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文檔簡介

1、湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計資料袋學(xué)院(系、部)2010、2011學(xué)年第2學(xué)期課程名稱機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)教師職稱學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號題目鞭炮插引機的設(shè)計成績起止日期2011年6月22日2011年6月28a目錄清單序號材料名稱資料數(shù)量注備1課程設(shè)計任務(wù)書12課程設(shè)計說明書13課程設(shè)計圖紙1張456機械原理設(shè)計說明書鞭炮插引機的設(shè)計起止日期:2011年6月22日至2011年6月28日名生姓學(xué)班級學(xué)號成績)字教導(dǎo)師(簽指機械工程學(xué)院(部)日20月6年2009.目錄0.設(shè)計任務(wù)書31 .工作原理和工藝動作分解42 .根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖63 .執(zhí)行機構(gòu)選型74 .機械運動方案的選擇和評定95

2、 .機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構(gòu)116 .機構(gòu)運動簡圖127 .切引刀凸輪機構(gòu)尺度設(shè)計138,切引刀凸輪機構(gòu)速度分析159.參考資料1617設(shè)計總結(jié)10.湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書20102011學(xué)年第2學(xué)期學(xué)院(系、部)專業(yè)班級一課程名稱:機械原理課程設(shè)計設(shè)計題目:鞭炮插引機的設(shè)計完成期限:自2011年6月22日至2011年6月28日共1周內(nèi) 容及 任務(wù)一、設(shè)計的任務(wù)與主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計任務(wù):1)設(shè)計該鞭炮插引機的工作部分使雙膠輻、切引刀、壓引板、和送料板實現(xiàn)上述運動形式并達到性能參數(shù)的要求;2)繪制機器工作部件的運動循環(huán)圖;3)只選原動機,擬定傳動系統(tǒng)總體方案,一般包括帶傳動、齒輪和蝸桿傳動

3、等,繪制機械傳動系統(tǒng)方案簡圖;4)分配各級傳動的傳動比,確定各級傳動的基本參數(shù),并計算主要傳動件的幾何尺寸;5)設(shè)計工作部分中的凸輪機構(gòu)。確定運動規(guī)律,確定基圓半徑,繪制凸輪的輪廓曲線,并校核最大壓力角和最小曲率半徑;6)設(shè)計工作部分的連桿機構(gòu)。確定各構(gòu)件的運動尺寸和執(zhí)行構(gòu)件的運動參數(shù);7)設(shè)計工作部分中的間歇運動機構(gòu);8)建立工作部分的運動模型并進行仿真分析(選作)。每分生產(chǎn)能力;4mm,鞭炮外徑35mm引線長度其余設(shè)計參數(shù)是:鐘77排;機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)10%;驅(qū)動電機0.55kw,1390r/mino二、設(shè)計工作量要求:對設(shè)計任務(wù)課題進行工作原理和工藝動作分解,根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定

4、運動循環(huán)圖,進行執(zhí)行機構(gòu)選型,構(gòu)思該機械運動方案,并進行的選擇和評定,確定機械運動的總體方案,根據(jù)任務(wù)書中的技術(shù)參數(shù),確定該機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構(gòu),作出機構(gòu)運動簡圖,對相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)的具體尺度進行分析與設(shè)計。要求有設(shè)計說明書一份,相關(guān)圖紙一至兩張。(有條件的要求用三維動畫表述)。進度安排起止日期工作內(nèi)容6.22-6.24構(gòu)思該機械運動方案6.25-6.28運動分析及整體設(shè)計料1要考資1朱理.機械原理M.北京:高等教育出版社,2010:1-3252戴娟.機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書M.北京:高等教育出版社,2011:1-1853王洪、劉揚.機械設(shè)計課程設(shè)計M.北京:北京交通大學(xué)出版社,2010:1

5、3-304王巍.機械制圖M.北京:高等教育出版社,2009:172-210指導(dǎo)教師:2011年5月16B日23月5年20n任主)室研教(系工作原理和工藝動作分解1.根據(jù)任務(wù)書的要求,該機械的應(yīng)有的工藝過程是,機構(gòu)應(yīng)由雙膠輯、切引刀、壓引板和送料板的運動組成。各構(gòu)件的運動形式為:(1)雙膠輪,每一個運動周期的開始轉(zhuǎn)動一定角度將引線進給35mm,做間歇運動,其運動規(guī)律如圖所示:圖1一1雙膠輻運動循環(huán)圖(2)切引刀,引線向下進給達到指定位置并且壓引板壓緊引線后,切引刀切斷引線,之后壓引板壓緊引線插入鞭炮。其運動規(guī)律如圖13所示:圖1-2切引刀運動循環(huán)圖(3)壓引板,引線向下進給后,壓引板水平方向正向

6、進給5mm壓緊引線,切引刀切斷引線后再豎直向下進給10mm,使引線插入鞭炮,之后水平負方向退回5mm,再豎直向上進給10mm,準(zhǔn)備下一個運動周期的循環(huán)。其運動規(guī)律如圖12所示:圖1-3壓引板運動循環(huán)圖(4)送料板,壓引板將引線插進鞭炮并松開引線后,水平進給S=3.464mm。其運動規(guī)律如圖14所示:圖1-4送料板運動循環(huán)圖2 .根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖根據(jù)以上分析,擬定鞭炮插引機運動循環(huán)圖如圖2-1所示,制定運動循環(huán)圖的目的是確定鞭炮插引機各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動作的先后順序、相位,以利于設(shè)計、裝配和調(diào)試。圖2-1鞭炮插引機運動循環(huán)圖3 .執(zhí)行機構(gòu)選型由以上各機構(gòu)工藝動作分解可知該機器共有

7、四個執(zhí)行機構(gòu)雙膠短、壓引板、切引刀和送料板。根據(jù)運動分析擬定各執(zhí)行機構(gòu)的方案如下:3.1 雙膠輯的機構(gòu)方案由以上雙膠輻的工藝動作分解可知雙膠輻機構(gòu)需要實現(xiàn)間歇性的旋轉(zhuǎn)運動,根據(jù)要求擬定如下兩種方案,如圖31不完全齒輪,圖32槽輪機構(gòu)所示。槽輪23圖不完全齒輪13圖機構(gòu)3. 2壓引板機構(gòu)方案由以上壓引板的工藝動作分解可知壓引板機構(gòu)需要實現(xiàn)水平和豎直方向的間歇性的矩形運動軌跡,根據(jù)要求擬定如下兩種方案,如圖3-3連桿-凸輪組合機構(gòu),圖3一4雙凸輪機構(gòu)所示。圖33連桿-凸輪組合機構(gòu)圖34雙凸輪機構(gòu)4. 3切引刀機構(gòu)方案由以上切引刀的工藝動作分解可知切引刀機構(gòu)需要實現(xiàn)間歇性的往復(fù)擺動運動,根據(jù)要求擬定

8、如下兩種方案,如圖35導(dǎo)桿機構(gòu),圖36凸輪機構(gòu)所示。圖35導(dǎo)桿機構(gòu)圖36凸輪機構(gòu)5. 4送料板由以上送料板的工藝動作分解可知送料機構(gòu)需要實現(xiàn)間歇性的單向進給運動,根據(jù)要求擬定如下兩種方案,如圖35鏈傳動-不完全齒輪機構(gòu),圖36凸輪機構(gòu)所示。圖37鏈傳動-不完全齒輪機構(gòu)圖3-8棘輪齒條機構(gòu)4.機械運動方案的選擇和評定4.1機械運動方案的擬定綜合以上機構(gòu)選型以及功能要求,擬定以下四種方案方案一:方案二:圖42圖41方案三:方案四:圖43圖444. 2壓引機構(gòu)方案比較圖41,42方案的壓引板機構(gòu)均采用凸輪連桿組合機構(gòu)實現(xiàn)壓引板的矩形軌跡要求,凸輪連桿組合機構(gòu)可以實現(xiàn)多種預(yù)定的運動規(guī)律和運動軌跡,該機

9、構(gòu)以自由度為2的五桿機構(gòu)為基礎(chǔ)機構(gòu),而兩個自由度為1的擺動凸輪機構(gòu)則形成附加機構(gòu)。凸輪連桿組合機構(gòu)克服了單一凸輪無法整周轉(zhuǎn)動的缺點,使機構(gòu)可以做精確地運動。.而圖43,44均采用雙凸輪機構(gòu)實現(xiàn)壓引板的矩形軌跡要求,雙凸輪機構(gòu)自山度為2,不僅運用了凸輪可以實現(xiàn)精確運動的特性,也克服了凸輪從動件不能做周轉(zhuǎn)運動的缺點。綜合比較凸輪連桿組合機構(gòu)和雙凸輪機構(gòu),二者都可以實現(xiàn)預(yù)定的軌跡要求,且均用于輕載場合。但凸輪連桿組合機構(gòu)制造工藝較為復(fù)雜,所占空間較大。而雙凸輪機構(gòu)機構(gòu)簡單,便于制造。因此壓引機構(gòu)采用雙凸輪機構(gòu)更為合理。6. 3送料機構(gòu)方案比較圖4-1,4-3采用鏈傳動與不完全齒輪結(jié)合的機構(gòu)實現(xiàn)單向間

10、歇性進給運動,鏈傳動結(jié)構(gòu)簡單,傳動比準(zhǔn)確,對環(huán)境要求低。附加機構(gòu)為不完全齒輪實現(xiàn)間歇運動。圖42,44采用棘輪齒條機構(gòu),輸出運動為單向間歇性的,行程可調(diào)而且準(zhǔn)確。但沖擊和噪音較大,適用于低速輕載場合。綜合比較二者都用于輕載場合,但鏈傳動較棘輪齒條機構(gòu)制造成本較低,結(jié)構(gòu)簡單。送料機構(gòu)采用鏈傳動與不完全齒輪結(jié)合的機構(gòu)更加合理。綜上比較采用方案三如圖4-3所示最為合適,即雙膠輕山不完全齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪組成;切引刀由凸輪組成,齒輪做傳動機構(gòu);壓引板由雙凸輪機構(gòu)組成,標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動;送料板由不完全齒輪-鏈?zhǔn)捷斔蜋C組成,鏈傳動作為傳動機構(gòu)。7. 機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構(gòu)總傳動比計算:第一級采用傳送帶減速器

11、,傳動比為3,第二級采用一級齒輪減速器,傳動比為6,變速機構(gòu)如圖51所示。圖51系統(tǒng)變速機構(gòu)8. 插引機機構(gòu)運動構(gòu)簡圖所示。16與本組同學(xué)王科共同制作完成總機構(gòu)運動簡圖,如下圖圖61總機構(gòu)運動簡圖鞭炮插引機的動作執(zhí)行機構(gòu)有雙膠輻(I)、切引刀(II)、壓引板(山)和送料板(IV)。雙膠輻I,由不完全齒輪1與標(biāo)準(zhǔn)齒輪組成;切引刀n,由凸輪2組成,齒輪做傳動機構(gòu);壓引板HI,由凸輪3、4,壓引板組成,標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動;送料板【V,由不完全齒輪5和鏈?zhǔn)捷斔蜋C6組成,傳送帶9作為傳動機構(gòu);7、8為帶傳動,作為減速機構(gòu)。一個周期內(nèi)的運動規(guī)律:每一個運動周期的開始雙膠輯先轉(zhuǎn)動一定角度將引線進給35mm,然后停

12、止轉(zhuǎn)動;引線向下進給后,壓引板水平方向正向進給5mm壓緊引線;壓引板壓緊引線后,切引刀擺到切割位置切斷引線;隨后壓引板豎直向下進給10mm,使引線插入鞭炮,之后水平負方向退回5mm,再豎直向上進給10mm然后停止運動;壓引板向上進給的同時送料板水平進給S=3.464mm,準(zhǔn)備下一個運動周期的循環(huán)。切引刀凸輪機構(gòu)的尺度設(shè)計7.由要求和已知條件切引刀的運動不具高速和大負載,可選用等速運動形式,88O由切引刀凸輪工藝動作分解得到以下凸輪基本參數(shù):推程運動角可知S=C=240°。=45°;近休止角3=45°;遠休止角8二30°;回程運動角6'。如g對于推

13、程直動從動件壓力切引刀凸輪機構(gòu)采用盤形凸輪及推程直動從動件,。,為方便起見,不影響機構(gòu)傳動和其他影響,直=30角最大許用壓力角為?eds/&2e)?r?(?so?tg由諾模圖查得當(dāng)壓力角為對于基圓半徑接采用。30°,如圖71所示,轉(zhuǎn)角為45°,h為18mm,查得其半徑為廠18/0.4=45mm。從動件為滾子從動件,滾子與凸輪輪廓間為滾動摩擦,磨損較小,也可用來傳遞較大動力,對于切引刀這種中高速機構(gòu)比較合適。滾子半徑根據(jù)基圓半徑確定,其大小為r=(0.CO.15)r。系數(shù)取1.33計算得r=6mm。門采用反轉(zhuǎn)法設(shè)計出如圖7-2所示的切引刀凸輪機構(gòu)。圖71諾模圖圖7-2

14、切引刀凸輪機構(gòu)設(shè)計圖8,切引刀凸輪機構(gòu)速度分析根據(jù)切引刀工藝動作分解可知切引刀的運動速度并不高,而且屬于低教荷機構(gòu),所以擬定了等速運動規(guī)律作為凸輪的運功規(guī)律,畫出運動圖線如圖8-1所示,其規(guī)律分析如下:o)5=0.4S=(h/S5V=(ds)/(dt)=(hw)/8o=2.512m/sa=(dv)/(dt)=0圖81切引刀凸輪機構(gòu)運動曲線9 .參考資料1、朱理.機械原理M.北京:高等教育出版社,2010:1-325;2、戴娟.機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書M.北京:高等教育出版社,2011:1-185:3、王洪、劉揚.機械設(shè)計課程設(shè)計M.北京:北京交通大學(xué)出版社,2010:1330o4、王巍.機械制圖

15、M.北京:高等教育出版社,2009:172-21010 .設(shè)計總結(jié)在劉揚老師的帶領(lǐng)下,我們完成了機械原理課程設(shè)計。雖然說我們是第一次接觸專業(yè)課的課程設(shè)計,遇到了很多的困難,但對機械濃厚的興趣,使我們下定決心解決一切難題,做出自己的新意,拿出完美的方案。在這為期一周的時間里,我們不僅完成了自己的設(shè)計作品,也鞏固了自己的專業(yè)知識,加強了實踐能力,深入了解了專業(yè)課程設(shè)計的流程,深深地明白了實踐是檢驗一切真理的標(biāo)準(zhǔn),只有把書本知識在實踐中運用,才能將其深刻的理解掌握,總的來說通過這次機械原理課程設(shè)計每個人都受益頗多O開始設(shè)計時先對各機構(gòu)運動進行分解進而確定各機構(gòu)的運動類型,篩選出各執(zhí)行機構(gòu)的機構(gòu)方案,進一步熟悉了不同機構(gòu)的運動形式、優(yōu)缺點以及適用場合,懂得了根據(jù)機構(gòu)特點和機器功能要求評價不同方案的合理性,為以后的設(shè)計打下堅實的知識基礎(chǔ)和實踐能力。在設(shè)計過程中熟練了對CAD、WO

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