機械原理課程設計搖擺式輸送機設計說明書

1、機械原理課程設計 搖擺式輸送機設計說明書 機械原理課程設計說明書 題目： 搖擺式輸送機 學院： 機電工程學院 班級： - 學號： - 設計者： - 指導教師：張日紅 2011 年 月 日 目 錄 一、 機械原理課程設計的目的和內容 _ 2 1.1課程設計的目的 _ 2 1.2課程設計的題目 _ 2 1.3工作原理 _ 2 1.4 設計要求和原始數據 _ 3 1.5 設計內容及工作量 _ 4 二、搖擺式輸送機設計過程 _ 4 2.1 其他設計方案 _ 4 2.2圖解法確定機構的運動尺寸 _ 6 2.3 連桿機構的運動分析 _ 7 2.31圖解法分析 _ 7 （一）、速度分析 _ 8 （二）、加速

2、度分析 _ 10 2.32用SolidWorks建模仿真所得運動曲線圖如下 _ 12 2.4機構的動態(tài)靜力分析 _ 14 第三章:課程設計總結 _ 15 參考文獻 _ 16 1 一、 機械原理課程設計的目的和內容 1.1課程設計的目的 機械原理課程設計是高等工業(yè)學校機械類專業(yè)學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析的訓練，是機械原理課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的是： （1）、進一步加深學生所學的理論知識。 （2）、培養(yǎng)學生獨立解決有關本課程實際問題的能力，使學生對于機 械運動學和動力學的分析與設計有一較完整的概念。 （3）、通過對具體問題的分析、計算、制圖、技術資料的使用，電算程序的編

3、制及計算機使用等各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的工程技術能力。 1.2課程設計的題目 搖擺式輸送機 1.3工作原理 搖擺式輸送機是一種水平傳送材料用的機械，由齒輪機構和六連桿機構等組成。如圖1所示，電動機1通過傳動裝置2使曲柄4回轉，再經過六連桿機構使輸料槽9作往復移動，放置在槽上的物料10借助摩擦力隨輸料槽一起運動。物料的輸送是利用機構在某些位置輸料槽有相當大加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā)生滑動，滑動的方向恒自左往右，從而達到輸送物料的目的。 2 1電機 2傳動裝置 3執(zhí)行機構 圖1搖擺式輸送機示意圖 1.4 設計要求和原始數據 設計要求： 該布置要求電機軸與曲柄軸垂直

4、，使用壽命為5年，每日二班制工作。輸送機在工作過程中，載荷變化較大，允許曲柄轉速偏差為5%，六連桿執(zhí)行機構的最小傳動角不得小于40，執(zhí)行機構的傳動效率按0.95計算，按小批量生產規(guī)模設計。 原始數據： 3 1.5 設計內容及工作量 1、根據搖擺式輸送機的工作原理，擬訂23個其他形式的機構，畫出機械系統(tǒng)傳動簡圖，并對這些機構進行對比分析。 2、根據設計數據確定六桿機構的運動尺寸，取lDB=0.6lDC。要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。 3、連桿機構的運動分析。將連桿機構放在直角坐標系下，編制程序分析出滑塊8的位移、速度、加速度及搖桿6的角速度和角加速度，作出運動曲線，并打印

5、上述各曲線圖。 4、機構的動態(tài)靜力分析。物料對輸料槽的摩擦系數f =0.35, 設摩擦力的方向與速度的方向相反，編制程序求出外加力大小，作出曲線并打印外加力的曲線，求出曲柄最大平衡力矩和功率。 5、編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數、設計計算過程等。 二、搖擺式輸送機設計過程 2.1 其他設計方案 4 圖2-1 圖2-2 以上兩種機構的分析對比：圖2-1為六桿機構，直接通過電動機帶動曲柄滑塊轉動從而是連桿1回轉終使滑塊左右運動，從而達到輸送貨物的效果。其優(yōu)點是成本比較低，結構簡便，缺點是摩擦大，耗費能量多。圖2-2通過送電動機帶動曲柄4回轉，從而使8往復移動達到輸送貨物的效果。該機構

6、的滑塊8和作平面復雜運動的連桿的動平衡比較容易，但是該機構的設計和計算比較復雜。 5 2.2圖解法確定機構的運動尺寸 圖2-3 設計步驟： 根據原始數據，可求得lDB?0.6lDC?0.6?250mm?150mm； 作出搖桿的兩個極限位置DB1、DB2，利用公式 ?1（80K（-1)/，計算出?10.19； 選取一點P，使?B1PB2?。P點的簡單做法是做B2M(?B1B2)和B1N（與B1B2成900?）的交點。通過P,B1,B2三點作圓； 在圓周上任取一點作為曲柄的軸心，則機構的極位夾角均等于?，作直線l與此圓的交點O，此即為曲柄中心O。然后你標出相應數據。 6 設計結果： 由lOB1?2

7、08.95mm，lOB2?379.78mm可得： lOB2?lOB1lOA?85.42mm 2 lOB2?lOB1lAB?294.37mm 2 2.3 連桿機構的運動分析 2.31圖解法分析 如下圖2-4所示，選取桿6與垂直線的夾角為30時的位置,用圖解法進行分析。 圖2-4 根據原始數據要求，桿件4的轉速n?118r，則其角速度?4為： ?4?118?2?rad?12.35rad 60 7 （一）、速度分析 A點的線速度?A?4lOA?12.35?0.08542?1.05 vB?vA?vBA 大?。?？ ？ 方向：DB OA AB ?s，作速度分析圖（如下圖所示）可選取速度比例尺?0.01得

8、： 圖2-5 ?B?pb?0.01?95.58?0.96 ?BA?ab?0.01?16.53?0.17 由此可得： 8 桿5的角速度為：?5?BA lAB?0.17?1.13 0.15 搖桿6的角速度為：?6?B lDB0.96?6.4 0.15 C點的速度為：?C?6?lDC?6.4?0.25?1.60 v8?vC7?v8C7 大?。?？ ？ 方向：水平 DC 垂直 其中?C7?C?1.60。 ?s，作速度分析圖（如下圖所示）可選取速度比例尺?0.01得： 圖2-6 ?8C7?0.01?81.01?0.81 ?8?0.01?138.29?1.38 9 （二）、加速度分析 22A點的加速度為：

9、aA?4?lOA?12.35?0.08542s2?13.03s2 B點相對于D點的法向加速度為： naBD?6?lDB?6.42?0.152 s2?6.14s2 B點相對于A點的法向加速度為： 2naBA?5?lAB?1.132?0.29437s2?0.38s2 nn?aB?aD?aBD?a?a?a?aBDABABA 大小： 0 ？ ？ 方向： BD DB AO BA AB 選取加速度比例尺?a 可得： ?0.1?s2，作加速度分析圖，如圖2-7 圖2-7 10 aB?0.1?147.29a? BD ss2 ?0.1?133.882?13.392 ss2?14.73由此可得： a?13.39B

10、D2 ?2?89.27搖桿6的角加速度為：?6?sslDB0.15 2a?l?6.4?0.25C點的加速度為：C6DC2s2?10.24r 8C7 s2 a8?aC7?ak 8C7?a 大?。?？ ？ 方向： 水平 CD 水平 垂直 其中aC7?aC?10.24s2ka8，C7?2?6?8C7?2?6.4?0.81s2?10.37s2 則選取加速度比例尺?a 可得： ?1?s2作加速度分析圖（如上圖所示）， 圖2-8 a8?1?5.19 s2?5.19s2 11 2.32用SolidWorks建模仿真所得運動曲線圖如下（機構模型圖見后面）： 推桿8的位移曲線： 推桿8的速度曲線： 推桿8的加速

11、度曲線： 12 搖桿6的角速度曲線： 搖桿6的角加速度曲線： 13 2.4機構的動態(tài)靜力分析 在物料上添加一個摩擦力，大小為： F阻?f?G?g?0.35?2800?9.8N?9604N 方向為水平向左。 此摩擦力在0.23s內為9604N，在0.230.504s內為0。 表達式為： IF(time-0.23:9604,9604,0) 最大平衡力矩為： Mmax?406.350N?m 功率為： P?Mmax?4?406.350?12.35W?5018.4225W 14 輸送機模型圖： 第三章:課程設計總結 作為一名機械自動化專業(yè)的大二學生，我覺得做機械原理課程設計是十分有意義的，而且是十分必要

12、的。在已度過的大學時間里，我們大多數接觸的是公共和專業(yè)基礎課，在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，而做類似的課程設計就為我們提供了良好的實踐平臺，使我們能把所學的專業(yè)基礎課理論知識運用到實踐中去。 在做本次課程設計的過程中，我感觸最深的當屬用AutoCAD畫圖和用SolidWorks建模仿真。在制作過程中，我對以前學過的技術更加熟練，同時又學到了更多的技術。 15 兩周的課程設計雖然已經結束了，但是從中學到的知識會讓我受益終身。相信這次設計帶給我們的嚴謹的學習態(tài)度和一絲不茍的科學作風將會給我們未來的工作和學習打下一個更堅實的基礎。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學習、工作和生活中。 參考文獻 1、機械設計課程設計指導書 龔溎義 羅圣國 李平林 張力乃 黃少顏 編 龔溎義 主編高等教育出版社 1990年4月第二版機械設計課程設計