機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)搖擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 搖擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)說明書 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書 題目： 搖擺式輸送機(jī) 學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 班級： - 學(xué)號： - 設(shè)計(jì)者： - 指導(dǎo)教師：張日紅 2011 年 月 日 目 錄 一、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容 _ 2 1.1課程設(shè)計(jì)的目的 _ 2 1.2課程設(shè)計(jì)的題目 _ 2 1.3工作原理 _ 2 1.4 設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù) _ 3 1.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量 _ 4 二、搖擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)過程 _ 4 2.1 其他設(shè)計(jì)方案 _ 4 2.2圖解法確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸 _ 6 2.3 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 _ 7 2.31圖解法分析 _ 7 （一）、速度分析 _ 8 （二）、加速

2、度分析 _ 10 2.32用SolidWorks建模仿真所得運(yùn)動曲線圖如下 _ 12 2.4機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析 _ 14 第三章:課程設(shè)計(jì)總結(jié) _ 15 參考文獻(xiàn) _ 16 1 一、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容 1.1課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析的訓(xùn)練，是機(jī)械原理課程的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是： （1）、進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識。 （2）、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生對于機(jī) 械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分析與設(shè)計(jì)有一較完整的概念。 （3）、通過對具體問題的分析、計(jì)算、制圖、技術(shù)資料的使用，電算程序的編

3、制及計(jì)算機(jī)使用等各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的工程技術(shù)能力。 1.2課程設(shè)計(jì)的題目 搖擺式輸送機(jī) 1.3工作原理 搖擺式輸送機(jī)是一種水平傳送材料用的機(jī)械，由齒輪機(jī)構(gòu)和六連桿機(jī)構(gòu)等組成。如圖1所示，電動機(jī)1通過傳動裝置2使曲柄4回轉(zhuǎn)，再經(jīng)過六連桿機(jī)構(gòu)使輸料槽9作往復(fù)移動，放置在槽上的物料10借助摩擦力隨輸料槽一起運(yùn)動。物料的輸送是利用機(jī)構(gòu)在某些位置輸料槽有相當(dāng)大加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā)生滑動，滑動的方向恒自左往右，從而達(dá)到輸送物料的目的。 2 1電機(jī) 2傳動裝置 3執(zhí)行機(jī)構(gòu) 圖1搖擺式輸送機(jī)示意圖 1.4 設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)要求： 該布置要求電機(jī)軸與曲柄軸垂直

4、，使用壽命為5年，每日二班制工作。輸送機(jī)在工作過程中，載荷變化較大，允許曲柄轉(zhuǎn)速偏差為5%，六連桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最小傳動角不得小于40，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動效率按0.95計(jì)算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。 原始數(shù)據(jù)： 3 1.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量 1、根據(jù)搖擺式輸送機(jī)的工作原理，擬訂23個(gè)其他形式的機(jī)構(gòu)，畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動簡圖，并對這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行對比分析。 2、根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)確定六桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，取lDB=0.6lDC。要求用圖解法設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在設(shè)計(jì)說明書中。 3、連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析。將連桿機(jī)構(gòu)放在直角坐標(biāo)系下，編制程序分析出滑塊8的位移、速度、加速度及搖桿6的角速度和角加速度，作出運(yùn)動曲線，并打印

5、上述各曲線圖。 4、機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析。物料對輸料槽的摩擦系數(shù)f =0.35, 設(shè)摩擦力的方向與速度的方向相反，編制程序求出外加力大小，作出曲線并打印外加力的曲線，求出曲柄最大平衡力矩和功率。 5、編寫設(shè)計(jì)說明書一份。應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過程等。 二、搖擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)過程 2.1 其他設(shè)計(jì)方案 4 圖2-1 圖2-2 以上兩種機(jī)構(gòu)的分析對比：圖2-1為六桿機(jī)構(gòu)，直接通過電動機(jī)帶動曲柄滑塊轉(zhuǎn)動從而是連桿1回轉(zhuǎn)終使滑塊左右運(yùn)動，從而達(dá)到輸送貨物的效果。其優(yōu)點(diǎn)是成本比較低，結(jié)構(gòu)簡便，缺點(diǎn)是摩擦大，耗費(fèi)能量多。圖2-2通過送電動機(jī)帶動曲柄4回轉(zhuǎn)，從而使8往復(fù)移動達(dá)到輸送貨物的效果。該機(jī)構(gòu)

6、的滑塊8和作平面復(fù)雜運(yùn)動的連桿的動平衡比較容易，但是該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算比較復(fù)雜。 5 2.2圖解法確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸 圖2-3 設(shè)計(jì)步驟： 根據(jù)原始數(shù)據(jù)，可求得lDB?0.6lDC?0.6?250mm?150mm； 作出搖桿的兩個(gè)極限位置DB1、DB2，利用公式 ?1（80K（-1)/，計(jì)算出?10.19； 選取一點(diǎn)P，使?B1PB2?。P點(diǎn)的簡單做法是做B2M(?B1B2)和B1N（與B1B2成900?）的交點(diǎn)。通過P,B1,B2三點(diǎn)作圓； 在圓周上任取一點(diǎn)作為曲柄的軸心，則機(jī)構(gòu)的極位夾角均等于?，作直線l與此圓的交點(diǎn)O，此即為曲柄中心O。然后你標(biāo)出相應(yīng)數(shù)據(jù)。 6 設(shè)計(jì)結(jié)果： 由lOB1?2

7、08.95mm，lOB2?379.78mm可得： lOB2?lOB1lOA?85.42mm 2 lOB2?lOB1lAB?294.37mm 2 2.3 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 2.31圖解法分析 如下圖2-4所示，選取桿6與垂直線的夾角為30時(shí)的位置,用圖解法進(jìn)行分析。 圖2-4 根據(jù)原始數(shù)據(jù)要求，桿件4的轉(zhuǎn)速n?118r，則其角速度?4為： ?4?118?2?rad?12.35rad 60 7 （一）、速度分析 A點(diǎn)的線速度?A?4lOA?12.35?0.08542?1.05 vB?vA?vBA 大?。?？ ？ 方向：DB OA AB ?s，作速度分析圖（如下圖所示）可選取速度比例尺?0.01得

8、： 圖2-5 ?B?pb?0.01?95.58?0.96 ?BA?ab?0.01?16.53?0.17 由此可得： 8 桿5的角速度為：?5?BA lAB?0.17?1.13 0.15 搖桿6的角速度為：?6?B lDB0.96?6.4 0.15 C點(diǎn)的速度為：?C?6?lDC?6.4?0.25?1.60 v8?vC7?v8C7 大?。?？ ？ 方向：水平 DC 垂直 其中?C7?C?1.60。 ?s，作速度分析圖（如下圖所示）可選取速度比例尺?0.01得： 圖2-6 ?8C7?0.01?81.01?0.81 ?8?0.01?138.29?1.38 9 （二）、加速度分析 22A點(diǎn)的加速度為：

9、aA?4?lOA?12.35?0.08542s2?13.03s2 B點(diǎn)相對于D點(diǎn)的法向加速度為： naBD?6?lDB?6.42?0.152 s2?6.14s2 B點(diǎn)相對于A點(diǎn)的法向加速度為： 2naBA?5?lAB?1.132?0.29437s2?0.38s2 nn?aB?aD?aBD?a?a?a?aBDABABA 大?。?0 ？ ？ 方向： BD DB AO BA AB 選取加速度比例尺?a 可得： ?0.1?s2，作加速度分析圖，如圖2-7 圖2-7 10 aB?0.1?147.29a? BD ss2 ?0.1?133.882?13.392 ss2?14.73由此可得： a?13.39B

10、D2 ?2?89.27搖桿6的角加速度為：?6?sslDB0.15 2a?l?6.4?0.25C點(diǎn)的加速度為：C6DC2s2?10.24r 8C7 s2 a8?aC7?ak 8C7?a 大小： ？ ？ 方向： 水平 CD 水平 垂直 其中aC7?aC?10.24s2ka8，C7?2?6?8C7?2?6.4?0.81s2?10.37s2 則選取加速度比例尺?a 可得： ?1?s2作加速度分析圖（如上圖所示）， 圖2-8 a8?1?5.19 s2?5.19s2 11 2.32用SolidWorks建模仿真所得運(yùn)動曲線圖如下（機(jī)構(gòu)模型圖見后面）： 推桿8的位移曲線： 推桿8的速度曲線： 推桿8的加速

11、度曲線： 12 搖桿6的角速度曲線： 搖桿6的角加速度曲線： 13 2.4機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析 在物料上添加一個(gè)摩擦力，大小為： F阻?f?G?g?0.35?2800?9.8N?9604N 方向?yàn)樗较蜃蟆?此摩擦力在0.23s內(nèi)為9604N，在0.230.504s內(nèi)為0。 表達(dá)式為： IF(time-0.23:9604,9604,0) 最大平衡力矩為： Mmax?406.350N?m 功率為： P?Mmax?4?406.350?12.35W?5018.4225W 14 輸送機(jī)模型圖： 第三章:課程設(shè)計(jì)總結(jié) 作為一名機(jī)械自動化專業(yè)的大二學(xué)生，我覺得做機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要

12、的。在已度過的大學(xué)時(shí)間里，我們大多數(shù)接觸的是公共和專業(yè)基礎(chǔ)課，在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，而做類似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺，使我們能把所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中去。 在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬用AutoCAD畫圖和用SolidWorks建模仿真。在制作過程中，我對以前學(xué)過的技術(shù)更加熟練，同時(shí)又學(xué)到了更多的技術(shù)。 15 兩周的課程設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識會讓我受益終身。相信這次設(shè)計(jì)帶給我們的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和一絲不茍的科學(xué)作風(fēng)將會給我們未來的工作和學(xué)習(xí)打下一個(gè)更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實(shí)踐能力的提高都會受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。 參考文獻(xiàn) 1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 龔溎義 羅圣國 李平林 張力乃 黃少顏 編 龔溎義 主編高等教育出版社 1990年4月第二版機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)