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文檔簡介

1、鞭炮插引機課程設計課程設計(課程實習)機械原理課程設計 院(系、部): 機械工程學院 姓 名:袁 帥 同組成員: 毛 丹 周 旭 班 級: 過 102 指導教師簽名: 徐林林2011年 6月 28日·北京目錄0.設計任務書21. 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53. 執(zhí)行機構選型74. 機械運動方案的選擇和評定95. 機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構116. 機構運動簡圖127.切引刀凸輪機構尺度設計138,壓引板凸輪機構尺度設計159.槽輪機構的尺度設計1610.參考資料1711.設計總結 18課程設計任務書2011 2012學年第2學期機械工程學院

2、(系、部)過程裝備與控制工程專業(yè)102班級課程名稱:機械原理課程設計設計題目:鞭炮插引機的設計完成期限:自2012年6月23日至2012年6月29日共1周內(nèi)容及任務一、設計的任務與主要技術參數(shù)設計任務:1設計該鞭炮插引機的工作部件使雙膠輥、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自選原動機,擬定傳動系統(tǒng)總體方案。一般應包括帶傳動、齒輪或蝸桿傳動等,繪制機器傳動系統(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),設計計算出幾何尺寸。5設計工作部件中的凸輪機構。確定運動規(guī)律,選定基圓半徑,繪制凸輪的輪廓曲線,并校核最大壓力角和最小曲率

3、半徑。6設計工作部件中的連桿機構。確定各構件的結構尺寸和執(zhí)行構件的運動參數(shù)。7設計工作部件中的間歇運動機構。確定各構件的結構尺寸和執(zhí)行構件的運動參數(shù)。8建立工作部件的運動模型并進行運動仿真分析(選作)其余設計參數(shù)是: 引線長度45mm,鞭炮外徑8mm; 生產(chǎn)能力 每分鐘60排; 驅動電機 0.55kw,1440r/min。引線進給量L與鞭炮的引線長度相等,送料板的位移S和鞭炮的外徑D之間的關系約為:S0.866D二、設計提示1由于雙膠輥將引線向下送到要求的長度后才切斷,切斷的時候不能送進引線。因此需要間歇運動機構使雙膠輥間歇轉動。為減小外形結構尺寸,可采用不完全齒輪機構實現(xiàn)。 2引線切割之后,

4、為了保證引線能夠準確到達炮心位置,需要壓引板壓緊引線并送達指定位置向外向上回退。向下送引的位移約為815mm,同學們可在該范圍中自己確定。3切引機構、送料機構可考慮用凸輪機構或組合機構實現(xiàn)。進度安排起止日期工作內(nèi)容6.23-6.24構思該機械運動方案6.25-6.29運動分析及整體設計6.29答辯主要參考資料1 劉會英機械原理北京:機械工業(yè)出版社2 鄒慧君殷鴻梁.簡諧運動機構設計與應用創(chuàng)新機械工業(yè)出版社3 王淑仁.機械原理課程設計科學出版社.指導教師: 2012年 6月 29 日系(教研室)主任:2012年 6月 29日1.工作原理和工藝動作分解一工作原理機構工作原理視圖傳動示意圖電機減速壓引

5、板、切引刀凸輪轉動雙腳輥槽輪轉動傳送帶槽輪轉動運動分支傳動原理示意圖二工藝動作分解根據(jù)任務書的要求,該機械的應有的工藝過程是,機構應由雙膠輥、切引刀、壓引板和送料板的運動組成。各構件的運動形式為:(1)雙膠輥,每一個運動周期的開始轉動一定角度將引線進給45mm,做間歇運動,其運動規(guī)律如圖1-1所示: 90 180 270 360 主軸轉角圖 11雙膠輥運動循環(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,其運動規(guī)律如圖13所示:S50主軸轉角90 180 270 360圖 12 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進給30mm壓緊引線

6、,切引刀切斷引線后再壓引板松開,準備下一個運動周期的循環(huán)。其運動規(guī)律如圖12所示:S30主軸轉角90 180 270 360圖 13 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=8*0.86mm=7mm。其運動規(guī)律如圖14所示:S主軸轉角90 180 270 360圖 14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執(zhí)行構件動作的先后順序、相位,以利于設計、裝配和調(diào)試。vsss90 180 270 360主軸轉角圖 21 鞭炮插引機運動循環(huán)圖3. 執(zhí)行機構

7、選型由以上各機構工藝動作分解可知該機器共有四個執(zhí)行機構雙膠輥、壓引板、切引刀和送料板。根據(jù)運動分析擬定各執(zhí)行機構的方案如下:3.1 雙膠輥的機構方案由以上雙膠輥的工藝動作分解可知雙膠輥機構需要實現(xiàn)間歇性的旋轉運動,切動停比為1:3,根據(jù)要求擬定如下兩種方案,如圖31不完全齒輪,圖32槽輪機構所示。 圖 31 不完全齒輪 圖 32 槽輪機構3.2壓引板機構方案由以上壓引板的工藝動作分解,壓引板為水平間歇運動且在最遠端停休。根據(jù)要求擬定如下方案,如圖33凸輪機構,圖 33凸輪機構 3.3切引刀機構方案由以上切引刀的工藝動作分解可知切引刀機構需要實現(xiàn)間歇性水平的往復擺動運動,根據(jù)要求擬定如下兩種方案

8、,如圖35曲柄滑塊機構,圖36凸輪機構所示。圖34 導桿機構 圖35 凸輪機構3.4送料板由以上送料板的工藝動作分解可知送料機構需要實現(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36槽輪機構,圖37棘輪機構所示。 圖 36槽輪機構圖 3-7 棘輪齒條機構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選型以及功能要求,擬定以下三種方案方案一: 圖 41 方案二 圖42方案三:圖 43 4.2雙絞輥機構選擇比較 如圖,因為不完全齒輪機構可設計(或選?。┑膮?shù)較多,如兩輪圓周上設想布滿齒時的齒數(shù)z1、z2;主、從動輪上鎖止弧的數(shù)目M、N;及鎖止弧間的齒數(shù)、等均可在相當寬

9、廣的范圍內(nèi)自由選取。因而標志間歇運動特性的各參數(shù),如主動輪每轉一周從動輪停歇的次數(shù)、從動輪每轉一周停歇的次數(shù)、每次運動轉過的角度、每次停歇的時間長短等,允許調(diào)整的幅度比槽輪機構大得多,故設計比較靈活。不完全齒輪機構和普通齒輪機構的區(qū)別,不僅在輪齒的分布上,而且在嚙合傳動中,當首齒進入嚙合及末齒退出嚙合過程中,輪齒并非在實際嚙合線上嚙合,因而在此期間不能保證定傳動比傳動。由于從動輪每次轉動開始和終止時,角速度有突變,故存在剛性沖擊。相比之下,槽輪機構構造簡單,外形尺寸小,機械效率高,運動平穩(wěn),柔性沖擊。因此選用槽輪機構。4.3切引刀機構選擇比較如圖,曲柄滑塊運動空間較大,無間歇運動,消耗功率較大

10、,而且如果切引刀持續(xù)工作對于生產(chǎn)安全不利。如果選用凸輪機構,動量較小,消耗功率較小,結構簡單,所需工作空間較小而且傳遞機械效率效果較好。所以選用凸輪機構。4.4傳送帶機構選擇比較如圖,棘輪機構具有結構簡單、制造方便和運動可靠,并且棘輪的轉角可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)等優(yōu)點。缺點是:傳動力小、工作時有沖擊和燥聲。槽輪機構的優(yōu)點是:結構簡單、工作可靠、機械效率高。缺點是:制造與裝配精度要求高、轉角大小不能調(diào)節(jié)。然而傳送帶所需的動停比為1:3,且每分鐘做60周期循環(huán),選用棘輪使其告訴運動可能影響傳動精確度,相比之下槽輪運行更為穩(wěn)定,選用槽輪更合適。5. 機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構總傳動比計算:I=144

11、060=24第一級采用一級齒輪減速器,傳動比為2,第二級采用二級齒輪減速器,傳動比為3,第三級采用三級齒輪減速器,傳動比為4變速機構如圖51所示。圖 51系統(tǒng)變速機構6. 插引機機構運動構簡圖根據(jù)傳動系統(tǒng)繪制總機構運動簡圖,如下圖61所示。圖 61總機構運動簡圖鞭炮插引機的動作執(zhí)行機構有雙膠輥、切引刀、壓引板和送料板。雙膠輥,由槽輪與標準齒輪組成;切引刀,由凸輪組成,齒輪做傳動機構;壓引板,由凸輪壓引板組成,標準齒輪傳動;送料板,由槽輪和皮帶式輸送機組成,傳送帶作為傳料機構;齒輪構成的減速器作為減速機構。一個周期內(nèi)的運動規(guī)律:每一個運動周期的開始雙膠輥先轉動一定角度將引線進給45mm插入引線,

12、然后停止轉動;引線向下進給后,壓引板水平方向正向進給30mm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;壓引板車去進給的同時送料板水平進給S=7mm,準備下一個運動周期的循環(huán)。7. 切引刀凸輪機構的尺度設計切引刀的運動不具高速和大負載,可選用等加等減速運動形式,轉速為60r/min,由要求和已知條件可知推程h=50,壓力角設置為45°。由切引刀凸輪工藝動作分解得到以下凸輪基本參數(shù):推程角=50°遠休角s=30°回程角1=50°近休角s1=230°r0基圓半徑 r0dsd-etana-s2+e2平底寬度l計算l=2*dsd+57位置確

13、定x,yx=s+r0sin+(ds/d)cosy=s+r0cos-(ds/d)sinr0max=52 確定r0=150l=32.13 確定l=33切引刀凸輪外形切引刀凸輪推桿位移8,壓引板凸輪機構尺度設計壓引板的運動不具高速和大負載,可選用等加等減速運動形式,轉速為60r/min,由要求和已知條件可知推程h=30,壓力角設置為45°。由切引刀凸輪工藝動作分解得到以下凸輪基本參數(shù):推程角 =30°遠休角s=120° 回程角 1=30°近休角s1=180°r0基圓半徑 r0dsd-etana-s2+e2平底寬度l計算l=2*dsd+57位置確定x,

14、yx=s+r0sin+(ds/d)cosy=s+r0cos-(ds/d)sinr0max=33 確定r0=200l=32 確定l=33壓引板凸輪外形壓引板凸輪推桿位移8. 槽輪機構的尺度設計根據(jù)槽輪所需運動條件,形成動停比為1:3,及相關尺寸,確定槽輪各部分基本尺寸如下:(1) 中心距c=120(2) 撥銷與輪槽底部徑向間隙=5(3) 模數(shù)m=1(4) 槽輪在槽口出厚度b=4(5) 停休比=t2t1=1/3(6) 圓柱銷數(shù)k=1(7) 圓銷半徑RT=8(8) 撥盤角速度w1=2(9) 槽輪運動角2,2=2z=24=/2。(10) 撥盤運動角2,2=-2=/2。(11) 圓銷中心軌跡半徑1,c*

15、sin=84.85。(12) 槽輪外徑2,R2=(c*cos)2+RT2=85.23。(13) 輪槽深度h,h=R1+R2-C+RT+8=47.08(14) 撥盤回轉軸直徑d1,d1d1<2c-R2 d1=60(15) 槽輪軸直徑d2,d2<2c-r1-rt- d2=40(16) 撥盤鎖止弧張角,=2m-=1.5。(17) 鎖止弧半徑R0,R0=R1-RT-b=72.85(18) 圓銷中心軌跡半徑R1與中心距c的比=R1C=sinz=2/2(19) 槽輪角位移=tan-1sin/(1-sin)(20) 槽輪角速度2=cos-11+2-2cos(21) 槽輪角加速度2=2-1sin12(1+2-2cos)2Excel表格計算如下: 槽輪角速度曲線槽輪角加速度10參考資料1 劉會英機械原理北京:機械工業(yè)出版社2 鄒慧君殷鴻梁.簡諧運動機構設計與應用創(chuàng)新機械工業(yè)出版社3 王淑仁.

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