塊狀物品推送機設計說明書

.../機械原理課程設計題目：塊狀物品推送機班級：2012級機械設計制造及其自動化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教師：康輝梅工程與設計學院20XX6月12日目錄分工明細………………3一.設計任務書………………………41．設計題目…………42.設計條件及要求…………………43.設計任務…………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)…………7凸輪設計…………7帶傳動……………8蝸輪蝸桿…………9減速系統(tǒng)設計……………………9電動機性能要求…………………10電動機的功率及滿載轉(zhuǎn)速分析…………………10四．滾子從動件各個階段相關方程………………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………………………21分工明細：組長：胡鑫亮方案設計：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．設計任務書設計題目：塊狀物品推送機設計條件及要求：1.向上推送距離：120mm。生產(chǎn)率：120件/min2.原動機為同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的三相交流電動機。通過減速裝置帶動執(zhí)行機構主動件等速轉(zhuǎn)動。3.由物品處于最低位置時開始,當執(zhí)行機構主動件轉(zhuǎn)過150°時,推桿從最低位置運動到最高位置；當主動件在轉(zhuǎn)過120°時,推桿從最高位置又回到最低位置；最后當主動件再轉(zhuǎn)過90°時,推桿在最低位置停留不動。4.設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,要求推送機的效率高<推程最大壓力角小于35°>,結(jié)構緊湊,振動噪聲小。設計任務1．至少提出三種運動方案,然后進行方案分析評比,選出一種運動方案進行機構綜合；2．確定電動機的功率與滿載轉(zhuǎn)速；3．設計傳動系統(tǒng)中各機構的運動尺寸,繪制推送機的機構運動簡圖；4．在假設電動機等速運動的條件下,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．編寫課程設計說明書。二．方案選擇方案一凸輪-連桿組合機構：實現(xiàn)行程放大功能,在水平面得推送任務中,優(yōu)勢較明顯,但在垂直面中就會與機架產(chǎn)生摩擦,加上凸輪與擺桿和擺桿與齒條的摩擦,積累起來摩擦會很大造成效率較低。方案二凸輪機構: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,機構磨損較為嚴重,穩(wěn)定性能差且效率不高,不能滿足設計要求。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,利用凸輪機構回轉(zhuǎn)運動,使得效率較高并且運動精確穩(wěn)定效應迅速,可使推桿有確定的運動。三．基本參數(shù)1.凸輪設計偏心距e=0,基圓半徑r0根據(jù)機械原理書上用解析法設計凸輪輪廓線的實質(zhì)是建立凸輪輪廓線的數(shù)學方程式。已知偏距e,基圓半徑r,從動件的運動規(guī)律s＝s<δ>,則理論凸輪輪廓曲線方程：x理論=<s+s0>sinδ+esinδ,y=<s+s0>cosδ-e而實際凸輪的曲線方程：xp=x+rrdy/dx2以此作為程序編制基礎算法,然后明確程序編制需要哪些變量,利用MATLAB中相關函數(shù)進行計算,求出需要設計的理論,實際凸輪的輪廓曲線,并且利用PLOT函數(shù)進行畫圖,把從動件加速度,速度,位移進行畫出來,并生成一個小型的動畫,進行凸輪與滾子推桿從動件之間運動規(guī)律的仿真設計。2.帶傳動平帶輪技術參數(shù)<1>選定帶型和基準直徑設計功率Pd<KW>：5帶型：膠帆布平帶工況系數(shù)：1.0小帶輪基準直徑dd1<mm>:140大帶輪基準直徑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α:171.98包角修正系數(shù)Ka:0.973.蝸輪蝸桿蝸桿傳動設計報告<1>設計參數(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:2.44法向壓力角αn:20導程角γ:12.58基圓柱導程角βb:0.414．減速系統(tǒng)設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：傳動機構簡單、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.電動機的性能要求推送機的原動件為同步轉(zhuǎn)速為3000ｒ/min的三相交流電動機,通過減速裝置帶動執(zhí)行機構主動件等速轉(zhuǎn)動。電機與減速器的連接采用平帶連接。然后再用齒輪減速6.電動機的功率及滿載轉(zhuǎn)速分析電動機效率η1=73%單頭蝸桿傳動效率η2=75%V帶傳送效率η3=96%凸輪傳動效率η4=93%移動副傳動效率η5=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機構總效率η=η1*η2*η3*η4*η5=0.415機構驅(qū)動力功率p2=p1/η=0.3764J/s=1.289kw電機功率應確定為1.8kw;四．滾子從動件各個階段相關方程滾子從動件各個階段相關方程推程等加速段：0≤φ≤Φ2既0°-75根據(jù)：S=2hΦ2φ2,v=S=2x2/1875,v=4x/1875,a=4/1875。推程等減速：Φ2≤φ≤Φ,即75°-150°根據(jù)：s=h-2hΦ2(Φ-φ)2,v=4hωΦ<s=120-<150-x>2/1875,v=4hΦ2<Φ-當處于遠休止：既h=120,v=0,a=0.回程簡諧運動：Φ+Φs≤φ≤Φ+Φs+Φ‘,即160≤S=h2[1+cosπΦ'<φ-Φ-Φs>],V=-hπω2Φsina=-hπ2ω22Φ'2處于近休止：Φ+Φs+Φs'≤φ≤2π,即250≤s=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>sinδ+esinδ,y=<s+s0>cosδxp=x+rrdy/dx2+電動機等速運動的條件下,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/delta01^2;v1=4*h*tan1*hd/<delta01*hd>^2;a1=4/1875;tan2=delta01/2:pi/75:delta01;s2=h-2*h*<delta01-tan2>.^2/delta01^2;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>/<delta03*hd>^2;tan5=n3:pi/75:n;s5=0;v5=0;a5=0;figure<1>;holdon;gridon;title<'凸輪從動件位移'>;xlabel<'x/mm'>;ylabel<'y/mm'>;plot<[-<r0+h-40><r0+h>],[00],'k'>;plot<[0,0],[-<r0+h><r0+rr>],'k'>;plot<tan1,s1,'r',tan2,s2,'r',tan3,s3,'r',tan4,s4,'r',tan5,s5,'r'>;figure<2>;title<'凸輪從動件速度'>;holdon;gridon;xlabel<'x/mm'>;ylabel<'y/mm'>;plot<[-<r0+h-40><r0+h>],[00],'k'>;plot<[0,0],[-<r0+h><r0+rr>],'k'>;plot<tan1,v1,'r',tan2,v2,'r',tan3,v3,'r',tan4,v4,'r',tan5,v5,'r'>;figure<3>;title<'凸輪從動件加速度'>;holdon;gridon;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',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)我們的課程設計終于完成了,在這次課程設計中我學到得不僅是專業(yè)的知識,還有的是如何進行團隊的合作,因為任何一個作品都不可能由單獨某一個人來完成,它必然是團隊成員的細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,并認真調(diào)試它們之間的運動關系之后形成一個完美的作品。這次課程設計,由于理論知識的不足,再加上平時沒有什么設計經(jīng)驗,一開始的時候有些手忙腳亂,不知從何入手。在設計過程中,我通過查閱大量有關資料,與同學交流經(jīng)驗和自學,并向老師請教等方式,使自己學到了不少知識,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,相信會對今后的學習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。雖然這個設計做的可能不太好,但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富,使我終身受益。在這次課程設計中也使我們的同學關系更進一步了,同學之間互相幫助,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。在這種相互協(xié)調(diào)合