棒料輸送線布料裝置方案7

1、Harbin Institute of Technology課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：棒料輸送線布料裝置（方案7）院 系：機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí)：設(shè) 計(jì) 者：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 陳照波設(shè)計(jì)時(shí)間：2014.6.26 哈爾濱工業(yè)大學(xué)目 錄機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書11、 題目要求22、 機(jī)械系統(tǒng)工藝動(dòng)作分析23、 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)功能分析34、 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案擬定55、 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)8六、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖14棒料輸送線布料裝置（方案7）一、題目要求已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：棒料輸送布料裝置（方案7）功能描述如下圖所示棒料輸送線。料斗中分別裝有直徑35mm，長(zhǎng)度150mm的鋼料和銅料。

2、在輸送線上按照下圖所示的規(guī)律布置棒料。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1430rpm，每分鐘布置棒料35,60,85塊，分3檔可以調(diào)節(jié)。二、機(jī)械系統(tǒng)工藝動(dòng)作分析由設(shè)計(jì)要求可知，該棒料輸送線布料裝置需要由三個(gè)部分共同構(gòu)成，各執(zhí)行構(gòu)件為傳送帶輪、鋼料料斗空間凸輪機(jī)構(gòu)1和銅料料斗空間凸輪2，這三個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如圖3所示。傳送帶輪進(jìn)給停止進(jìn)給停止進(jìn)給停止進(jìn)給停止進(jìn)給停止鋼料料斗空間凸輪退回推進(jìn)退回推進(jìn)退回銅料料斗空間凸輪退回推進(jìn)退回推進(jìn)退回推進(jìn)退回圖3 棒料輸送線布料裝置運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖傳動(dòng)帶輪做間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，停止時(shí)間約為進(jìn)給時(shí)間的3倍，料斗空間凸輪做間歇推動(dòng)，把銅料和鋼料按一定規(guī)律從料斗中推出。由于銅料料斗和鋼料料斗的距離未知

3、，所以把來(lái)自鋼料料斗和銅料料斗的棒料再收集到另一個(gè)大料斗中，大料斗下部為空的，來(lái)自鋼料和銅料料斗的棒料經(jīng)由大料斗直接落至傳送帶。三、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)功能分析由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1430rpm，為了分別得到85,60,35rpm的轉(zhuǎn)速，則由電動(dòng)機(jī)到槽輪之間的總傳動(dòng)比iz有3種，分別為總傳動(dòng)比由定傳動(dòng)比和變傳動(dòng)比兩部分構(gòu)成，即令定軸部分傳動(dòng)比為 定軸傳動(dòng)比由一個(gè)齒輪輪系控制。圖4 齒輪輪系定軸傳動(dòng)單元?jiǎng)t變傳動(dòng)比部分傳動(dòng)比為于是，傳動(dòng)系統(tǒng)的三級(jí)變速功能單元如圖6所示。圖5 三級(jí)變速運(yùn)動(dòng)功能單元由于動(dòng)力輸出與皮帶機(jī)構(gòu)不在同一平面上，需采用一個(gè)圓錐齒輪，傳動(dòng)比id=1。圖6 圓錐齒輪變向功能單元由于需要傳送帶

4、進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，本設(shè)計(jì)在圓錐齒輪后加入槽輪。圖7 槽輪間歇運(yùn)動(dòng)單元本設(shè)計(jì)通過(guò)控制槽輪后的輪系控制傳送帶的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)距離，利用皮帶輪減小沖擊對(duì)裝置的影響，保護(hù)裝置。圖8 傳動(dòng)帶轉(zhuǎn)動(dòng)方向、距離控制輪系由于要求傳動(dòng)帶輪運(yùn)動(dòng)五次，料斗擒縱鼓輪運(yùn)動(dòng)一次，在設(shè)置帶輪，在分運(yùn)動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)速度，傳動(dòng)比id為5。圖9 帶輪分運(yùn)動(dòng)、調(diào)速功能單元?jiǎng)恿νㄟ^(guò)皮帶輪同時(shí)輸出到下料控制機(jī)構(gòu)中，由于動(dòng)力輸出與下料控制系統(tǒng)不在同一平面上，鋼料與銅料料斗均需采用一個(gè)圓錐齒輪，傳動(dòng)比id均為1。圖10 下料功能單元本系統(tǒng)通過(guò)通過(guò)控制擒縱鼓輪的開口位置控制棒料按照需要的規(guī)律落料。組合后的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖11所示。圖11 落料系

5、統(tǒng)總圖四、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案擬定根據(jù)圖11所示的運(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11中的運(yùn)動(dòng)功能單元1是原動(dòng)機(jī)。根據(jù)棒料輸送線布料裝置的工作要求，可以選擇電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，如圖12所示。圖12電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)功能單元1圖11中的運(yùn)動(dòng)功能單元2是過(guò)載保護(hù)功能單元，可以選擇帶傳動(dòng)代替，如圖13所示。圖13 皮帶傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元2圖11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14所示。圖14 滑移齒輪變速替代運(yùn)動(dòng)功能單元3圖11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15圖15 定軸齒輪傳動(dòng)代

6、替運(yùn)動(dòng)功能單元4圖11中運(yùn)動(dòng)分支功能單元可用帶傳動(dòng)代替。如圖16圖16 帶傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元11圖11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16圖16 圓錐齒輪代替運(yùn)動(dòng)功能單元6圖11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17圖17 槽輪機(jī)構(gòu)代替運(yùn)動(dòng)功能單元7圖11中運(yùn)動(dòng)功能單元9用來(lái)調(diào)節(jié)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)方向，可由輪系和皮帶輪代替如圖18圖18定軸齒輪傳動(dòng)加帶傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)功能單元9圖11中運(yùn)動(dòng)功能單元10用來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和分運(yùn)動(dòng)，可在一根桿上串聯(lián)兩個(gè)錐齒輪，如圖19圖19 圓錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向調(diào)節(jié)、分運(yùn)動(dòng)功能單元10五、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)1、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)滑移齒輪具

7、體參數(shù)如下滑移齒輪5和齒輪6由滑移齒輪變速傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)齒輪齒數(shù)的要求，,齒輪5和6齒數(shù)分別取： z5 = 25，z6 = 78；它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，實(shí)際中心距a =103mm。序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪5Z525齒輪6Z6782模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=0.5 * m * (Z11+Z12) = 103mm7實(shí)際中心距aa=a * cos/ cos = 103mm8嚙合角= arccos (a * cos / a) = 209變位系數(shù)齒輪5X5齒輪6X610齒頂高齒輪5ha5h

8、a5 = m * (ha* + x5 - 齒輪6ha6ha6= m * (ha* + x6 - 11齒根高齒輪5hf5hf5 = m * (ha* + c*齒輪6hf6hf6 = m * (ha* + c*12分度圓直徑齒輪5d5齒輪6d613齒頂圓直徑齒輪5da5da5 = d5 + 2 * ha5齒輪6da6da6 = d6 + 2 * ha614齒根圓直徑齒輪5df5df5 = d5 - 2 * hf5齒輪6df6df6 = d6 - 2 * hf6滑移齒輪7和齒輪8由滑移齒輪變速傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)齒輪齒數(shù)的要求，可選擇齒輪7和8為正傳動(dòng)高度變位齒輪，其齒數(shù)分別?。?z7=36， z8=66；

9、它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，實(shí)際中心距a =102mm。序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪7Z736齒輪8Z8362模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=0.5 * m * (Z1+Z2) = 103mm7實(shí)際中心距aa=a * cos/ cos = 102mm8嚙合角= arccos (a * cos9變位系數(shù)齒輪7X7齒輪8X810齒頂高齒輪7ha7ha7 = m * (ha* + x7 - 齒輪8ha8ha8 = m * (ha* + x8 - 11齒根高齒輪7hf7hf7= m * (ha* +

10、c* - x7) = 齒輪8hf8hf8 = m * (ha* + c*12分度圓直徑齒輪7d7齒輪8d813齒頂圓直徑齒輪7da7da7 = d7 + 2 * ha7齒輪8da8da8 = d8 + 2 * ha814齒根圓直徑齒輪7df7df7 = d7 - 2 * hf7齒輪8df8df8 = d8 - 2 * hf8滑移齒輪9和齒輪10由滑移齒輪變速傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)齒輪齒數(shù)的要求，可選擇齒輪9和10為正傳動(dòng)角度變位齒輪，其齒數(shù)分別?。簔9=45，z10=58；它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，實(shí)際中心距a =103mm。序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)

11、果1齒數(shù)齒輪9Z945齒輪10Z10582模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=0.5 * m * (Z1+Z2) = 103mm7實(shí)際中心距aa=a * cos/ cos = 103mm8嚙合角= arccos (a * cos / a) = 209變位系數(shù)齒輪9X9齒輪10X1010齒頂高齒輪9ha9ha9 = m * (ha* + x9 - 齒輪10ha10ha10 = m * (ha* + x10 - 11齒根高齒輪9hf9hf9 = m * (ha* + c*齒輪10hf10hf10 = m * (ha* + c*12分度圓直徑齒輪9d9d9齒輪1

12、0d10d1013齒輪9da9da9 = d9 + 2 * ha9齒頂圓直徑齒輪10da10da10 = d10 + 2 * ha1014齒根圓直徑齒輪9df9df9 = d9 - 2 * hf9齒輪10df10Df10 = d10 - 2 * hf10定軸齒輪參數(shù)：圓柱齒輪11與齒輪12 (齒輪13與14和齒輪11與12對(duì)應(yīng)相同)由定軸齒輪變速傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)齒輪齒數(shù)的要求，可大致選擇齒輪11、12、13和14為角度變位齒輪，其齒數(shù)分別取：z11 = 20，z12 = 72。它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，標(biāo)準(zhǔn)中心距a =92mm。序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式

13、及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪11Z1120齒輪12Z12722模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=0.5 * m * (Z1+Z2) = 92mm7實(shí)際中心距aa=a * cos/ cos =92mm8嚙合角= arccos (a * cos / a) = 209變位系數(shù)齒輪11X11齒輪12X1210齒頂高齒輪11ha11ha11= m * (ha* + X11 - 齒輪12ha12ha12 = m * (ha* + X12 - 11齒根高齒輪11hf11hf11 = m * (ha* + c* - X11齒輪12hf12hf12 = m * (ha* + c*

14、 - X1212分度圓直徑齒輪11d11d11 = m * z11齒輪12d12d12 = m * z1213齒頂圓直徑齒輪11da11da11 = d11 + 2 * ha11齒輪12da12da12 = d12 + 2 * ha1214齒根圓直徑齒輪9df9df9 = d9 - 2 * hf9齒輪10df10Df10 = d10 - 2 * hf10實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速的誤差在允許的范圍內(nèi)，故上述即可作為該輪系的設(shè)計(jì)方案。2、 槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)槽輪用來(lái)控制傳送帶的間歇運(yùn)動(dòng)。如圖20.圖20 標(biāo)準(zhǔn)四槽輪3、空間凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)空間凸輪機(jī)構(gòu)用來(lái)控制棒料的下落規(guī)律，可通過(guò)控制空間凸輪的形狀和兩個(gè)凸輪的相位差

15、進(jìn)行有效控制。采用空間凸輪而不是普通凸輪，是為了減小凸輪尺寸，進(jìn)而減小占用空間。圖21圓柱凸輪機(jī)構(gòu)圖22銅料圓柱凸輪側(cè)面展開輪廓圖23鋼料圓柱凸輪側(cè)面展開輪廓4、傳動(dòng)皮帶系統(tǒng)設(shè)計(jì) 皮帶系統(tǒng)2、3、4傳動(dòng)比為1，所以，令皮帶輪2、4的直徑均為200mm。 皮帶系統(tǒng)15、16、17傳動(dòng)比為5，所以，令皮帶輪15的直徑為40mm，皮帶輪16的直徑為200mm。5、定軸齒輪傳動(dòng)加帶傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)槽輪固定在一個(gè)齒數(shù)為50的齒輪21上，再連接一個(gè)齒數(shù)為50的惰輪22，再連接一個(gè)齒數(shù)為50的齒輪23，齒輪23上固定一個(gè)半徑為200/的皮帶輪24，傳送帶輪25半徑為200/，26半徑為400/。圓柱齒輪21、2

16、2、23序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪11Z2150齒輪12Z22502模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=0.5 * m * (Z1+Z2) = 100mm7實(shí)際中心距aa=a * cos/ cos =100mm8嚙合角= arccos (a * cos / a) = 209變位系數(shù)齒輪11X21齒輪12X2210齒頂高齒輪11Ha21ha11= m * (ha* + X11 - 齒輪12Ha22ha12 = m * (ha* + X12 - 11齒根高齒輪11Hf21hf11 = m * (ha* + c* - X11齒輪12Hf22hf12 = m * (ha* + c* - X1212分度圓直徑齒輪11D21d11 = m * z11齒輪12D22d12 = m * z1213齒頂圓直徑齒輪11Da21da11 = d11 + 2 * ha11齒輪12Da22da12 =