棒料輸送線布料裝置方案7

1、Harbin Institute of Technology課程設計說明書課程名稱： 機械原理課程設計 設計題目：棒料輸送線布料裝置（方案7）院 系：機電工程學院 班 級：設 計 者：學 號：指導教師： 陳照波設計時間：2014.6.26 哈爾濱工業(yè)大學目 錄機械原理課程設計任務書11、 題目要求22、 機械系統(tǒng)工藝動作分析23、 機械系統(tǒng)運動功能分析34、 系統(tǒng)運動方案擬定55、 系統(tǒng)運動方案設計8六、系統(tǒng)運動簡圖14棒料輸送線布料裝置（方案7）一、題目要求已知技術參數(shù)和設計要求：棒料輸送布料裝置（方案7）功能描述如下圖所示棒料輸送線。料斗中分別裝有直徑35mm，長度150mm的鋼料和銅料。

2、在輸送線上按照下圖所示的規(guī)律布置棒料。原動機轉速為1430rpm，每分鐘布置棒料35,60,85塊，分3檔可以調節(jié)。二、機械系統(tǒng)工藝動作分析由設計要求可知，該棒料輸送線布料裝置需要由三個部分共同構成，各執(zhí)行構件為傳送帶輪、鋼料料斗空間凸輪機構1和銅料料斗空間凸輪2，這三個構件的運動關系如圖3所示。傳送帶輪進給停止進給停止進給停止進給停止進給停止鋼料料斗空間凸輪退回推進退回推進退回銅料料斗空間凸輪退回推進退回推進退回推進退回圖3 棒料輸送線布料裝置運動循環(huán)圖傳動帶輪做間歇轉動，停止時間約為進給時間的3倍，料斗空間凸輪做間歇推動，把銅料和鋼料按一定規(guī)律從料斗中推出。由于銅料料斗和鋼料料斗的距離未知

3、，所以把來自鋼料料斗和銅料料斗的棒料再收集到另一個大料斗中，大料斗下部為空的，來自鋼料和銅料料斗的棒料經由大料斗直接落至傳送帶。三、機械系統(tǒng)運動功能分析由于電動機的轉速為1430rpm，為了分別得到85,60,35rpm的轉速，則由電動機到槽輪之間的總傳動比iz有3種，分別為總傳動比由定傳動比和變傳動比兩部分構成，即令定軸部分傳動比為 定軸傳動比由一個齒輪輪系控制。圖4 齒輪輪系定軸傳動單元則變傳動比部分傳動比為于是，傳動系統(tǒng)的三級變速功能單元如圖6所示。圖5 三級變速運動功能單元由于動力輸出與皮帶機構不在同一平面上，需采用一個圓錐齒輪，傳動比id=1。圖6 圓錐齒輪變向功能單元由于需要傳送帶

4、進行間歇運動，本設計在圓錐齒輪后加入槽輪。圖7 槽輪間歇運動單元本設計通過控制槽輪后的輪系控制傳送帶的轉動方向、運動距離，利用皮帶輪減小沖擊對裝置的影響，保護裝置。圖8 傳動帶轉動方向、距離控制輪系由于要求傳動帶輪運動五次，料斗擒縱鼓輪運動一次，在設置帶輪，在分運動的同時調節(jié)速度，傳動比id為5。圖9 帶輪分運動、調速功能單元動力通過皮帶輪同時輸出到下料控制機構中，由于動力輸出與下料控制系統(tǒng)不在同一平面上，鋼料與銅料料斗均需采用一個圓錐齒輪，傳動比id均為1。圖10 下料功能單元本系統(tǒng)通過通過控制擒縱鼓輪的開口位置控制棒料按照需要的規(guī)律落料。組合后的運動功能系統(tǒng)圖，如圖11所示。圖11 落料系

5、統(tǒng)總圖四、系統(tǒng)運動方案擬定根據(jù)圖11所示的運動功能系統(tǒng)圖，選擇適當?shù)臋C構替代運動功能系統(tǒng)圖中的各個運動功能單元，便可擬定出機械系統(tǒng)運動方案。圖11中的運動功能單元1是原動機。根據(jù)棒料輸送線布料裝置的工作要求，可以選擇電動機作為原動機，如圖12所示。圖12電動機運動功能單元1圖11中的運動功能單元2是過載保護功能單元，可以選擇帶傳動代替，如圖13所示。圖13 皮帶傳動替代運動功能單元2圖11中的運動功能單元3是有級變速功能，可以選擇滑移齒輪變速傳動代替，如圖14所示。圖14 滑移齒輪變速替代運動功能單元3圖11中的運動功能單元4是減速功能，可以選擇定軸齒輪傳動代替，如圖15圖15 定軸齒輪傳動代

6、替運動功能單元4圖11中運動分支功能單元可用帶傳動代替。如圖16圖16 帶傳動替代運動功能單元11圖11中的運動單元6是轉向功能兼減速功能，用圓錐齒輪代替，如圖16圖16 圓錐齒輪代替運動功能單元6圖11中的運動單元7是將連續(xù)轉動轉換為間歇轉動，可由槽輪機構實現(xiàn)，如圖17圖17 槽輪機構代替運動功能單元7圖11中運動功能單元9用來調節(jié)速度和運轉方向，可由輪系和皮帶輪代替如圖18圖18定軸齒輪傳動加帶傳動運動功能單元9圖11中運動功能單元10用來調節(jié)轉動方向和分運動，可在一根桿上串聯(lián)兩個錐齒輪，如圖19圖19 圓錐齒輪轉動方向調節(jié)、分運動功能單元10五、系統(tǒng)運動方案設計1、齒輪機構設計滑移齒輪具

7、體參數(shù)如下滑移齒輪5和齒輪6由滑移齒輪變速傳動系統(tǒng)中對齒輪齒數(shù)的要求，,齒輪5和6齒數(shù)分別?。?z5 = 25，z6 = 78；它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，實際中心距a =103mm。序號項目代號計算公式及計算結果1齒數(shù)齒輪5Z525齒輪6Z6782模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標準中心距aa=0.5 * m * (Z11+Z12) = 103mm7實際中心距aa=a * cos/ cos = 103mm8嚙合角= arccos (a * cos / a) = 209變位系數(shù)齒輪5X5齒輪6X610齒頂高齒輪5ha5h

8、a5 = m * (ha* + x5 - 齒輪6ha6ha6= m * (ha* + x6 - 11齒根高齒輪5hf5hf5 = m * (ha* + c*齒輪6hf6hf6 = m * (ha* + c*12分度圓直徑齒輪5d5齒輪6d613齒頂圓直徑齒輪5da5da5 = d5 + 2 * ha5齒輪6da6da6 = d6 + 2 * ha614齒根圓直徑齒輪5df5df5 = d5 - 2 * hf5齒輪6df6df6 = d6 - 2 * hf6滑移齒輪7和齒輪8由滑移齒輪變速傳動系統(tǒng)中對齒輪齒數(shù)的要求，可選擇齒輪7和8為正傳動高度變位齒輪，其齒數(shù)分別?。?z7=36， z8=66；

9、它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，實際中心距a =102mm。序號項目代號計算公式及計算結果1齒數(shù)齒輪7Z736齒輪8Z8362模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標準中心距aa=0.5 * m * (Z1+Z2) = 103mm7實際中心距aa=a * cos/ cos = 102mm8嚙合角= arccos (a * cos9變位系數(shù)齒輪7X7齒輪8X810齒頂高齒輪7ha7ha7 = m * (ha* + x7 - 齒輪8ha8ha8 = m * (ha* + x8 - 11齒根高齒輪7hf7hf7= m * (ha* +

10、c* - x7) = 齒輪8hf8hf8 = m * (ha* + c*12分度圓直徑齒輪7d7齒輪8d813齒頂圓直徑齒輪7da7da7 = d7 + 2 * ha7齒輪8da8da8 = d8 + 2 * ha814齒根圓直徑齒輪7df7df7 = d7 - 2 * hf7齒輪8df8df8 = d8 - 2 * hf8滑移齒輪9和齒輪10由滑移齒輪變速傳動系統(tǒng)中對齒輪齒數(shù)的要求，可選擇齒輪9和10為正傳動角度變位齒輪，其齒數(shù)分別?。簔9=45，z10=58；它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，實際中心距a =103mm。序號項目代號計算公式及計算結

11、果1齒數(shù)齒輪9Z945齒輪10Z10582模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標準中心距aa=0.5 * m * (Z1+Z2) = 103mm7實際中心距aa=a * cos/ cos = 103mm8嚙合角= arccos (a * cos / a) = 209變位系數(shù)齒輪9X9齒輪10X1010齒頂高齒輪9ha9ha9 = m * (ha* + x9 - 齒輪10ha10ha10 = m * (ha* + x10 - 11齒根高齒輪9hf9hf9 = m * (ha* + c*齒輪10hf10hf10 = m * (ha* + c*12分度圓直徑齒輪9d9d9齒輪1

12、0d10d1013齒輪9da9da9 = d9 + 2 * ha9齒頂圓直徑齒輪10da10da10 = d10 + 2 * ha1014齒根圓直徑齒輪9df9df9 = d9 - 2 * hf9齒輪10df10Df10 = d10 - 2 * hf10定軸齒輪參數(shù)：圓柱齒輪11與齒輪12 (齒輪13與14和齒輪11與12對應相同)由定軸齒輪變速傳動系統(tǒng)中對齒輪齒數(shù)的要求，可大致選擇齒輪11、12、13和14為角度變位齒輪，其齒數(shù)分別?。簔11 = 20，z12 = 72。它們的齒頂高系數(shù)ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.25，分度圓壓力角=20，標準中心距a =92mm。序號項目代號計算公式

13、及計算結果1齒數(shù)齒輪11Z1120齒輪12Z12722模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標準中心距aa=0.5 * m * (Z1+Z2) = 92mm7實際中心距aa=a * cos/ cos =92mm8嚙合角= arccos (a * cos / a) = 209變位系數(shù)齒輪11X11齒輪12X1210齒頂高齒輪11ha11ha11= m * (ha* + X11 - 齒輪12ha12ha12 = m * (ha* + X12 - 11齒根高齒輪11hf11hf11 = m * (ha* + c* - X11齒輪12hf12hf12 = m * (ha* + c*

14、 - X1212分度圓直徑齒輪11d11d11 = m * z11齒輪12d12d12 = m * z1213齒頂圓直徑齒輪11da11da11 = d11 + 2 * ha11齒輪12da12da12 = d12 + 2 * ha1214齒根圓直徑齒輪9df9df9 = d9 - 2 * hf9齒輪10df10Df10 = d10 - 2 * hf10實際輸出轉速轉速的誤差在允許的范圍內，故上述即可作為該輪系的設計方案。2、 槽輪機構設計槽輪用來控制傳送帶的間歇運動。如圖20.圖20 標準四槽輪3、空間凸輪機構設計空間凸輪機構用來控制棒料的下落規(guī)律，可通過控制空間凸輪的形狀和兩個凸輪的相位差

15、進行有效控制。采用空間凸輪而不是普通凸輪，是為了減小凸輪尺寸，進而減小占用空間。圖21圓柱凸輪機構圖22銅料圓柱凸輪側面展開輪廓圖23鋼料圓柱凸輪側面展開輪廓4、傳動皮帶系統(tǒng)設計 皮帶系統(tǒng)2、3、4傳動比為1，所以，令皮帶輪2、4的直徑均為200mm。 皮帶系統(tǒng)15、16、17傳動比為5，所以，令皮帶輪15的直徑為40mm，皮帶輪16的直徑為200mm。5、定軸齒輪傳動加帶傳動系統(tǒng)設計槽輪固定在一個齒數(shù)為50的齒輪21上，再連接一個齒數(shù)為50的惰輪22，再連接一個齒數(shù)為50的齒輪23，齒輪23上固定一個半徑為200/的皮帶輪24，傳送帶輪25半徑為200/，26半徑為400/。圓柱齒輪21、2

16、2、23序號項目代號計算公式及計算結果1齒數(shù)齒輪11Z2150齒輪12Z22502模數(shù)m23壓力角 204齒頂高系數(shù)ha*15頂隙系數(shù)c*6標準中心距aa=0.5 * m * (Z1+Z2) = 100mm7實際中心距aa=a * cos/ cos =100mm8嚙合角= arccos (a * cos / a) = 209變位系數(shù)齒輪11X21齒輪12X2210齒頂高齒輪11Ha21ha11= m * (ha* + X11 - 齒輪12Ha22ha12 = m * (ha* + X12 - 11齒根高齒輪11Hf21hf11 = m * (ha* + c* - X11齒輪12Hf22hf12 = m * (ha* + c* - X1212分度圓直徑齒輪11D21d11 = m * z11齒輪12D22d12 = m * z1213齒頂圓直徑齒輪11Da21da11 = d11 + 2 * ha11齒輪12Da22da12 =