塊狀物品推送機(jī)設(shè)計說明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計題目：塊狀物品推送機(jī) 班級：2012級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化2班 組員：胡鑫亮(組長) 劉潤華 張鵬飛 郭日哲 李東杰 黃玉 指導(dǎo)教師： 康輝梅 工程與設(shè)計學(xué)院2014年6月12日 目錄分工明細(xì)3一.設(shè)計任務(wù)書41設(shè)計題目42. 設(shè)計條件及要求43. 設(shè)計任務(wù)4二.方案選擇5方案一5方案二6方案三6三.基本參數(shù)71. 凸輪設(shè)計72. 帶傳動83. 蝸輪蝸桿94. 減速系統(tǒng)設(shè)計95. 電動機(jī)性能要求106. 電動機(jī)的功率及滿載轉(zhuǎn)速分析10四滾子從動件各個階段相關(guān)方程10位移速度及加速度變化曲線12編程結(jié)果15三維模型18五心得體會20六參考文獻(xiàn)21分工明細(xì)：組長：胡鑫亮方案設(shè)計：

2、胡鑫亮，張鵬飛，劉潤華，郭日哲，李東杰，黃玉數(shù)據(jù)計算：胡鑫亮，張鵬飛，劉潤華，郭日哲，李東杰，黃玉三維模型制作：張鵬飛，劉潤華，胡鑫亮仿真分析：胡鑫亮設(shè)計說明書：郭日哲PPT制作：黃玉數(shù)據(jù)核對：郭日哲，李東杰，黃玉一設(shè)計任務(wù)書1 設(shè)計題目：塊狀物品推送機(jī)2 設(shè)計條件及要求：1.向上推送距離：120mm。生產(chǎn)率：120件/min2.原動機(jī)為同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的三相交流電動機(jī)。通過減速裝置帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件等速轉(zhuǎn)動。3.由物品處于最低位置時開始，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件轉(zhuǎn)過150°時，推桿從最低位置運動到最高位置；當(dāng)主動件在轉(zhuǎn)過120°時，推桿從最高位置又回到最低位置；最后當(dāng)

3、主動件再轉(zhuǎn)過90°時，推桿在最低位置停留不動。4.設(shè)推桿上升過程中所受的物品重力和摩擦力為常數(shù)，其值為500N；設(shè)推桿下降過程中所受摩擦力為常數(shù)，其值為100N。5. 在滿足行程的條件下，要求推送機(jī)的效率高(推程最大壓力角小于35°)，結(jié)構(gòu)緊湊，振動噪聲小。3 設(shè)計任務(wù)1至少提出三種運動方案，然后進(jìn)行方案分析評比，選出一種運動方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合； 2確定電動機(jī)的功率與滿載轉(zhuǎn)速； 3設(shè)計傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運動尺寸，繪制推送機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖； 4在假設(shè)電動機(jī)等速運動的條件下，繪制推桿在一個運動周期中位移、速度和加速度變化曲線； 5編寫課程設(shè)

4、計說明書。二方案選擇方案一凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)：實現(xiàn)行程放大功能，在水平面得推送任務(wù)中，優(yōu)勢較明顯，但在垂直面中就會與機(jī)架產(chǎn)生摩擦，加上凸輪與擺桿和擺桿與齒條的摩擦，積累起來摩擦?xí)艽笤斐尚瘦^低。方案二凸輪機(jī)構(gòu):凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，它的輪廓驅(qū)使從動件，可使推桿實現(xiàn)任意的運動規(guī)律，機(jī)構(gòu)磨損較為嚴(yán)重，穩(wěn)定性能差且效率不高，不能滿足設(shè)計要求。方案三 蝸輪蝸桿-凸輪：運用蝸輪蝸桿傳遞動力，采用了帶傳動，利用凸輪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)運動，使得效率較高并且運動精確穩(wěn)定效應(yīng)迅速，可使推桿有確定的運動。三基本參數(shù)1.凸輪設(shè)計偏心距e=0，基圓半徑r0=140mm。根據(jù)機(jī)械原理書上用解析法設(shè)計凸輪輪廓線的實質(zhì)是建立凸輪輪廓

5、線的數(shù)學(xué)方程式。已知偏距e，基圓半徑r，從動件的運動規(guī)律ss()，則理論凸輪輪廓曲線方程：x理論=(s+s0)sin+esin，y=(s+s0)cos-ecos。(s0=r02-r2)而實際凸輪的曲線方程：xp=x+rrdy/dx2+dy2 yp=y+rrdx/dx2+dy2 以此作為程序編制基礎(chǔ)算法，然后明確程序編制需要哪些變量，利用MATLAB中相關(guān)函數(shù)進(jìn)行計算，求出需要設(shè)計的理論，實際凸輪的輪廓曲線，并且利用PLOT函數(shù)進(jìn)行畫圖，把從動件加速度，速度，位移進(jìn)行畫出來，并生成一個小型的動畫，進(jìn)行凸輪與滾子推桿從動件之間運動規(guī)律的仿真設(shè)計。2.帶傳動平帶輪技術(shù)參數(shù)(1)選定帶型和基準(zhǔn)直徑 設(shè)

6、計功率Pd(KW)： 5 帶型： 膠帆布平帶 工況系數(shù)： 1.0 小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1(mm): 140 大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2(mm): 280(2)軸間距的確定 初定軸間距a0(mm): 1000 所需帶長Ld(mm): 2664.63 實際軸間距a:(mm)： 1000(3)帶速、包角和V帶根數(shù) 帶速v： 21.991 小帶輪包角: 171.98 包角修正系數(shù)Ka: 0.97 3.蝸輪蝸桿蝸桿傳動設(shè)計報告(1)設(shè)計參數(shù)傳遞功率: 1傳遞效率: 0.938蝸桿轉(zhuǎn)速n1: 1500蝸輪轉(zhuǎn)速n2: 120傳遞轉(zhuǎn)矩: 6.367傳動比i： 12.5(2)蝸桿副參數(shù)端面模數(shù)mn: 2.5法向模數(shù)Mt

7、: 2.44法向壓力角n: 20導(dǎo)程角: 12.58基圓柱導(dǎo)程角b: 0.41 4減速系統(tǒng)設(shè)計 采用皮帶加齒輪的減速裝置。一級降速將原速用皮帶減速，減為1500r/min。二級用齒輪減為120r/min。優(yōu)點：傳動機(jī)構(gòu)簡單、成本低廉；具有良好的撓性， 可緩和沖擊，吸收振動；過載時帶與帶輪間會出現(xiàn)打滑，可防止損壞其他零件。 5. 電動機(jī)的性能要求推送機(jī)的原動件為同步轉(zhuǎn)速為3000/min的三相交流電動機(jī)，通過減速裝置帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動件等速轉(zhuǎn)動。電機(jī)與減速器的連接采用平帶連接。 然后再用齒輪減速6. 電動機(jī)的功率及滿載轉(zhuǎn)速分析電動機(jī)效率1=73% 單頭蝸桿傳動效率2=75% V帶傳送效率3=96%

8、 凸輪傳動效率4=93% 移動副傳動效率5=85%在一個周期T=0.5s 阻力功w=（500*120+100*120）*0.001=72J 阻力功率p1=w/T=144J/s 機(jī)構(gòu)總效率=1*2*3*4*5=0.415 機(jī)構(gòu)驅(qū)動力功率p2=p1/=0.3764 J/s=1.289kw電機(jī)功率應(yīng)確定為1.8kw; 四滾子從動件各個階段相關(guān)方程滾子從動件各個階段相關(guān)方程推程等加速段 ：02 既0°-75°根據(jù)：S=2h22 ,v= 4h2,a=4h22。 S=2x2/1875，v=4x/1875，a=4/1875。推程等減速：2，即 75°-150°根據(jù)：s

9、=h-2h2(-)2，v=4h(-)，a=-4h2 s=120-(150-x)2/1875, v=4h2(-),a=-4/1875當(dāng)處于遠(yuǎn)休止：既h=120,v=0,a=0.回程簡諧運動：+s+s+,即160250S=h21+cos'(-s)，V=-h2sin'(-s)，a=-h222'2cos'(-s)處于近休止：+s+s'2，即250360s=0,v=0,a=0盤型凸輪理論與實際輪廓方程盤型凸輪理論方程：盤型凸輪實際方程： x理論=(s+s0)sin+esin，y=(s+s0)cos-ecos,( s0=r02-e2） xp=x+rrdy/dx2+d

10、y2 , yp=y+rrdx/dx2+dy2 電動機(jī)等速運動的條件下，繪制推桿在一個運動周期中位移、速度和加速度變化曲線：編程結(jié)果：>> clear;r0=140;rr=20;h=150;e=0;delta01=150;delta02=0;delta03=120;hd=pi/180;du=180/pi;se=sqrt(r0*r0-e*e);n1=delta01+delta02;n3=delta01+delta02+delta03;n=360; tan1=0:pi/75:delta01/2;s1=2*h*tan1.2/delta012;v1=4*h*tan1*hd/(delta01*

11、hd)2;a1=4/1875;tan2=delta01/2:pi/75:delta01;s2=h-2*h*(delta01-tan2).2/delta012;v2=4*h*(delta01-tan2)*hd/(delta01*hd)2;a2=-44236.8;tan3=delta01:pi/75:n1;s3=h;v3=0;a3=0;tan4=n1:pi/75:n3;k=tan4-n1;s4=0.5*h*(1+cos(pi*k/delta03);v4=-0.5*pi*h*sin(pi*k/delta03)/(delta03*hd)2;a4=0.5*pi*pi*h*cos(pi*k/delta03

12、)/(delta03*hd)2;tan5=n3:pi/75:n;s5=0;v5=0;a5=0;figure(1); hold on;grid on; title('凸輪從動件位移'); xlabel('x/mm'); ylabel('y/mm'); plot(-(r0+h-40) (r0+h),0 0,'k'); plot(0,0,-(r0+h) (r0+rr),'k');plot(tan1,s1,'r',tan2,s2,'r',tan3,s3,'r',tan4,s4

13、,'r',tan5,s5,'r');figure(2);title('凸輪從動件速度'); hold on;grid on; xlabel('x/mm'); ylabel('y/mm'); plot(-(r0+h-40) (r0+h),0 0,'k'); plot(0,0,-(r0+h) (r0+rr),'k');plot(tan1,v1,'r',tan2,v2,'r',tan3,v3,'r',tan4,v4,'r',t

14、an5,v5,'r');figure(3);title('凸輪從動件加速度'); hold on;grid on; xlabel('x/mm'); ylabel('y/mm');plot(tan1,a1,'r',tan2,a2,'r',tan3,a3,'r',tan4,a4,'r',tan5,a5,'r'); xlabel('x/mm'); ylabel('y/mm');plot(tan1,a1,'r',

15、tan2,a2,'r',tan3,a3,'r',tan5,a5,'r');三維模型：五心得體會經(jīng)過兩周的奮戰(zhàn)我們的課程設(shè)計終于完成了，在這次課程設(shè)計中我學(xué)到得不僅是專業(yè)的知識，還有的是如何進(jìn)行團(tuán)隊的合作，因為任何一個作品都不可能由單獨某一個人來完成，它必然是團(tuán)隊成員的細(xì)致分工完成某一小部分，然后在將所有的部分緊密的結(jié)合起來，并認(rèn)真調(diào)試它們之間的運動關(guān)系之后形成一個完美的作品。 這次課程設(shè)計，由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設(shè)計經(jīng)驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，

16、并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的可能不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在這種相互協(xié)調(diào)合作的過程中,口角的斗爭在所難免,關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚奶幚碛龅降?/p>