機械原理課設(shè)

1、2016年機械原理課程設(shè)計-自動鏈條編結(jié)機 設(shè)計者：2016年7月8日-7月13日目錄一、設(shè)計題目31.1、介紹31.2、加工要求41.3、工藝分解4二、設(shè)計方案選擇52.1、自動送料52.2、切斷52.3、壓平52.4、最終執(zhí)行機構(gòu)選擇5三、方案具體設(shè)計63.1、尺寸計算63.2、工作循環(huán)圖及協(xié)調(diào)設(shè)計83.3、各機構(gòu)行程、速度分析93.4、機構(gòu)動力傳遞分析11四、機構(gòu)運動簡圖12五、運動方案布置圖20六、爆炸視圖21七、小組總結(jié)22八、參考資料23一、設(shè)計題目1.1、介紹自動鏈條編結(jié)機的功能是自動制造用于機械傳動牽引的鏈條。鏈條由一串串加工成立方形的鏈節(jié)編結(jié)而成，美觀而實用。自動鏈條編結(jié)機的

2、主要工藝可分為自動送料、切斷壓平、鏈節(jié)扭曲、鏈節(jié)連接、連接口熔接、淬火加工6個步驟。1.2、加工要求 1）材料：低碳鋼 2）鋼絲直徑：2.3mm2.5mm 3）鏈節(jié)長度：35mm 4）鏈節(jié)扭曲角：45° 5）鏈節(jié)生產(chǎn)率：3445個/分 6）鏈條承受力：1200 N1800 N 7）生產(chǎn)要求：體積小、重量輕、外表美觀、穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高1.3、工藝分解根據(jù)上述分析，自動鏈條編結(jié)機的工藝可分解為如下五種：1）自動送料：將盤成盤的直徑2.3mm2.5mm的鋼絲通過軋輥進行較直，之后繞成一個鏈節(jié)所需的一圈螺旋環(huán)并送出，并用槽輪以一定頻率進行間歇送料。2）鋼料切斷壓平：每次送料結(jié)束的間隔中，

3、用刀頭剪下一個平面環(huán)并將其壓平。3）連接口焊接：在環(huán)形鋼料被壓平后，用電焊條對連接處進行焊接加固。4）鏈節(jié)扭曲：用另一對在閉合面有45°旋轉(zhuǎn)鏈條槽的滑塊直接將已成平面的圓環(huán)壓成扭曲環(huán)。5）鏈節(jié)連接：機械臂夾出成型的鏈節(jié)，再將直線鋼絲傳入環(huán)形鏈節(jié)中并重復(fù)3）步驟，實現(xiàn)鏈接之間的自動連接。綜上所述，自動鏈條編結(jié)機的設(shè)計主要參照自動送料、鋼料切斷壓平、鏈節(jié)扭曲、鏈節(jié)連接的方法來制定最適合的方案。二、設(shè)計方案選擇2.1、自動送料方案A：槽輪傳動方案B：棘輪傳動2.2、切斷方案A：曲柄滑塊機構(gòu)方案B：凸輪機構(gòu)2.3、壓平方案A：曲柄滑塊機構(gòu)方案B：凸輪機構(gòu)2.4、最終執(zhí)行機構(gòu)選擇校直機構(gòu)軋輥間

4、歇送料槽輪機構(gòu)切斷機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)壓平機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)扭曲機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)機械臂機構(gòu)凸輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單, 加工容易, 改變轉(zhuǎn)角大小方便, 可實現(xiàn)送進、制動及超越等功能。缺點是在運動開始和終止時, 棘輪和棘爪間都產(chǎn)生沖擊造成磨損與破壞, 因此不宜用在具有很大質(zhì)量的軸上。槽輪機構(gòu),由帶圓(柱)銷的主動撥盤、具有徑向槽的從動槽輪和機架組成。撥盤作勻速轉(zhuǎn)動時, 驅(qū)動槽輪作時轉(zhuǎn)、時停的單向間歇運動。槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠, 機械效率高, 在進入和脫離接觸時運動比較平穩(wěn)，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)動的角度。但槽輪的轉(zhuǎn)角不可調(diào)節(jié)，故只能用于定轉(zhuǎn)角的間歇運動機構(gòu)中。凸輪機構(gòu)的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計方便，可實現(xiàn)

5、從動件任意預(yù)期運動，缺點：點、線接觸易磨損；凸輪輪廓加工困難；行程不大。曲柄滑塊機構(gòu)面接觸低副，壓強小，便于潤滑，磨損輕，壽命長，傳遞動力大；桿長易于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制；缺點是精度較低不易于實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律。三、方案具體設(shè)計 3.1、尺寸計算本次課程設(shè)計中機構(gòu)尺寸大部分均為自己選定的尺寸，按照比例計算各機構(gòu)的基本尺寸，在符合運動條件不互相干涉的情況下，我們小組在建模時設(shè)計了一系列尺寸。舉例如送料機構(gòu)：在一些四連桿機構(gòu)中，比如切斷、壓平、扭曲、焊接機構(gòu)中，因為機構(gòu)要求傳動輪盤一個運動循環(huán)運轉(zhuǎn)一周，因此必須有周轉(zhuǎn)副，所以四桿機構(gòu)的長度必須滿足桿長條件，在滿足前提條件的情況下，再考慮四桿機構(gòu)尺寸的選擇

6、。 3.2、工作循環(huán)圖及協(xié)調(diào)設(shè)計按生產(chǎn)率為40個/分計算，一個鏈節(jié)的平均制造時間是1.5秒。切斷、壓平、扭曲、焊接機構(gòu)均為一個循環(huán)中工作一次，因此其驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速均為360°/1.5s=240°/s；機械臂、機械手機構(gòu)由精細(xì)構(gòu)造外形的凸輪驅(qū)動，以實現(xiàn)若干推程、回程、休止的工作動作。A 第一個鏈節(jié)的制造流程送料機構(gòu)/（°）0360停切斷機構(gòu)運行切斷運行壓平機構(gòu)開壓開扭曲機構(gòu)開壓開焊接機構(gòu)運行降/焊接升運行機械臂停下停下停上機械手開關(guān)時間/s0 0.5 1.0 1.5B 第二個及之后鏈節(jié)的制造流程循環(huán)圖送料機構(gòu)/（°）0360停切斷機構(gòu)運行切斷運行壓平機構(gòu)開

7、壓開扭曲機構(gòu)開壓開焊接機構(gòu)運行降/焊接升運行機械臂停上停下停下停上機械手關(guān)開關(guān)時間/s0 0.15 0.3 0.45 0.7 0.95 1.1 1.25 1.5根據(jù)工作循環(huán)圖要求，為使機構(gòu)在正確的時間到達(dá)正確的位置，需要對機構(gòu)定位。t=0.4+1.5k(s)、k>=1，切斷機構(gòu)達(dá)到運動簡圖所示的極限位置t=0.75+1.5k(s)、k>=1，壓平機構(gòu)達(dá)到運動簡圖所示的極限位置t=1.15+1.5k(s)、k>=1，扭曲機構(gòu)達(dá)到運動簡圖所示的極限位置t=0.8+1.5k(s)、k>=1，焊接機構(gòu)達(dá)到運動簡圖所示的極限位置t=00.09+1.5k(s)、k>=1，送料

8、機構(gòu)進行較直送料，傳動齒輪轉(zhuǎn)過4周 3.3、各機構(gòu)行程、速度分析1）機械臂機構(gòu)凸輪傳動齒輪轉(zhuǎn)速250°/s2）機械手機構(gòu)凸輪傳動齒輪轉(zhuǎn)速240°/s3）送料機構(gòu)通過復(fù)合槽輪機構(gòu)，原動件轉(zhuǎn)速960°/s即1.5s內(nèi)轉(zhuǎn)4周，輸出槽輪以90°/0.09s的速度間歇輸送鋼料，以滿足設(shè)計要求。4）壓平、扭曲機構(gòu)4）焊接機構(gòu)驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)速均為240°/s。為不對心曲柄滑塊機構(gòu) 3.4、機構(gòu)動力傳遞分析齒輪編號齒數(shù)模數(shù)分度圓直徑轉(zhuǎn)速(°/s)120120960280180240363613624071235135240131880180240電機直連

9、驅(qū)動齒輪：齒輪2由電機驅(qū)動齒輪2，以960°/s的速度勻速運轉(zhuǎn)，從而帶動鏈條編織機的送料機構(gòu)進行螺旋鋼絲送料。與2號齒輪相嚙合的1號齒輪以傳動比4實現(xiàn)齒輪降速，降速至240°/s而滿足其余齒輪傳動的要求。四、機構(gòu)運動簡圖1）送料機構(gòu)采用復(fù)合槽輪控制撥盤使最左側(cè)的送料槽輪以1/16個循環(huán)的速度進行間歇送料，通過軋輥較直的鋼料被引向螺旋滾輪從而實現(xiàn)鋼料的螺旋狀處理。2）切斷機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，在此極限位置時在導(dǎo)軌桿上安裝的刀頭進行每個循環(huán)一次的切割。3）壓平扭曲機構(gòu)兩對齒輪傳動的四桿機構(gòu)實現(xiàn)對鏈節(jié)的壓平和扭曲。4）焊接機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，在此極限位置時在導(dǎo)軌桿的頂部安裝的焊

10、槍進行每個循環(huán)一次的焊接。5）機械臂、機械手機構(gòu)通過齒輪帶動的3個凸輪機構(gòu)實現(xiàn)對機械手和機械臂的上下傳動，中間凸輪帶動機械手，兩側(cè)凸輪帶動機械臂，中間凸輪與兩側(cè)凸輪的行程差控制機械臂的開合。凸輪機械手機械臂裝配圖6）總裝配圖五、運動方案布置圖執(zhí)行機構(gòu)1槽輪傳動實現(xiàn)鋼料的間歇輸出執(zhí)行機構(gòu)2曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)切斷刀的循環(huán)運動執(zhí)行機構(gòu)3曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)焊接機構(gòu)斜上斜下的循環(huán)運動執(zhí)行機構(gòu)4連桿機構(gòu)實現(xiàn)沖壓頭的往復(fù)開閉，進行對鏈節(jié)的壓平步驟，在沖壓頭表面進行立體扭曲處理后直接對平整的鏈節(jié)進行45°扭曲處理執(zhí)行機構(gòu)5由齒輪帶動的凸輪機構(gòu)有三個，中間凸輪驅(qū)動機械手的上下運動，兩側(cè)凸輪驅(qū)動機械臂的上下

11、運動，中間凸輪與兩側(cè)凸輪的行程差控制機械手的開閉六、爆炸視圖七、小組總結(jié)在第一次拿到這份課題時，對于如何完成這個鏈條編結(jié)機而略感迷茫，但經(jīng)過一系列的探索、努力、嘗試后，我們小組經(jīng)過團隊合作也最終能夠完成一個令人滿意的答卷。經(jīng)過這次課程設(shè)計的考驗，我們小組也了解了當(dāng)拿到一個自己不熟悉的課題時該如何從一無所知到創(chuàng)造出一個模型來。我想大體能夠分為六個步驟：1 搜集資料。由于自身對于此份課題沒有任何了解，那么現(xiàn)存的有關(guān)于這個課題的資料，包括論文、圖片、視屏，都是能夠幫助我們進入課題的突破口，也能夠啟發(fā)我們在現(xiàn)有資料的課題上進行創(chuàng)新。2 提出方案。分析一個機構(gòu)中所要用到的種種機構(gòu)，針對實現(xiàn)不同功能的機構(gòu)構(gòu)思其設(shè)計方案，在比較其優(yōu)缺點后選擇最終的執(zhí)行方案。繪制三維機構(gòu)圖、運動簡圖、運動方案布置圖3 繪制工作循環(huán)圖。在確定完機構(gòu)最終的執(zhí)行方案后，需要明確機構(gòu)及機構(gòu)之間的運動關(guān)系，將機構(gòu)一個循環(huán)完成的動作通過運動循環(huán)圖體現(xiàn)出來，也有利于接下去尺寸的計算。4 計算尺寸。對于一些有硬性尺寸要求的機構(gòu)（如要求精確傳動比的齒輪，運動過程中不能發(fā)生干涉的機構(gòu)）需要精確計算，對于一些尺寸方案很多的機構(gòu)可以按照整個機構(gòu)比例假設(shè)尺寸，在實際建模裝配時根據(jù)實際要求進行修改。5 分析機構(gòu)行程、速度、加速度。在確定完尺寸后，按照工作循環(huán)圖的