机械原理课程设计---块状物品推送机的机构综合与设计.doc

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1、污必Z丈乂学机械原理课程设计说明书块状物品推送机的机构综合与设计班级：050201001学号：2010301149姓名：郭攀小组成员：刘书敏张磊勾阳张宏涛覃福铁指导老师：王三民、题目说明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，如右图所示1.设计数据与要求：1）向上推送距离H=120mm,生产率为每分钟推送物品120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

2、转过1500时，推杆从最低位萱运动到最高位置；当主动件再转过1200时，推杆从最高位置乂回到最低位置；最后当主动件再转过900时，推杆在最低位置停留不动；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；5）使用寿命10年，每年300工作口，每口工作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。2•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，选岀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

3、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丁3%,求M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。二、方案设计与评价1.方案设计针对此问题我们设计了三种方案，具体方案如下：1）凸轮机构：如图1所示的滚了推杆盘形凸轮机构，可使推杆实现任意的运动规律。_

4、杆组合机构如图3所示的凸轮一连杆组合机构也可以实现行程放大功能总的來说，方案三既简单,三、尺寸设计1.方案评价方案优点缺点—•结构简单、紧凑，便于制造行程较小，不利于物品的推送二齿轮具有良好的耐磨性和稳定性中间的扇形齿比较难加工三制造相对简单，经济性好效率较低行程乂比较大，所以我们选择方案三。针对上述三种方案，我们做了一定的比较，对比如下:AB-1200AC二270A0=300ro=3OOrb^3Q以上单位均为毫米经过程序（见附录）验证，上述参数满足压力角小于35°的要求。1.凸轮形状设计利用上述参数，我们用matlab绘制了凸轮的轮廓图，包括理论廓线和实际丿廓线，图形如下:彩线为理论

5、曲线,黑线为实际轮廓曲线，绿线为基圆四、运动分析1.推杆的运动分析耍尽量减少冲击，所以推杆的运动规律我们选正弦加速度运动规律。其推程时的方程为：s=h［（6/心）-sin（2虜/&）/（2龙）］、v=-cos（2虜//（））］/8{）a=2/ihw2sin（2虜/》（））/回程的方程为：s=灿1-（5/5。）+sin（2虜/5。）/（2兀）］v=/zk{cos（2^/）-1J/>a=-2加w，sin（2虜/况）/爲；此时，h収120,5o=15O°,5o=120°/co=2nn=4tt用matlab绘制的位移、速度、加速度曲线如下:100806040-20-201111111>>00.

6、511.522.533.544.55图4推杆位移吋间曲线图6加速度吋间曲线2.凸轮形状分析根据公式：x=日sin5-7sin(J+0+久)y=acosS-1cos©+0+久)可以绘制出凸轮的理论廓线，根据公式：X=as8-Isin(5+(p+(p{})-rhcos5y=acos5一/cos(5+(p-^-(pQ)-rbsin5可以绘制出凸轮的实际廓线首先用余弓玄定理可以求0o：0o=arccosP[(y4C2+A02一C0?)/(2*AC*AO)]&衣示凸轮的转角由于摆杆大端长度很长，所以可以将推杆的运动近似地看成是沿着大端半径所对丿应的圆弧即s=(p*r,所以摆角的运动规律与推杆

7、的运动规律近似成一定的比例关系，此处r=1200mm,故cp=s/1200将面推杆的s代入，即可求得＜p,再将cp代入上述公式，最终即可求得凸轮的形状，凸轮形状如下图所示五、动力分析1.最大功率的确定(电动机的确定)由上升过程屮推杆的受力为500N,下降过程中推杆的受力为100N可知，最大功率发生在推杆上升过程中且凡吨=^nax*,^nax=500/V,由推杆的速度时间曲线可得，为1.2m/s,Pmax=600W,所以电动机选择Y801-2,其