麥秸打包機(jī)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：麥秸打包機(jī)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 者： 王添丁 學(xué) 號(hào)： 20090498 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化11班 指導(dǎo)教師： 呂惠娟 完成日期： 2011年12月4日 天津理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院- 33 -目 錄一、設(shè)計(jì)題目11.1設(shè)計(jì)目的11.2設(shè)計(jì)題目11.3設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)要求21.4設(shè)計(jì)任務(wù)2二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)42.1功能分解與工藝動(dòng)作分解42.2功能機(jī)構(gòu)方案的分析與選擇52.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的分析與選擇122.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)162.5機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：23三、傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)243.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)243.2電動(dòng)機(jī)的選擇253.

2、3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配273.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算27四、設(shè)計(jì)小結(jié)29五、參考文獻(xiàn)31一、設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)目的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是我們第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練，是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)的目的在于，進(jìn)一步鞏固并靈活運(yùn)用所學(xué)機(jī)械原理的相關(guān)知識(shí)；培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)、獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，使對(duì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)(機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì))有一個(gè)完整的概念，并培養(yǎng)具有初步的機(jī)構(gòu)選型、組合和確定運(yùn)動(dòng)方案的能力，提高我們進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)、運(yùn)算、繪圖、表達(dá)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)和技術(shù)資料諸方面的能力，以及利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法解決工程問(wèn)題的能力，以得到一次較完整的設(shè)計(jì)方法的基本訓(xùn)練。機(jī)

3、械原理課程設(shè)計(jì)是根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)構(gòu)件的尺寸等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算，是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一步，是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個(gè)過(guò)程蘊(yùn)涵著創(chuàng)新和發(fā)明。為了綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程的理論知識(shí)，分析和解決與本課程有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和加深，我們參加了此次的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)。1.2設(shè)計(jì)題目麥秸打包機(jī)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一麥秸打包機(jī)的喂料機(jī)構(gòu)，打包機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)，其工藝簡(jiǎn)圖如圖所示，當(dāng)人工將麥秸挑到料倉(cāng)上方時(shí)，撞板上下運(yùn)動(dòng)將麥秸喂入料倉(cāng)，滑塊在導(dǎo)軌上水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將麥秸向料倉(cāng)前部推擠。每隔一定時(shí)間往料倉(cāng)中放入一塊木板，木版的兩面都切出兩

4、道水平凹槽。這樣，麥秸將被分隔在兩塊木版之間并被擠壓成長(zhǎng)方形。從料倉(cāng)側(cè)面留出的空隙中將兩根彎成型的鐵絲穿過(guò)兩塊木版凹槽留出的空洞，在料倉(cāng)的另一側(cè)將鐵絲絞接起來(lái)，麥秸即被打包，隨后則被推出料倉(cāng)。打包機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)裝置減速，再通過(guò)適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滑塊和撞板的運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)裝置方案建議：帶傳動(dòng)+二級(jí)圓柱斜齒輪減速器；1.3設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)要求執(zhí)行構(gòu)件的位置和運(yùn)動(dòng)尺寸如圖所示，當(dāng)滑塊處于極限位置a1和a2時(shí)，撞板分別處于極限位置b1和b2 ，依靠重力將麥秸喂入料倉(cāng)。一個(gè)工作循環(huán)所需時(shí)間為t（秒），打包機(jī)機(jī)構(gòu)的輸入軸轉(zhuǎn)矩為m。可供選擇的方案及尺寸見(jiàn)下表：方案號(hào) 12345678910分配軸轉(zhuǎn)速n(r/m

5、in) n)n(r/min)nnnn)n(r/min)30 303030252525202020分配軸轉(zhuǎn)矩t(nm)480500520530540550560570580590l1 (mm)300320300320300320300320300320l2 (mm)400420400420400420400420400420l3 (mm)250260260270260270250270260270l4 (mm)800900820900840900820900860900l5 (mm)200210200210200210200210200210l6 (mm)60065060065060063060

6、0650620630（本設(shè)計(jì)選擇“設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)要求”中的方案號(hào)1中的尺寸.）說(shuō)明和要求：（1） 工作條件：一班制，田間作業(yè)，每年使用二個(gè)月；（2） 使用年限：六年；（3） 生產(chǎn)批量：小批量試生產(chǎn)（十臺(tái)）；（4） 分配軸轉(zhuǎn)速n的允許誤差為5%之內(nèi)；（5） 分配軸 ：與減速器輸出軸(聯(lián)軸器處)相連接（各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入軸）。1.4設(shè)計(jì)任務(wù)（1） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析1） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型及其組合2） 擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，并畫出機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案示意圖3） 畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖4） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，畫出總體機(jī)構(gòu)方案圖，確定其基本參數(shù)、標(biāo)明主要尺寸5） 畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖6） 對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析（

7、2） 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1） 選擇電動(dòng)機(jī)2） 計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比3） 計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（3） 撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 2.1功能分解與工藝動(dòng)作分解（1） 功能分解： 為了實(shí)現(xiàn)打包機(jī)打包的總體功能，將總功能分解為：滑塊的左右運(yùn)動(dòng)和撞板的上下運(yùn)動(dòng)。（2） 工藝動(dòng)作過(guò)程： 要實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)分功能，有下列工藝動(dòng)作過(guò)程：1） 滑塊向右移動(dòng)，將麥秸右推，到達(dá)最右端后迅速返回；2） 滑塊快速向左返回同時(shí)撞板向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊返回到最左端時(shí)，撞板位于最下端，將草桿打包。3） 此時(shí)，滑塊將再次準(zhǔn)備向右運(yùn)動(dòng)，至此，此機(jī)構(gòu)完成了一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。2.2功能機(jī)構(gòu)方案的分析與選擇（1） 水平滑塊機(jī)

8、構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)、分析與選擇水平滑塊機(jī)構(gòu)主要運(yùn)動(dòng)要求：主動(dòng)件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)有較好的動(dòng)力特性。根據(jù)功能要求，考慮功能參數(shù)及約束條件，可以構(gòu)思出如下能滿足運(yùn)動(dòng)要求的一系列運(yùn)動(dòng)方案。1）方案1結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=33-24-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，容易裝配，成本較低，磨損較小，效率高，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性一般，運(yùn)動(dòng)尺寸大，但能滿足急回要求。2）方案2結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=33-24-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，容易裝配，成本較低，摩損較小，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性一般，效率較低，運(yùn)動(dòng)尺寸大。 3）方案3結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=35-27-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)

9、簡(jiǎn)單，易于加工，容易裝配，成本較低，摩損較小，效率較高，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性一般，運(yùn)動(dòng)尺寸大。4）方案4結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=35-27-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，容易裝配，成本較低，摩損較小，效率高，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性一般，運(yùn)動(dòng)尺寸大。5）方案6結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=34-25-1=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，易于加工，成本較低，摩損較小，效率高，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，運(yùn)動(dòng)尺寸大。對(duì)以上方案初步分析可以看出。水平滑塊的機(jī)構(gòu)方案中，方案2、3、4的綜合性能較差；方案5和6尚可行，方案1有較好綜合性能，且各有特點(diǎn)，這3個(gè)方案可作為被選方案，待運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析后，通過(guò)定量評(píng)價(jià)選出最優(yōu)方案

10、。（2） 豎直撞板機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)、分析與選擇垂直撞板機(jī)構(gòu)主要運(yùn)動(dòng)要求：主動(dòng)件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)有較好的動(dòng)力特性。根據(jù)功能要求，考慮功能參數(shù)及約束條件，可以構(gòu)思出如下能滿足運(yùn)動(dòng)要求的一系列運(yùn)動(dòng)方案。1）方案1結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=33-24-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，容易裝配，成本較低，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)，摩損較小，效率高，可以實(shí)現(xiàn)急回要求，但運(yùn)動(dòng)尺寸較大。2）方案2結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=32-22-1=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)，效率高，成本較低，但運(yùn)動(dòng)尺寸大，有沖擊，摩損劇烈。3）方案3結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=35-27-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易

11、于加工，成本較低，摩損較小，效率高，但較難裝配，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，運(yùn)動(dòng)尺寸大。4）方案4結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=35-27-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，容易裝配，成本較低，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)，摩損較小，效率高，但運(yùn)動(dòng)尺寸較大。5）方案5結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=34-25-1=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，效率高，運(yùn)動(dòng)尺寸小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，較難加工，裝配較難，成本較高。6）方案6 結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=32-22-1=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)，效率高，運(yùn)動(dòng)尺寸小，可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。但較難加工，摩損較大。7）方案7結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=35-27-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加

12、工，容易裝配，成本較低，摩損較小，效率高，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性一般，運(yùn)動(dòng)尺寸較大。8）方案8結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=35-27-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，容易裝配，成本較低，摩損較小，效率高，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性一般，運(yùn)動(dòng)尺寸較大。9）方案9結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=35-27-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，容易裝配，成本較低，摩損較小，效率高，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性一般，運(yùn)動(dòng)尺寸較大。10）方案10結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=33-24-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)，效率高，運(yùn)動(dòng)尺寸小，可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工裝配較難，成本高，摩損劇烈。對(duì)以上方案初步分析可以看出。垂直撞板機(jī)構(gòu)方案中

13、，方案2、3、5、7、10的綜合性能較差；方案4、8、9尚可行，方案1、6有較好綜合性能，且各有特點(diǎn)，這5個(gè)方案可作為被選方案，待運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析后，通過(guò)定量評(píng)價(jià)選出最優(yōu)方案。2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的分析與選擇機(jī)器中各工作機(jī)構(gòu)都可按前述方法構(gòu)思出來(lái)，并進(jìn)行評(píng)價(jià)，從中選出最佳的方案。將這些機(jī)構(gòu)有機(jī)地組合起來(lái)，形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作協(xié)調(diào)配合的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。為使各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)作在時(shí)間上相互協(xié)調(diào)配合，各機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件通常由同一構(gòu)件統(tǒng)一控制。在選擇方案時(shí)還需要進(jìn)行非機(jī)械行業(yè)的綜合考慮，例如機(jī)械的市場(chǎng)創(chuàng)新性，市場(chǎng)前瞻性，再開(kāi)發(fā)性等各種各樣的因素，這樣會(huì)大大提高機(jī)械的價(jià)值和生命期。通過(guò)對(duì)上述方案的拼

14、裝和組合，和多方因素的考慮，可以設(shè)計(jì)出很多供選擇的方案。下面對(duì)其中幾個(gè)較為合理的方案進(jìn)行分析。（1） 方案1（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=37-210-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件。水平和垂直方向都為簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)，適當(dāng)選擇連桿長(zhǎng)度，可以實(shí)現(xiàn)水平和垂直方向的交替往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到打包目的，但由于空間結(jié)構(gòu)大，不能傳遞較大力。（2） 方案2（凸輪-連桿滑塊機(jī)構(gòu)）結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=36-28-1=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件。動(dòng)力傳輸由凸輪和連桿滑塊機(jī)構(gòu)組成，水平和垂直往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)都由滑塊運(yùn)動(dòng)完成，由于空間的連接主要為連桿，且滾子從動(dòng)件盤形凸輪磨損較大，所以不能傳遞較大力，傳遞累計(jì)誤差比較大。（3） 方案3

15、（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=35-27-0=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件。動(dòng)力傳輸由連桿傳輸，使得兩個(gè)滑塊實(shí)現(xiàn)水平和垂直運(yùn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)幾何形狀簡(jiǎn)單易于加工，且價(jià)格低廉，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性一般，慣性力不能很好的平衡，易產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，不能用于高速場(chǎng)合，傳遞累計(jì)誤差比較大。（4） 方案4（凸輪-連桿滑塊機(jī)構(gòu)）結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=38-211-1=1，滿足運(yùn)動(dòng)條件。動(dòng)力傳輸由凸輪和連桿滑塊機(jī)構(gòu)組成，水平和垂直往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)都由滑塊運(yùn)動(dòng)完成，由于空間的連接主要為連桿，且滾子從動(dòng)件盤形凸輪磨損較大，所以不能傳遞較大力，傳遞累計(jì)誤差比較大。（5） 方案5（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)-凸輪機(jī)構(gòu)）結(jié)構(gòu)分析：自由度：f=36-28-1=

16、1，滿足運(yùn)動(dòng)條件。水平運(yùn)動(dòng)中偏心滑塊結(jié)構(gòu)有急回特性，可以提高生產(chǎn)率；垂直的凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，適當(dāng)進(jìn)行凸輪廓線的設(shè)計(jì)，可以較好的實(shí)現(xiàn)水平和垂直方向的交替往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。兩基本機(jī)構(gòu)之間由帶傳動(dòng)，空間結(jié)構(gòu)緊湊，總體性能良好。根據(jù)所選方案是否能滿足要求的性能指標(biāo)，結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單、緊湊；制造是否方便；成本是否低等選擇原則。經(jīng)過(guò)前述方案評(píng)價(jià)，采用系統(tǒng)工程評(píng)價(jià)法進(jìn)行分析論證，確定方案5是上述5個(gè)方案中最為合理的方案。2.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的功能機(jī)構(gòu)有: 水平的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 垂直的槽形凸輪機(jī)構(gòu)。（1） 水平曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):已知：轉(zhuǎn)速：n=30r/min；行程：s=800mm；行程速比系數(shù)k=1.0

17、57，許用壓力角=50根據(jù)已知條件，則急回夾角=180=5如圖（比例尺：1:10）：作直線c1c2=80mm，過(guò)點(diǎn)c2作c1c2w=85，過(guò)c1點(diǎn)作c2c1n=90，兩條線交于p點(diǎn)，再以直線段c2p為直徑作圓，則曲柄中心a可以取在圓周的任意位置，且極位夾角均為5。由圖中的兩極限位置可知：ac1=b1c1-ab1=47mmac2=ab2+b2c2=126mm則可以解得曲柄長(zhǎng)度為：ab=39.5mm則連桿長(zhǎng)度為：bc=ac2-ab2=86.5mm在選定合適的曲柄中心位置a后，并結(jié)合相應(yīng)的比例尺，最終得到曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的相關(guān)尺寸為：曲柄ab=395mm；連桿長(zhǎng)度bc=865mm；偏心距為：110mm為

18、了保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能，所以對(duì)壓力角檢驗(yàn)計(jì)算如下：如圖，通過(guò)對(duì)曲柄ab在一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)分析可知：當(dāng)ab轉(zhuǎn)至ab1位置時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)到左極限位置c1；當(dāng)ab轉(zhuǎn)至ab2位置時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)到右極限位置c2；當(dāng)ab轉(zhuǎn)至ab3、ab4位置時(shí)，機(jī)構(gòu)壓力角=0；當(dāng)ab轉(zhuǎn)至ab5、ab6位置（即曲柄ab與滑塊軌道垂直）時(shí)，機(jī)構(gòu)壓力角出現(xiàn)極大值5、6.在rtdb5c5中：db5=ab5-ad=(395-110)mm=285mmb5c5=865mm由：sinb5c5d=得：b5c5d=19.24即5=19.24在rtdb6c6中：db6=ab6-ad=(395+110)mm=505mmb6c6=865mm由：s

19、inb6c6d=得：b6c6d=35.72即6=35.72綜上所述，最大壓力角mam=6=35.72 =50則最小傳動(dòng)角min=90-mam=90-35.72=54.28通過(guò)計(jì)算，最大壓力角和最小傳動(dòng)角均符合設(shè)計(jì)要求。仿真繪制位移、速度、加速度線圖如下：仿真檢驗(yàn)：由仿真結(jié)果可以看出，通過(guò)圖解法計(jì)算得出的最小壓力角與仿真結(jié)果是一致的。（2） 垂直槽形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):已知：轉(zhuǎn)速：n=30r/min；升程：600mm；許用壓力角=35工作要求：由靜止經(jīng)過(guò)150上升到600mm；再經(jīng)過(guò)150返回，近休角為60，接著開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。整個(gè)過(guò)程中不允許有剛性和柔性沖擊。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇：根據(jù)工作要求，可

20、以選擇擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和3-4-5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但考慮到擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的簡(jiǎn)便，所以選擇擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。根據(jù)擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算并繪制位移、速度、加速度線圖如下：（位移線圖比例尺： ）根據(jù)凸輪基本參數(shù)設(shè)計(jì)公式及多次仿真實(shí)驗(yàn)，得出凸輪相關(guān)參數(shù)如下：基圓半徑：400mm；偏心距：e=100mm，偏向?yàn)檩S的右側(cè)；滾子半徑：35mm用反轉(zhuǎn)法進(jìn)行凸輪廓線設(shè)計(jì)如下：將位移線圖按角度分為12等份，每一份對(duì)應(yīng)的角度和位移如下表：分號(hào)012345（）0306090120150s（mm）029.2183.9416.1570.8600分號(hào)6789101112（）180210240270300330360s（mm）570.84

21、16.1183.929.2000由此數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)凸輪如下圖所示：（比例尺： ）為了保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能，所以對(duì)壓力角檢驗(yàn)計(jì)算如下：如圖，通過(guò)對(duì)凸輪一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)情況分析，壓力角的變化情況如下：凸輪轉(zhuǎn)角（）02364127150壓力角極大不變極小值最大值極小值極大值壓力角變化情況減小增大減小增大減小凸輪轉(zhuǎn)角（）1732362773300壓力角極小值最大值極小值極大不變極大不變壓力角變化情況增大減小增大保持不變由此可以看出，由于升程和回程階段的對(duì)稱性，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)至64和236時(shí)出現(xiàn)最大值。以64時(shí)為例，如圖：（比例尺： ）測(cè)量并按比例換算得到：pd=346.415mm；bd=633.962mm則：

22、tan=0.54642865=28.65即max=28.65 =35符合傳動(dòng)要求。仿真檢驗(yàn)：由仿真結(jié)果可以看出，最大壓力角mam=29.103 =35，與圖解法計(jì)算得出的最大壓力角結(jié)果在誤差允許的范圍內(nèi)是一致的。（3）.執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖:2.5機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：三、傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)位于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)之間，將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)。除進(jìn)行功率傳遞，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)能克服阻力作功外，它還起著如下重要作用：實(shí)現(xiàn)增速、減速或變速傳動(dòng)；變換運(yùn)動(dòng)形式；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解；實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)和較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的重要組成部分。當(dāng)完成了執(zhí)行系

23、統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的預(yù)選型后，即可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力條件及原動(dòng)機(jī)的類型和性能參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。在保證實(shí)現(xiàn)機(jī)器的預(yù)期功能的條件下，傳動(dòng)環(huán)節(jié)應(yīng)盡量簡(jiǎn)短，這樣可使機(jī)構(gòu)和零件數(shù)目少，滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，降低制造和裝配費(fèi)用，提高機(jī)器的效率和傳動(dòng)精度。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中所規(guī)定的功能要求，執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力、傳動(dòng)比或速度變化的要求以及原動(dòng)機(jī)的工作特性，選擇合適的傳動(dòng)裝置類型。根據(jù)空間位置、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞路線及所選傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)特點(diǎn)和適用條件，合理擬定傳動(dòng)路線，安排各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的先后順序，完成從原動(dòng)機(jī)到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)系統(tǒng)的總體布置方案。機(jī)械系統(tǒng)的組成為：原動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)(裝置) 工

24、作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）原動(dòng)機(jī)：y系列三相異步電動(dòng)機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))：常用的減速機(jī)構(gòu)有齒輪傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、鏈輪傳動(dòng)等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的整體布置和各類減速裝置的傳動(dòng)特點(diǎn)，選用二級(jí)減速。第一級(jí)采用皮帶減速，皮帶傳動(dòng)為柔性傳動(dòng)，具有超載保護(hù)、噪音低、且適用于中心距較大的場(chǎng)合；第二級(jí)采用齒輪減速，因斜齒輪較之直齒輪具有傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，故在減速器中采用斜齒輪傳動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的整體布置確定皮帶和齒輪傳動(dòng)的中心距，再根據(jù)中心距及機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)確定皮帶輪的直徑和齒輪的齒數(shù)。故傳動(dòng)系統(tǒng)由“v帶傳動(dòng)+二級(jí)圓柱斜齒輪減速器”組成。原始資料：已知工作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件）主軸

25、：轉(zhuǎn)速：nw=30（r/min）轉(zhuǎn)矩：mb =480 (n.m)3.2電動(dòng)機(jī)的選擇（1） 選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知工作要求和條件選用y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)。（2） 選擇電動(dòng)機(jī)容量1） 工作軸輸出功率 ： =2nw /60=60/60=3.14 (rad/s)pw=m/1000=480*3.14/1000=1.51 kw注：工作軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件軸。2） 所需電動(dòng)機(jī)的功率：pd= pw /aa-由電動(dòng)機(jī)至工作軸的傳動(dòng)總效率a =帶軸承3齒輪2聯(lián) 查表可得：對(duì)于v帶傳動(dòng): 帶 =0.96 對(duì)于8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)：齒輪=0.97對(duì)于一對(duì)滾動(dòng)軸承：軸承 =0.99對(duì)于彈性聯(lián)軸器：

26、聯(lián)軸器=0.99則： a =帶軸承3齒輪2聯(lián)=0.960.9930.9720.99= 0.868pd= pw /a=1.51/0.868=1.737 kw3） 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍：查各種傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比范圍值得：v帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍為 i帶=24，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為i齒=35，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為nd=i帶 i齒2nw=(24)( 35)2 nw =（18 100 ）nw=(18100)30=10846000 r/min符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000 r/min、1500 r/min和3000 r/min，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種供選擇方案。

27、方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)1y112m-62.210009402.02.02y100l1-42.215001 4202.22.23y90l-22.230002 8402.22.24） 電動(dòng)機(jī)的選擇：對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，在額定功率相同的情況下，額定轉(zhuǎn)速越高的電動(dòng)機(jī)尺寸越小，重量和價(jià)格也低，即高速電動(dòng)機(jī)反而經(jīng)濟(jì)。若原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選得過(guò)高，勢(shì)必增加傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，從而導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由表中三種方案，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速器的傳動(dòng)比，認(rèn)為方案2的傳動(dòng)比較合適，所以選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為y100l1-4。y100l1-4電動(dòng)機(jī)資料

28、如下: 額定功率：2.2 kw同步轉(zhuǎn)速：1500 r/min滿載轉(zhuǎn)速：n滿=1420 r/min3.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配（1） 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i總= n滿/ nw =1420/30= 47.33（2） 分配各級(jí)傳動(dòng)比根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2.2選取，對(duì)于三角v帶傳動(dòng),為避免大帶輪直徑過(guò)大,取i12=2.8；則減速器的總傳動(dòng)比為 i減=i總/2.8=47.33/2.8=16.9對(duì)于兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器,按兩個(gè)大齒輪具有相近的浸油深度分配傳動(dòng)比,取 ig=1.3id則：i減= igid = 1.3i2d =16.9i2d =16.9/1.3=13.0037id =3.61ig=

29、1.3id=1.33.61=4.69 注：ig -高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比；id 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比；3.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算（1） 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：電機(jī)軸：n電= 1420 r/min軸 n= n電/i帶=1420/2.8=507.14 r/min軸 n= n/ ig=507.14/4.69=108.13 r/min軸 n=n/ id =108.13/3.61= 30 r/min（2） 計(jì)算各軸的輸入和輸出功率：軸： 輸入功率 p= pd帶=1.7370.96=1.668 kw 輸出功率 p= 1.668軸承=1.6680.99=1.65 kw軸： 輸入功率 p=1.65齒輪=1.650.9

30、7=1.60 kw 輸出功率 p= 1.60軸承=1.600.99=1.59 kw軸 輸入功率 p=1.59齒輪=1.590.97=1.538 kw 輸出功率 p= 1.538軸承=1.5380.99=1.52 kw（3） 計(jì)算各軸的輸入和輸出轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 td=9.55106pd /n電=9.551061.737/1420=11.7103 nmm軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 t=9.55106p / n=9.551061.668/507.14=31.4103 nmm 輸出轉(zhuǎn)矩 t=9.55106p / n=9.551061.65/507.14=31.07103 nmm軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 t=9.55

31、106p / n=9.551061.60/108.13=141.31103 nmm輸出轉(zhuǎn)矩 t=9.55106p / n=9.551061.59/108.13=140.43103 nmm軸 輸入轉(zhuǎn)矩 t=9.55106p / n=9.551061.538/30=489.60103 nmm輸出轉(zhuǎn)矩 t=9.55106p / n=9.551061.52/30=483.87103 nmm 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t ( nmm)轉(zhuǎn)速n/rmin-1傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸1.73711.710314202.80.96軸1.6681.6531.4103

32、31.07103507.144.690.97軸1.601.59141.31103140.43103108.133.610.97軸1.5381.53489.60103483.8710330四、設(shè)計(jì)小結(jié)這次課程設(shè)計(jì)，我拿到的題目是麥秸打包機(jī)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。其實(shí)麥秸打包機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)就是運(yùn)用機(jī)械原理課上所學(xué)過(guò)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（如：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等）、機(jī)械的動(dòng)力設(shè)計(jì)（如：平衡設(shè)計(jì)、效率計(jì)算等）和總體方案設(shè)計(jì)的方法原理，設(shè)計(jì)合理的機(jī)構(gòu)，達(dá)到麥秸打包的目的。在拿到這次設(shè)計(jì)任務(wù)之后，我首先仔細(xì)的閱讀設(shè)計(jì)題目和要求，明確已知條件和需要解決的問(wèn)題，并根據(jù)設(shè)計(jì)題目，把所學(xué)過(guò)的機(jī)械原理相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了快

33、速?gòu)?fù)習(xí)，找到相關(guān)知識(shí)。之后，我通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)書籍進(jìn)行有關(guān)麥秸打包機(jī)方面的查詢，找到很多相關(guān)的資料，對(duì)我的設(shè)計(jì)工作有很大的啟發(fā)和幫助。接著，我進(jìn)行了實(shí)地的估計(jì)測(cè)量，確定打包機(jī)總體機(jī)構(gòu)的大致尺寸。在完成這些準(zhǔn)備工作之后，接下來(lái)就是具體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我首先把整體機(jī)構(gòu)分解成執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)又分解成水平曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和豎直的凸輪機(jī)構(gòu)。接著進(jìn)行每一個(gè)功能機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，再將各種功能機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合，形成打包機(jī)的整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后，整理資料，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我常常遇到自己不能解決的問(wèn)題，如：滑塊機(jī)構(gòu)壓力角過(guò)大，以及曲柄滑塊機(jī)構(gòu)用圖解法求出的傳動(dòng)角與仿真結(jié)果不一致，凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑、滾子半徑等尺寸不能確定等等，但我沒(méi)有氣餒和放棄，通過(guò)老師的幫助、查閱相關(guān)資料和手冊(cè)，以及通過(guò)軟件一次次的模擬仿真，最終得到了解決。在機(jī)械原理課上所學(xué)的知識(shí)是比較理論化的，通過(guò)這些理論知識(shí)，我了解了一些機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案與運(yùn)動(dòng)軌跡，至于這些構(gòu)件、這些機(jī)構(gòu)在實(shí)際生活中是如何運(yùn)用的，在我腦中的概念還是挺模糊的，但通過(guò)這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，我開(kāi)始對(duì)傳授機(jī)械原理這門課的真正意義有了初步了解。換句話說(shuō)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我把理論知識(shí)與實(shí)踐運(yùn)用結(jié)合了起來(lái)，達(dá)到了學(xué)以致用的目的