块状物品推送机 机械原理课程设计

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1、机械原理课程设计说明书设计题目:块状物品推送机的机构综合与结构设计班级:姓名:学号:同组成员:组长:指导教师:时间:一、设计题目2二、设计数据与要求2三、设计任务3四、方案设计41.凸轮连杆组合机构42.凸轮机构53.连杆机构64.凸轮齿轮组合机构7五、方案尺寸数据及发动机参数7六、运动分析81.位移分析82.速度分析93.加速度分析10七、飞轮设计11八、个人总结11一、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，如图所示。

2、二、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。1.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。2.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。3.使用寿命10年，每年300工

3、作日，每日工作16小时。4.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

4、计说明书。四、方案设计1.凸轮连杆组合机构凸轮－连杆组合机构也可以实现行程放大功能，在水平面得推送任务中，优势较明显，但在垂直面中就会与机架产生摩擦，加上凸轮与摆杆和摆杆与齿条的摩擦，积累起来，摩擦会很大，然后就是其结构较为复杂，非标准件较多，加工难度比较大，从而生产成本也比较大，连杆机构上端加工难度大，而且选材时，难以找到合适的材料，使其既能满足强度刚度条件又廉价，因此不宜选择该机构来实现我们的设计目的。2.凸轮机构方案结构简单紧凑，噪音小，运用蜗轮蜗杆传递动力，采用了带传动，凸轮机构回转运动，易于完成小范围内的物料推送任务，效率较高并且运动精确稳定

5、效应迅速，可使推杆有确定的运动，完全符合设计目标。3.连杆机构利用等价的平面连杆机构实现机构的推送任务，几何封闭，传送稳定性高，通过设计合适的杆长可以实现预期的运动，当以AB杆作为原动件时，运动传到推杆K产生一定的增力效果，但是此机构由于运用了很多杆件，进行了多次中间传力，会导致机械效率的降低和误差的积累，而且连杆及滑块产生的惯性力难以平衡加以消除，因此在高速推送任务中，不宜采用此机构。4.凸轮齿轮组合机构凸轮－齿轮组合机构，可以将摆动从动件的摆动转化为齿轮齿条机构的齿条直线往复运动。当扇形齿轮的分度圆半径大于摆杆长度时，可以加大齿条的位移量。但是比较

6、难设计，不好实现。经过比较，选定方案2。五、方案尺寸数据及发动机参数经程序运算和查询相关资料，最终尺寸确定为凸轮基圆半径r0=100mm,推程h=120mm，滚子半径rb=20mm；经附录程序运算，得推程最大压力角为29.8度，符合要求。蜗杆m=4，头数为一，分度圆直径d=40mm；右旋；蜗轮m=4，齿数25，分度圆直径d=100mm；V带基准长度250；带轮1基准直径=50，外径=52.2；槽型为Y；带轮2基准直径=20，外径=23.2槽型为Y；电动机效率η1=80%单头蜗杆传动效率η2=75%V带传送效率η3=85%凸轮传动效率η4=95%移动副传

7、动效率η5=95%电动机型号选为YD100L-6/4/2型三项异步电机，此电动机额定功率为1.8KW，工作电压为380V，额定电流为4.8A，额定转速为3000r/min,转子转动惯量为0.0014Kg*。计算可知,在一个工作周期T=0.5s中，阻力功w=（500*120+100*120）*0.001=0.072J；阻力功率p1=w/T=0.144J/s，机构总效率η=η1*η2*η3*η4*η5=0.3826；机构驱动力功率p2=p1/η=0.3764J/s=1.36kw六、运动分析1.位移分析其中=150°，=270°由曲线可知，在一个周期内推杆位

8、移先增加（0°-150°）后减小(150°-270°)后不变(270°-360°)，符合推杆先