機械原理課程設計鞭炮插引機

1、湖南工業(yè)大學課程設計資料袋學院（系、部）2010 2011學年第2學期課程名稱 機械原理課程設計指導教師 職稱學生姓名專業(yè)班級學號題 目成 績起止日期 2011年_6_月_22_日2011年6月28 日目 錄清單序號材料名稱資料數量備注1課程設計任務書12課程設計說明書13課程設計圖紙1張456、_. HUNAN UNIVERSITY OFTECHNOLQGY機械原理設計說明書鞭炮插引機的設計起止日期： 2011年6月22日 至 2011年 6月28 日學 生 姓 名班級學號成績指導教師（簽字）機械工程學院（部）2009年6月20 日目錄0.設計任務書 31. 工作原理和工藝動作分解 42.

2、根據工藝動作和協調要求擬定運動循環(huán)圖 63. 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. 切引刀凸輪機構速度分析 159. 參考資料 16設計總結 17湖南工業(yè)大學課程設計任務書2010 2011 學年第2 學期學院（系、部）專業(yè)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2011年_6_月 22日至2011 年6 月 28 日共 1 周指導教師：系（教研室）主任2011 年 5 月 16 日2011年 5月 23日內 容 及 任 務一、設計的任務與主要技術參數

3、設計任務：1）設計該鞭炮插引機的工作部分使雙膠輥、切引刀、壓引板、和送料板實現上述運動形 式并達到性能參數的要求；2）繪制機器工作部件的運動循環(huán)圖；3）只選原動機，擬疋傳動系統總體方案，一般包括帶傳動、齒輪和蝸桿傳動等，繪制機 械傳動系統方案簡圖；4）分配各級傳動的傳動比，確定各級傳動的基本參數，并計算主要傳動件的幾何尺寸；5）設計工作部分中的凸輪機構。確定運動規(guī)律，確定基圓半徑，繪制凸輪的輪廓曲線， 并校核取大壓力角和取小曲率半徑；6）設計工作部分的連桿機構。確疋各構件的運動尺寸和執(zhí)行構件的運動參數；7）設計工作部分中的間歇運動機構；8）建立工作部分的運動模型并進行仿真分析（選作）。其余設計

4、參數是：引線長度35mm鞭炮外徑4mm 生產能力 每分鐘77排；機器運轉不均勻系數 10% ；驅動電機 0.55kw , 1390r/min 。二、設計工作量要求：對設計任務課題進行工作原理和工藝動作分解，根據工藝動作和協調要求擬定運 動循環(huán)圖，進仃執(zhí)仃機構選型，構思該機械運動方案，并進仃的選擇和評疋，確疋機械運 動的總體方案，根據任務書中的技術參數，確定該機械傳動系統的速比和變速機構，作出 機構運動簡圖，對相關執(zhí)行機構的具體尺度進行分析與設計。要求有設計說明書一份，相關圖紙一至兩張。（有條件的要求用三維動畫表述）。進度安排起止日期工作內容6.22-6.24構思該機械運動方案6.25-6.28

5、運動分析及整體設計主要參考資料:1 朱理.機械原理M.北京：高等教育出版社，2010： 1-325:2戴娟.機械原理課程設計指導書M.北京：高等教育出版社，2011： 1-185:3王洪、劉揚.機械設計課程設計M.北京：北京交通大學出版社，2010 : 13-30:4王巍.機械制圖M.北京：高等教育出版社，2009： 172-2101. 工作原理和工藝動作分解根據任務書的要求，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35mm,做間歇運動，其運動規(guī)律如圖1-1所示:S11190IS

6、O*圖1 1雙膠輥運動循環(huán)圖1#(2) 切引刀，弓|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1 3所示：切引#圖1 2切引刀運動循環(huán)圖#(3) 壓引板，弓I線向下進給后，壓引板水平方向正向進給5mm壓緊引線,切引刀切斷引線后再豎直向下進給10m m,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，準備下一個運動周期的循環(huán)。其運動規(guī)律如 圖12所示：壓引板r水平方向_譽方向1/ / 二 m/ / .廬18OQ270a3606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.

7、464mm，其運動規(guī)律如圖1 4所示:22. 根據工藝動作和協調要求擬定運動循環(huán)圖根據以上分析，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、 裝配和調試。3. 執(zhí)行機構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間歇性的旋轉運動， 根據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4#3.2壓引板機構方案由以上壓引板的工藝動作分解可知壓引板機構需要實

8、現水平和豎直方向的間歇性的矩形運動軌跡，根據要求擬定如下兩種方案，如圖33連桿-凸輪組合機構，圖34雙凸輪機構所示圖33連桿-凸輪組合機構圖3 4雙凸輪機構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間歇性的往復擺動 運動，根據要求擬定如下兩種方案，如圖35導桿機構，圖36凸輪機構所示圖3 5導桿機構563.4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間歇性的單向進給運 動，根據要求擬定如下兩種方案，如圖 35鏈傳動-不完全齒輪機構，圖36 凸輪機構所示#圖3 7鏈傳動-不完全齒輪機構圖3-8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

9、綜合以上機構選型以及功能要求，擬定以下四種方案7萬案一:萬案一:圖4 3方案四:圖4 4圖4284.2 壓引機構方案比較圖 41,4 2 方案的壓引板機構均采用凸輪連桿組合機構實現壓引板的矩 形軌跡要求， 凸輪連桿組合機構可以實現多種預定的運動規(guī)律和運動軌跡， 該機 構以自由度為 2 的五桿機構為基礎機構， 而兩個自由度為 1 的擺動凸輪機構則形 成附加機構。 凸輪連桿組合機構克服了單一凸輪無法整周轉動的缺點， 使機構可 以做精確地運動。而圖 43,44 均采用雙凸輪機構實現壓引板的矩形軌跡要求， 雙凸輪機構 自由度為 2，不僅運用了凸輪可以實現精確運動的特性，也克服了凸輪從動件不 能做周轉運

10、動的缺點。綜合比較凸輪連桿組合機構和雙凸輪機構，二者都可以實現預定的軌跡要 求，且均用于輕載場合。 但凸輪連桿組合機構制造工藝較為復雜， 所占空間較大。 而雙凸輪機構機構簡單，便于制造。因此壓引機構采用雙凸輪機構更為合理。4.3 送料機構方案比較圖 41,4 3 采用鏈傳動與不完全齒輪結合的機構實現單向間歇性進給運 動，鏈傳動結構簡單，傳動比準確，對環(huán)境要求低。附加機構為不完全齒輪實現 間歇運動。圖 42，44 采用棘輪齒條機構，輸出運動為單向間歇性的，行程可調而 且準確。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制造成本較低， 結 構簡單。送料

11、機構采用鏈傳動與不完全齒輪結合的機構更加合理。綜上比較采用方案三如圖 43 所示最為合適，即雙膠輥由不完全齒輪與標 準齒輪組成；切引刀由凸輪組成，齒輪做傳動機構；壓引板由雙凸輪機構組成， 標準齒輪傳動；送料板由不完全齒輪 - 鏈式輸送機組成，鏈傳動作為傳動機構。95. 機械傳動系統的速比和變速機構總傳動比計算:139018.11077第一級采用傳送帶減速器，傳動比為 3,第二級采用一級齒輪減速器，傳 動比為6，變速機構如圖5 1所示。6. 插引機機構運動構簡圖與本組同學王科共同制作完成總機構運動簡圖，如下圖6 1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（I）、切引刀（U）、壓

12、引板（川）和 送料板（IV） o雙膠輥I,由不完全齒輪1與標準齒輪組成；切引刀U,由凸輪2組成，齒輪做傳動機構；壓引板川，由凸輪3、4,壓引板組成，標準齒輪傳動；送料板V,由不完全齒輪5和鏈式輸送機6組成，傳送帶9作為傳動機構；7、8為帶傳動，作為減速機構。一個周期內的運動規(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35mm然后停止轉動；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10mn然后停止運動；壓引板向上進給的同時送料板水平進給

13、S=3.464mm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，可選用等速運動形式，由要求和已知條件 可知S=CS。由切引刀凸輪工藝動作分解得到以下凸輪基本參數：推程運動角S 0 =45 °遠休止角S o仁30°回程運動角S o' =45°近休止角S 02=240°。切引刀凸輪機構采用盤形凸輪及推程直動從動件，對于推程直動從動件壓力角最大許用壓力角為a =30 °，為方便起見，不影響機構傳動和其他影響，直ds/de 、22r0 J(一廠一廠 S) e接采用。對于基圓半徑 tg由諾模圖查得當壓力角

14、為30°，如圖7 1所示，轉角為45°, h為18mm查得其半徑為 r 0=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比較合適。滾子半徑根據基圓半徑確 定，其大小為rr= (0.10.15 ) r。系數取1.33計算得rr=6mm。采用反轉法設計出如圖72所示的切引刀凸輪機構。圖71諾模圖13水 7 r_zbSo M弘/k埋論輪廓曲線實際輪廉fttl線圖72切引刀凸輪機構設計圖ii8, 切引刀凸輪機構速度分析根據切引刀工藝動作分解可知切引刀的運動速度并不高， 而且屬于低載荷機 構，所以擬定

15、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 81所 示，其規(guī)律分析如下：S = (h/ 3。) S =0.4 SV = (ds) / (dt) =(hw)/ 3。=2.512 m/sa = (dv)/(dt)=06 =45°6g11> ° -C Q5I +818oo圖8 1切引刀凸輪機構運動曲線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計指導書M.北京：高等教育出版社，1 185;3、王洪、劉揚.機械設計課程設計M.北京：北京交通大學出版社，1330。2011：2010：4、王巍.機械制圖M.北京

16、：高等教育出版社，2009: 172-2101310. 設計總結在劉揚老師的帶領下， 我們完成了機械原理課程設計。 雖然說我們是第一次 接觸專業(yè)課的課程設計， 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)課程設計的流程， 深深地明白了實踐是檢驗一切真理的標準， 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 原理課程設計每個人都受益頗多。開始設計時先對各機構運動進行分解， 進而確定各機構的運動類型， 篩選出 各執(zhí)行機構的機構方案， 進一步熟悉了不同機構的運動形式、 優(yōu)缺點以及適用場 合，懂得了根據機構特點和機器功能要求評價不同方案的合理性， 為以后的設計 打下堅實的知識基礎和實踐能力。在設計過程中熟練了對CAD W