块状物品推送机的机构综合与机构设计.doc

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1、机械原理课程设计设计说明书机械原理课程设计设计说明书设计题目：块状物品推送机的机构综合与机构设计班级：11机械本2姓名：学号：指导教师：完成时间：2013年07月03日第8页共8页机械原理课程设计设计说明书一.设计题目：块状物品推送机的机构综合与机构设计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。1.1设计数据和要求：１.推送的距离Ｈ＝１２０ｍｍ，生产率为每分钟推送物品１２０件

2、。２.推送机的原动件为同步转速为３０００ｒ／ｍｉｎ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.由物品处于最高位置是开始，当执行机构主动件转过１５０°时，推杆从最低位置运动到最高位置，当主动件再转过１２０°时，推杆从最高位置又回到最低位置，最后当主动件再转过９０°时，推杆在最低位置保持静止。４.设推杆在上升过程中所受到的物品中立和摩擦力为常数，其大小为５００Ｎ，推杆在下降过程中所受到的摩擦力为常数，大小为１００Ｎ。５.使用寿命为１０年，每年工作３００个工作日，每个工作日工作１６小

3、时。６.在满足行程的条件下，要求推送机的效率较高（推诚的最大压力角应小于３５°），结构紧凑，震动噪音小。二.实现推送机推送要求的执行机构方案选定2.1实现推送机推送要求的执行机构设计方案方案一第8页共8页机械原理课程设计设计说明书凸轮－连杆组合机构如上图所示的凸轮－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，

4、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。方案二如上图所示的凸轮机构，凸轮以等角速度回转，它的轮廓驱使从动件，可使推杆实现任意的运动规律,但是使用凸轮机构磨损较为严重，滚子不能很好的紧贴凸轮，容易振动，运行时稳定性能差，由于摩擦较大，动力使用效率不高，造成能源浪费，不能到达环保节能的目的，不能满足设计要求。第8页共8页机械原理课程设计设计说明书方案三如上图所示，方案存在有一定缺点，首先存在磨损问题，运动链较长，

5、进而需要更多能量来驱动，其次是加工难度较大，但是结构简单紧凑，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效应迅速，动力使用率较高，满足环保节能的目的，可使推杆有确定的运动，完全符合设计目标。三.机械运动方案选型及最终方案构件尺寸3.1最终确定方案的构件尺寸第8页共8页机械原理课程设计设计说明书四.所选方案的机构运动学分析4.1推杆位移公式其中=150°，=270°分析：由曲线可知，在一个周期内推杆位移先增加（0°-150

6、°）后减小(150°-270°)后不变(270°-360°)，符合推杆先上升后下降再停顿。4.2推杆速度公式第8页共8页机械原理课程设计设计说明书其中=150°，=270°分析：凸轮的推程（0°-150°）选择的是等加速等减速运动规律，由上图可知在150°之前，无速度突变即无刚性冲击，推杆速度先均匀增大后均匀较小至零。回程时（150°-270°）选择的是五次多项式运动规律，先增加后减小至零，曲线完全符合，无速度突变亦即无刚性冲击。近休时（270°-360°）,速度为零，无刚性冲击。4.3推杆加速

7、度公式第8页共8页机械原理课程设计设计说明书其中=150°，=270°分析：凸轮的推程（0°-150°）选择的是等加速等减速运动规律，在开始时（0°）、（75°-80°）、（150°）加速度有突变，但是突变有限，因而引起的冲击较小，故只存在柔性冲击。回程时（150°-270°）选择的是五次多项式运动规律，由曲线可知加速度无突变，即无柔性冲击。综合分析：有速度、加速度曲线可知，推杆的推程只存在柔性冲击，推杆回程既无刚性冲击也无柔性冲击。凸轮廓线第8页共8页机械原理课程设计设计说明书4.4所选方案的

8、运动角度变化：　　凸轮转角０～１５０°１５０～２７０°２７０～３６０°推杆上升下降停止启动电机，通过传送带传动涡轮蜗杆带动凸轮转动，凸轮推动推杆运动。当凸轮从最低点运动到最高点作推程运动时，推杆推送物品作上升运动，同时压缩弹簧。凸轮从最高点作回程运动时，推杆在自身重力和弹簧弹力的作用下作下降运动。电动机不断地提供电能带动整个装置的传动，完成构件上下往复运动，把一个物品从一个位置推送到另一个位置。五总结与建议通过本次大作业我学会了很多。首先是在设计方面，我学会了综合考虑，对比选择最优机构，学会了发