精品毕设麦秆打包机课程原理设计说明书Word文档下载推荐.docx
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这样，麦秸将被分隔在两块木版之间并被挤压成长方形。
从料仓侧面留出的空隙中将两根弯成∏型的铁丝穿过两块木版凹槽留出的空洞，在料仓的另一侧将铁丝绞接起来，麦秸即被打包，随后则被推出料仓。
打包机由电动机驱动，经传动装置减速，再通过适当的机构实现滑块和撞板的运动。
传动装置方案建议：
带传动+二级圆柱斜齿轮减速器；
1.3设计条件及设计要求
执行构件的位置和运动尺寸如图所示，当滑块处于极限位置A1和A2时，撞板分别处于极限位置B1和B2，依靠重力将麦秸喂入料仓。
一个工作循环所需时间为T，打包机机构的输入轴转矩为M。
其余尺寸见下表：
T（s）
M（Nm）
l1（mm）
l2（mm）
l3（mm）
l4（mm）
l5（mm）
l6（mm）
1．00
440
300
400
250
800
200
600
说明和要求：
（1）工作条件：
一班制，田间作业，每年使用二个月；
（2）使用年限：
六年；
（3）生产批量：
小批量试生产（十台）；
工作周期T的允许误差为±
3%之内；
1.4设计任务
1、执行机构设计及分析
1）执行机构的选型及其组合
2）拟定执行机构方案，并画出机械传动系统方案示意图
3）画出执行机构的运动循环图
4）执行机构尺寸设计，画出总体机构方案图，确定其基本参数、标明主要尺寸
5）画出执行机构运动简图
6）对执行机构进行运动分析
2、传动装置设计
（1）选择电动机
（2）计算总传动比，并分配传动比
（3）计算各轴的运动和动力参数
3、撰写课程设计说明书
2.1功能分解与工艺动作分解
1）功能分解
为了实现打包机打包的总功能，将功能分解为：
滑块的左右运动，撞板的上下运动。
2）工艺动作过程
要实现上述分功能，有下列工艺动作过程：
（1）滑块向前移动，将草杆向右推。
（2）滑块快速向左移动同时撞板向下运动，将草杆打包。
（3）当撞板向下移动到最大位移处时，滑块也将再次准备向右移动，至此，此机构完成了一个运动循环。
2.2方案选择与分析
1.概念设计
根据以上功能分析，应用概念设计的方法，经过机构系统搜索，可得“形态学矩阵”的组合分类表，如表1所示。
表1组合分类表
滑块左右移动
曲柄导杆机构
曲柄滑块机构
组合机构
连杆机构
撞板上下移动
因滑块左右移动与撞板上下移动可用同一机构完成，故可满足冲床总功能的机械系统运动方案有N个，即N＝2X2X2X2个＝16个。
运用确定机械系统运动方案的原则与方法，来进行方案分析与讨论。
2.方案选择
1）滑块水平移动机构的方案选择
滑块左右运动的主要运动要求：
主动件作回转或摆动运动，从动件（执行构件）作直线左右往复运动，行程中有等速运动段（称工作段），机构有较好的动力特性。
根据功能要求，考虑功能参数（如生产率、生产阻力、行程和行程速比系数等）及约束条件，可以构思出如下能满足从动件（执行构件）作直线左右往复运动的一系列运动方案。
滑块左右运动方案1:
滑块左右运动方案2：
槽轮滑块机构
滑块左右运动方案3:
外凸轮机构
滑块左右运动方案4:
内凸轮机构
滑块左右运动方案5:
滑块左右运动方案6:
三角正弦机构
滑块左右运动方案7：
连杆复合机构
滑块左右运动方案8：
滑块左右运动方案9：
凸轮连杆复合机构
滑块左右运动方案10：
凸轮连杆齿轮齿条复合机构
滑块左右运动方案11：
滑块左右运动方案12：
连杆齿轮齿条复合机构
表2.水平移动执行构件的机构运动方案定性分析
方
案
号
主要性能特征
功能
功能质量
经济适用性
运动变换
增力
加压时间①
一级传动角②
二级传动角
工作平稳性
磨损与变形
效率
复杂性
加工装配难度
成本
运动尺寸
１
满足
无
较短
较小
---
一般
高
简单
易
低
小
２
较短
小
较平稳
剧烈
较高
较复杂
易
３
无
长
较小
有冲击
剧烈
较高
较复杂
较难
大
４
长
一般
５
６
７
强
短
较大
难
８
较强
较大
9
满足
弱
最复杂
最难
高
10
复杂
11
大
较简单
12
注：
①加压时间是指在相同施压距离内，滑块向右移动所用的时间，越长则越有利。
②一级传动角指连杆机构的传动角；
二级传动角指六杆机构或连杆复合机构中后一级机构的传动角。
③评价项目应因机构功能不同而有所不同。
对以上方案初步分析如表2。
从表中的分析结果不难看出，方案1，2，9，10的性显较差；
方案3，4，5，6，7，8，11，12尚可行且有较好综合性能并各自都有特点，这七个方案可作为被选方案，待运动设计，运动分析和动力分析后，通过定量评价选出最优方案。
2）.撞板下压机构方案选择
撞板下压方案1：
撞板下压方案2：
凸轮机构
撞板下压方案3：
撞板下压方案4：
齿轮复合机构
撞板下压方案5：
凸轮复合机构
撞板下压方案6：
撞板下压方案7：
撞板下压方案8：
撞板下压方案9：
齿轮齿条机构
撞板下压方案10：
表3铅垂移动执行构件的机构运动方案定性分析
方
案
号
功能
功能质量
经济适用性
运动变换
加压时间①
一级传动角②
二级传动角
平稳性
磨损与变形
运动效率
复杂性
加工装配难度
成本
运动尺寸
1
2
---
3
较长
4
较好
5
6
7
8
①加压时间是指在相同施压距离内，撞板向下移动所用的时间，越长则越有利。
对以上方案初步分析如表3。
从表中的分析结果不难看出，方案2，4，5，7的性显较差；
方案1，3，6，8，9，10尚可行且有较好综合性能并各自都有特点，这六个方案可作为被选方案，待运动设计，运动分析和动力分析后，通过定量评价选出最优方案。
3.执行机构运动方案的形成
机器中各工作机构都可按前述方法构思出来，并进行评价，从中选出最佳的方案。
将这些机构有机地组合起来，形成一个运动和动作协调配合的机构系统。
为使各执行构件的运动、动作在时间上相互协调配合，各机构的原动件通常由同一构件统一控制。
在选择方案时还需要进行非机械行业的综合考虑，例如机械的市场创新性，市场前瞻性，再开发性等各种各样的因素，这样会大大提高机械的价值和生命期。
通过对上述方案的拼装和组合，和多方因素的考虑，由此可以设计出以下组合方案以供选择。
1）齿轮齿条组合机构
方案说明：
如图1所示，整个机构的动力传输由三个齿轮联合组成，齿轮传动有着高稳定性，可以承受重载和高速载荷等优点，而且结构简单，加工方便易于维护，整体方案相对节省空间。
图1齿轮齿条组合机构
运动说明：
主动曲柄转动，带动摇杆进行摆动，和摇杆同轴的齿轮使底部齿条移动的同时再将运动传给下一级齿轮，而下一级齿轮的运动带动最右边的齿轮开始转动，最右边的齿轮带动第二个齿条进行运动。
2）齿轮连杆组合机构
如图2所示，主动件为齿轮机构，齿轮机构传动稳定，可以承受高速载荷与重载，主动件带动着其它的两个齿轮进行转动，使得整个机构的整转副达到三个，如此多的稳定匀速转动的整转副使得机构的扩展性很强，在这里，运用两种连杆机构配合两个整转副完成打包机所需要的运动，其传动性能好效率高是此种方案的优点，但是这种机构结构相对复杂，维护不便，装配困难，占用空间大，使用成本高是此方案的问题。
主动齿轮转动，使得其它两个齿轮开始转动，而那两个齿轮分别和连杆组成类曲柄滑块机构，完成打包机所需的运动。
3）连杆组合机构
如图3所示，目前此方案综合性能不是很理想，传动性能较差，但是可以将左右移动滑块上方的槽去掉，用一个杆连接直接连接另一个槽的滑块，可以大大改善此机构性能。
图3连杆组合机构
此机构左端的曲柄摇杆机构的摇杆为复合杆，在曲柄工作时摇杆将动力输出给左右运动的滑块，滑块又将动力通过正弦机构传给上下运动的滑块，从而完成打包机所需要的运动。
4）连杆组合机构
此方案传动性能可以满足要求，运动有急回，结构虽简单但紧凑，其全部由连杆组成使得加工与维护容易，成本较低。
图4连杆组合机构
主动杆为一曲柄，它带动从动复合杆做摆动运动，而复合杆的一端带动滑块进行上下运动，另一端带动滑块做左右运动。
5）凸轮连杆组合机构
此方案中由于主动件为凸轮使得此机构不能承受高速载荷，但在低速状态下通过设计凸轮的形状的不同可以达到不同的运动效果，使得机构运动规律比较灵活。
图5）凸轮连杆机构
凸轮带动滚子从动件上下运动，连杆机构将运动分解成打包机所需要的形式。
6）凸轮连杆组合机构
此方案和图9）所示方案性能类似，不同点在于由于主动件变成了齿轮，齿轮所传输的稳定动力使横向移动的滑块运动稳定。
图6）凸轮连杆机构
主动件为齿轮，齿轮上连有凸轮，主动轮转动时凸轮带动摆动从动件使摆杆上下运动，同时主动件将运动又传递给另一个齿轮，另一个齿轮带动连杆推动滑块作左右运动。
7）连杆组合机构
通过两个曲柄摇杆机构，将单向转动变换为两个方向的往复摆动，通过平行四边形机构保证撞板上下运动方向准确，移动副少，机构简单，综合性能好
8）齿轮连杆组合机构
此机构运动稳定，力学性能良好，结构既简单又可以很好的满足打包机的性能要求。
图8）齿轮连杆机构
主动件是使导杆摆动，复合摆杆上有两个滑块，左端的滑块带动齿轮转动，齿轮齿条啮合，齿条带动滑块左右移动，右端的滑块拉动撞板上下运动。
9）齿轮连杆组合机构
此方案力学性能良好，滑块有急回运动，运动结构紧凑层次清晰，而且除了为打包机输出所需的两个运动之外，
图9）齿轮连杆机构
主动杆带动复合杆摆动，复合杆上部用滑块连接齿轮，齿轮带动齿条使撞板上下运动，复合杆下部拉动滑块做左右运动。
10）齿轮连杆机构
其力学性能满足要求，运动结构紧凑层次清晰。
图10）齿轮连杆机构
主动杆带动滑块运动滑块带动连杆是撞板上下移动的同时也带动齿条使齿轮转动，齿轮上的连杆拉动滑块做左右运动。
4．机构组合方案的确定
根据所选方案是否能满足要求的性能指针，结构是否简单、紧凑；
制造是否方便；
成本是否低等选择原则。
经过前述方案评价，采用系统工程评价法进行分析论证，列出下列表格，
表3.总体方案定性分析
性能指针
方案1
方案2
方案3
方案4
方案5
方案6
方案7
方案8
方案9
方案10
运动
性能
运动规律
平稳
急回
任意
运动速度及精度
工
作
工作效率
使用空间
动
力
性
能
承载能力
较低
传力性能
震动与噪声
经济性
加工难度
难
维护难度
较易
能耗大小
使用寿命
结构
机构尺寸
机构重量
重
轻
较重
复杂程度
简单
经过分析，发现方案7最满足设计任务的要求，并且综合性能良好，易于再开发，所以将方案7作为执行机构的最终方案。
2.4执行机构的整体设计1.执行机构设计
①类曲柄-滑块水平冲压机构
②类曲柄—滑块竖直冲压机构
1）滑块左右运动冲压机构的设计:
取极位夹角θ=15°
；
取偏距e=450mm；
LAC1=1738.7mmLAC2=987.9mm
lAB=375.4mm
lBC=1363.3mm
运动线图——位移
运动分析
速度
加速度
运动仿真
2）滑块竖直冲压机构
参照A的位置，选定F点，量取F点到撞板水平距离FQ=870mm，则
摇杆FM的摆角：
LFM=920.13mmψ=38°
LGF=LMH=216.48mmLHN=664.61mm
摇杆摆角ψ作图,量得其角度为75°
LAD=131.13mmLEF=460.06mmLED1=658.65mm
最小传动角∠E1E2P=75°
机构运动示意图
直运动的数据输出Lmin=-75.011mmLmax=529.5029mm
横向运动数据输出Lmin=879.4545mmLmax=1679.4552
三、传动系统方案设计
3.1传动方案设计
传动系统位于原动机和执行系统之间，将原动机的运动和动力传递给执行系统。
除进行功率传递，使执行机构能克服阻力作功外，它还起着如下重要作用：
实现增速、减速或变速传动；
变换运动形式；
进行运动的合成和分解；
实现分路传动和较远距离传动。
传动系统方案设计是机械系统方案设计的重要组成部分。
当完成了执行系统的方案设计和原动机的预选型后，即可根据执行机构所需要的运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计。
在保证实现机器的预期功能的条件下，传动环节应尽量简短，这样可使机构和零件数目少，满足结构简单，尺寸紧凑，降低制造和装配费用，提高机器的效率和传动精度。
根据设计任务书中所规定的功能要求，执行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特性，选择合适的传动装置类型。
根据空间位置、运动和动力传递路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟定传动路线，安排各传动机构的先后顺序，完成从原动机到各执行机构之间的传动系统的总体布置方案。
机械系统的组成为：
原动机→传动系统（装置）→工作机（执行机构）
原动机：
Y系列三相异步电动机；
传动系统（机构）：
常用的减速机构有齿轮传动、行星齿轮传动、蜗杆传动、皮带传动、链轮传动等，根据运动简图的整体布置和各类减速装置的传动特点，选用二级减速。
第一级采用皮带减速，皮带传动为柔性传动，具有超载保护、噪音低、且适用于中心距较大的场合；
第二级采用齿轮减速，因斜齿轮较之直齿轮具有传动平稳，承载能力高等优点，故在减速器中采用斜齿轮传动。
根据运动简图的整体布置确定皮带和齿轮传动的中心距，再根据中心距及机械原理和机械设计的有关知识确定皮带轮的直径和齿轮的齿数。
故传动系统由“V带传动+二级圆柱斜齿轮减速器”组成。
原始资料：
已知工作机（执行机构原动件）主轴：
转速：
T=1（s）则nw=60（r/min）
转矩：
Mb=440（N.m）
3.2电动机的选择
1）选择电动机类型
按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动。
2）选择电动机容量
a．工作轴输出功率：
PW=Mω/1000（KW）
ω=πnW/30=60π/30=6.28（rad/s）
PW=Mω/1000=440*6.28/1000=2.76KW
工作轴——执行机构原动件轴。
b．所需电动机的功率：
Pd=PW/ηa
ηa----由电动机至工作轴的传动总效率
ηa=η带×
η轴承3×
η齿轮2×
η联
查表可得：
对于V带传动:
η带=0.96
对于8级精度的一般齿轮传动：
η齿轮=0.97
对于一对滚动轴承：
η轴承=0.99
对于弹性联轴器：
η联轴器=0.99
则
η联
=0.96×
0.993×
0.972×
0.99
=0.868
∴ Pd=PW/ηa=2.76/0.868=3.18KW
查各种传动的合理传动比范围值得：
V带传动常用传动比范围为i带=2～4，单级圆柱齿轮传动比范围为i齿=3～5，则电动机转速可选范围为
nd=i带×
i齿2×
nW
=（2～4）（3～5）2×
nW
=（18～100）×
=（18～100）×
30
=1084~6000r/min
符合这一转速范围的同步转速有1000r/min、1500r/min和3000r/min，根据容量和转速，由有关手册查出四种适用的电动机型号，因
此有四种传动比方案。
方案
电动机型号
额定功率ped/kw
电动机转速/r/min
电动机质量/kg
传动装置的传动比
同步
满载
总传动比
V带传动
升级会员 