塊狀物品推送機(jī) 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目: 塊狀物品推送機(jī)的機(jī)構(gòu)綜合與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)班級(jí):姓名:學(xué)號(hào):同組成員:組長(zhǎng):指導(dǎo)教師:時(shí)間:一、 設(shè)計(jì)題目2二、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求2三、設(shè)計(jì)任務(wù)3四、方案設(shè)計(jì)41.凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)42.凸輪機(jī)構(gòu)53.連桿機(jī)構(gòu)64.凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)7五、方案尺寸數(shù)據(jù)及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)7六、運(yùn)動(dòng)分析81.位移分析82.速度分析93.加速度分析10七、飛輪設(shè)計(jì)11八、個(gè)人總結(jié)11一、 設(shè)計(jì)題目在自動(dòng)包裹機(jī)的包裝作業(yè)過(guò)程中，經(jīng)常需要將物品從前一工序轉(zhuǎn)送到下一工序?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一用于糖果、香皂等包裹機(jī)中的物品推送機(jī)，將塊狀物品從一位置向上推送到所需的另一位置，如圖所示。二、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求1. 向上推送距離

2、H=120mm，生產(chǎn)率為每分鐘推送物品120件。2. 推送機(jī)的原動(dòng)機(jī)為同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分的三相交流電動(dòng)機(jī)，通過(guò)減速裝置帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件等速轉(zhuǎn)動(dòng)。3. 由物品處于最低位置時(shí)開(kāi)始，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件轉(zhuǎn)過(guò)1500時(shí)，推桿從最低位置運(yùn)動(dòng)到最高位置；當(dāng)主動(dòng)件再轉(zhuǎn)過(guò)1200時(shí)，推桿從最高位置又回到最低位置；最后當(dāng)主動(dòng)件再轉(zhuǎn)過(guò)900時(shí)，推桿在最低位置停留不動(dòng)。4. 設(shè)推桿在上升運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，推桿所受的物品重力和摩擦力為常數(shù)，其值為500N；設(shè)推桿在下降運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，推桿所受的摩擦力為常數(shù)，其值為100N。 5. 使用壽命10年，每年300工作日，每日工作16小時(shí)。6. 在滿足行程的條件下，要求推送機(jī)的效率

3、高（推程最大壓力角小于350），結(jié)構(gòu)緊湊，振動(dòng)噪聲小。三、設(shè)計(jì)任務(wù)1. 至少提出三種運(yùn)動(dòng)方案，然后進(jìn)行方案分析評(píng)比，選出一種運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合。2. 確定電動(dòng)機(jī)的功率與滿載轉(zhuǎn)速。3. 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制推送機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。4. 在假設(shè)電動(dòng)機(jī)等速運(yùn)動(dòng)的條件下，繪制推桿在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中位移、速度和加速度變化曲線。5. 如果希望執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的速度波動(dòng)系數(shù)小于3%，求應(yīng)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件軸上加多大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪。6. 進(jìn)行推送機(jī)減速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制其裝配圖和兩張零件圖。7. 編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。四、方案設(shè)計(jì)1.凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)行程放大功能，在水平面得

4、推送任務(wù)中，優(yōu)勢(shì)較明顯，但在垂直面中就會(huì)與機(jī)架產(chǎn)生摩擦，加上凸輪與擺桿和擺桿與齒條的摩擦，積累起來(lái)，摩擦?xí)艽?，然后就是其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，非標(biāo)準(zhǔn)件較多，加工難度比較大，從而生產(chǎn)成本也比較大，連桿機(jī)構(gòu)上端加工難度大，而且選材時(shí)，難以找到合適的材料，使其既能滿足強(qiáng)度剛度條件又廉價(jià)，因此不宜選擇該機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目的。2.凸輪機(jī)構(gòu) 方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，噪音小，運(yùn)用蝸輪蝸桿傳遞動(dòng)力，采用了帶傳動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，易于完成小范圍內(nèi)的物料推送任務(wù)，效率較高并且運(yùn)動(dòng)精確穩(wěn)定效應(yīng)迅速，可使推桿有確定的運(yùn)動(dòng)，完全符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。3.連桿機(jī)構(gòu)利用等價(jià)的平面連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的推送任務(wù)，幾何封閉，傳送穩(wěn)定性高，通過(guò)設(shè)

5、計(jì)合適的桿長(zhǎng)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)以AB桿作為原動(dòng)件時(shí)，運(yùn)動(dòng)傳到推桿K產(chǎn)生一定的增力效果，但是此機(jī)構(gòu)由于運(yùn)用了很多桿件，進(jìn)行了多次中間傳力，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械效率的降低和誤差的積累，而且連桿及滑塊產(chǎn)生的慣性力難以平衡加以消除，因此在高速推送任務(wù)中，不宜采用此機(jī)構(gòu)。4.凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)，可以將擺動(dòng)從動(dòng)件的擺動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪齒條機(jī)構(gòu)的齒條直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)扇形齒輪的分度圓半徑大于擺桿長(zhǎng)度時(shí)，可以加大齒條的位移量。但是比較難設(shè)計(jì)，不好實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)比較，選定方案2。五、方案尺寸數(shù)據(jù)及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)經(jīng)程序運(yùn)算和查詢相關(guān)資料，最終尺寸確定為 凸輪基圓半徑r0=100mm, 推程h=120mm，滾子半徑rb=2

6、0mm；經(jīng)附錄程序運(yùn)算，得推程最大壓力角為29.8度，符合要求。蝸桿m=4，頭數(shù)為一，分度圓直徑d=40mm；右旋；蝸輪m=4，齒數(shù)25，分度圓直徑d=100mm ；V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度250； 帶輪1基準(zhǔn)直徑=50，外徑=52.2； 槽型為 Y；帶輪2基準(zhǔn)直徑=20，外徑=23.2 槽型為 Y；電動(dòng)機(jī)效率1 =80% 單頭蝸桿傳動(dòng)效率2= 75%V帶傳送效率3=85% 凸輪傳動(dòng)效率4= 95%移動(dòng)副傳動(dòng)效率5= 95%電動(dòng)機(jī)型號(hào)選為YD100L-6/4/2型三項(xiàng)異步電機(jī)，此電動(dòng)機(jī)額定功率為1.8KW，工作電壓為380V，額定電流為4.8A，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.0014Kg

7、*。計(jì)算可知,在一個(gè)工作周期T=0.5s中，阻力功w=（500*120+100*120）*0.001=0.072 J；阻力功率p1=w/T=0.144J/s，機(jī)構(gòu)總效率=1*2*3*4*5=0.3826；機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力功率p2=p1/=0. 3764 J/s=1.36kw六、運(yùn)動(dòng)分析1.位移分析 其中=150°，=270°由曲線可知，在一個(gè)周期內(nèi)推桿位移先增加（0°-150°）后減小(150°-270°)后不變(270°-360°)，符合推桿先上升后下降再停頓。2.速度分析 其中=150°，=270°

8、;凸輪的推程（0°-150°）選擇的是等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由上圖可知在150°之前，無(wú)速度突變即無(wú)剛性沖擊，推桿速度先均勻增大后均勻較小至零?；爻虝r(shí)（150°-270°）選擇的是五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，先增加后減小至零，曲線完全符合，無(wú)速度突變亦即無(wú)剛性沖擊。近休時(shí)（270°-360°）,速度為零，無(wú)剛性沖擊。3.加速度分析 其中=150°，=270°凸輪的推程（0°-150°）選擇的是等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在開(kāi)始時(shí)（0°）、（75°-80°）、（150&#

9、176;）加速度有突變，但是突變有限，因而引起的沖擊較小，故只存在柔性沖擊。回程時(shí)（150°-270°）選擇的是五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由曲線可知加速度無(wú)突變，即無(wú)柔性沖擊。啟動(dòng)電機(jī)，通過(guò)帶傳動(dòng)渦輪蝸桿傳動(dòng)減速并帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪推動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)。最初150度，凸輪從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)作推程運(yùn)動(dòng)時(shí)，推桿推送物品作上升運(yùn)動(dòng)，同時(shí)壓縮彈簧。接下來(lái)120度，凸輪從最高點(diǎn)作回程運(yùn)動(dòng)時(shí)，推桿在自身重力和彈簧彈力的作用下作下降運(yùn)動(dòng)。最后的的90度推桿在最低位置靜止不動(dòng)。電動(dòng)機(jī)不斷地提供電能帶動(dòng)整個(gè)裝置的傳動(dòng)，完成構(gòu)件上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，把一個(gè)物品從一個(gè)位置推送到另一個(gè)位置。七、飛輪設(shè)計(jì)由五可得Wma

10、x=0.1162JWm=w=4*；Jf=Wmax/(*Wm*Wm)-Je=0.0232 Kg*；八、個(gè)人總結(jié)實(shí)際操作永遠(yuǎn)不會(huì)像想象的那樣簡(jiǎn)單。在平常的學(xué)習(xí)中，盡管自己不承認(rèn)，但多多少少還是存在眼高手低的情況。這次的課程設(shè)計(jì)就給了自己當(dāng)頭一棒，剛開(kāi)始的時(shí)候完全不懂。通過(guò)在網(wǎng)上查找資料，到圖書(shū)館借書(shū)才逐漸理清頭緒。這次課程設(shè)計(jì)對(duì)對(duì)機(jī)械原理的掌握要求非常高，而且不僅僅如此，它還需要我們學(xué)習(xí)CAD、C語(yǔ)言、ADAMS、MATLAB等軟件，是一次對(duì)綜合能力的考察。雖然這次的課程設(shè)計(jì)完成了，但是借鑒了不少前輩的經(jīng)驗(yàn)，自己還有很多地方需要努力，而這也許才是這次課程設(shè)計(jì)最重要的收獲。最后要感謝我的隊(duì)友的大力幫

11、助以及老師的辛勤教導(dǎo)。參考文獻(xiàn)：機(jī)械原理 第七版 高等教育出版社 孫恒 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)北京航空航天大學(xué)出版社 張曉玲機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)高等教育出版社 裘建新機(jī)械原理創(chuàng)新設(shè)計(jì)華中科技大學(xué)出版社 強(qiáng)建國(guó)ADAMS 2005 機(jī)械設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用實(shí)例機(jī)械工業(yè)出版社 鄭凱凸輪部分代碼：#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#define PI 3.141592653double fact722;double theory722;int ang1=150,ang2=270,ang3=360;double

12、h=120, rb=60,b=2;double A1=30*PI/180, A2=70*PI/180;double P=13,e=0;double So,r=18;double S(int I)double s;double A;double B;if(I<=ang1/2)A=I*PI/180;B=ang1*PI/180;s=2*h*pow(A/B,2);else if(I>ang1/2)&&(I<=ang1)A=I*PI/180;B=ang1*PI/180;s=h-2*h*pow(B-A)/B,2); else if(I<=ang2) A=(I-ang

13、1)*PI/180; B=(ang2-ang1)*PI/180;s=h-(10*h*pow(A/B,3)-15*h*pow(A/B,4)+6*h*pow(A/B,5); else s=0;return(s);double ds(int Q)double A,B,C;if(Q<=ang1/2)A=Q*PI/180;B=ang1*PI/180;C=4*h*A/(B*B);else if(Q>ang1/2)&&(Q<=ang1)A=Q*PI/180;B=ang1*PI/180;C=4*h*(B-A)/(B*B); else if(Q<=ang2) A=(Q-a

14、ng1)*PI/180;B=(ang2-ang1)*PI/180;C=-30*h*A*A/pow(B,3)+60*h*pow(A,3)/pow(B,4)-30*h*pow(A,4)/pow(B,5); else C=0; return C;double dss(int B3)double A,B,C;if(B3<=ang1/2)A=B3*PI/180;C=ang1*PI/180;B=4*h/(C*C);else if(B3>ang1/2&&B3<=ang1)A=B3*PI/180;C=ang1*PI/180;B=-4*h/(C*C); else if(B3&l

15、t;=ang2)A=(B3-ang1)*PI/180;C=(ang2-ang1)*PI/180;B=-60*h* A/pow(C,3)+180*h*A*A/pow(C,4)-120*h*pow(A,3)/pow(C,5); else B=0;return(B);void xy(int ang)double A,B,C,E,F,dx,dy;A=ang*PI/180;B=S(ang);C=ds(ang); dx=(So+B)*cos(A)+sin(A)*C-e*sin(A); dy=-sin(A)*(So+B)+C*cos(A)-e*cos(A);E=r*dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);

16、F=r*dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);theoryang/50=(So+B)*sin(A)+e*cos(A);theoryang/51=(So+B)*cos(A)-e*sin(A);factang/50=theoryang/50-E;factang/51=theoryang/51+F;double a(int B1)/*求解壓力角*/double A,B;A=sqrt(ds(B1)-e)*(ds(B1)-e);B=S(B1);return atan(A/(B+So);double p(int B2)double dx,dy,dxx,dyy;double A,B,C,D,E;A=B2

17、*PI/180;B=ds(B2);C=S(B2); D=dss(B2);dx=(So+C)*cos(A)+sin(A)*B-e*sin(A); dy=-sin(A)*(So+C)+B*cos(A)-e*cos(A);dxx=-(C+So)*sin(A)+cos(A)*B+D*sin(A)-e*cos(A);dyy=-cos(A)*(So+C)-B*sin(A)+D*cos(A)-sin(A)*B+e*sin(A);E=sqrt(pow(dx*dx+dy*dy,3)/sqrt(pow(dx*dyy-dxx*dy),2);return(E); /計(jì)算數(shù)據(jù)并寫(xiě)入文件void main() FILE

18、*fp;int i;int k,h,l;double angle1max=0,angle2max=0,pmin=1000; if(fp=fopen("f:sanying","w")=NULL) printf("Cann't open this file.n");exit(0); fprintf(fp,"n The Kinematic Parameters of Point 4n");fprintf(fp," x y x' y' ");for(;i!=360;)rb=rb+

19、b;So=sqrt(rb*rb-e*e);for(i=0;i<=ang1;i=i+5)if(a(i)>A1|p(i)<P)break;if(ang1+5-i)continue;for(i=ang1+5;i<=ang2;i=i+5)if(a(i)>A2|p(i)<P)break;if(ang2+5-i)continue;for(i=ang2+5;i<360;i=i+5)if(p(i)<P)break;for(i=0;i<360;i=i+5)xy(i);for(i=0;i<=ang1;i=i+5) if(angle1max<a(i)

20、 angle1max=a(i);k=i; if(pmin>p(i) pmin=p(i);h=i;for(i=ang1;i<=ang2;i=i+5)if(angle2max<a(i)angle2max=a(i);l=i; if(pmin>p(i)pmin=p(i);h=i; for(i=0;i<72;i+) fprintf(fp,"n"); fprintf(fp,"%12.3ft%12.3ft%12.3ft%12.3ft ",theoryi0,theoryi1,facti0,facti1); fclose(fp); print

21、f(" 理論坐標(biāo)(x,y) ");printf("實(shí)際坐標(biāo)(x,y)");printf("n");for(i=0;i<72;i+)printf("%f ",theoryi0);printf(" ");printf("%f ",theoryi1); printf(" "); printf("%f ",facti0);printf(" ");printf("%f ",facti1);printf

22、("n");printf("基圓半徑是:%fn",rb);printf("推程最大壓力角是:%fn",angle1max*180/PI);printf("此時(shí)角度是是:%dn",k);printf("回程最大壓力角是:%fn",angle2max*180/PI);printf("此時(shí)角度是是:%dn",l);printf("最小曲率半徑是:%fn",pmin);printf("此時(shí)角度是:%dn",h);推桿運(yùn)動(dòng)學(xué)分析部分代碼：#include<stdio.h>#include<ma