分件供送螺桿設(shè)計(jì)

1、湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2013 2014 學(xué)年第 一 學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 班級(jí)課程名稱(chēng)： 包裝機(jī)械設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 分件供送螺桿的設(shè)計(jì) 完成期限：自 20 年 12 月 23 日至 20 年 12 月 27 日共 1 周內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)供送物品為圓柱體，直徑為7mm，螺桿轉(zhuǎn)速n=50轉(zhuǎn)/min，撥輪節(jié)距Cb=11mm二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算或編寫(xiě)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算程序；2、利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動(dòng)生成圖形；3、畫(huà)出零件圖；4、完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。三、設(shè)計(jì)工作量1. 供送螺桿三維模型一個(gè)、零件圖一張。2. 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)

2、一份。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容2013.12.232013.12.23設(shè)計(jì)方案的分析及選擇2013.12.232013.12.25參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算或程序編寫(xiě)；建立三維模型2013.12.262013.12.27繪制零件圖；整理、編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)主要參考資料1 許林成，趙治華，王冶.包裝機(jī)械原理與設(shè)計(jì)M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19982 雷伏元.自動(dòng)包裝機(jī)設(shè)計(jì)原理M.天津科技出版社，19863 許林成.包裝機(jī)械M.長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，19984 孫鳳蘭，馬喜川.包裝機(jī)械概論M.北京：印刷工業(yè)出版社，19985 尚久浩.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003指 導(dǎo) 教 師 （簽字）

3、： 年 月 日系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日目 錄 一、設(shè)計(jì)概述21.1設(shè)計(jì)的目的21.2 四段式分件供送螺桿與星形撥輪裝置概述3 二、四段式分件供送螺桿與星形撥輪裝置的參數(shù)確定42.1星形撥輪的設(shè)計(jì)42.2螺桿螺旋線(xiàn)的組合特征42.3螺桿螺旋線(xiàn)的基本參數(shù)52.4組合螺旋線(xiàn)的設(shè)計(jì)62.4.1輸入等速段62.4.2螺桿變加速段螺旋線(xiàn)72.4.3螺桿等加速度段螺旋線(xiàn)82.4.4螺桿輸出等速段螺旋線(xiàn)102.5螺旋槽軸向剖面的幾何形狀設(shè)計(jì)122.6利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動(dòng)生成圖形142.6.1 Matlab軟件的運(yùn)用142.6.2 PRO/E畫(huà)圖工具的運(yùn)用16 三、設(shè)計(jì)小結(jié)18 參考文

4、獻(xiàn)19第一章 設(shè)計(jì)概述1.1設(shè)計(jì)的目的 這個(gè)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是提高我們這些工科學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的一個(gè)重要途徑。是讓我們這些包裝機(jī)械專(zhuān)業(yè)方向的學(xué)生學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識(shí)課程和充分利用所學(xué)資源進(jìn)行設(shè)計(jì)分析的重要方法，對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)工作具有非常重大的意義。1.1.1設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 供送物品為圓柱體：尺寸：直徑為75mm、高為100mm，螺桿轉(zhuǎn)速n=500轉(zhuǎn)/min，撥輪節(jié)距Cb=112mm。1.1.2設(shè)計(jì)任務(wù) 1、根據(jù)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算或編寫(xiě)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算程序； 2、利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動(dòng)生成圖形； 3、畫(huà)出裝配圖及其主要零件圖； 4、完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。1.2 四段式分件供

5、送螺桿與星形撥輪裝置概述目前，在包裝工業(yè)領(lǐng)域，已廣泛應(yīng)用多種類(lèi)型的分件供送螺桿裝置。這種裝置可按某種工藝要求將規(guī)則或不規(guī)則排列的容器、物料以確定的速度、方向和間距分批或逐個(gè)地供送到給定的工位。特別是為了適應(yīng)包裝容器日新月異的變化和提設(shè)備生產(chǎn)能力的實(shí)際需要，分件供送螺桿裝置正朝著多樣化、通用化和高速化方向發(fā)展，并不斷擴(kuò)大它在灌裝、充填、封口、貼標(biāo)、計(jì)量、檢測(cè)以及自動(dòng)包裝線(xiàn)上的應(yīng)用，如分流、合流、升起、起伏、轉(zhuǎn)向和翻身等。如圖1.1為分件單列送正圓柱形及某些異形瓶罐的典型組合裝置，從實(shí)用角度出發(fā)比較系統(tǒng)地闡述了變螺距分件供送螺桿與星形撥輪的理論、設(shè)計(jì)等關(guān)鍵問(wèn)題。圖1.1典型變螺距螺桿與星形撥輪組合

6、裝置圖 分件供送裝置結(jié)性能的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、工作效率、總體布局和自動(dòng)化水平。所以，設(shè)計(jì)應(yīng)在滿(mǎn)足被供送瓶罐形體尺寸、星形撥輪節(jié)距及生產(chǎn)能力等條件下，合理確定螺桿直徑及長(zhǎng)度、螺旋線(xiàn)旋向及組合形式、螺旋槽軸向剖面幾何形狀和星形撥輪齒廓曲線(xiàn)，進(jìn)而校核罐受螺桿、導(dǎo)向板、輸送帶等綜合作用后能達(dá)到給定的速度和間距，減輕沖擊、震動(dòng)、卡滯現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)可靠運(yùn)動(dòng)。二、四段式分件供送螺桿與星形撥輪裝置的參數(shù)確定2.1星形撥輪的設(shè)計(jì)圖2.1所示為星形撥輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖2.1星形撥輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 為了滿(mǎn)足課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求，假定設(shè)星形撥輪齒數(shù)為；撥輪的轉(zhuǎn)速為；撥輪同時(shí)傳送兩個(gè)被供送體時(shí)入手所需距離為70mm；因被

7、供送體的直徑直徑為=75mm，高mm，撥輪的節(jié)距為=112mm,設(shè)撥輪節(jié)圓直徑為，因?yàn)槿萜饕缘乳g距定時(shí)供送，則 則撥輪的節(jié)圓半徑為 mm 撥輪高度依據(jù)被供送體的高度為=60mm。 撥輪轉(zhuǎn)速與螺桿轉(zhuǎn)速的關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足：， 則撥輪的轉(zhuǎn)速可確定。 2.2螺桿螺旋線(xiàn)的組合特征 在工件傳送過(guò)程中，有的能順利導(dǎo)入螺旋槽，有的卻被螺桿端面阻擋甚至同輸送過(guò)來(lái)的其他瓶罐產(chǎn)生沖撞，另外還可能使輸出過(guò)程出現(xiàn)：“局部斷流”現(xiàn)象。面對(duì)這些錯(cuò)綜復(fù)雜的工作狀況，為了更好地實(shí)現(xiàn)緩沖和“定時(shí)整流”的目的，對(duì)分件供送來(lái)說(shuō)，就不宜采用螺距全是的等螺距螺桿，而應(yīng)在螺桿的進(jìn)中附近配備可調(diào)式減速裝置，使瓶罐自動(dòng)減速相互靠近，以便逐個(gè)依次順利

8、地導(dǎo)入螺旋槽內(nèi)，接著再增速達(dá)到預(yù)定間距，借助撥輪有節(jié)奏地引導(dǎo)到包裝工們。因此，當(dāng)螺桿應(yīng)用于高速度分件定時(shí)供送時(shí)，其螺旋線(xiàn)最標(biāo)準(zhǔn)的組合模式最好是四段式：1. 輸入等速段，螺距小于，有助于穩(wěn)定的導(dǎo)入口。2. 變加速度段，加速度由零增至某最大值，以消除沖擊。3. 等加速段，與輸送帶拖動(dòng)瓶罐的摩擦作用力相適應(yīng)，采用等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律使之增大間距，以保證在整個(gè)供送過(guò)程中與螺旋槽有可靠的接觸摸點(diǎn)而不易晃動(dòng)和傾倒。4. 輸出等速段，使螺距等于，以改善星形撥輪齒槽的結(jié)構(gòu)形式及其嚙入狀態(tài)，這對(duì)供送導(dǎo)形瓶罐尤為重要。2.3螺桿螺旋線(xiàn)的基本參數(shù) 參閱圖2.2,所示為四段式變螺距螺桿。通常螺桿的前端多呈圓錐臺(tái)形，而后端則

9、有同瓶罐主體半徑相適應(yīng)的過(guò)渡角，以利改善導(dǎo)入效果，緩和輸入輸出兩端的陡振和磨損，延長(zhǎng)使用壽命。設(shè)螺桿的內(nèi)外直徑各為為使螺旋槽對(duì)瓶罐產(chǎn)生適宜的側(cè)向力，一般取R=（0.71.0）（）。圖2.2四段式變螺距組合螺桿計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)供送正圓柱形容器，其圓弧半徑為，螺桿的內(nèi)外半徑分別為、R，則可取 （ 2-1）至于的值，一般情況下主要根據(jù)螺桿芯部及其支軸的結(jié)構(gòu)尺寸等因素加以確定。實(shí)際中也可從滿(mǎn)足某種工藝要求的角度來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題，例如供送安瓿，為防止傾倒擠碎，應(yīng)選用較大的螺桿內(nèi)徑和較小的螺旋角。因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求供送主體瓶灌的尺寸為：直徑為=75mm，高mm。為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)任務(wù)要求，我們先暫取供送螺桿的內(nèi)徑為mm，根據(jù)式

10、（2-1）取螺桿的外徑mm。2.4組合螺旋線(xiàn)的設(shè)計(jì)2.4.1輸入等速段螺桿等速段的螺距應(yīng)取為 (2-2)式中 兩相鄰容器間的平均間隙（一般為幾毫米，主要與容器加工精度有關(guān)）暫取mm，則螺桿等速段的螺距為mm設(shè)等速段螺旋線(xiàn)的最大圈數(shù)為（通常取為11.5），中間任意，我們?cè)谶@取，對(duì)應(yīng)螺旋角 （2-3）式中D為螺桿的直徑，D=2R=120mm. 則螺旋角 （2-4）對(duì)其單頭外螺旋線(xiàn)，因其展開(kāi)圖形為一條斜直線(xiàn)，故相應(yīng)的周向展開(kāi)長(zhǎng)度 ，mm （2-5）軸向長(zhǎng)度 ，mm （2-6）供送速度 mm×500r/min=666.67mm/s (2-7)對(duì)于圖1.1所示的變螺距螺桿與星形撥輪組合供送裝置

11、，包裝容器的供入速度另有控制要求：當(dāng)時(shí)，依靠送帶對(duì)包裝容器的摩擦拖動(dòng)作用加速，以接近于螺桿的初始供送速度。當(dāng)時(shí)，借助于可調(diào)式波形尼龍板或刷板等緩沖裝置使其減速。據(jù)此可求得供入段的輸送長(zhǎng)度 （2-8）式中 容器與輸送帶的滑動(dòng)摩擦因數(shù)螺桿等速段包裝容器與輸送帶的最大速差 （2-9）設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量小值，撥輪節(jié)距和螺桿轉(zhuǎn)速都不宜過(guò)大，以免加快鏈板工作表面磨損，引起容器強(qiáng)烈的振動(dòng)。2.4.2螺桿變加速段螺旋線(xiàn)針對(duì)滿(mǎn)足包裝容器供送平穩(wěn)的要求，選取該段螺桿的供送加速度，使由零值依正弦函數(shù)變化規(guī)律增加到某一最大,則 （2-10）相應(yīng)的供送速度及軸向位移為： （2-11） （2-12）式中、分別表示被供送容器移

12、過(guò)行程及其最大值所需的時(shí)間。 由邊界條件得知：當(dāng)時(shí)，mm/s；而當(dāng)時(shí)，故可確定各待定系數(shù)：，。將、各值代入式（2-12），得 （2-13）設(shè)該段螺旋線(xiàn)的最大圈數(shù)為2），我們?nèi)。渲腥我鉃?，由于。上式可改?xiě)成 （2-14）可以證明，該段螺旋線(xiàn)的展開(kāi)圖形是由一條斜直線(xiàn)和一條按擺線(xiàn)投影規(guī)律變化的曲線(xiàn)疊加而成的曲線(xiàn)。 由于此段外螺旋線(xiàn)的周向展開(kāi)長(zhǎng)度=753.6mm。將此值代入式（2-14），得 （2-15）視為自變量，對(duì)上式求導(dǎo)，可求出該段外螺旋線(xiàn)的螺旋角 (2-16)其最大值為 (2-17)根據(jù)式（2-14），可求出該段限定區(qū)間（）內(nèi)的任意螺距值 (2-18) 再將和值分別代入式（2-10）和（2-

13、11），導(dǎo)出該段的加速度及速度的計(jì)算式： (2-19) (2-20) (2-21)由于可知，當(dāng)其他條件一定時(shí)，變加速段的外螺旋螺旋角、螺距和供速度均隨螺旋圈數(shù)的增大而增大。若取則，符合螺桿的前兩段的位移、速度及加速度曲線(xiàn)的銜要求。2.4.3螺桿等加速度段螺旋線(xiàn)設(shè)螺桿等加速度段的供送加速度，則相應(yīng)的供送速度及軸向位移為 (2-22) (2-23)式中 被供送容器移過(guò)行程所需要的時(shí)間由邊界條件可知：當(dāng)時(shí)，=0，故可確定各特定各系數(shù)：，。將和值代入（2-23），得 (2-24)設(shè)等加速度段螺旋線(xiàn)的最大圈數(shù)為通常?。?5），我們?nèi)?，中間任意值，由于=，且令當(dāng)量螺距 (2-25)由式（2-23），解出等

14、加速段的位移為 (2-26)可見(jiàn)，等加速段螺旋線(xiàn)的展開(kāi)圖形是一條斜直線(xiàn)和一條拋物線(xiàn)規(guī)律變化的曲線(xiàn)疊加機(jī)而成的曲線(xiàn)。將此段外螺旋線(xiàn)展開(kāi)長(zhǎng)度：,mm代入上式，可求得軸向位移 (2-27)視為自變量，對(duì)上式求導(dǎo)，剛等加速度段外螺旋線(xiàn)的螺旋角及其最大值分 別為： (2-28) (2-29)由以上兩式導(dǎo)出 (2-30)可得等加速段的加速度為：mm/這表明，等加速段的供送加速度與螺桿轉(zhuǎn)速的平方成正比；當(dāng)星形撥輪節(jié)距和等速度段螺距保持定值時(shí)，適當(dāng)?shù)卦黾雍髢啥温菪€(xiàn)的總圏數(shù)，有助于降低螺桿的供送加速度，或提高螺桿轉(zhuǎn)速。根據(jù)式（2-26），可求得等加速段限定區(qū)間（）內(nèi)的任意螺距值 (2-31)其最大值 (2-3

15、2)再將值代入式(2-22)得 (2-33)其最大值 (2-34)以上表明，當(dāng)其他條件一定時(shí)，螺桿等加速度段的外螺旋線(xiàn)螺旋角、螺距和供送速度同樣隨螺旋圈數(shù)的增大而增大。若取則，符合螺桿后兩段的位移、速度及加速度曲線(xiàn)的銜接要求。2.4.4螺桿輸出等速段螺旋線(xiàn)對(duì)輸出等速段，為改善星形撥輪齒槽的結(jié)構(gòu)形式及其嚙入狀態(tài)，使該段螺距=112mm，設(shè)等速段螺旋線(xiàn)的最大圈數(shù)為（通常取為11.5），中間任意，我們?cè)谶@取，對(duì)應(yīng)螺旋角 （2-35）根據(jù)邊界條件可得供送速度式中D為螺桿的直徑，D=2R=120mm. 則螺旋角 （2-36）對(duì)其單頭外螺旋線(xiàn)，因其展開(kāi)圖形為一條斜直線(xiàn)，故相應(yīng)的周向展開(kāi)長(zhǎng)度 ，mm （2-

16、37）軸向長(zhǎng)度 ，mm （2-38）最后，為便于設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)械加工，將式（2-30）的值分別代入式（2-14）和式（2-26）(以此類(lèi)推)，經(jīng)整理得： (2-39) (2-40) (2-41) (2-42)綜上所述，螺桿輸入等速段的最大軸向長(zhǎng)度僅與螺距和圈數(shù)有關(guān)，變加速段和等加速段的最大軸向長(zhǎng)度、與撥輪節(jié)距、螺距及圈數(shù)、有關(guān)，螺桿輸出等速段的最大軸向長(zhǎng)度僅與螺距和圈數(shù)有關(guān)。則通過(guò)上式（2-40）可得變加速段的長(zhǎng)度為mm通過(guò)式（2-42）可得等加速段的長(zhǎng)度為mm 至此，可求出供送螺桿三段式組合螺旋線(xiàn)展開(kāi)圖形的軸向及周向全長(zhǎng)： (2-43) (2-44)即螺桿螺旋線(xiàn)軸向和周向長(zhǎng)度各為 mm =30

17、14.4mm2.5螺旋槽軸向剖面的幾何形狀設(shè)計(jì)通常，采用作圖法和解析法來(lái)確定螺旋槽軸向剖面的幾何形狀和基本參數(shù)。設(shè)計(jì)螺旋槽的宗旨是要按照供送物件主體部位的形狀、大小及預(yù)選的螺桿內(nèi)外直徑和螺距，來(lái)確定螺旋槽軸向剖面幾何圖形及其寬度。這些，對(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的供送運(yùn)動(dòng)以及檢測(cè)螺桿的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量有重要的意義。另處，還為合理確定螺桿的外半徑提供了依據(jù)。對(duì)于此課程設(shè)計(jì)，我采用解析法確定螺旋槽軸向剖面的幾何形狀和基本參數(shù)。正圓柱形包裝容器與螺桿的相貫運(yùn)動(dòng)。如圖2.3所為正圓柱形瓶罐與螺桿作相貫運(yùn)動(dòng)的分析圖。2.3正圓柱形瓶罐與螺桿作相貫運(yùn)動(dòng)的分析圖過(guò)正圓柱形容器與螺桿的軸心線(xiàn)引直角坐標(biāo)系，且使坐標(biāo)面與螺桿外螺

18、旋線(xiàn)交于點(diǎn)i。令該螺距計(jì)算值為S（可在其左右兩側(cè)各量取半個(gè)螺距來(lái)確定），為簡(jiǎn)化計(jì)算，將此段變螺距螺旋線(xiàn)近似看成等螺距螺旋線(xiàn)。其次，在容器表面上任到一母線(xiàn)，與坐標(biāo)面相交于點(diǎn)。令該母線(xiàn)沿以為半徑的相應(yīng)等螺距內(nèi)螺旋線(xiàn)由初始位轉(zhuǎn)置mn移過(guò)距離，又滾過(guò)角度，而至一新位置。此時(shí)它同i點(diǎn)軸向剖面相截的跡點(diǎn)為，則四圖示幾何關(guān)系得 （2-45）式中 （2-46） （2-47）上式表明不同的值對(duì)應(yīng)著不同的跡點(diǎn)曲線(xiàn)，即函數(shù)。因此，是曲線(xiàn)族方程的參數(shù)，將上式改寫(xiě)為 （2-48）關(guān)于曲線(xiàn)族包絡(luò)線(xiàn)參數(shù)方程的一般求法，可導(dǎo)出偏導(dǎo)數(shù)使它與聯(lián)立，解得；這兩個(gè)式子即為曲線(xiàn)族的切點(diǎn)方程或包絡(luò)方程，可近似畫(huà)出所求作的螺旋槽軸向剖面幾

19、何形狀。由直接寫(xiě)出理論上，即sec>0，故得從而可導(dǎo)出曲線(xiàn)簇包絡(luò)線(xiàn)的坐標(biāo) 若取，則點(diǎn)m的坐標(biāo)改為，同理，上式中也就在改為，在此條件下，若、R、S均已選定，可用試探法或解析作圖法求出值（其變化范圍為。 考慮到以上各式是將變螺距螺旋線(xiàn)按所選點(diǎn)及所限定區(qū)間近似看作等螺距螺旋線(xiàn)推導(dǎo)出來(lái)的，所以，根據(jù)曲線(xiàn)族包絡(luò)線(xiàn)確定的螺旋槽軸向剖面幾何形狀對(duì)軸線(xiàn)必然成對(duì)稱(chēng)的。因而求出螺旋槽寬度為由上式可見(jiàn)，變螺距螺桿螺旋槽的寬度必定隨著螺距的增大而增大。上述分析表明，供送正圓柱形容器，決定螺旋槽軸向剖面幾何形狀及其寬度的主要因素是、R、S。嚴(yán)格講，變螺距螺桿螺旋槽的各軸向剖面幾何形狀，在寬度上互不相等，隨著螺距的

20、增大，此種差異也越明顯。2.6利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動(dòng)生成圖形2.6.1 Matlab軟件的運(yùn)用因?yàn)镸atlab具有強(qiáng)大的繪圖功能，本節(jié)我對(duì)分件供送螺桿的設(shè)計(jì)采用程序設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行編程。對(duì)被供送體的速度、加速度和位移的變化進(jìn)行分析。由前面的分析，我對(duì)位移、速度，加速度變化函數(shù)編程可得以下Matlab程序：Cb=input('請(qǐng)輸入撥輪節(jié)距Cb=');n=input('請(qǐng)輸入螺桿的轉(zhuǎn)速n=');s01=input('請(qǐng)輸入等速段螺距長(zhǎng)度s01=');a=(pi*n2*(Cb-s01)/(2*2+4*pi)%勻加速時(shí)候的加速度f(wàn)igurei1

21、m=1;i2m=2;i3m=4;i4m=1;i1=0:0.001:i1m;H1=s01*i1;%等速段軸向位移H1m=s01i2=i1m:0.001:i1m+i2m;H2=H1m+s01*(i2-i1m)+(4*(i2m)2*(Cb-s01)/(pi*(2*i2m+pi*i3m)*(pi*(i2-i1m)/(2*i2m)-sin(pi*(i2-i1m)/(2*i2m);H2m=(s01+(2*i2m*(pi-2)*(Cb-s01)/(pi*(2*i2m+pi*i3m)*i2mi3=i1m+i2m:0.001:i1m+i2m+i3m;H3=H1m+H2m+(s01+(pi*(Cb-s01)/(2

22、*(2*i2m+pi*i3m)*(4*i2m)/pi+(i3-3).*(i3-3);H3m=(s01+(Cb-s01)*(4*i2m+pi*i3m)/(2*(2*i2m+pi*i3m)*i3mi4=i1m+i2m+i3m:0.001:i1m+i2m+i3m+i4m;H4=H1m+H2m+H3m+Cb*(i4-7);H4m=Cb*i4msubplot(3,1,1);plot(i1,H1,i2,H2,i3,H3,i4,H4)xlabel('i');ylabel('H');title('位移圖')v0=s01*n;v2=v0+(2*a*i2m)/(pi

23、*n)*(1-cos(pi*(i2-1)/(2*i2m);v3=v0+(pi*n)*(Cb-s01)/(2*i2m+pi*i3m)*(2*i2m/pi+(i3-3);v4=Cb*n;subplot(3,1,2);plot(i1,v0,i2,v2,i3,v3,i4,v4)xlabel('i');ylabel('v');title('速度圖')a1=0;a2=a*sin(pi/2)*(i2-1)/i2m);a3=a;a4=0;subplot(3,1,3);plot(i1,a1,i2,a2,i3,a3,i4,a4)xlabel('i')

24、;ylabel('a');title('加速度圖')H=H1m+H2m+H3m+H4m將此程序在Matlab中運(yùn)行得到以下結(jié)果：請(qǐng)輸入撥輪節(jié)距Cb= %由前面的分析知道，我設(shè)的撥輪節(jié)距為112mm.在此輸入112回車(chē)%請(qǐng)輸入螺桿的轉(zhuǎn)速n= %螺桿的轉(zhuǎn)速為500r/min=25/3r/s,在此輸入25/3%請(qǐng)輸入等速段螺距長(zhǎng)度s01= %我設(shè)計(jì)的輸入等速段的螺距長(zhǎng)度為80mm%a =421.41H1m =80H2m =165.62H3m =399.45H4m =112H = 757.07結(jié)果與前面計(jì)算的結(jié)果相吻合。生成的位移、速度、加速度變化曲線(xiàn)圖見(jiàn)（圖2.4）2

25、.4 變化曲線(xiàn)圖2.6.2 PRO/E三維圖的運(yùn)用采用PRO/E的強(qiáng)大繪圖功能，對(duì)變螺距螺桿的實(shí)物圖進(jìn)行繪制分析。已知螺桿設(shè)計(jì)的參數(shù)：螺桿外徑D=120mm,螺桿的內(nèi)徑為=90mm,供送件的直徑為mm、螺桿的轉(zhuǎn)速，變速圈數(shù)為，初始螺距為80mm,撥輪節(jié)距為mm。螺桿的全長(zhǎng)為757.07mm。繪圖步聚：步驟1：創(chuàng)建實(shí)體旋轉(zhuǎn)特征。選擇“插入”“旋轉(zhuǎn)”命令，進(jìn)入草圖環(huán)境后，繪制旋轉(zhuǎn)特征的截面草圖。定義旋轉(zhuǎn)角度為360，完成特征的創(chuàng)建。步驟2：繪制四段螺旋線(xiàn)。選擇“插入”“模型基準(zhǔn)”“曲線(xiàn)”命令，在彈出的菜單管理器的“曲線(xiàn)選項(xiàng)”中選擇“從方程”然后根據(jù)提示選擇方程坐標(biāo)系，并選擇笛卡兒坐標(biāo)系類(lèi)型，在彈出

26、的記事本界面中，根據(jù)螺桿參數(shù)編輯螺桿螺旋線(xiàn)方程。得到輸入等速段螺旋線(xiàn)，重復(fù)以上步驟繪制變加速段、等加速段和輸出段螺旋線(xiàn)。各段螺旋線(xiàn)的方程：第一段的方程x=(45+37.5)*cos(360*t)y=(45+37.5)*sin(360*t)z=80*t第二段的方程x=(45+37.5)*cos(360*2*t)y=(45+37.5)*sin(360*2*t)z=160*t+16*32/pi/(4+4*pi)*(pi*t/2-sin(pi/2*t)*180/pi)第三段的方程x=(45+37.5)*cos(360*4*t)Y=(45+37.5)*sin(360*4*t)z=(80+32*pi/(8+8*pi)*(8/pi+4*t)*4*t第四段的方程x=(45+37.5)*cos(360*t)y=(45+37.5)*sin(360*t)z=112*t步驟3：繪制可變剖面掃描。由于按方程繪制的基準(zhǔn)曲線(xiàn)不能作為“掃描切口”命令的掃描軌跡，所以需要曲面相交的方式與三段螺旋線(xiàn)重合的掃描軌跡，兩個(gè)相交曲面之一為由螺旋線(xiàn)生成的可變剖面掃描，另一個(gè)為圓柱