哈工大機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)棒料輸送線布料裝置(方案8)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 題 目 棒料輸送線布料裝置（方案8）專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué) 生 指 導(dǎo) 教 師 一、 棒料輸送線布料裝置使用功能描述已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：如下圖1所示棒料輸送線布料裝置的功能簡(jiǎn)圖。料斗中分別裝有直徑35mm，長(zhǎng)度150mm的鋼料和銅料。在輸送線上按照?qǐng)D2所示的規(guī)律布置棒料。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440rpm，每分鐘布置棒料40,75,90塊，分3檔可以調(diào)節(jié)。二、 工藝動(dòng)作分析有設(shè)計(jì)要求可知，該棒料輸送線布料裝置需要由四個(gè)部分共同構(gòu)成，各原動(dòng)件為皮帶輪（主動(dòng)輪）、曲柄、槽輪1和槽輪2，由此繪制出機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。圖3 棒料輸送線布料裝置運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖總時(shí)間為T，

2、表示構(gòu)件完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所用總時(shí)間。皮帶輪做間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出皮帶做間歇移動(dòng)；曲柄做間歇整周回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑塊往復(fù)直線移動(dòng)。皮帶與曲柄滑塊的周期是槽輪的的五分之一左右。三、運(yùn)動(dòng)功能分析根據(jù)前面的分析可知，槽輪1,2工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有的運(yùn)動(dòng)功能如圖4所示。運(yùn)動(dòng)功能單元把一個(gè)連續(xù)的單向傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，由題意知要求達(dá)到的轉(zhuǎn)速分別為18rpm，15rpm，8rpm圖4 槽輪1,2的運(yùn)動(dòng)功能由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440rpm，為了分別得到18,15,8rpm的轉(zhuǎn)速，則由電動(dòng)機(jī)到槽輪之間的總傳動(dòng)比有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3種總傳動(dòng)比中最小，最大。由于定傳動(dòng)比是常數(shù)，因此，3種

3、變傳動(dòng)比中最小，最大。由于槽輪機(jī)構(gòu)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)比為id 圖5 圓錐齒輪運(yùn)動(dòng)功能取id=4，即Z12 = 20，Z13 = 81由設(shè)計(jì)圖紙，為了完成傳動(dòng)和合理輸出，令則定軸傳動(dòng)比為15而于是，傳動(dòng)系統(tǒng)的有級(jí)變速功能單元如圖6所示。圖6 有級(jí)變速運(yùn)動(dòng)功能單元整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)僅靠圓錐齒輪運(yùn)動(dòng)功能單元不能實(shí)現(xiàn)其全部定傳動(dòng)比，因此，在傳動(dòng)系統(tǒng)中還要另加減速運(yùn)動(dòng)功能單元，其減速比為（如上）減速運(yùn)動(dòng)功能單元如圖7所示。圖7 減速運(yùn)動(dòng)功能單元根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)功能分析，可以得到實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1（槽輪1）運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖8所示。1440rpm 圖8 實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功

4、能系統(tǒng)圖執(zhí)行機(jī)構(gòu)2（槽輪2）基本與1相似，下面說(shuō)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)3（皮帶輪）為了使用統(tǒng)一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件3，應(yīng)該在圖8所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖中加一運(yùn)動(dòng)分支功能單元，其運(yùn)動(dòng)分支驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件3，該運(yùn)動(dòng)分支功能單元如圖9所示。且執(zhí)行構(gòu)件3與執(zhí)行構(gòu)件1的運(yùn)動(dòng)平面相互垂直。圖9運(yùn)動(dòng)分支功能單元由于執(zhí)行構(gòu)件2是間歇運(yùn)動(dòng)，且由圖1可以看出執(zhí)行構(gòu)件2的間歇時(shí)間是工作周期T的1/2，即其運(yùn)動(dòng)時(shí)間是其工作周期T/2。因此，間歇運(yùn)動(dòng)功能單的運(yùn)動(dòng)系數(shù)為間歇運(yùn)動(dòng)功能單元如圖10所示圖10 間歇運(yùn)動(dòng)功能單元由于執(zhí)行構(gòu)件3做間歇轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，因此，執(zhí)行構(gòu)件3的運(yùn)動(dòng)功能是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為歇轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。組合后的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖11所示

5、。 圖11實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1，2運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖同理，為了使用統(tǒng)一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件4，應(yīng)該在圖12所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖中加一運(yùn)動(dòng)分支功能單元，其運(yùn)動(dòng)分支驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件4，該運(yùn)動(dòng)分支功能單元如圖5所示。且執(zhí)行構(gòu)件4與執(zhí)行構(gòu)件3的運(yùn)動(dòng)平面相互垂直，因此，該運(yùn)動(dòng)功能單元如圖12所示。 圖12 圓錐齒輪運(yùn)動(dòng)功能圖驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件4工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有的運(yùn)動(dòng)功能如圖13所示。運(yùn)動(dòng)功能單元把一個(gè)連續(xù)的單向傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖13 間歇運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)功能圖根據(jù)上述分析，可以畫出整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖14所示。1440rpm 圖14棒料輸送線布料裝置（方案8）的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖四、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案擬定根據(jù)圖

6、14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14 中的運(yùn)動(dòng)功能單元1是原動(dòng)機(jī)。根據(jù)分度沖壓機(jī)的工作要求，可以選擇電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，如圖15所示。圖15 電動(dòng)機(jī)替代運(yùn)動(dòng)功能單元1圖14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16所示。i=1圖16 皮帶傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元2圖14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17所示。 圖17滑移齒輪變速替代運(yùn)動(dòng)功能單元3圖14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18 圖18定軸齒輪傳動(dòng)代替運(yùn)動(dòng)功能單元4圖14中的

7、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19 圖19 圓錐齒輪代替運(yùn)動(dòng)功能單元6圖14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20圖20 槽輪機(jī)構(gòu)代替運(yùn)動(dòng)功能單元7圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元9是將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇移動(dòng)，可以由不完全齒輪配合實(shí)現(xiàn)。如圖21 圖21 不完全齒輪代替運(yùn)動(dòng)功能單元9圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元11是把間歇轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，可用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)代替。如圖22圖22 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元11 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖23所示 圖23 傳動(dòng)系統(tǒng)組織示意圖五、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)1、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）本設(shè)計(jì)圖紙沿用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)，因而只需要設(shè)計(jì)出合適

8、的齒數(shù)即可。具體齒數(shù)如下 m=4 =20°ha* =1 C*=0.25 Z1:Z2=17:52 & Z3:Z4=175:232 Z5:Z6=151:240 Z7:Z8=87:260 Z9:Z10=20:51 Z10:Z11=51:100 Z12:Z13=20:81 齒輪14和齒輪15配合周期與齒輪16和齒輪17配合周期相等，且Z15+Z17=Z16=Z14Z14:Z15=41(21工作):21 Z16:Z17=41（20齒工作）:202、槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 確定槽輪槽數(shù)在撥盤圓銷數(shù)k=3時(shí)，槽輪槽數(shù)z=5，該槽輪的各尺寸關(guān)系如圖24所示圖24 槽輪機(jī)構(gòu)幾何尺寸關(guān)系2) 槽輪槽間角 由圖24可知槽輪的槽間角為3) 槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)撥盤的轉(zhuǎn)角4) 中心距槽輪機(jī)構(gòu)的中心距應(yīng)該根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定，在結(jié)構(gòu)尚不明確的情況下暫定為 5) 撥盤圓銷回轉(zhuǎn)半徑6) 槽輪半徑7) 圓銷半徑8) 槽輪槽深9) 鎖止弧半徑取 3、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的曲柄長(zhǎng)度R>150/2mm,取R=100mm,L=200mm.如圖25圖25 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸4、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)由于工作環(huán)境與工作條件尚不明確帶傳動(dòng)，暫定帶輪的直徑為5、撥叉尺寸及形狀