完整word版哈工大机械原理课设Word文件下载.docx

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一、题目要求

棒料输送布料装置（方案1）功能描述如下图所示棒料输送线。

料斗中分别装有直径35mm，长度150mm的钢料和铜料。

在输送线上按照下图所示的规律布置棒料。

原动机转速为1430r/min，每分钟布置棒料50,80,110块，分3档可以调节。

二、机械系统运动功能图

经分析可知，钢料和铜料分两个步骤放置，首先钢料放置，铜料不动，之后钢料和铜料同时放置即可满足如图所示棒料布置规律。

所以可以有如下运动功能图。

机械系统运动功能图

钢料开关

放料

停车

铜料开关

工作台

移动

三、机械系统运动功能分析

布料装置由一台原动机驱动，有三个执行构件（钢料控制开关，铜料控制开关，工作台）协调工作。

布料装置的运动传递路径如图所示

主传动链分析：

如题所述，布料装置需要每分钟布料50,80,110块，而原动机转速为1430r/min，这就需要在运动当中添加减速装置和换挡装置。

（1）原动机运动功能

题中所给电动机的转速为n=1430r/min，因此棒料输送线布料装置原动机的运动功能单元表达符号如图所示。

（2）过载保护功能

原动机与传动部分之间需要一个过载保护单元，以便在过载时保护机床免受破坏。

多数情况下，这一过载保护功能单元同时还具有减速功能（i>

1），因此，其符号表达如图所示。

（3）主传动链减速运动功能

每分钟布置棒料50,80,110块，需要执行构件转速分别为50r/min，80r/min，110r/min。

因此，由原动机到执行机构的运动传递需要减速，其减速比分别为

该机械传动部分的运动单元表达符号如图所示。

（4）转向机构

因为原动机的转动方向和控制开关的转动方向为垂直所以需要一对圆锥齿轮来改变转动方向。

（5）布料装置开关的运动

由于开关采用缺口圆片制成，所以无须考虑间歇机构，控制圆片旋转即可控制钢料与铜料的下落。

符号表达如图所示。

综上可以画出主传动链的运动功能系统图

辅传动链分析：

根据系统运动功能图分析，钢料布料一次完成后工作台进给一个料斗，钢料和铜料同时布料完成后工作台进给两个料斗，进给后分别有一个短暂的停车环节以便布料。

所以工作台做间歇直线运动。

（1）工作台运动驱动机构的运动功能

工作台运动驱动机构的输出运动是单向直线间歇运动，其输入运动是间歇转动，可以采用皮带传动实现这种转换功能，其运动功能表达符号如图所示。

（2）间歇转动的实现

间歇转动可以通过槽轮实现，输入运动是连续转动，其运动功能表达符号如图所示。

棒料输送线布料装置的运动功能系统图

四、系统运动方案拟定

（1）原动机

带传动机构具有传动可靠、结构简单、安装方便、制造成本低等优点。

在对尺寸要求不严格、传动精度不高的棒料输送线布料装置中，可以选用带传动机构满足过载保护的功能。

（3）减速功能（有级变速）

变速装置可以采用变速齿轮组合来实现，利用不同齿数的同轴齿轮与另一组对应的同轴齿轮相互啮合来进行变速控制。

变速比率为正在啮合的齿轮的传动比。

（4）运动分支功能

运动分支功能与过载保护功能均采用皮带轮传动，主动轮和从动轮的直径相同就可以将运动分为两支。

（5）转向机构

因为原动机与控制开关和工作台的转向不在同一平面上所以需要更改传动方向。

锥齿轮可以用来更改传动方向。

（6）布料装置开关

布料装置开关采用缺口的圆盘制成，当缺口正对着棒料下侧时就会有钢料或者铜料落下，进入工作台上的料斗上，实现一次布料。

又钢料和铜料的布料频率不同，每布两块钢料才会布一块铜料，在钢料圆盘和铜料圆盘转速相同的情况下，需要使钢料圆盘缺口数是铜料圆盘缺口数的2倍，这里钢料圆盘选择有2个缺口，铜料圆盘选择有1个缺口。

如下图所示。

（7）间歇转动的实现

能够实现间歇转动的机构有棘轮，槽轮，不完全齿轮等，这里选择槽轮来实现间歇转动。

（8）工作台运动驱动机构

工作台所做为直线运动所以采用带传动方式实现该运动。

五、机械系统运动尺寸

根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为高度和角度变位齿轮，其齿数：

；

它们的齿顶高系数=1，径向间隙系数=0.25，分度圆压力角=20°

，实际中心距=52mm。

序号

项目

代号

计算公式及计算结果

1

齿数

齿轮5

9

齿轮6

64

2

模数

3

压力角

200

4

齿顶高系数

5

顶隙系数

0.25

6

标准中心距

73

7

实际中心距

8

啮合角

20°

变位系数

0.50

-0.50

10

齿顶高

11

齿根高

3.5

12

分度圆直径

18

128

13

齿顶圆直径

24

14

齿根圆直径

15

121

齿顶圆压力角

45.1°

°

16

重合度

ε

1.39

齿轮7

齿轮8

59

72

22.1°

1.44

2.5

26

32.12

122

23.12

113

40.45°

24.6°

齿轮9

17

齿轮10

56

20°

0.5

-0.5

1

34

112

40

114

31

105

36.99°

22.6°

1.52

圆锥齿轮参数

齿轮11

21

齿轮12

分度圆锥角

45°

63

锥距

44.55

3.75

67.24

57.70

当量齿数

29.70

当量齿轮齿顶圆压力角

29.5°

齿轮15

齿轮16

51

36.06

55.24

45.70

24.04

31.7°

皮带轮1直径50mm，皮带轮2直径200mm。

皮带轮3直径100mm，皮带轮4直径100mm。

皮带轮13直径254.6mm，皮带轮14直径254.6mm。

槽轮尺寸：

槽数为4，槽间角90°

，槽轮每次转位时拨盘转交为90°

和180°

，圆销数为3，圆销半径10mm。

六、机械系统运动简图

七、机械系统实际运动循环图

槽轮0°

0°

90°

270°

360°

~360°

540°

630°