机械装置包装机推包机构设计Word格式.docx

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图1

功能分析:

为使包装机推头完成规定的进给回程路线及运动规律,需将其运动功能分成两部分。

1.推头有直线进给运动,且有急回特性,为此需设计进给机构。

2.推头回程时有低头运动,为此需设计升降机构。

3.为完成规定路线,需使进给与升降联动,故需有连结机构。

机构选用:

功能

执行机构

工艺动作

进给

推头

急回进给

转动导杆

摇杆

升降

回程低头

——

凸轮

 

1.2工作原理以及工艺动作流程图

推包系统

推头平推至包装工作台

包装机推包机构运动

回程系统

推头平推—水平退回—下降—降位退回—上升复位”的运动。

二、传动方案

2.1传动方案的拟定及电动选择:

传动机构一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成如图:

1——电动机   2——齿轮联轴器 3——减速器

2.1.1电动机的选择:

选择电机类型:

 电动机是机器中运动和动力的来源,其种类很多,有电动机、内机、蒸汽机、水轮机、气轮机、液动机等。

电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易,一般机械上大多数是均采用电动机驱动。

电动机已经是系列化了,通常由专门的工厂按标准系列成批或大量生产。

机械设计中应根据工作的载荷、工作的要求、工作的环境、安装的要求及尺寸、重量有无特殊限制等条件,从产品目录中选择电动机的类型和结构形式、容量和转速,确定具体的型号。

择电动机的类型和结构型式。

生产的单位一般用三相交流电源,如无特殊的要求(如在较大范围内平稳地调速,经常启动和反转等),通常都采用三相交流异步电动机。

我国已制定了一标准的Y系列是一般用途的全封闭的自扇冷鼠笼型三相异步电动机,适用于不易燃、不易爆、无腐蚀气体和无特殊要求的机械,如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械食品机械等。

由于Y系列还具有启动性好的优点,因此也适合某些对启动转矩要求较高的机械。

三相交流异步电动机根据其额定功率和满载转速的不同,具有系列型号。

为适应不同的安装需要,同一类的电动机结构又制成若干种安装形式。

各类型的电动机的参数和外型及安装尺寸可查手册。

2.1.2选定电动机的容量:

电动机的容量选得合适与否,对电动机的工作和经济性都有影响。

当容量小于工作要求时,电动机不能保证工作装置的正常的工作,或使用电动机因长期的过载而过早损坏;

容量过大则电动机的价格高,能量不能充分利用,且常常不在满载下运行,其效率和功率的因数都较低,造成浪费。

电机的容量的主要由电动机的运行时的发热情况决定,而发热又与其工作情况决定。

工作机所需工作功率

,应由机器工作阻力和运动参数计算得来的,可按下式计算:

其中:

T——工作机的阻力矩,

n——工作机的转速,

传动装置的总效率

组成传动装置的各部分运动副效率之积,即

分别为轴承、齿轮、斜齿轮的传动效率

按推荐的传动比合理范围,取一级传动i1=20-50,二级圆柱直齿轮的传动比i2=4-6,三级圆柱直齿轮的传动比i3=2-4,总的传动范围为40-200.

根据附Ⅱ。

2选择Y系列三相异步电动机

经过综合考虑决定选用Y132S—8型号电动机

考虑减小噪声、振动等方面的要求时,最好选用带传动。

当原动机驱动主动轮时,由于带与带轮间的摩擦(或啮合),便拖动从动轮一起转动,并传递一定动力。

带传动具有结构简单、传动平稳、选价低廉以及缓冲吸振等特点,在近代机械中被广泛应用。

带传动

链传动

但是齿轮传动的制造及安装精度要求高,价格较贵,且不宜用于传动距离过大的场合。

蜗杆传动的传动比大,承载能力较齿轮低,常布置在传动系统的高速级,以获得较小的结构尺寸;

同时,摩擦力大,发热大。

同时蜗杆传动在啮合处有相对滑动。

当滑动速度很大,工作条件不够良好时,会产生较严重的摩擦与磨损,从而引起过分发热,使润滑情况恶化,因而摩擦损失较大,效率低;

根据以上的分析比较,再结合要求的工作条件可以得到,在此采带传动。

据以上分析,我选择的电动机是型号Y160M-4,转速为1440r/min,功率为11kw,功率因数为0.84,效率为88%。

三、主要执行结构方案设计

3.1推送回程机构

3.1.1推头左右运动

方案a:

1轴承2推头3凸轮

a方案所采用推送机构是如图所示的类似于曲柄滑块机构。

其主要由凸轮和推头组成。

该机构运动时,凸轮逆时针转动,带动推头运动,实现推头的左右来回的动作。

方案b:

方案a采用的是曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构的组合,优点是机构的稳定性好,可以实现所需的各种要求,产生的压力也大。

曲柄运动带动推头完成各种动作。

综上所述,b方案明显优于a方案,所以推头采用b方案的设计。

3.1.2推头上下运动

方案a

方案a所采用机构是如图所示的凸轮机构。

其主要由凸轮和推头串联而成。

该机构运动时,凸轮逆时针转动,带动推头运动,实现压和停歇的动作。

方案b采用曲柄来带动从动件来实现运动。

当凸轮顺时针转动时,带动推头完成所需的各种动作。

此方案结构简单,不过这个有个缺点,就是它没有急回运动,此机构满足所需的要求,但工作效率不是很高,所以不是很理想。

该运动所需的时间长,从简便等各个方面的因素考虑,

3.2传动装置

3.2.1蜗杆传动

图2蜗杆传动

3.2.2直齿轮啮合传动

图3直齿轮啮合传动

3.3机械系统运动转换功能

根据执行构件的运动形式,绘制机械系统运动转换功能,如图6-1所示

减速2推头左右运动

电动机减速1

运动分支

减速2推头上下运动

图4

四、机械运动系统设计方案拟定

4.1拟定的方案:

在第三章中,我已经分析了a,b两个方案的各构件的功能特点。

根据分析和他们各自的工作原理。

现在对它们进行最佳组合。

如图:

1滑块机构

2推头

3凸轮

4电动机

5凸轮机构

如下图

2推头

3凸轮

4传动装置

5凸轮机构

6电动机

显而易见,综上所评方案a为最佳方案。

五、系统设计数据处理

5.1方案a的数据处理

1滑块机构

4电动机

设计数据如下:

转动比公式:

i12=n1/n2

(1)每5-6s包装一个工件.

(2).行程速比系数K在1.2-1.5范围内.

(3)推头由低位退回

(4)驱动电机的功率为11KW,1450r/min。

5.1.1机械循环图的确定

A.确定机械运动循环时间:

T=1/Q

式中Q表示生产率Q=10个/分,则

T=1/Q=60/10=6S

B:

确定各个执行构件的简化运动线路图如下图

推头

090180270360

C:

确定凸轮的大小:

凸轮的基圆半径R:

70mm,从动件的最大位移为35mm

5.1.2传动装置的设计:

i12=n1/n2

i12=w1/w2=960*6/60=96

即从电动机里传出的转速要减小96倍,传到机构上,才可以实现所需的运动

5.2传动机构的尺寸设计及数据处理

图5

1,2,3,5——传动齿轮,4---蜗杆齿轮

(二)计算传动装置的总传动比及分配各级传动比

在前面的方案设计中已确定此次设计的减速器为齿轮传动,并且采用展开式传动。

分配原则:

1、使各级的传动的承载能力大致相同(齿面的接触强度大致相等)。

2、使减速器能获得最小的外形尺寸和重量。

3、使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等,润滑方便。

选用减速器为三级传动,先经过三级减速后,再经过分流得到轧辊所需要的转速和方向,经过综合考虑选得

名称

模数

齿数

半径

转速r/min

齿轮1

5

48

192

1450

齿轮2

32

128

967

齿轮3

16

64

齿轮5

96

15

蜗杆4

1

30

5.3成品的尺寸设计

包装尺寸(mm):

长×

宽×

高810×

1650×

1300

重量:

150kg

六、设计小结

通过这两周对推包机的设计,加深了对这门课程的理解.在设计的过程中,对各机构的运动,组成,图示的绘画等都有了进一步的了解。

机械学作为一门基础学科,内容涉及面广,它与我们现在学习的多种学科,联系紧密,它的综合性更强。

通过这次设计让我们对所学知识有了更深的理解,并初步体会到对实际的应用,同时在设计过程中感到非常有趣!

参考文献

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