[工學(xué)]麥秸打包機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書-王玥

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(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：王玥 學(xué) 號(hào)：20051017專業(yè)班級(jí)：機(jī)械工程及自動(dòng)化四班指導(dǎo)教師：李 克 旺完成日期： 2007年11月25日天津理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院- 35 -目 錄一 設(shè)計(jì)題目 1.1 設(shè)計(jì)目的21.2 設(shè)計(jì)題目21.3 設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)要求31.4 設(shè)計(jì)任務(wù)3二 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42.2 方案選擇與分析42.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)192.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析212.5機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖252.6執(zhí)行機(jī)構(gòu)零件示例及仿真25三 傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)283.2電動(dòng)機(jī)的選擇293.3傳動(dòng)裝

2、置的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配303.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算31四 設(shè)計(jì)小結(jié) 32五 參考文獻(xiàn) 34六 附件一 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)相關(guān)知識(shí)；培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)過的知識(shí)，獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力，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)數(shù)據(jù)諸方面的能力，以及利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法解決工程問題的能力，以得到一次較完整的設(shè)計(jì)方法的基本訓(xùn)練。機(jī)械原理

3、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)一個(gè)機(jī)構(gòu)，使人工將麥秸挑到料倉上方，撞板B上下運(yùn)動(dòng)（不一定是直線運(yùn)動(dòng)）將麥秸喂入料倉，滑塊A在導(dǎo)軌上水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將麥秸向料倉前部推擠。每隔一定時(shí)間往料倉中放入一塊木板，木版的兩面都切出兩道水平凹槽。這樣，麥秸將被分隔在兩塊木

4、版之間并被擠壓成長(zhǎng)方形。從料倉側(cè)面留出的空隙中將兩根彎成型的鐵絲穿過兩塊木版凹槽留出的空洞，在料倉的另一側(cè)將鐵絲絞接起來，麥秸即被打包，隨后則被推出料倉。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。一個(gè)工作循環(huán)所需時(shí)間為T，打包機(jī)機(jī)構(gòu)的輸入軸轉(zhuǎn)矩為M。其余尺寸見下表：T (s)M (N m)l1 (mm)l2 (mm)l3 (mm)l4 (mm)l5 (mm)l6 (mm

5、)2.01050320420270900210650說明和要求：（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)）；工作周期T的允許誤差為±3%之內(nèi)；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、

6、撰寫課程設(shè)計(jì)說明書 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)打包的總功能，將功能分解為：滑塊的左右運(yùn)動(dòng)，撞板的上下運(yùn)動(dòng)。 2)工藝動(dòng)作過程 要實(shí)現(xiàn)上述分功能，有下列工藝動(dòng)作過程： (1)滑塊向前移動(dòng)，將草桿向右推。 (2)滑塊快速向左移動(dòng)同時(shí)撞板向下運(yùn)動(dòng)，將草桿打包。 (3)當(dāng)撞板向下移動(dòng)到最大位移處時(shí)，滑塊也將再次準(zhǔn)備向右移動(dòng)，至此，此機(jī)構(gòu)完成了一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。 2.2 方案選擇與分析1. 概念設(shè)計(jì)根據(jù)以上功能分析，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的方法，經(jīng)過機(jī)構(gòu)系統(tǒng)搜索，可得“形態(tài)學(xué)矩陣”的組合分類表，如表1所示。表1 組合分類表滑塊左右移動(dòng)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組

7、合機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)撞板上下移動(dòng)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)因滑塊左右移動(dòng)與撞板上下移動(dòng)可用同一機(jī)構(gòu)完成，故可滿足沖床總功能的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案有N個(gè)，即N2 X 2 X 2 X 2個(gè)16個(gè)。運(yùn)用確定機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的原則與方法，來進(jìn)行方案分析與討論。2. 方案選擇1) 滑塊移動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案選擇滑塊左右運(yùn)動(dòng)的主要運(yùn)動(dòng)要求：主動(dòng)件作回轉(zhuǎn)或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件(執(zhí)行構(gòu)件)作直線左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，行程中有等速運(yùn)動(dòng)段(稱工作段)，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)（如生產(chǎn)率、生產(chǎn)阻力、行程和行程速比系數(shù)等）及約束條件，可以構(gòu)思出如下能滿足從動(dòng)件(執(zhí)行構(gòu)件)作直線左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一系列運(yùn)動(dòng)方案?；?/p>

8、塊左右運(yùn)動(dòng)方案1:曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案2：槽輪滑塊機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案3:外凸輪機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案4:內(nèi)凸輪機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案5:曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案6:三角正弦機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案7：連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案8：連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案9：凸輪連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案10：凸輪連桿齒輪齒條復(fù)合機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案11：連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)滑塊左右運(yùn)動(dòng)方案12：連桿齒輪齒條復(fù)合機(jī)構(gòu)表2.沖壓機(jī)構(gòu)部分運(yùn)動(dòng)方案定性分析方 案 號(hào) 主 要 性 能 特 征 功 能 功 能 質(zhì) 量 經(jīng) 濟(jì) 適 用 性 運(yùn)動(dòng)變換 增力 加壓時(shí)間 一級(jí)傳動(dòng)角 二級(jí)傳動(dòng)角 工作平穩(wěn)性 磨損與變形 效率

9、 復(fù)雜性 加工裝配難度 成本 運(yùn)動(dòng)尺寸 滿足 無 較短 較小 - 一般 一般 高 簡(jiǎn)單 易 低 小 滿足 無 較短小- 較平穩(wěn)劇烈 較高 較復(fù)雜 易一般 小 滿足 無長(zhǎng) 較小- 有沖擊劇烈較高較復(fù)雜較難較高 大 滿足 無長(zhǎng)較小- 有沖擊劇烈較高較復(fù)雜較難一般大 滿足 無長(zhǎng) 大 - 一般 一般 高 較復(fù)雜較難一般大 滿足 無較短 較小- 一般 一般 高 簡(jiǎn)單 易低 大 滿足 強(qiáng) 短 較大大 一般 一般 高 較復(fù)雜難 一般小 滿足 較強(qiáng) 短 較大 大 一般 一般 高 較復(fù)雜較難一般小 9滿足弱長(zhǎng)較大較大有沖擊劇烈較高最復(fù)雜最難高較小10滿足弱長(zhǎng)較大較大有沖擊劇烈較高復(fù)雜最難高較小11滿足弱長(zhǎng)大大一

10、般一般高較簡(jiǎn)單一般一般大12滿足弱較短較小較大一般一般高復(fù)雜最難較高小注：加壓時(shí)間是指在相同施壓距離內(nèi)，滑塊向右移動(dòng)所用的時(shí)間，越長(zhǎng)則越有利。一級(jí)傳動(dòng)角指連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角；二級(jí)傳動(dòng)角指六桿機(jī)構(gòu)或連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)中后一級(jí)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角。評(píng)價(jià)項(xiàng)目應(yīng)因機(jī)構(gòu)功能不同而有所不同。對(duì)以上方案初步分析如表2。從表中的分析結(jié)果不難看出，方案1，2，9，10的性顯較差；方案3，4，5，6，7，8，11，12尚可行且有較好綜合性能并各自都有特點(diǎn)，這七個(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，通過定量評(píng)價(jià)選出最優(yōu)方案。2).撞板下壓機(jī)構(gòu)方案選擇撞板下壓方案1：連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)撞板下壓方案2：凸輪機(jī)構(gòu)撞板下壓方案

11、3：連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)撞板下壓方案4：齒輪復(fù)合機(jī)構(gòu)撞板下壓方案5：凸輪復(fù)合機(jī)構(gòu)撞板下壓方案6：連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)撞板下壓方案7：凸輪連桿齒輪齒條復(fù)合機(jī)構(gòu)撞板下壓方案8：凸輪機(jī)構(gòu)撞板下壓方案9：齒輪齒條機(jī)構(gòu)撞板下壓方案10：連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)表3 送料機(jī)構(gòu)部分運(yùn)動(dòng)方案定性分析方案號(hào)功能功 能 質(zhì) 量經(jīng) 濟(jì) 適 用 性運(yùn)動(dòng)變換加壓時(shí)間一級(jí)傳動(dòng)角二級(jí)傳動(dòng)角平穩(wěn)性磨損與變形運(yùn)動(dòng)效率復(fù)雜性加工裝配難度成本運(yùn)動(dòng)尺寸1滿足較短較大較大一般小較大一般一般一般較小2滿足長(zhǎng)較大-有沖擊大較大一般較難較高大3滿足較長(zhǎng)較大較大一般小較大一般一般一般較大4滿足較短較大-較好較大一般較復(fù)雜較難高較小5滿足較長(zhǎng)較大-有沖擊大較大一般較難較高

12、較大6滿足較短較大較大一般小較大較難一般一般一般7滿足較長(zhǎng)較大較大一般大較大較難較難高小8滿足較長(zhǎng)較大-有沖擊大較大一般一般較高大9滿足較短較大-較好一般一般一般一般一般較小10滿足較長(zhǎng)較大較大一般小一般較復(fù)雜一般一般較大注：加壓時(shí)間是指在相同施壓距離內(nèi)，撞板向下移動(dòng)所用的時(shí)間，越長(zhǎng)則越有利。一級(jí)傳動(dòng)角指連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角；二級(jí)傳動(dòng)角指六桿機(jī)構(gòu)或連桿復(fù)合機(jī)構(gòu)中后一級(jí)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角。評(píng)價(jià)項(xiàng)目應(yīng)因機(jī)構(gòu)功能不同而有所不同。對(duì)以上方案初步分析如表3。從表中的分析結(jié)果不難看出，方案2，4，5，7的性顯較差；方案1，3，6，8，9，10尚可行且有較好綜合性能并各自都有特點(diǎn)，這六個(gè)方案可作為被選方案，待運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)

13、，運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析后，通過定量評(píng)價(jià)選出最優(yōu)方案。3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的形成機(jī)器中各工作機(jī)構(gòu)都可按前述方法構(gòu)思出來，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，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。通過對(duì)上述方案的拼裝和組合，和多方因素的考慮，由此可以設(shè)計(jì)出以下組合方案以供選擇。 1) 齒輪齒條組合機(jī)構(gòu)方案說明：如圖1所示，整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳輸由三個(gè)齒輪聯(lián)合組

14、成，齒輪傳動(dòng)有著高穩(wěn)定性，可以承受重載和高速載荷等優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便易于維護(hù)，整體方案相對(duì)節(jié)省空間。 圖1 齒輪齒條組合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)搖桿進(jìn)行擺動(dòng)，和搖桿同軸的齒輪使底部齒條移動(dòng)的同時(shí)再將運(yùn)動(dòng)傳給下一級(jí)齒輪，而下一級(jí)齒輪的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)最右邊的齒輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，最右邊的齒輪帶動(dòng)第二個(gè)齒條進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。2) 齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)方案說明：如圖2所示，主動(dòng)件為齒輪機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)穩(wěn)定，可以承受高速 載荷與重載，主動(dòng)件帶動(dòng)著其它的兩個(gè)齒輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得整個(gè)機(jī)構(gòu)的整轉(zhuǎn)副達(dá)到三個(gè)，如此多的穩(wěn)定勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的整轉(zhuǎn)副使得機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展性很強(qiáng)，在這里，運(yùn)用兩種連桿機(jī)構(gòu)配合兩個(gè)整轉(zhuǎn)副完成打包機(jī)所需要的運(yùn)動(dòng)，

15、其傳動(dòng)性能好效率高是此種方案的優(yōu)點(diǎn)，但是這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，維護(hù)不便，裝配困難，占用空間大，使用成本高是此方案的問題。圖2 齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得其它兩個(gè)齒輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，而那兩個(gè)齒輪分別和連桿組成類曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，完成打包機(jī)所需的運(yùn)動(dòng)。3) 連桿組合機(jī)構(gòu)方案說明：如圖3所示，目前此方案綜合性能不是很理想，傳動(dòng)性能較差，但是可以將左右移動(dòng)滑塊上方的槽去掉，用一個(gè)桿連接直接連接另一個(gè)槽的滑塊，可以大大改善此機(jī)構(gòu)性能。圖3 連桿組合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：此機(jī)構(gòu)左端的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿為復(fù)合桿，在曲柄工作時(shí)搖桿將動(dòng)力輸出給左右運(yùn)動(dòng)的滑塊，滑塊又將動(dòng)力通過正弦機(jī)構(gòu)傳給上下運(yùn)動(dòng)的滑塊，從而完成

16、打包機(jī)所需要的運(yùn)動(dòng)。4) 連桿組合機(jī)構(gòu)方案說明：此方案?jìng)鲃?dòng)性能可以滿足要求，運(yùn)動(dòng)有急回，結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單但緊湊，其全部由連桿組成使得加工與維護(hù)容易，成本較低。圖4 連桿組合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：主動(dòng)桿為一曲柄，它帶動(dòng)從動(dòng)復(fù)合桿做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而復(fù)合桿的一端帶動(dòng)滑塊進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，另一端帶動(dòng)滑塊做左右運(yùn)動(dòng)。5) 凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)方案說明：此方案中由于主動(dòng)件為凸輪使得此機(jī)構(gòu)不能承受高速載荷，但在低速狀態(tài)下通過設(shè)計(jì)凸輪的形狀的不同可以達(dá)到不同的運(yùn)動(dòng)效果，使得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律比較靈活。圖5）凸輪連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：凸輪帶動(dòng)滾子從動(dòng)件上下運(yùn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)分解成打包機(jī)所需要的形式。6) 凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)方案說明：此方案和圖9）

17、所示方案性能類似，不同點(diǎn)在于由于主動(dòng)件變成了齒輪，齒輪所傳輸?shù)姆€(wěn)定動(dòng)力使橫向移動(dòng)的滑塊運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定。圖6）凸輪連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：主動(dòng)件為齒輪，齒輪上連有凸輪，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)凸輪帶動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件使擺桿上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)主動(dòng)件將運(yùn)動(dòng)又傳遞給另一個(gè)齒輪，另一個(gè)齒輪帶動(dòng)連桿推動(dòng)滑塊作左右運(yùn)動(dòng)。7) 凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)方案說明：此機(jī)構(gòu)比起前一個(gè)機(jī)構(gòu)精簡(jiǎn)了結(jié)構(gòu)，使得裝配難度下降而且占用空間下降，成本相對(duì)較低。圖7）凸輪連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：主動(dòng)件使滑塊左右移動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)凸輪，凸輪帶動(dòng)擺桿從動(dòng)件使撞板上下運(yùn)動(dòng)。8) 齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)方案說明：此機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，力學(xué)性能良好，結(jié)構(gòu)既簡(jiǎn)單又可以很好的滿足打包機(jī)的性能要求。圖8）齒輪

18、連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：主動(dòng)件是使導(dǎo)桿擺動(dòng)，復(fù)合擺桿上有兩個(gè)滑塊，左端的滑塊帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪齒條嚙合，齒條帶動(dòng)滑塊左右移動(dòng)，右端的滑塊拉動(dòng)撞板上下運(yùn)動(dòng)。9) 齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)方案說明：此方案力學(xué)性能良好，滑塊有急回運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊層次清晰，而且除了為打包機(jī)輸出所需的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)之外，還可以輸出一個(gè)上下擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，為日后的再開發(fā)提供了幫助。圖9）齒輪連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：主動(dòng)桿帶動(dòng)復(fù)合桿擺動(dòng)，復(fù)合桿上部用滑塊連接齒輪，齒輪帶動(dòng)齒條使撞板上下運(yùn)動(dòng)，復(fù)合桿下部拉動(dòng)滑塊做左右運(yùn)動(dòng)。10) 齒輪連桿機(jī)構(gòu)方案說明：其力學(xué)性能滿足要求，運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊層次清晰。圖10）齒輪連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說明：主動(dòng)桿帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)滑塊帶動(dòng)連桿

19、是撞板上下移動(dòng)的同時(shí)也帶動(dòng)齒條使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪上的連桿拉動(dòng)滑塊做左右運(yùn)動(dòng)。4機(jī)構(gòu)組合方案的確定根據(jù)所選方案是否能滿足要求的性能指針，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，列出下列表格，表3.總體方案定性分析性能指針方案1方案2方案3方案4方案5方案6方案7方案8方案9方案10運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)動(dòng)規(guī)律平穩(wěn)平穩(wěn)急回急回任意平穩(wěn)平穩(wěn)急回急回平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)速度及精度較高一般一般一般一般一般較高一般較高一般工作性能工作效率高高一般一般一般較高一般一般較高較高使用空間小較大較大一般較小較大較大較大一般一般動(dòng)力性能承載能力大大較大較大較低一般一般一般較大

20、較大傳力性能大大較大較大一般一般一般一般一般一般震動(dòng)與噪聲較小較大較大較大較小較大較大較大較大較大經(jīng)濟(jì)性加工難度一般一般易易較難難較難一般一般一般維護(hù)難度易較易較易較易較難難較難一般一般一般能耗大小一般一般一般一般一般一般一般一般一般一般使用壽命較長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)一般一般一般較長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)尺寸小大大較大較小較大較大較大較大較大機(jī)構(gòu)重量重重輕輕較重重一般一般一般一般復(fù)雜程度簡(jiǎn)單復(fù)雜一般簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單復(fù)雜復(fù)雜簡(jiǎn)單一般一般經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)方案9最滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，并且綜合性能良好，易于再開發(fā)，所以將方案9作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最終方案。2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別為: 齒輪齒條撞板上下沖壓機(jī)

21、構(gòu)。 連桿推塊左右沖壓機(jī)構(gòu)。撞板上下運(yùn)動(dòng)沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；滑塊左右運(yùn)動(dòng)沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；圖11.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖2機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-解析法 曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-解析法和實(shí)驗(yàn)法 四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)法用解析法設(shè)計(jì)分解圖中的機(jī)構(gòu)：設(shè)AB=AC;為保證C點(diǎn)傳力良好，設(shè)Q1的初始角度為50度，Q1角向上轉(zhuǎn)過30度后C點(diǎn)應(yīng)向右移動(dòng)900mm，則ABC三點(diǎn)向X軸投影得：|2*AB*cos50°- 2*AB*cos0°|= 900 解之得:AB=BC= 1250(mm)用解析法和實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)分解圖中的機(jī)構(gòu)：由圖

22、中條件設(shè)置圖的初始參數(shù)，圖中Q1角的兩極限位置分別為20°和70°在此機(jī)構(gòu)中導(dǎo)桿上的滑塊連接齒輪它會(huì)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)40°，這里要求齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中帶動(dòng)齒條移動(dòng)650mm，則齒輪節(jié)圓半徑R為：50/360 * 2 * 3.1416 * R = 650 解之得:R=372.42(mm)為曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳力性良好在齒輪節(jié)圓范圍內(nèi)選取適當(dāng)?shù)幕瑝K位置，作Q1極位夾角的角平分線，作滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡曲線，在極限位置作和滑塊速度方向相垂直的線，此線和極位夾角的角平分線的夾角便是齒輪中心點(diǎn)所在的位置，確定位置后，通過測(cè)量得：齒輪中心點(diǎn)坐標(biāo)為(496，230)L1的長(zhǎng)度為300mm用實(shí)驗(yàn)法設(shè)

23、計(jì)分解圖I中的機(jī)構(gòu)：在極限位置，圖I中Q1等于70°時(shí)，設(shè)曲柄AB長(zhǎng)度為420mm，AD長(zhǎng)度為1000mm，CD桿長(zhǎng)度在設(shè)置時(shí)為了保證和滑塊不發(fā)生干涉而且要保證良好的傳力性，選取CD桿的長(zhǎng)度為1300mm，作圖連接四桿機(jī)構(gòu)，通過測(cè)量得:連桿BC長(zhǎng)度為:827mm其他參數(shù)設(shè)置：齒輪節(jié)圓半徑 = 分度圓半徑 = 372.42(mm)；基圓半徑 = 390(mm)；模數(shù) = 30；2.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析分析方法：計(jì)算機(jī)輔助分析所用軟件：計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)程序（詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看本說明書附件）1).對(duì)機(jī)構(gòu)中四桿機(jī)構(gòu)的分析原始數(shù)據(jù)：角Q1和Q3關(guān)系曲線圖:（結(jié)果列表請(qǐng)看附件）2).對(duì)機(jī)構(gòu)中曲柄導(dǎo)桿

24、機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析原始數(shù)據(jù)：角Q1和Q3的關(guān)系曲線圖：（結(jié)果列表請(qǐng)看附件）3).對(duì)機(jī)構(gòu)中的曲柄滑塊進(jìn)行分析原始數(shù)據(jù):Q1與S的運(yùn)動(dòng)位置關(guān)系曲線：（結(jié)果列表請(qǐng)看附件）2.5 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖圖12.整體系統(tǒng)圖2.6 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零件示例及仿真支盤齒輪齒條齒條滑槽導(dǎo)桿滑塊輔助連接零件復(fù)合桿滑塊連桿輔助桿連桿曲柄銷釘小銷釘支稱桿撞板撞板套桿裝配與拆解仿真三、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

25、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

26、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)

27、+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：轉(zhuǎn)速：nW=30 （r/min）轉(zhuǎn)矩：Mb =1050 (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a工作軸輸出功率 ： PW=M/1000 (KW) =nW /30=30/30=3.14159 (rad/s)PW=M/1000=1050*3.14159/1000=3.29867 KW注：工作軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件軸。b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&

28、#215;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：聯(lián)軸器=0.99則 a =帶×軸承3×齒輪2×聯(lián)=0.96×0.993×0.972×0.99= 0.868Pd= PW /a=3.29867/0.868=3.8 KW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2×nW=(24)( 35)2 ×nW =（18

29、100 ）×nW=(18100)×30=5403000 r/min符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、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)查出四種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有四種傳動(dòng)比方案。方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率ped/kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/ r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/kg傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步滿載總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)1Y112M-24300028904596.33332.112Y112M-441500144043483163Y132M1-64100096073322.512.84Y160M1-84750720118

30、242.59.6對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說，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。由表中四種方案，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Y112M-4。Y112M-4電動(dòng)機(jī)資料如下: 額定功率：4 Kw滿載轉(zhuǎn)速：n滿=1440 r/min同步轉(zhuǎn)速：1500 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 =1440/30= 482 分配各級(jí)傳動(dòng)比根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程

31、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大,取i12=2.8；則減速器的總傳動(dòng)比為 i減=i總/2.8=48/2.8=17.1429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=1.3idi減= ig×id = 1.3i2d =17.1429i2d =17.1429/1.3=13.1868id =3.63ig=1.3id=1.3×3.63=4.72 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)算計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：電機(jī)軸：n電= 1440 r/min軸 n= n電/i帶=1440/2.8=5

32、14.29 r/min軸 n= n/ ig=514.29/4.72=108.96 r/min軸 n=n/ id =108.96/3.63=30 r/min 計(jì)算各軸的輸入和輸出功率：軸： 輸入功率 P= Pd帶=3.8×0.96=3.648 kw 輸出功率 P= 3.648軸承=3.648×0.99=3.612 kw軸： 輸入功率 P=3.612×齒輪=3.612×0.97=3.50 kw 輸出功率 P= 3.50×軸承=3.50×0.99=3.465 kw軸 輸入功率 P=3.465×齒輪=3.465×0.97=

33、3.36 kw 輸出功率 P= 3.36×軸承=3.36×0.99=3.33 kw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=9.55×106×Pd /n電=9.55×106×3.8/1440=25.2×103 N·mm軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 T=9.55×106×P / n=9.55×106×3.648/514.29=67.74×103 N·mm 輸出轉(zhuǎn)矩 T=9.55×106×P / n=9.55×106×3.61

34、2/514.29=67×103 N·mm軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 T=9.55×106×P / n=9.55×106×3.5/108.96=306.8×103 N·mm輸出轉(zhuǎn)矩 T=9.55×106×P / n=9.55×106×3.465/108.96=303.7×103 N·mm軸 輸入轉(zhuǎn)矩 T=9.55×106×P / n=9.55×106×3.36/30=1070×103 N·mm輸出轉(zhuǎn)矩 T=9.

35、55×106×P / n=9.55×106×3.33/30=1060×103 N·mm 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 ( N·mm)轉(zhuǎn)速n/r·min-1傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸3.825.2×10314402.80.95軸3.6483.61267.7×10367×103514.294.720.96軸3.503.465306.8×103303.7×103108.963.630.96軸3.363.331070×

36、1031060×10330四、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)。其實(shí)麥秸打包機(jī)的兩種運(yùn)動(dòng)就是運(yùn)用機(jī)械原理課上所學(xué)過的各種機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。針對(duì)這次的設(shè)計(jì)任務(wù)所出的題目定制計(jì)劃，我首先借閱書籍搜集資料，通過資料啟發(fā)靈感并設(shè)計(jì)方案，并通過篩選和優(yōu)化確定最終方案和最終方案的參數(shù)。然后為最終方案的運(yùn)動(dòng)分析設(shè)計(jì)程序，并進(jìn)行程序的開發(fā)和方案的運(yùn)動(dòng)分析，接下來對(duì)方案進(jìn)行實(shí)體造型仿真，將仿真結(jié)果以動(dòng)畫形式輸出，最后整理資料編寫設(shè)計(jì)說明書，完成設(shè)計(jì)任務(wù)在這次設(shè)計(jì)任務(wù)中，我確實(shí)遇到了許多自己無法解決的問題，不過通過書籍，互聯(lián)網(wǎng)和老師的幫助，所有問題得以解決，最終保證了這次設(shè)計(jì)任務(wù)順利進(jìn)行。在機(jī)械原理課上所學(xué)的知識(shí)是比較理論化的，通過這些理論我了解了一些機(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)真正要派些什么用場(chǎng)，在我腦中的概念還是挺