课程设计鞭炮插引机讲解Word文档下载推荐.docx
《课程设计鞭炮插引机讲解Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计鞭炮插引机讲解Word文档下载推荐.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第二章：
课程设计任务和参数要求·
4
2-1原始数据以及设计要求·
2-2设计任务·
4
2-3设计提示·
5
第三章：
工作原理和工艺动分解·
6
3-1各构件的运动形式·
6
3.2根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图·
7
第四章:
设计的基本原理和方案的提出·
9
4-1运动方案的选择·
4-2机器工作部件的运动循环图的绘制·
12
4-3原动机的选择和传动系统的选择·
14
4-4原动系统功能分解·
16
4-5切引刀凸轮机构的尺度设计·
18
4-6压引板凸轮机构尺度设计·
19
4-7槽轮机构的尺寸设计·
20
第五章设计总结·
23
第一章:
机构的工作原理和工作过程
鞭炮插引机的动作执行构件有双胶辊、切引刀、压引板和送料板等，各工作要求实现的运动形式如下图所示。
原动机通过传动系统将动力传递给双胶辊，双胶辊对滚压紧线并使引线向下间歇进给，达到进给量L后，切引刀切断引线。
在这一过程中送料板不东，然后送料板进给位移S，切引刀往左回摆或移动，为给下一排鞭炮插引线作准备。
图1-1鞭炮插引机结构示意图
课程设计任务和参数要求
2-1原始数据以及设计要求
引线进给量L与鞭炮的引线长度相等，送料板的位移S和鞭炮的外径D之间的关系约为:
S=0.866D。
为了提高生产效率，每13个鞭炮连成一排进行盘鞭，每个工作循环为一排鞭炮插引。
要求达到的性能参数见下表。
2-2设计任务
（1）设计该鞭炮插引机的工作部件使双胶辊、切引刀、压引板和送料板实现上述运动形式，并达到性能参数的要求。
（2）绘制机器工作部件的运动循环图。
（3）自选原动机，拟定传动系统总体方案。
一般应包括带传动、齿轮或蜗杆传动等，绘制机器传动系统方案简图
（4）分配各级传动的传动比，确定各级传动的基本参数，设计计算出几何尺寸。
（5）设计工作部件中的凸轮机构。
确定运动规律，选定基圆半径，绘制凸轮的轮廓曲线，并校核最大压力角和最小曲率半径。
（6）设计工作部件中的连杆机构。
确定各构件的结构尺寸和执行构件的运动参数。
（7）设计工作部件中的间歇运动机构。
（8）建立工作部件的运动模型并进行运动仿真分析（选作）
2-3设计提示
（1）由于双胶辊将引线向下送到要求的长度后才切断，切断的时候不能送进引线。
因此需要间歇运动机构使双胶辊间歇转动。
为减小外形结构尺寸，可采用不完全齿轮机构实现。
（2）引线切割之后，为了保证引线能够准确到达炮心位置，需要压引压紧引线并送达指定位置向外向上回退。
向下送引的位移约为8～15mm，同学们可在该范围中自己确定。
（3）切引机构、送料机构可考虑用凸轮机构或组合机构实现。
第三章工作原理和工艺动作分解
根据数据和参数的要求，该机械的应有的工艺过程是，机构应由双胶辊、切引刀、压引板和送料板的运动组成。
3-1各构件的运动形式
双胶辊，每一个运动周期的开始转动一定角度将引线进给35mm，做间歇运动，其运动规律如图3.11所示：
图3.11双胶辊运动循环图
切引刀，引线向下进给达到指定位置并且压引板压紧引线后，切引刀切断引线，之后压引板压紧引线插入鞭炮。
其运动规律如图3.12所示：
图3.12切引刀运动循环图
压引板，引线向下进给后，压引板水平方向正向进给5mm压紧引线，切引刀切断引线后再竖直向下进给10mm，使引线插入鞭炮，之后水平负方向退回5mm，再竖直向上进给10mm，准备下一个运动周期的循环。
其运动规律如图3.13所示：
图3.13压引板运动循环图
送料板，压引板将引线插进鞭炮并松开引线后，水平进给S=3.464mm。
其运动规律如图3.14所示：
图3.14送料板运动循环图
3-2根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图
根据以上分析，拟定鞭炮插引机运动循环图如图2-1所示，制定运动循环图的目的是确定鞭炮插引机各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。
图3.21鞭炮插引机运动循环图
设计的基本原理和方案的提出
4-1运动方案的选择
4.11双胶辊的机构方案
由于双胶辊将引线向下送到要求的长度后才切断，切断的时候不能送进给线。
因此需要间歇运动机构使双胶辊间歇运动。
这里有两种方案一种是不完全齿轮机构（见图4.11）来使双胶辊间歇运动，另一种是通过槽轮机构（见图4.12）来实现双胶辊的间歇运动。
图4.11不完全齿轮机构
图4.12普通外槽轮机构
4.12切引刀的机构方案
切引刀是通过来回摆动或移动来切断引线，因此采用凸轮机构和杆组来实现。
由以上切引刀的工艺动作分解可知切引刀机构需要实现间歇性的往复摆动运动，根据要求拟定如下三种方案，如图4.13采用凸轮机构和杆组来实现，如图4.14运用导杆机构也可以实现，和凸轮机构来实现来回摆动来切断引线如图4.15。
图4.13凸轮杆组机构
图4.14导杆机构
图4.15凸轮机构
4.13压引板的机构方案
为了保证引线能够准确到达炮心位置，所以采用两个凸轮机构来实现个控制上下移动，一个控制向外、向内移动（如图4.16所示）。
图4.16组合的凸轮机构
4.14送料板机构的方案
送料机构需要实现间歇性的单向进给运动，根据要求拟定如下三种方案，一种是棘轮齿条机构可以保证鞭炮间接性单向进给运动（如图2.17）第二种就是是不完全齿轮机（见图2.11），第三种是通过槽轮机构（见图2.12）来实现送料机构的间歇性的单向进给运动。
图4.17棘轮齿条机构
4-2机器工作部件的运动循环图的绘制
4.21绘制机器运动方案图
（1）机器运动运动简图方案一：
图4.21方案一
（2）机器运动运动简图方案二：
图4.22方案二
（3）机器运动运动简图方案三：
图4.23方案三
其他的方案把送料板机构和双胶辊机构换成以上的各个部件的方案
4.22器运动部件方案选择
双绞辊机构选择比较
为不完全齿轮机构可设计（或选取）的参数较多，如两轮圆周上设想布满齿时的齿数z1、z2；
主、从动轮上锁止弧的数目M、N；
及锁止弧间的齿数
、
等均可在相当宽广的范围内自由选取。
因而标志间歇运动特性的各参数，如主动轮每转一周从动轮停歇的次数、从动轮每转一周停歇的次数、每次运动转过的角度、每次停歇的时间长短等，允许调整的幅度比槽轮机构大得多，故设计比较灵活。
不完全齿轮机构和普通齿轮机构的区别，不仅在轮齿的分布上，而且在啮合传动中，当首齿进入啮合及末齿退出啮合过程中，轮齿并非在实际啮合线上啮合，因而在此期间不能保证定传动比传动。
由于从动轮每次转动开始和终止时，角速度有突变，故存在刚性冲击。
相比之下，槽轮机构构造简单，外形尺寸小，机械效率高，运动平稳，柔性冲击。
因此选用槽轮机构。
切引刀机构选择比较
曲柄滑块运动空间较大，无间歇运动，消耗功率较大，而且如果切引刀持续工作对于生产安全不利。
如果选用凸轮机构，动量较小，消耗功率较小，结构简单，所需工作空间较小而且传递机械效率效果较好。
所以选用凸轮机构。
送料机构选择比较
棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠，并且棘轮的转角可以根据需要进行调节等优点。
缺点是：
传动力小、工作时有冲击和燥声。
槽轮机构的优点是：
结构简单、工作可靠、机械效率高。
制造与装配精度要求高、转角大小不能调节。
然而传送带所需的动停比为1:
3，且每分钟做60周期循环，选用棘轮使其告诉运动可能影响传动精确度，相比之下槽轮运行更为稳定，选用槽轮更合适。
从以上来看为了更好地保证鞭炮插引机的工作选择方案二比较合适。
4-3原动机的选择和传动系统的选择
4.31原动机的选择
（1）原动机的分类原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类
①一次原动机此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，因此称为一次原动机。
属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机和燃汽机等。
②二次原动机此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转变为机能，因此称为二次原动机。
属于此类原动机的有电动机，液压马达，气压马达，汽缸和液压缸等。
（2）选择原动机时需考虑的因素
①考虑现场能源的供应情况。
②考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。
③考虑工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳，调速和控制等方面的要求。
④考虑工作环境的影响。
⑤考虑工作可靠，操作简易，维修方便。
⑥为了提高机械系统的经济效益，须考虑经济成本：
包括初始成本和运转维护成本。
综上所述，在鞭炮插引机中最益选择二次原动机中的电动机作为原动件。
4.32原动机的选择和工作原理
（1）传动机构的作用
①把原动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力。
②把原动机输出的速度降低或提高，以适应执行机构的需要。
③用原动机进行调速不经济和不可能时，采用变速传动来满足执行机构经常调要求
④把原动机输出的等速回转运动转变
⑤实现由一个或多个动力机驱动或若干个速度相同或不同的执行机构。
⑥由于受机体的外形，尺寸的限制，或为了安全和操作方便，执行机构
⑦不宜与原动机直接连接时，也需要用传动装置来联接。
（2）原动机构选择的原则
①对于小功率传动，应在考虑满足性能的需要下，选用结构简单的传动装置，尽可能降低初始费用。
②对大功率传动，应优先考虑传动的效率，节约能源，降低运转费用和维修费用。
③当执行机构要求变速时，若能与动力机调速比相适应，可直接连接或采用定传动比的传动装置；
当执行机构要求变速范围大。
用动力机调速不能满足机械特性和经济性要求时，则应采用变传动比传动；
除执行机构要求连续变速外，尽量采用有级变速。
④执行机构上载荷变化频繁，且可能出现过载，这时应加过载保护装置。
⑤主、从动轴要求同步时，应采用无滑动的传动装置。
⑥动装置的选用必须与制造水平相适应，尽可能选用专业厂生产的标准的传动装置，加减速器，变速器和无级变速器等。
4-4原动系统功能分解
4.41功能分解为以下几个部件
（1）双胶辊：
电动机开动后通过轴带动双胶辊滚动，双胶辊然后带动引线运动使引线到达导引板下面。
（2）切引机构：
引线向下到达一定长度后，切引刀通过来回运动切断引线
。
（3）压引板：
引线切断之后，压引板压紧引线并送达指定位置向外、向上回退。
（4）送料机构：
送料板通过进给位移S到达指定位置。
等压引板回退时再进给位移S给下一排鞭炮插引线作准备。
4.42原动系统的方案和简图
传动系统，一般包括皮带传动、齿轮传动或者涡杆传动等，机器传动系统所以有以下几个方案：
首先我们先计算总传动比：
I=n（电动机转速）/60一般电动机的转速为1440r/min
所以I=1440/60=24
（1）方案一：
齿轮传动
第一级采用一级齿轮减速器，传动比为2，第二级采用二级齿轮减速器，传动比为3，第三级采用三级齿轮减速器，传动比为4变速机构如图5—1所示。
图4.41系统变速机构
（2）方案二：
皮带传动和齿轮传动
第一级采用传送带减速器，传动比为4，第二级采用一级齿轮减速器，传动比为6。
图4.42皮带齿轮传动
（3）机器传动方案的选择
方案一和方案二的比较虽然说方案二设计的比较简单，但是方案一和方案二比较传动更加有效率点，而且传动比比较小对机器的损耗较小，所以将采取方案一。
4-5切引刀凸轮机构的尺度设计
切引刀的运动不具高速和大负载，可选用等加等减速运动形式，转速为60r/min，由要求和已知条件可知推程h=50，压力角设置为45°
由切引刀凸轮工艺动作分解得到以下凸轮基本参数：
推程角Φ=50°
远休角Φs=30°
回程角Φ1=50°
近休角Φs1=230°
r0基圆半径
平底宽度l计算
位置确定x，y
r0max=52确定r0=150
l=32.13确定l=33
图4.51引刀凸轮外形
图4.52切引刀凸轮推杆位移
4-6压引板凸轮机构尺度设计
压引板的运动不具高速和大负载，可选用等加等减速运动形式，转速为60r/min，由要求和已知条件可知推程h=30，压力角设置为45°
推程角Φ=30°
远休角Φs=120°
回程角Φ1=30°
近休角Φs1=180°
r0max=33确定r0=200
l=32确定l=33
图4.61压引板凸轮外形
图4.62压引板凸轮推杆位移
4-7槽轮机构的尺寸设计
根据槽轮所需运动条件，形成动停比为1:
3，及相关尺寸，确定槽轮各部分基本尺寸如下：
中心距c=120
拨销与轮槽底部径向间隙
模数m=1
槽轮在槽口出厚度b=4
停休比
圆柱销数k=1
圆销半径RT=8
拨盘角速度w1=2
槽轮运动角2β，
拨盘运动角2ａ，
圆销中心轨迹半径Ｒ1，
槽轮外径Ｒ2，
轮槽深度h，h=R1+R2-C+RT+8=47.08
拨盘回转轴直径d1，d1
槽轮轴直径d2，
拨盘锁止弧张角γ，
锁止弧半径R0，
圆销中心轨迹半径R1与中心距c的比
/2
槽轮角位移
槽轮角速度
槽轮角加速度
Excel表格计算如下：
图4.71槽轮角速度曲线
图4.72槽轮角加速度
第五章设计总结
很惊讶、很欣喜地发现我们竟然把这个鞭炮插引机的课程设计完成了，在完成之前我们还不知道如何下手，在老师的指导、我们不查阅资料和同组之间的相互讨论下慢慢地一步一步的完成了这个课程设计，虽然说不是设计的很完美，但是这是我们在大学期间第一次应用已学过的只是和计算机工具比较全面地、具有实际内容和意义的课程设计，但是对于我们来说这是一份很宝贵的财富，通过本次课程设计，我们更加熟练的掌握了机械原理的相关知识，将课本上所学的到的相关知识熟练应用于生活实际中。
只有通过亲身参与这种课程设计才能更好的了解机械设计中所需要的一些设计常识，积累更多的设计经验，这更有利于我们今后的实际设计工作。
而且通过分组方法设计课题，还让我们懂得了相互帮助，一起解决难题，不仅让我在学识上收获了不少，而且让我们的友谊更在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势…..其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的，出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题。
在设计的过程中，我们提出了很多种方案（比如说切引刀、送料板机构的方案的提出），这锻炼了我们的发散思维，敢于把自己想的联系实际运用于生活中吗，我也希望以后老师多安排一下这样的设计，锻炼锻炼我们的综合能力。
总之这次课程设计让我弥补了我在课堂上知识的欠缺（比如说能够产生间歇性运动的机构不仅仅有不完全齿轮机构、槽轮机构、棘轮机构，还有凸轮式间歇运动机构），本次课程设计让我懂得：
知识必须通过应用才能实现其价值！
参考资料
[1]刘会英.机械原理［Ｍ］.北京：
机械工业出版社,2013.9.1.
[2]邹慧君,殷鸿梁.简谐运动机构设计与应用创新［Ｍ］.机械工业出版社,2008.9.1.
[3]王淑仁.机械原理课程设计［Ｍ］.科学出版社,2006.9.1.
[4]朱理.机械原理［Ｍ］．高等教育出版社,2010.4.1.
升级会员 