哈工大機(jī)械課程設(shè)計(jì)--棒料輸送線布料裝置設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱(chēng)： 機(jī)械原理 設(shè)計(jì)題目：棒料輸送線布料裝置(方案2)院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間：2014年6月23日至29日 棒料輸送線布料裝置設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)題目:棒料輸送線布料裝置（方案2）如下圖1所示棒料輸送線布料裝置的功能簡(jiǎn)圖。料斗中分別裝有直徑35mm，長(zhǎng)度150mm的鋼料、銅料和鋁料。在輸送線上按照?qǐng)D2所示的規(guī)律布置棒料。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1430rpm，每分鐘布置棒料45,75,105塊，分3檔可以調(diào)節(jié)。由圖1、2可以看出，該布料輸送線裝置有兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件。執(zhí)行構(gòu)件1為推料滑塊，將后方料斗中的最底層棒料推入輸送線上相應(yīng)的槽內(nèi)。執(zhí)行構(gòu)

2、件2為輸送線傳動(dòng)帶，推動(dòng)產(chǎn)品在輸送線上運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)關(guān)系如圖3所示。2. 工藝動(dòng)作分析圖3 棒料輸送線布料系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 由圖3可以看出執(zhí)行構(gòu)件1和執(zhí)行構(gòu)2的總工作周期相等，即T。T1為執(zhí)行構(gòu)件1的運(yùn)動(dòng)周期，此時(shí)執(zhí)行構(gòu)件2停止不動(dòng)。T2為執(zhí)行構(gòu)建2的運(yùn)動(dòng)周期，同時(shí)執(zhí)行構(gòu)件1停止不動(dòng)。并且執(zhí)行構(gòu)件1的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為，“推-回?！遍g歇的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行構(gòu)件2的運(yùn)動(dòng)為間歇直線移動(dòng)。設(shè)定T1=T2=T/2，即運(yùn)動(dòng)時(shí)間和間歇時(shí)間相等。3. 運(yùn)動(dòng)功能分析3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)1功能分析驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件1工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)具有的運(yùn)動(dòng)功能如下圖所示。該運(yùn)動(dòng)功能單元將連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇的往復(fù)直線移動(dòng)。經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)速配合

3、后，要求槽輪主動(dòng)件（撥盤(pán)）每單向轉(zhuǎn)動(dòng)/2，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件1）往復(fù)運(yùn)動(dòng)1次。根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，執(zhí)行構(gòu)件1每次推入2塊棒料，即主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)一周，推入4塊棒料。為達(dá)到每分鐘布置棒料45,75,105塊的設(shè)計(jì)要求，主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)需分別達(dá)到11.25rpm、18.75rpm、26.25rpm。如下圖4所示圖4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)功能從連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇的往復(fù)直線移動(dòng)顯然不能一步實(shí)現(xiàn)，需要多個(gè)構(gòu)件形成執(zhí)行機(jī)構(gòu)1。先將連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，由系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可以看出執(zhí)行構(gòu)件1的間歇時(shí)間是工作周期的二分之一。因此間歇運(yùn)動(dòng)功能單元的運(yùn)動(dòng)系數(shù)=0.5。此時(shí)執(zhí)行構(gòu)件1的工作周期T1為執(zhí)行構(gòu)件1的工作周期T的二

4、分之一。如下圖5所示圖5 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元為將該間歇轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件每次轉(zhuǎn)位時(shí)的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為整周轉(zhuǎn)動(dòng)，間歇運(yùn)動(dòng)功能單元輸出的運(yùn)動(dòng)應(yīng)經(jīng)過(guò)增速運(yùn)動(dòng)功能單元增速，設(shè)定提速四倍，即i=0.25。如下圖6所示。 圖6 轉(zhuǎn)動(dòng)增速運(yùn)動(dòng)功能單元最后將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)移動(dòng)。這樣即可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1“推-回?！遍g歇的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的的運(yùn)動(dòng)功能就是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。如下圖7所示。 圖7 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1實(shí)際運(yùn)動(dòng)功能3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)2功能分析驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件2工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)具有的運(yùn)動(dòng)功能如下圖所示。該運(yùn)動(dòng)單元將連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇的單向直線移動(dòng)。主動(dòng)件（槽輪撥盤(pán)）單向轉(zhuǎn)動(dòng)

5、一周，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件2）前進(jìn)兩次。根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，執(zhí)行構(gòu)件2每次移動(dòng)400mm，即運(yùn)送2塊棒料。主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)一周，運(yùn)送4塊棒料。由工藝分析得，執(zhí)行構(gòu)件2與執(zhí)行構(gòu)件1工作周期相等，故主動(dòng)件（槽輪撥盤(pán)）轉(zhuǎn)速應(yīng)該相等，即分別為11.25rpm、18.75rpm、26.25rpm。如下圖8所示。 圖8執(zhí)行機(jī)構(gòu)2運(yùn)動(dòng)功能 與3.1同理。需將連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)先轉(zhuǎn)化為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，由系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可以看出執(zhí)行構(gòu)件2的間歇時(shí)間同樣是是工作周期的二分之一。因此間歇運(yùn)動(dòng)功能單元的運(yùn)動(dòng)系數(shù)=0.5。此時(shí)執(zhí)行構(gòu)件2的工作周期T2為執(zhí)行構(gòu)件2的工作周期T的二分之一。再將其轉(zhuǎn)動(dòng)部分轉(zhuǎn)化為直線移動(dòng)。由于執(zhí)行構(gòu)件2每次移動(dòng)400

6、mm，若將間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)件直接驅(qū)動(dòng)傳送帶，回轉(zhuǎn)半徑太大。所以再添加一個(gè)增速運(yùn)動(dòng)功能單元，使其i=0.25。執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的的運(yùn)動(dòng)功能就是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇的單向直線移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)功能圖如下圖9所示 圖9 執(zhí)行機(jī)構(gòu)2實(shí)際運(yùn)動(dòng)功能3.3 減速及有級(jí)變速系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1430rpm，為了達(dá)到所需的傳動(dòng)比要求和換擋功能，原動(dòng)機(jī)與執(zhí)行構(gòu)件之間需要加上變速器。要求在執(zhí)行構(gòu)件的主動(dòng)件上分別得到11.25，18.75，26.25rpm的轉(zhuǎn)速，則該變速器總傳動(dòng)比i有3種，分別為i1=143011.25=127.1111i2=143018.75=76.2667i3=143026.25=54.4762總傳動(dòng)比由定傳動(dòng)比

7、if和變傳動(dòng)比iv兩部分組成： i1=ifiv1 i2=ifiv2 i3=ifiv3由于定傳動(dòng)比if為常數(shù)，3種變傳動(dòng)比中iv1最大，iv3最小。本設(shè)計(jì)采用滑移齒輪變速?；讫X輪傳動(dòng)比最大應(yīng)不大于4，即設(shè)iv1=4計(jì)算的定傳動(dòng)比if=i1iv1=127.11114=31.7778可求得其他變傳動(dòng)比iv2=i2if=76.266731.7778=2.4iv3=i3if=54.476231.7778=1.7143由此可得如下傳動(dòng)系統(tǒng)有級(jí)變速功能單元圖10。圖10 有級(jí)變速運(yùn)動(dòng)功能單元 為了保證系統(tǒng)過(guò)載時(shí)不至于損壞，需要在原動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)之間加一個(gè)過(guò)載保護(hù)環(huán)節(jié)。過(guò)載保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能單元采用帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。同

8、時(shí)實(shí)現(xiàn)減速和過(guò)載保護(hù)功能。如下圖11所示。圖11過(guò)載保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能單元定軸傳動(dòng)部分傳動(dòng)比 if2.5=31.77782.5=12.71111 這部分傳動(dòng)比由兩對(duì)圓柱齒輪和一對(duì)圓錐齒輪實(shí)現(xiàn)。添加這對(duì)圓錐齒輪是為了改變傳動(dòng)平面，使變速器運(yùn)動(dòng)主平面與布料系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)主平面垂直，避免尺寸布局上的影響。為了使三對(duì)齒輪的傳動(dòng)比小于4，初步設(shè)定圓錐齒輪傳動(dòng)比為2,另兩對(duì)圓柱齒輪，傳動(dòng)比為i1=3.2, i2=2。圖12 定軸傳動(dòng)部分3.4為滿(mǎn)足一個(gè)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)要求的執(zhí)構(gòu)件1、2的連接 為了使用同一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件1和2，應(yīng)該在減速功能單元之后加一運(yùn)動(dòng)分支功能單元。由于執(zhí)行構(gòu)件1和2的主動(dòng)件（槽輪撥盤(pán)）轉(zhuǎn)速相同，且

9、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)部分之后已經(jīng)達(dá)到主動(dòng)件所需轉(zhuǎn)速，只需將已有轉(zhuǎn)速傳遞給兩個(gè)主動(dòng)件即可，無(wú)需再變速。但是執(zhí)行構(gòu)件1的運(yùn)動(dòng)主平面垂直于布料系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)主平面，執(zhí)行構(gòu)件2的運(yùn)動(dòng)主平面即布料系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)主平面，二者互相垂直。因此運(yùn)動(dòng)分支功能單元之后需要用圓錐齒輪改變轉(zhuǎn)速傳遞平面。同時(shí)為了滿(mǎn)足空間布局的要求，使用兩個(gè)圓錐齒輪以改變布局方向。變速系統(tǒng)執(zhí)行構(gòu)件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的連接系統(tǒng)功能如圖13所示。圖13 兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)建的連接3.5運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖根據(jù)上述分析，可以畫(huà)出整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功能圖圖14棒料輸送線布料裝置（方案2）的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖4. 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案 根據(jù)運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖的各個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單

10、元，便可擬定出機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案。 圖14中的運(yùn)動(dòng)功能單元1是原動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速1430rpm。 圖15 電動(dòng)機(jī)替代運(yùn)動(dòng)功能單元1圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元2是過(guò)載保護(hù)功能單元兼減速功能，采用帶傳動(dòng)替代，如圖 圖16帶傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元2圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元3是有級(jí)變速功能，采用三對(duì)滑移齒輪替代，如圖 圖17 滑移齒輪替代運(yùn)動(dòng)功能單元3圖14中運(yùn)動(dòng)功能4和5是減速功能，采用2級(jí)齒輪傳動(dòng)和一對(duì)圓錐齒輪替代，如圖。 圖18 2級(jí)齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元4圖19 圓錐齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元5圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元6、7、11是運(yùn)動(dòng)分支功能單元。在變速系統(tǒng)輸出軸上添加兩個(gè)相同的齒輪，與軸固聯(lián)。各用一個(gè)圓錐齒輪改變

11、轉(zhuǎn)速傳遞平面，如圖圖20 兩對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元6、7、11圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元8是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，采用槽輪機(jī)構(gòu)替代。該運(yùn)動(dòng)功能單元的運(yùn)動(dòng)系數(shù)=0.5。根據(jù)槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)系數(shù)的計(jì)算公式=kz-22z，最后確定銷(xiāo)釘個(gè)數(shù)k=2，槽輪的徑向槽數(shù)z=4。圖21槽輪機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元8圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元9是增速運(yùn)動(dòng)功能單元，采用一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)代替，其中一個(gè)齒輪與槽輪同軸，角速度相同，另一個(gè)齒輪作為運(yùn)動(dòng)功能單元10的運(yùn)動(dòng)輸入，如圖。槽輪軸圖22一對(duì)定軸齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元9圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元10是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為連續(xù)往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代。

12、其中圓錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪與曲柄固聯(lián)如圖圖23曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能10 此處曲柄滑塊機(jī)構(gòu)需實(shí)現(xiàn)同時(shí)推動(dòng)三塊料的功能，則需要增添擴(kuò)展機(jī)構(gòu)。以如圖24所示支架，帶動(dòng)三個(gè)滑塊，使它們與原機(jī)構(gòu)中滑塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同。（該圖為俯視圖）。圖24 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展機(jī)構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件1圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元12與運(yùn)動(dòng)功能單元8相同。采用k=2，z=4的槽輪機(jī)構(gòu)代替。圖25槽輪機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元12 圖14中運(yùn)動(dòng)功能單元13是增速運(yùn)動(dòng)功能單元，仍采用一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)。其中一個(gè)齒輪與運(yùn)動(dòng)功能單元12中的槽輪同軸，角速度相同，另一個(gè)作為運(yùn)動(dòng)功能單元14的運(yùn)動(dòng)輸入。槽輪軸圖26 一對(duì)定軸齒輪傳動(dòng)代替運(yùn)動(dòng)功能13圖14中運(yùn)

13、動(dòng)功能單元14是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向直線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元。采用一個(gè)圓柱齒輪直接帶動(dòng)傳送帶。該齒輪線速度等于傳送動(dòng)所需前進(jìn)速度。角速度等于運(yùn)動(dòng)輸入齒輪角速度。圖27 帶傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元14根據(jù)上述分析，把各個(gè)運(yùn)動(dòng)功能的替代機(jī)構(gòu)依次連接起來(lái)，即到棒料輸送線布料裝置（方案9）方案機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖28ABB向A向A向 B向圖28棒料輸送線布料裝置（方案9）的機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖5. 機(jī)械系統(tǒng)尺寸設(shè)計(jì)5.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)1驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件1運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)1由槽輪機(jī)構(gòu)19、20，一對(duì)圓柱齒輪21、22，曲柄23，連桿24和滑塊25組成。此機(jī)構(gòu)中槽輪機(jī)構(gòu)，撥盤(pán)19轉(zhuǎn)180°，槽輪20轉(zhuǎn)90&

14、#176;，運(yùn)動(dòng)系數(shù)為0.5(詳見(jiàn)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì))。圓柱齒輪21、22傳動(dòng)比為0.25（詳見(jiàn)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)），即槽輪轉(zhuǎn)90°，圓柱齒輪22轉(zhuǎn)360°。由設(shè)計(jì)題目要求，根據(jù)棒料長(zhǎng)度150mm，為留出空間余量，設(shè)定滑塊的行程為200mm。先確定幾何關(guān)系，如圖29中C1、C2為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極限位置AC1=AB+BC AC2=BC-AB曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是一種具有急回運(yùn)動(dòng)特性的機(jī)構(gòu)，設(shè)在工作中該機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)為K=1.4 則，該機(jī)構(gòu)的極位夾角為=K-1K+1180°=30° 圖29 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)示意圖在 AC2C1中應(yīng)用余弦定理 cos=AC22+AC12-C2

15、C122AC1×AC2根據(jù)曲柄存在條件,需滿(mǎn)足 AC+e<BC計(jì)算初步確定 AB=93mm BC=183mm e=63mm要求最小傳動(dòng)角大于40°,C2位置出現(xiàn)最小傳動(dòng)角minmin=90°-arcsineAC2=46.36°>40°所選尺寸滿(mǎn)足機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)要求。5.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件2運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)2由槽輪機(jī)構(gòu)28、29，一對(duì)圓柱齒輪30、31，帶傳動(dòng)32、33組成。此機(jī)構(gòu)中槽輪機(jī)構(gòu)，撥盤(pán)28轉(zhuǎn)180°，槽輪29轉(zhuǎn)90°，運(yùn)動(dòng)系數(shù)為0.5（詳見(jiàn)槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.3）。圓柱齒輪30、31傳動(dòng)比為

16、0.25，即槽輪轉(zhuǎn)90°，圓柱齒輪31轉(zhuǎn)360°。圓柱齒輪32與31同軸，角速度相同，棒料傳送帶與齒輪32線速度相同（詳見(jiàn)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)）。5.3槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 槽輪機(jī)構(gòu)19、20與槽輪機(jī)構(gòu)28、29完全相同，為滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)系數(shù)=0.5，根據(jù)公式=jz-22z確定撥盤(pán)圓銷(xiāo)數(shù)j=2，槽輪槽數(shù)z=4，如圖圖30 槽輪機(jī)構(gòu)示意圖槽輪槽間角2=360°z=360°4=90°槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)撥盤(pán)的轉(zhuǎn)角2=180°-2=90°設(shè)定中心距 a=100mm撥盤(pán)圓銷(xiāo)回轉(zhuǎn)半徑 =ra=sin=sin45°=0.7071r=a=70.711mm槽

17、輪半徑 =Ra=cos=0.7071R=a=70.711mm鎖止弧張角 =21j+1z-12=90°圓銷(xiāo)半徑 rAr6=70.711÷6=11.78mm=12mm槽輪槽深 h>(+-1)×100+12=53.42mm鎖止弧半徑 rs<r-rA=58.7mm 取rs=48mm。5.4滑移齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.4.1齒數(shù)確定齒輪5,6,7,8,9,10組成滑移齒輪有級(jí)變速運(yùn)動(dòng)功能單元，其齒數(shù)分別為z5、z6、z7、z8、z9、z10由3.3中計(jì)算得三對(duì)齒輪所需傳動(dòng)比如下iv1=4.00iv2=2.40iv3=1.7143最小不根切齒數(shù)為17，且一對(duì)齒輪齒數(shù)最好是

18、質(zhì)數(shù)比。6個(gè)齒輪中，齒輪9尺寸最小，取z9=18。根據(jù)iv1=z9z10=4，z10取71。其齒數(shù)和為z9+z10=89。實(shí)際傳動(dòng)比iv1=7118=3.9444。另外兩對(duì)嚙合齒輪的齒數(shù)和應(yīng)該大致相同。z7+z889z5+z689取 z7=26z8=62 （變位以配湊中心距） z5=33z6=56為滿(mǎn)足最后轉(zhuǎn)速要求，取z9=18z10=71 ； z7=26z8=62 ； z5=33z6=56實(shí)際傳動(dòng)比 iv1=z9z10=4 ； iv2=6226=2.3846 ； iv3=5633=1.6975.4.2模數(shù)及中心距確定 三對(duì)齒輪齒數(shù)和相同，模數(shù)相等m=2mm,則中心距相等 z9+z10=z5+

19、z6=89中心距 a=89*m/2=89mmz7、z8齒輪采用變位齒輪，由于a=(z7+z8)m/2=88,a'=89,故=arcos(acos20°/a')=21.70°故變位系數(shù)和x7+x8=（inva'-inv20°）（z7+z8）/(2*tan20°)=0.521，取x7=0.45,x8=0.07.另兩對(duì)齒輪都是標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，其幾何尺寸可按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。5.5固定齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.5.1圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪11、12、13、14實(shí)現(xiàn)減速運(yùn)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比為6.356?？筛鶕?jù)i1*i2=12.711，齒輪11、13取z11=

20、22， z12=21，則 z11=22z12=69 ， z13=21z14=43m取2mm，則中心距 a2=（22+69）m/2=91mm a3=（21+43）m/2=64mm此二級(jí)齒輪傳動(dòng)是標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，其幾何尺寸可按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。齒輪21與22，齒輪30與31傳動(dòng)比都為0.25,實(shí)現(xiàn)增速運(yùn)動(dòng)功能。齒輪22和31為小齒輪，取最小不根切齒數(shù)17。由于i=0.25是為了保證槽輪的轉(zhuǎn)角90°擴(kuò)大四倍后，完成齒輪22和31的完整周期。所以應(yīng)該保證齒數(shù)比為4:1。取 z21=z30=68z22=z31=17仍取m=2mm，則中心距 a=（68+17）m/2=85mm這兩對(duì)齒輪傳動(dòng)是標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳

21、動(dòng)，其幾何尺寸可按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。5.5.2圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)圓錐齒輪15、16實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元5的減速功能，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比i=2，兩圓錐齒輪的軸交角為90°。齒輪16的分度圓錐角 16=arctanz16z15=arctan2=63.435°齒輪15的分度圓錐角 15=90°-16=26.565°錐齒輪的最小不根切當(dāng)量齒數(shù)為Zvmin=17齒輪15的齒數(shù)按最小不根切齒數(shù)確定Z15= Zvmincos1515齒輪16的齒數(shù)為Z16=2 Z15=30取模數(shù)m=2mm，幾何尺寸按標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪計(jì)算。圓錐齒輪17和18、26和27實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)分支功能單元之后改變轉(zhuǎn)速傳遞

22、平面的功能，傳動(dòng)比均為1。這四個(gè)齒輪與圓錐齒輪16齒數(shù)完全相同。但是分度圓錐角不同，詳見(jiàn)齒輪參數(shù)表。帶輪2和4直徑比為1:2.5，實(shí)現(xiàn)帶傳動(dòng)比i=2.5。取d2=34mm，d4=85mm，帶輪32與傳送帶33線速度相同，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，傳送帶前進(jìn)400mm，則d32=400mm127.32mm由上述分析可得圖28中各齒輪齒數(shù)（模數(shù)m=2）情況如下表編號(hào)567（變位）8（變位）91011齒數(shù)33562662187122編號(hào)12131421223031齒數(shù)69214368176817變位系數(shù)：x7=0.45,x8=0.07。表1 圓柱齒輪齒數(shù)情況表編號(hào)151617182627齒數(shù)153030303030

23、分度圓錐角26.565°63.435° 45° 45° 45° 45°表2 圓錐齒輪齒數(shù)及圓錐角情況表 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)如下表3所示。曲柄AB93mm連桿BC183mm滑塊位移偏置距離e63mm滑塊行程h200mm行程速度變化系數(shù)K1.4表3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)表槽輪參數(shù)如下表4所示 槽間角45°槽輪半徑R70.71撥盤(pán)角45°鎖止弧張角90°中心矩a100mm圓銷(xiāo)半徑rA12mm、0.7071槽輪槽深h53.42mm撥盤(pán)回轉(zhuǎn)半徑r70.71鎖止弧半徑rs48mm表4 槽輪參數(shù)表6. 運(yùn)動(dòng)分析6.1 轉(zhuǎn)向分

24、析如圖所示箭頭為系統(tǒng)各部分轉(zhuǎn)向關(guān)系。AA向圖31 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系示意圖6.2初始位置確定由圖三運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可知，執(zhí)行機(jī)構(gòu)1、2的步調(diào)相反，從而當(dāng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的槽輪應(yīng)處于停止階段，又因?yàn)檗D(zhuǎn)向相反，在圖中表現(xiàn)為起始位置撥盤(pán)方向平行，如下所示：執(zhí)行機(jī)構(gòu)1圖32 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1 初始位置示意圖執(zhí)行機(jī)構(gòu)2圖33 執(zhí)行機(jī)構(gòu)2初始位置示意圖6.3時(shí)序分析設(shè)啟動(dòng)后，執(zhí)行構(gòu)件1先開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行構(gòu)件2保持不動(dòng)。撥盤(pán)19順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（裝置左側(cè)向右看）時(shí)的初始位置處于槽輪由停變動(dòng)的分界位置，因此撥盤(pán)19與水平軸的夾角為45°。此時(shí)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，滑塊位于離傳送帶最遠(yuǎn)的極限位置，曲柄與連桿重合，曲柄與水平軸夾角為43°。撥盤(pán)19的一個(gè)圓銷(xiāo)開(kāi)始進(jìn)入槽輪20的一個(gè)槽內(nèi)，帶動(dòng)槽輪20逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。槽輪20轉(zhuǎn)動(dòng)90°后，圓銷(xiāo)從槽內(nèi)退出。這個(gè)過(guò)程中，齒輪22帶動(dòng)曲柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)1周，滑塊完成一次推料。在撥盤(pán)19轉(zhuǎn)過(guò)下一個(gè)90°的過(guò)程中，槽輪不動(dòng)。此為一個(gè)工作周期。撥盤(pán)28逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的初始位置處于槽輪由動(dòng)變停的分界位置，因此撥盤(pán)28與水平軸的夾角為45°。啟動(dòng)后撥盤(pán)28轉(zhuǎn)動(dòng)90°，這個(gè)過(guò)程中，槽輪29不動(dòng)，傳送帶不動(dòng)。在撥盤(pán)28轉(zhuǎn)動(dòng)下一個(gè)90°時(shí)，槽輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°