhí)行件1一直勻速運(yùn)動， T1為執(zhí)行件2的工作周期，T2為執(zhí)行件3的工作周期。從圖中可以看出，執(zhí)行構(gòu)件2和3都間歇運(yùn)動。不同的是，執(zhí)行件2在一個工作周期內(nèi)

2、只有一次往復(fù)運(yùn)動，而執(zhí)行件3在一個工作循環(huán)內(nèi)有3次往復(fù)運(yùn)動。運(yùn)動功能分析及運(yùn)動功能系統(tǒng)圖根據(jù)前面的分析，驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件1工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)具有的運(yùn)動功能如圖2-1所示。運(yùn)動功能單元將連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為單向連續(xù)直線運(yùn)動。驅(qū)動部分每旋轉(zhuǎn)一圈，從動件（執(zhí)行器1 ）向前移動兩個單位長度（ 2* 200mm），驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)速分別為20、30和40轉(zhuǎn)/分。圖2-1執(zhí)行器1的運(yùn)動功能由于電機(jī)轉(zhuǎn)速為1430 rpm ，為了在執(zhí)行器 1 的驅(qū)動部分上分別獲得20、30 和 40 rpm 的轉(zhuǎn)速，從電機(jī)到執(zhí)行器1 的總傳動比i z共有三個，分別我z1 =0我z2=我z3=總傳動比由固定傳動比和可變傳動比兩部分組成，即

3、三個傳動比中最大和最小的。由于固定傳動比是恒定的，因此它是三個傳動比中最大的。如果使用滑動齒輪換檔，最大傳動比最好不大于4 ，即=4所以固定傳動比為=可變傳動比的其他值是=因此，傳動系統(tǒng)的步進(jìn)功能單元如圖2-2所示。圖2-2 步進(jìn)變量運(yùn)動功能單元為了保證系統(tǒng)在過載時不會損壞，在電機(jī)和傳動系統(tǒng)之間增加了過載保護(hù)環(huán)節(jié)。過載保護(hù)運(yùn)動功能單元可通過皮帶傳動實(shí)現(xiàn)，使運(yùn)動功能單元既具有過載保護(hù)功能，又具有減速功能，如圖圖2-3過載保護(hù)運(yùn)動功能單元整個傳動系統(tǒng)僅靠過載保護(hù)運(yùn)動功能單元是無法實(shí)現(xiàn)其全固定傳動比的，因此在傳動系統(tǒng)中需要增加一個加減速運(yùn)動功能單元，其減速比為我=8.94減速運(yùn)動功能單元如圖2-4所

4、示。圖2-4減速運(yùn)動功能單元根據(jù)上述運(yùn)動函數(shù)分析，可以得到實(shí)現(xiàn)執(zhí)行件1運(yùn)動的運(yùn)動函數(shù)系統(tǒng)圖，如圖2-5所示。圖2-5實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器運(yùn)動的運(yùn)動功能系統(tǒng)示意圖1為了使用同一個原動機(jī)來驅(qū)動執(zhí)行件2 ，需要在圖中所示的運(yùn)動功能系統(tǒng)圖中增加一個運(yùn)動分支功能單元，其運(yùn)動分支分別驅(qū)動執(zhí)行件2和執(zhí)行件3 ，運(yùn)動分支功能單元如圖所示。由于執(zhí)行器2的工作周期=2.5 （這里指的是執(zhí)行器1的皮帶輪的周期），也就是說運(yùn)動支路在驅(qū)動執(zhí)行器2之前應(yīng)該減速，使其速度等于執(zhí)行器2的一半執(zhí)行器1驅(qū)動部分的速度；由于執(zhí)行器2和執(zhí)行器1的運(yùn)動平面相互垂直，所以減速運(yùn)動功能單元如圖2-6所示。圖2-6實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器運(yùn)動的運(yùn)動功能系統(tǒng)示意圖1

5、圖2-7減速運(yùn)動功能單元由于執(zhí)行件3處于間歇運(yùn)動狀態(tài)，從問題中可以看出，執(zhí)行件3的間歇時間是其工作時間的五分之二，也就是說，其運(yùn)動時間是其工作時間的五分之三。時間。因此，間歇運(yùn)動功能單元的運(yùn)動系數(shù)為 =0.6間歇運(yùn)動功能單元如圖2-8所示。圖2-8間歇運(yùn)動功能單元由于執(zhí)行器2的動作周期比執(zhí)行器1的動作周期長，所以這兩個單元輸出的運(yùn)動應(yīng)該由減速運(yùn)動功能單元加速，如圖2-9所示，圖2-9加速運(yùn)動功能單元增速運(yùn)動功能單元輸出的運(yùn)動驅(qū)動執(zhí)行器2、3 ，實(shí)現(xiàn)這兩個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動功能。由于執(zhí)行器2進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動，因此執(zhí)行器2和3的運(yùn)動由連續(xù)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動，如圖2-10所示。圖2-10執(zhí)行器2、3的運(yùn)

6、動功能單元根據(jù)以上分析，可以繪制出整個系統(tǒng)的運(yùn)動功能系統(tǒng)圖，如圖2-11所示圖2-11輸送線物料運(yùn)動功能系統(tǒng)圖系統(tǒng)演練方案制定根據(jù)圖2-11所示的運(yùn)動功能系統(tǒng)圖，可以通過選擇合適的機(jī)構(gòu)來代替運(yùn)動功能系統(tǒng)圖中的每個運(yùn)動總能量單位，從而繪制出機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動方案。圖2-1中的運(yùn)動功能單元1是原動機(jī)。根據(jù)棒材輸送的工作要求，可選用電機(jī)作為原動機(jī)，如圖3-1所示圖3-1電機(jī)取代運(yùn)動功能單元1圖2-3中的運(yùn)動功能單元2是具有減速功能的過載保護(hù)功能單元，可以用皮帶傳動代替，如圖3-3所示。圖2-2中的運(yùn)動功能單元3具有有級變速功能，可以用滑動齒輪傳動代替，如圖3-2所示。圖3-3皮帶傳動替代皮帶運(yùn)動功能單元

7、2圖3-2滑動換檔代替運(yùn)動功能單元3圖2-4中的運(yùn)動功能單元4為減速功能，可以用2級齒輪傳動代替，如圖3-4所示圖3-42-級齒輪傳動代替運(yùn)動功能單元4圖2-5中的運(yùn)動功能單元5為運(yùn)動分支功能單元，可以用錐齒輪驅(qū)動的主動輪與導(dǎo)桿-滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄固定連接代替，如圖1所示。 . 3-5圖3-5 2運(yùn)動功能單元活動部分固定連接，替換運(yùn)動功能單元5圖2-6中的運(yùn)動功能單元6是將連續(xù)的結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的單向運(yùn)動，可以用齒輪機(jī)構(gòu)代替，如圖3-6所示圖3-6齒輪機(jī)構(gòu)和皮帶輪機(jī)構(gòu)交替運(yùn)動功能系統(tǒng)6圖2-7中的運(yùn)動功能單元7為減速功能，其運(yùn)動輸入軸和運(yùn)動輸出軸相互垂直，可以用錐齒輪傳動代替，如圖3-7所示圖3-7

8、錐齒輪傳動代替運(yùn)動功能單元7圖2-8中的運(yùn)動單元8為增速運(yùn)動功能單元，可以用圓柱齒輪傳動代替。如圖3-8所示。圖3-8圓柱齒輪傳動代替增速運(yùn)動功能單元8圖2-9中的運(yùn)動功能單元9和11是將連續(xù)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為連續(xù)往復(fù)運(yùn)動的運(yùn)動功能單元，可以用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)代替，如圖3-9所示。圖3-9曲柄滑塊機(jī)構(gòu)取代了將連續(xù)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為間隙和連續(xù)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動功能單元圖3-10 中的運(yùn)動功能單元10是連接圓柱齒輪和不完整齒輪的裝置，如圖 1 所示。圖3-10根據(jù)以上分析，按照圖3-11中各運(yùn)動功能單元的連接順序，依次連接各運(yùn)動功能單元的更換機(jī)構(gòu)，形成輸送線的運(yùn)動方案示意圖，為如圖所示。(一)(二)(三)(四)圖3-111.

9、電機(jī)2、4.皮帶輪3.皮帶5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、19、20 .正齒輪23、26.曲柄16、17 .錐齒輪25、 28, 29.滑塊24, 27.連桿30.產(chǎn)品21, 22.不完整齒輪系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計：執(zhí)行器1的設(shè)計執(zhí)行器1由齒輪18和履帶組成，齒輪勻速轉(zhuǎn)動，帶動履帶勻速轉(zhuǎn)動。V= 200mm/s =30r/s齒數(shù)Z18=42.44 ，模數(shù)m18=3 （因?yàn)辇X輪18與齒輪17同軸，不與任何齒輪嚙合，所以模數(shù)可以與其他齒輪不同），直徑d= 127.32mm，角速度w= 30轉(zhuǎn)/分鐘。即每秒鐘鐘形軌道上裝有一個條形墊片。2)執(zhí)行器2設(shè)計致動器2由曲柄26 、導(dǎo)桿27 、滑

10、塊28和滑塊29組成?；瑝K行程h= 150mm，曲柄24長度=h/2=75mm導(dǎo)桿27與機(jī)構(gòu)所需的壓力角、曲柄的存在條件及結(jié)構(gòu)有關(guān)。=/連桿長度L25 ，機(jī)構(gòu)最大壓力角越小，設(shè)a(max)30，得L25= 150mm，取=400mm3)執(zhí)行器3設(shè)計致動器2由曲柄23 、導(dǎo)桿24和滑塊25組成。滑塊行程h= 150mm,曲柄長度23 =h/2=75mm導(dǎo)桿24的長度L24與機(jī)構(gòu)所需的壓力角、曲柄的存在條件及結(jié)構(gòu)有關(guān)，=連桿長度越長，機(jī)構(gòu)最大壓力角越小，設(shè)a(max)30，得L31= 150mm，取=400mm4)滑動齒輪傳動設(shè)計1.確定齒輪齒數(shù)齒輪6、8、10分別對應(yīng)輸送80片/min 、 60

11、片/ min 、 40片/ min ；三檔為40r /min 、 30r/min 、 20r/min；對應(yīng)齒輪16的轉(zhuǎn)速分別為設(shè)置皮帶傳動比為i24，使得=/=1430/=2得到=715r/min；= 715r / min ， 5、6、7、8、9、10檔均為定軸齒輪傳動； _齒輪5、6、7、8、9、10均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，模數(shù)m = 2 ； _ _取=17 ， /=715/179=4=/得到： =68為了提高傳動性能，相互嚙合的輪齒數(shù)應(yīng)相互分度，取Z10=69齒數(shù)之和為17+69=86為了使+和+和+大致相等，+ 86 , + 86=2.67= 23 =86-=63為了更接近所需的傳動比，希望一樣可

12、以獲得2 、齒輪幾何形狀的計算：齒輪7和8 ： a=m(+)/2=85；+=86 +=86 +因此齒輪7、8需要進(jìn)行正向位移，根據(jù)位移齒輪計算相關(guān)尺寸；齒輪傳動設(shè)計圓柱齒輪傳動11、12、13、14齒輪在運(yùn)動功能中實(shí)現(xiàn)減速運(yùn)動功能，其實(shí)現(xiàn)的傳動比為8.94 ；由底切齒的最小數(shù)量決定=17 , /=/= 3.0得到=51模數(shù) m=2幾何尺寸按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計算。/5/219、20檔實(shí)現(xiàn)增速功能，/=/=1.25根據(jù)最小無根部切削齒數(shù) = 17 = 213 、錐齒輪的計算從圖中可以看出，錐齒輪16和17實(shí)現(xiàn)了圖中運(yùn)動功能7的減速運(yùn)動功能，其實(shí)現(xiàn)的傳動比為2。兩個錐齒輪的軸線角為 =17的分度錐角為= _16的分度錐角為=錐齒輪的最小底切當(dāng)量齒數(shù)為=17錐齒輪16是根據(jù)底切齒的最小齒數(shù)確定的，即=17=15.716錐齒輪17是=2=216=32錐齒輪16和17 ，取模數(shù)為m=2mm ，按標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動計算。不完整的齒輪零件設(shè)計根據(jù)要求，要求不完整齒輪的主動輪轉(zhuǎn)一圈，從動輪轉(zhuǎn)五分之二圈，停一圈（ N=1 ），中心距確定模數(shù)m 、齒數(shù)z 、中心距、直徑d因?yàn)閺膭虞喢看无D(zhuǎn)五分之二，所以選擇,=20 , =100 , =60