哈工大机械原理课程设计.docx

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1、Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：机械原理课程设计设计题目：产品包装生产线（方案10）院 系：班 级： 机械一班设计者：学 号：指导教师： 设计时间： 20140630-20140707哈尔滨工业大学目录一. 题目要求（3）二. 题目解答1. 工艺方法分析（3）2. 运动功能分析及图示（4）3. 系统运动方案的拟定（8）4. 系统运动方案设计（13）5. 运动方案执行构件的运动时序分析（19）6. 运动循环图（21）产品包装生产线（方案10）1. 题目要求如图1所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长*宽*高=600*200*200,采

2、取步进式输送方式，将第一包和第二包产品送至托盘A上（托盘A上平面与 输送线1的上平面同高），每送一包产品至托盘A上，托盘A下降200mm。当 第三包产品送到托盘A上后，托盘A上升405mm、顺时针旋转90，把产品推 入输送线2。然后，托盘A顺时针回转90、下降5mm恢复至原始位置。原动 机转速为1430rpm，产品输送量分三档可调，每分钟向输送线2分别输送12、 18、30件小包装产品。7 7 2 2 = 965.926x -一= 90.797枷maxl1越大，压力角越小，取l=200400mm。曲柄15的回转中心在过D点的竖直线上，曲柄越长，曲柄受力越小，可选1 2AD = l一l2 3取A

3、D=480mm,据此可以得到曲柄15的长度00l = AD sin 2 = 4G80&钿15 以129.41 2332）执行机构2的设计如图34 （b）所示，执行机构2由两个运动复合而成。其中一个运动是连续转动转换为单向间歇转动，由不完全齿轮26、27实现。另一个运动是 将连续传动转换为间歇往复移动，可以选用不完整齿传动（30、31）和直 动平底从动件盘形凸轮机构（28、29）固联来共同完成要求。凸轮、齿轮、齿条的设计在一个工作周期内的运动为停_( 1/20转+90(1/40T2)|_( 18/20通过平顶凸轮带动齿条在工作周期内往复运动，带动齿轮顺转和逆转。假设齿轮带动滑移齿条转动，在一个凸

4、轮推程过后，能使齿轮转动90度，这样在设计中采用模数为2的标准齿轮，为了使齿轮转动90度，而且考虑空间因素的制约，计算从动件推程：s 80 mm为了稳定，传动设计中采用推程正弦加速度回程加速度。本凸轮推程运动角60，回程运动角60，近休止角180，远休止角60。从动件推程80mm，推回程均采用无冲击的正弦加速度方式。角度范围SVA0W0W；ti2409 _gsin(6 o )24%:.-cos(6o)18 x岫硕TT.WOW%8000TT 6 n80(1- n +S1 代况6日-4tt)240ccn (1 - cos(60 -IS x SCUD2-siITTT 0 2tt000根据凸轮的从动件

5、运动规律，我们可以利用解析法设计出凸轮的轮廓。具体设计流程： 做出:-s图像，利用压力角的要求可以做出凸轮的基圆和偏距，这样，可以利 用解析法求出凸轮的形状。由于电动机的转向是可以调整的，设从34轴向上看经查表需用压力角采用30确定凸轮的基圆为100mm，滚子半径采用10mm的轴承。理论轮廓坐标方程：*：=( +s)cos。；y=(+s)sin o；带上滚子半径的实际轮廓半径，滚子是在实际轮廓外部。实际轮廓坐标:x=x.x凸轮机构的设计凸轮机构在一个工作周期的运动为采用滚子凸轮机构如图所示让从动件推动一个平底构件实现此功能。同样为了避免较为强烈的运动冲击，在升程阶段采用正弦加速度曲线，在回程可

6、以采用匀速运动规律实现。角度范围svA0 WOW罕-岑in(4 0)驻而醐“，,-nC0S(4o)8 x 4。汕sin(40)W。W：n40500270 Wo W2750+675 TTISO0275 Wo W320- 哗o+200+16 广800 -彼0320 Wo W360-0+1800TI900- T!侦0做出；-s图像如下所示:根据要求，根据假设最大压力角要求用30选取则选取基圆半径为200mm。偏距e=0，滚子半径选用r=10mm。利用解析法可以解出，凸轮理论轮廓坐标：y =（ |,另）sin。3）槽轮机构的设计 确定槽轮槽数根据图31可知，在拨盘圆销数k=1时，槽轮槽数z=4。 槽轮

7、槽间角 槽轮每次转位时拨盘的转角2 a =180 -2 3=90 中心距槽轮机构的中心距应该根据具体结构确定，在结构尚不确定的情况下暂定为 a=150mm 拨盘圆销的回转半径入=,.=-. /1 ? . r 1r=入*a=0.7071*150=106.065 mm槽轮半径r=E*a=0.7071*150=106.065 mm锁止弓瓜张角Y=360 -2 a =270圆销半径r L06.065mf - - .-_ I - | ?- mmmm圆整:槽轮槽深h（入 + E-1）*a+i =80.13 mm锁止孤半径r,:履mm取 mm4）滑移齿轮传动设计 确定齿轮齿数如图21中齿轮5, 6, 7,

8、8, 9, 10组成了滑移齿轮有级变速单元，其齿数分别为z5， z6，z7，z8，z9 , z10。由前面分析可知， iv1=4i ,.=2.67vi z=4*17=681.60=i10按最小不根切齿数取z9=17，则z为了改善传动性能应使相互啮合的齿轮齿数互为质数，取z10= 69。其齿数和为 z9+ zi0=17+69=86,另外两对啮合齿轮的齿数和应大致相同，即z7+ z886, z5+ z686=-=2.67 : z I , _：=86 =62同理可取人，乙=立 计算齿轮几何尺寸取模数m=2 mm，则5，6， 9，10这两对齿轮的标准中心距相同a= /.侦; 八 /) 冷这两对齿轮为标

9、准齿轮，其几何尺寸可按标准齿轮计算。由上面知齿轮7,8的齿数和比5,6的齿数和小，为了使齿轮7,8的实 际中心距与齿轮5,6的标准中心距相同，齿轮7,8应采用正变位。齿轮7,8 为正传动，其几何尺寸按变位齿轮计算。5) 齿轮传动设计圆柱齿轮传动设计由图可知，齿轮11、12、13、14实现运动功能单元4的减速功能，它 所实现的传动比为11.9167。由于齿轮11、12、13、14是2级齿轮传动， 这2级齿轮传动的传动比可如此确定于是Zi?益4 3.4521 讣1 陌 59为使传动比更接近于运动功能单元4的传动比23.83,取- 17昏-1?iZ_z 58lZi4 59取模数m=2 mm,按标准齿

10、轮计算。由图34-（b）可知，齿轮32、33实现运动功能单元13的放大功能，它所实现的传动比为1/2.5,。齿轮32可按最小不根切齿数确定，即互? - 17则齿轮33的齿数为17*2.5=43为使传动比更接近于要求，取12 - 18无-45齿轮32、33的几何尺寸，取模数m=2 mm，按标准齿轮计算。由图34-（b）可知，齿轮36、37实现运动功能单元15的放大功能，它所实现的传动比为0.25,。齿轮37可按最小不根切齿数确定，即Z37 - 17则齿轮36的齿数为17/0.25=68齿轮36、37的几何尺寸，取模数m=2 mm，按标准齿轮计算。圆锥齿轮传动设计由图34-（a）可知，圆锥齿轮16

11、、17实现图18中的运动功能单元7的减速运动功能，它所实现的传动比为2,两圆锥的齿轮的轴交角为习=90圆锥齿轮17的分度圆锥角为&i7 = ran 1= 63.435圆锥齿轮16的分度圆锥角为&15 - Z - 8“ - 26.565圆锥齿轮的最小不根切当量齿数为圆锥齿轮16的齿数可按最小不根切齿数确定，即1.6 - J rr nCOS 陌 1 5则圆锥齿轮17的齿数为；。，齿轮16、17的几何尺寸，取模数m=2 mm,按标准直齿锥齿轮传动计算。由图34-（b）可知，圆锥齿轮24、25实现图18中的运动功能单元 11的运动方向变换功能，它所实现的传动比为1，两圆锥的齿轮的轴交角 为习=90两圆

12、锥齿轮的分度圆锥角均为45圆锥齿轮的最小不根切当量齿数为乙-圆锥齿轮24、25的齿数可按最小不根切齿数确定，即互4 -及 - 15齿轮24、25的几何尺寸，取模数m=2 mm，按标准直齿锥齿轮传动计算。（5）运动方案执行构件的运动时序分析 曲柄15的初始位置曲柄15顺时针转动时的初始位置由角口. 确定。由于该曲柄导杆机构的 极位夹角。=30，因此，当导杆19处于左侧极限位置时，曲柄15与 水平轴的夹角必一-注曲柄38的初始位置如图39所示，曲柄38逆时针转动时的初始位置由角。确定。滑块40的起始极限位置在左侧，因此，曲柄38与水平轴的夹角。图39槽轮机构运动示意图 拨盘34的起始位置如图39所示，拨盘34逆时针转动时的初始位置由角。:确定，拨盘34 逆时针转动时的初始位置处于槽轮由动变停的分界位置，因此，拨盘34 与水平轴的夹角。; 心综上所述，该系统应该选择曲柄15顺时针回转，即电机逆时针转动。如 图40所示。图40传动系统运动示意图（6）运动循环图该机械系统的机构运动循环图如图41所示构件运动情况15e+180e+360e+540e+720e+900e+108021进停进停进停31休止回休止回休止升休止回23 （垂直）停降停降停升停降26休止升休止回止23 （水平）停顺停顺停38停进退停图41机械系统机构运动循环图