哈工大機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)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(jì)題目棒料輸送線布料裝置(方案8專業(yè)學(xué)號(hào)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(jì)要求:如下圖1所示棒料輸送線布料裝置的功能簡(jiǎn)圖。料斗中分別裝有直徑35mm,長(zhǎng)度150mm的鋼料和銅料。在輸送線上按照?qǐng)D2所示的規(guī)律布置棒料。原動(dòng)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(dòng)作分析有設(shè)計(jì)要求可知,該棒料輸送線布料裝置需要由四個(gè)部分共同構(gòu)成,各原動(dòng)件為皮帶輪(主動(dòng)輪、曲柄、槽輪1和槽輪2,由此繪制出機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 圖3 棒料輸送線布料裝置運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖總時(shí)間為T ,表示構(gòu)件完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所用總時(shí)間。皮帶輪做間歇轉(zhuǎn)動(dòng),輸出

2、皮帶做間歇移動(dòng);曲柄做間歇整周回轉(zhuǎn),帶動(dòng)滑塊往復(fù)直線移動(dòng)。皮帶與曲柄滑塊的周期是槽輪的的五分之一左右。三、運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)功能如圖4所示。運(yùn)動(dòng)功能單元把一個(gè)連續(xù)的單向傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)功能由于電動(dòng)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(dòng)機(jī)到槽輪之間的總傳動(dòng)比z i 有3種,分別為1114408018z n i n = 2214409615z n i n = 3314401808z n i n = 總傳動(dòng)比由定傳動(dòng)比

3、c i 和變傳動(dòng)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(dòng)比中1z i 最小,3z i 最大。由于定傳動(dòng)比c i 是常數(shù),因此,3種變傳動(dòng)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(gè)圓錐齒輪,傳動(dòng)比為i d 圖5 圓錐齒輪運(yùn)動(dòng)功能 取i d =4,即Z12 = 20,Z13 = 81由設(shè)計(jì)圖紙,為了完成傳動(dòng)和合理輸出,令601=c d i i則定軸傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的有級(jí)變速功能單元如圖6所示。 3,6.1,33.1=i 圖6 有級(jí)變速運(yùn)動(dòng)功能單元整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)僅靠圓錐齒輪運(yùn)動(dòng)功能單元不能實(shí)現(xiàn)其全部定傳動(dòng)比,因此,在傳動(dòng)系統(tǒng)中還要另加減速運(yùn)動(dòng)功能單元,其減速比為154=ci i (如上 減速運(yùn)動(dòng)功能單元如圖7所示。15i = 圖7 減速運(yùn)動(dòng)功能單元根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)功能分析,可以得到實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1(槽輪1運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖,如圖8所示。1440rpm 3,6.1,33.1=i 8=i 圖8 實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件3,應(yīng)該在圖8所示

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

6、為了使用統(tǒng)一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件4,應(yīng)該在圖12所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖中加一運(yùn)動(dòng)分支功能單元,其運(yùn)動(dòng)分支驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件4,該運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)平面相互垂直,因此,該運(yùn)動(dòng)功能單元如圖12所示。 圖12 圓錐齒輪運(yùn)動(dòng)功能圖驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件4工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有的運(yùn)動(dòng)功能如圖13所示。運(yùn)動(dòng)功能單元把一個(gè)連續(xù)的單向傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 圖13 間歇運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)功能圖根據(jù)上述分析,可以畫出整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖四、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案擬定根據(jù)圖14所示的

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

8、單元4 圖14中的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)功能單元6圖14中的運(yùn)動(dòng)單元7是將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng),可由槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn),如圖20 圖20 槽輪機(jī)構(gòu)代替運(yùn)動(dòng)功能單元7圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元9是將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇移動(dòng),可以由不完全齒輪配合實(shí)現(xiàn)。如圖21 圖21 不完全齒輪代替運(yùn)動(dòng)功能單元9圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元11是把間歇轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)功能單元11傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖23所示 圖23 傳動(dòng)系統(tǒng)組織示意圖五、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)1、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(1本設(shè)計(jì)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(jì)出合適的齒數(shù)即可。具體齒數(shù)如下m=4 =20°h a * =1 C *=0.2512231z 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 = Z9:Z10=20:51 Z10:Z11=51:100 12.1313412z 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+

10、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(jì)1 確定槽輪槽數(shù)在撥盤圓銷數(shù)k=3時(shí),槽輪槽數(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(shí)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70

11、h 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(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的曲柄長(zhǎng)度R>150/2mm,取R=100mm,L=200mm.如圖25 圖25 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸4、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)由于工作環(huán)境與工作條件尚不明確帶傳動(dòng),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(zhǎng)度為15mm,如圖26 圖26 撥叉尺寸及形狀六.機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析(T=1.875s1.執(zhí)行構(gòu)件1(槽輪運(yùn)動(dòng)分析116/rad s =11160.173 2.77v R =11 2.77s v t t =0a =槽輪1的間歇

12、時(shí)間是25t ,槽輪2的間歇時(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)分