块状物品推送机的机构综合与结构设计.docx

块状物品推送机的机构综合与结构设计.docx

《块状物品推送机的机构综合与结构设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《块状物品推送机的机构综合与结构设计.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

块状物品推送机的机构综合与结构设计

机电工程学院

《块状物品推送机课程设计》

说明书

课题名称：

块状物品推送机的机构综合与结构设计

学生姓名：

学号：

专业：

机械设计班级：

成绩：

指导教师签字：

2013年

12月

21日

设计内容

计算说明

结论

1设计题目及其要求

一、设计题目

在自动包裹机的包装作业过程中，经常需要将物品从前一工序转送到下一工序。

现要求设计一用于糖果、香皂等包裹机中的物品推送机，将块状物品从一位置向上推送到所需的另一位置，如图6－2所示。

二、设计数据与要求

1.      向上推送距离H=80mm，生产率为每分钟推送物品100件；

2.      推送机的原动机为同步转速为3000转/分的三相交流电动机，通过减速装置带动执行机构主动件等速转动；

3.      由物品处于最低位置时开始，当执行机构主动件转过1500时，推杆从最低位置运动到最高位置；当主动件再转过1200时，推杆从最高位置又回到最低位置；最后当主动件再转过900时，推杆在最低位置停留不动； 图2

4.      设推杆在上升运动过程中，推杆所受的物品重力和摩擦力为常数，其值为500N；设推杆在下降运动过程中，推杆所受的摩擦力为常数，其值为100N；            图6－2推送机工作要求

5.      使用寿命10年，每年300工作日，每日工作16小时；

6.      在满足行程的条件下，要求推送机的效率高（推程最大压力角小于350），结构紧凑，振动噪声小

三、设计任务

1.   至少提出三种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行机构综合；

2.   确定电动机的功率与满载转速；

3.   设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制推送机的机构运动简图；

4.   在假设电动机等速运动的条件下，绘制推杆在一个运动周期中位移、速度和加速度变化曲线；

5.   如果希望执行机构主动件的速度波动系数小于3%，求应在执行机构主动件轴上加多大转动惯量的飞轮；

6.   进行推送机减速系统的结构设计，绘制其装配图和两张零件图；

7.   编写课程设计说明书

2题目分析

 方案一：

连杆机构 图1所示的连杆机构由曲柄摇杆机构ABCD与曲柄滑块机构GHK通过连杆EF相联组合而成。

连杆BC上E点的轨迹，在

部分近似呈以F点为圆心的圆弧形，因此，杆FG在图示位置有一段时间实现近似停歇。

图1

方案二：

凸轮机构 图2所示的凸轮机构，由凸轮、从动件、和机架三个基本构件组成，能使从动件获得较复杂的动动规律，因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时只根据从动件的运动规律来设计轮廓曲线就可以了。

图2

由于物品从低处运动至最高处，且有较大的停歇角，故选择方案二。

其传送机构简图如上

3设计

1、减速系统的设计

本机构原动件为一高速电动机，其同步转速为3000r/min,但我们所需要的是转速是100r/min,所以要减速，对于减速装置我们采用的是皮带加齿轮的方法。

第一级降速是用皮带减速，减为500r/min,第二级采用齿轮减速至100r/min.

2、电动机的选择

根据设计要求，所选用的电动机型号为Y90S-2,额定功率为1.5KW，转速为2840r/min

总传动比为

分配传动比，采用二级减速器，第一级减至500r/min，第二级减至100r/min，故选择传动比分别为5.68和5

3、带轮的选择

1、设计功率

2、选择V带型号

根据计算功率及小带轮转速选择Z型V带

3、确定小带轮基准直径

和

=

=

选取标准值

故符合要求

4、确定中心距a和v带的基准长度

初定中心距

选择

V带基准长度

=

=

选取接近基准长度

5、实际中心距

故

6、小带轮包角

符合要求

7、确定V带根数Z

取

8、确定初拉力

9、计算作用在带轮轴上的压力

4、齿轮的选择

传递的功率为

小齿轮转速为

传动比为

1、确定材料及许用应力

小齿轮用45钢调质，齿面硬度为197－286Mpa

大齿轮用45钢正火，齿面硬度为156－217Mpa

取SH=1.25,SF=1.6

2、按齿面接触疲劳强度设计

该齿轮按8级精度制造，载荷系数K=1齿宽系数

小齿轮上转矩为

取

取齿数

模数

取标准值Z=4

齿宽

取

则

3、验证轮齿弯曲强度

齿形系数

4、齿轮圆周速度

故选择8级精度制造是合适的

5、轴的设计

轴的选材：

因为是一般用轴，所以选材料为45钢，调质，查《机械设计基础》表16-1，查取

查《机械设计基础》表16-4，因为是碳素钢，所以取许用弯曲应力

查《机械设计基础》表16-3，因为是45钢，所以查取[

]＝30－40Mpa,C=118－107

1）高速轴的设计

按纯扭转强度估算轴径（最小轴径）：

考虑到轴的最小处要安装联轴器，增大3%－5%，故取

选联轴器的型号为TL5，轴承为7205C

2）中速轴的设计

取

3）低速轴的设计

取

6、凸轮的设计

从动件的运动规律遵循二次多项式动运规律

推程运动角为

回程运动角为

远休止角为

近休止角为

转速为

推程前半段：

推程后半段：

回程前半段：

回程后半段：

近休止段：

S=0,V=0.a=0

求得轮廓曲线各点的坐标公式如下：

代入各已知条件用EXCEL求解，得轮郭曲线图和各阶段运动图

从动件各段运动图如下：

7、飞轮转动惯量JF的近似计算：

设计所飞轮的JF应满足：

δ≤[δ]＝0.03，即：

δ=△Wmax/[（Je+JF）]

≤[δ]得：

JF≥△Wmax/（[δ]）

－Je

一般情况下，Je<

JF≥△Wmax/（[δ]

）

用转速n表示：

JF≥900△Wmax/

4总结

设计内容

计算说明

结论

6总结