塊狀物品推送機的機構(gòu)綜合與機構(gòu)設(shè)計說明

1、機械原理課程設(shè)計設(shè)計說明書 設(shè)計題目：塊狀物品推送機的機構(gòu)綜合與機構(gòu)設(shè)計班 級：機制115 姓 名 ：學(xué) 號 ：同組其他人員：指導(dǎo)教師 ：郭紅利完成時間 ：2013年01月03日摘要輸送機是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機。輸送機可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。可以單臺輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)線需要。本文主要是對用于糖果、香皂等包裹機中的物品推送機進行設(shè)計，將塊狀物品從一位置向上推送到所需的

2、另一位置，加強對機械設(shè)計的理解。前言未來輸送機的將向著大型化發(fā)展、擴大使用圍、物料自動分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機長度和大輸送傾角等幾個方面。水力輸送裝置的長度已達440公里以上帶式輸送機的單機長度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機結(jié)構(gòu)。擴大輸送機的使用圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以與能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團、粘性物料的輸送機。輸送機的發(fā)展趨向是：繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機長度和大輸送傾角等幾個方面。

3、水力輸送裝置的長度已達 440公里以上。帶式輸送機的單機長度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的"帶式輸送道"。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機結(jié)構(gòu)。擴大輸送機的使用圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以與能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團、粘性的物料的輸送機。使輸送機的構(gòu)造滿足物料搬運系統(tǒng)自動化控制對單機提出的要求。如郵局所用的自動分揀包裹的小車式輸送機應(yīng)能滿足分揀動作的要求等。降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域科研工作的一個重要方面。已將1噸物料輸送1公里所消耗的能量作為輸送機選型的重要指標(biāo)之一。

4、減少各種輸送機在作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。目錄摘要2前言21.1設(shè)計數(shù)據(jù)和要求：4二 .實現(xiàn)推送機推送要求的執(zhí)行機構(gòu)方案選定42.1實現(xiàn)推送機推送要求的執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計方案4三.機械運動方案選型與最終方案構(gòu)件尺寸63.1最終確定方案的構(gòu)件尺寸6四.所選方案的機構(gòu)運動學(xué)分析64.1推桿位移公式64.2推桿速度公式74.3推桿加速度公式84.4所選方案的運動角度變化：10五 總結(jié)與建議11參考文獻12附錄：12一 .設(shè)計題目：塊狀物品推送機的機構(gòu)綜合與機構(gòu)設(shè)計在自動包裹機的包裝作業(yè)過程中，經(jīng)常需要將物品從前一工序轉(zhuǎn)送到下一工序?，F(xiàn)要求設(shè)計一用于糖果、香皂等包裹機中的物品推送機，將塊狀物品從

5、一位置向上推送到所需的另一位置。1.1設(shè)計數(shù)據(jù)和要求：.推送的距離，生產(chǎn)率為每分鐘推送物品件。.推送機的原動件為同步轉(zhuǎn)速為的三相交流電動機，通過減速裝置帶動執(zhí)行機構(gòu)主動件等速轉(zhuǎn)動。.由物品處于最高位置是開始，當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)主動件轉(zhuǎn)過°時，推桿從最低位置運動到最高位置，當(dāng)主動件再轉(zhuǎn)過°時，推桿從最高位置又回到最低位置，最后當(dāng)主動件再轉(zhuǎn)過°時，推桿在最低位置保持靜止。.設(shè)推桿在上升過程中所受到的物品中立和摩擦力為常數(shù)，其大小為，推桿在下降過程中所受到的摩擦力為常數(shù)，大小為。.使用壽命為年，每年工作個工作日，每個工作日工作小時。.在滿足行程的條件下，要求推送機的效率較高（推

6、誠的最大壓力角應(yīng)小于°），結(jié)構(gòu)緊湊，震動噪音小。二 .實現(xiàn)推送機推送要求的執(zhí)行機構(gòu)方案選定2.1實現(xiàn)推送機推送要求的執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計方案 方案一凸輪連桿組合機構(gòu)如上圖所示的凸輪連桿組合機構(gòu)也可以實現(xiàn)行程放大功能，在水平面得推送任務(wù)中，優(yōu)勢較明顯，但在垂直面中就會與機架產(chǎn)生摩擦，加上凸輪與擺桿和擺桿與齒條的摩擦，積累起來，摩擦?xí)艽螅缓缶褪瞧浣Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，非標(biāo)準(zhǔn)件較多，加工難度比較大，從而生產(chǎn)成本也比較大，連桿機構(gòu)上端加工難度大，而且選材時，難以找到合適的材料，使其既能滿足強度剛度條件又廉價，因此不宜選擇該機構(gòu)來實現(xiàn)我們的設(shè)計目的。 方案二 如上圖所示的凸輪機構(gòu)，凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，它的

7、輪廓驅(qū)使從動件，可使推桿實現(xiàn)任意的運動規(guī)律,但是使用凸輪機構(gòu)磨損較為嚴(yán)重，滾子不能很好的緊貼凸輪，容易振動，運行時穩(wěn)定性能差，由于摩擦較大，動力使用效率不高，造成能源浪費，不能到達環(huán)保節(jié)能的目的，不能滿足設(shè)計要求。 方案三 如上圖所示，方案存在有一定缺點，首先存在磨損問題，運動鏈較長，進而需要更多能量來驅(qū)動，其次是加工難度較大，但是結(jié)構(gòu)簡單緊湊，噪音小，運用蝸輪蝸桿傳遞動力，采用了帶傳動，凸輪機構(gòu)回轉(zhuǎn)運動，易于完成小圍的物料推送任務(wù)，效率較高并且運動精確穩(wěn)定效應(yīng)迅速，動力使用率較高，滿足環(huán)保節(jié)能的目的，可使推桿有確定的運動，完全符合設(shè)計目標(biāo)。三.機械運動方案選型與最終方案構(gòu)件尺寸3.1最終確定

8、方案的構(gòu)件尺寸四.所選方案的機構(gòu)運動學(xué)分析4.1推桿位移公式其中=150°，=270°分析： 由曲線可知，在一個周期推桿位移先增加（0°-150°）后減小(150°-270°)后不變(270°-360°)，符合推桿先上升后下降再停頓。4.2推桿速度公式其中=150°，=270°分析： 凸輪的推程（0°-150°）選擇的是等加速等減速運動規(guī)律，由上圖可知在150°之前，無速度突變即無剛性沖擊，推桿速度先均勻增大后均勻較小至零。回程時（150°-270

9、6;）選擇的是五次多項式運動規(guī)律，先增加后減小至零，曲線完全符合，無速度突變亦即無剛性沖擊。近休時（270°-360°）,速度為零，無剛性沖擊。4.3推桿加速度公式其中=150°，=270°分析： 凸輪的推程（0°-150°）選擇的是等加速等減速運動規(guī)律，在開始時（0°）、（75°-80°）、（150°）加速度有突變，但是突變有限，因而引起的沖擊較小，故只存在柔性沖擊?；爻虝r（150°-270°）選擇的是五次多項式運動規(guī)律，由曲線可知加速度無突變，即無柔性沖擊。綜合分析：有速

10、度、加速度曲線可知，推桿的推程只存在柔性沖擊，推桿回程既無剛性沖擊也無柔性沖擊。凸輪廓線4.4所選方案的運動角度變化：凸輪轉(zhuǎn)角°°°推桿上升下降停止啟動電機，通過傳送帶傳動渦輪蝸桿帶動凸輪轉(zhuǎn)動，凸輪推動推桿運動。當(dāng)凸輪從最低點運動到最高點作推程運動時，推桿推送物品作上升運動，同時壓縮彈簧。凸輪從最高點作回程運動時，推桿在自身重力和彈簧彈力的作用下作下降運動。電動機不斷地提供電能帶動整個裝置的傳動，完成構(gòu)件上下往復(fù)運動，把一個物品從一個位置推送到另一個位置。五 總結(jié)與建議本次大作業(yè)不同于前兩次，這次是綜合設(shè)計，并不像之前的只是設(shè)計單個構(gòu)件，這次所需要設(shè)計的東西更多，

11、需要各個構(gòu)件之間的配合才能達到設(shè)計的要求。 這次作業(yè)還是有一定難度的，它需要對學(xué)過的東西十分熟練，并且還需要對沒有學(xué)過的東西進行自學(xué)從而完成設(shè)計任務(wù)。在實際過程中我使用了CAD、C語言編程、EXCEL繪圖等軟件，并且查閱了關(guān)于物塊推送的相關(guān)資料，知道了物塊推送需要較高的效率、穩(wěn)定性、精確度，當(dāng)然還需要環(huán)保，即噪音小，動力使用效率高，不產(chǎn)生太多廢棄物。通過本次大作業(yè)我學(xué)會了很多。首先是在設(shè)計方面，我學(xué)會了綜合考慮，對比選擇最優(yōu)機構(gòu)，學(xué)會了發(fā)現(xiàn)問題并與時解決問題，當(dāng)然我也學(xué)會了多種查閱資料的方法，比如圖書館的相關(guān)文獻、googel文獻引索、中知網(wǎng)。團隊精神也是很重要的，在這次設(shè)計中，我們小組三人分

12、工明確，積極探討，深深體會到了團隊的作用。當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足，所以決定在假期里來填補自己的不足，以便今后完成更多，更復(fù)雜的設(shè)計，為自己的專業(yè)服務(wù)。像這種能夠鍛煉自己的機會并不多，我建議在日后的學(xué)習(xí)中可以多一些這樣的機會，讓我們更牢固的掌握我們所學(xué)到的專業(yè)知識。參考文獻 機械原理 高等教育出版 恒 主編 C語言教程 清華大學(xué) 譚浩強 主編 機械原理課程設(shè)計實習(xí)指南 機電學(xué)院 郭紅利主編附錄：推桿運動學(xué)數(shù)據(jù)：角度位移速度加速度00070.03320250.2666676.1115570.033202101.06666712.223170.033202152.418.33464970.033

13、202204.26666724.44619970.033202256.66666730.55774970.033202309.636.66929970.0332023513.06666742.78084970.0332024017.06666748.89239970.0332024521.655.00394870.0332025026.66666761.11549870.0332025532.26666767.22704870.0332026038.473.33859870.0332026545.06666779.45014870.0332027052.26666785.56169770.03

14、3202756091.67324770.0332028067.73333385.561697-70.0332028574.93333379.450148-70.0332029081.673.338598-70.0332029587.73333367.227048-70.03320210093.33333361.115498-70.03320210598.455.003948-70.033202110102.93333348.892399-70.033202115106.93333342.780849-70.033202120110.436.669299-70.033202125113.3333

15、3330.557749-70.033202130115.73333324.446199-70.033202135117.618.334649-70.033202140118.93333312.2231-70.033202145119.7333336.11155-70.03320215012000155119.918529-2.740656-60.080296160119.389468-10.030077-104.487471165118.07373-20.562694-134.646354170115.740741-33.15728-151.981776175112.257577-46.756

16、945-157.918564180107.578125-60.429142-153.881548185101.732223-73.365662-141.29555719094.814815-84.882636-121.5854219586.975098-94.420535-96405671-101.544169-66.49202720569.331688-105.94269-33.95842821060-107.429587021550.668312-105.9426933.95842822041.594329-101.54416966.49202722533.024

17、902-94.42053596185185-84.882636121.5854223518.267777-73.365662141.29555724012.421875-60.429142153.8815482457.742423-46.756945157.9185642504.259259-33.15728151.9817762551.92627-20.562694134.6463542600.610532-10.030077104.4874712650.081471-2.74065660.08029627000027500028000028500029000029

18、5000300000305000310000315000320000325000330000335000340000345000350000355000360000推桿運動學(xué)分析代碼：#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#define PI 3.141592653void main() double h=120; int ang1=150,ang2=270,ang3=360;double s72,v72,a72;double A ,B; int i;for(i=0;i<ang1;i+=5

19、) if(i<=ang1/2)A=i*PI/180; B=ang1*PI/180;si/5=2*h*pow(A/B,2); vi/5=4*h*A/(B*B); ai/5=4*h/(B*B); elseA=i*PI/180;B=ang1*PI/180;si/5=h-2*h*pow(B-A)/B,2); vi/5=4*h*(B-A)/(B*B); ai/5=-4*h/(B*B);for(i=ang1;i<ang2;i+=5) A=(i-ang1)*PI/180; B=(ang2-ang1)*PI/180;si/5=h-(10*h*pow(A/B,3)-15*h*pow(A/B,4)+6

20、*h*pow(A/B,5); vi/5=-30*h*A*A/(B*B*B)+60*h*A*A*A/(B*B*B*B)-30*h*A*A*A*A/(B*B*B*B*B);ai/5=-60*h*A/(B*B*B)+180*h*A*A/(B*B*B*B)-120*h*A*A*A/(B*B*B*B*B); for(i=ang2;i<ang3;i+=5)si/5=0;vi/5=0;ai/5=0;for(i=0;i<72;i+)printf("%f %f %fn",si,vi*4*PI,ai*4*PI); 凸輪位置數(shù)據(jù)：實際廓線理論廓線010001188.73881699.

21、8851229.213759117.87885517.55004299.53123718.524743117.50482826.5030798.91080528.024547116.84638735.661397.97861737.794087115.85181645.07928196.67283147.89948114.45052754.894.91638458.388963112.5549664.85237692.61879169.29073110.06301775.24900389.67826980.611453106.86093985.98418585.98418592.3352961

22、02.82649497.03229681.419764104.42326597.832368108.3465175.865043116.81285591.749659119.85791669.2129.41796584.451409131.4750561.307823142.12909775.81614143.08386352.078267154.8138965.731342154.54813241.411047167.31799554.09689165.18508729.126588179.55553739.965875174.26765915.246445189.94544924.0899

23、12181.60198.2903496.740346187.018951-16.362038204.429581-11.793673190.396166-33.571981208.240425-31.20927191.639684-51.349698209.639011-51.194073190.694956-69.407288208.58088-71.430581187.545291-87.453806205.06111-91.600625182.211745-105.2 199.113975 -111.38988174.752436-122.36297 190.812115 -130.49

24、2347165.261321-138.67071 180.265193 -148.614748153.866436-153.86643 167.618065 -165.480767140.727634-167.71266 153.048456 -180.835062126.033862-179.995 136.764191 -194.447110-190.52558 119.000000 -206.11404692.941587-199.313876100.344839-215.72094375.035617-206.15866480.413065-223.33664556.441635-21

25、0.64304859.447614-228.39027637.462987-212.46315437.859598-230.45878418.499467-211.44987316.174-229.2990250-207.578125-5.031215-224.860685-17.582122-200.96457 -25.185046 -217.280071-33.829237-191.85514 -43.775419 -206.857589-48.392716-180.60407 -60.388735 -194.024044-61.018333-167.64649 -74.735685 -1

26、79.301288-71.562663-153.46662 -86.664247 -163.261635-80-138.56406 -96.161564 -146.488953-86.419794-123.42025 -103.346374 -129.543237-91.01508-108.46754 -108.453176 -112.929924-94.06281-94.062811-111.809006-97.074877-95.897415-80.467486-113.803337-82.305411-96.879291-67.83561-114.851449-68.836388-97.

27、3602-56.210938-115.35189-56.757813-97.647797-45.533915-115.64129-46.017857-97.971657-35.658767-115.956416-36.399321-98.453216-26.38046-116.417812-27.508868-99.082032-17.470836-117.031203-18.822606-99.70063-8.722675-117.66836-9.800034-1000-1180-99.619478.715574-117.55097410.284378-98.48077517.364818-

28、116.20731520.490485-96.59258325.881904-113.97924830.540647-93.96926234.202014-110.88372940.358377-90.63077942.261826-106.94431949.868955-86.6025450-102.19099859-81.91520457.357644-96.65994167.682019-76.60444464.278761-90.39324475.848938-70.71067870.710678-83.438683.4386-64.27876176.604444-75.8489389

29、0.393244-57.35764481.915204-67.6820296.659941-5086.60254-59102.190998-42.26182690.630779-49.868955106.944319-34.20201493.969262-40.358377110.883729-25.88190596.592583-30.540647113.979247-17.36481898.480775-20.490485116.207315-8.71557499.61947-10.284378117.550974凸輪位置代碼：#include<stdio.h>#include

30、<math.h>#include<stdlib.h>#define PI 3.141592653double fact722;double theory722;int ang1=150,ang2=270,ang3=360;double h=120, rb=60,b=2;double A1=30*PI/180, A2=70*PI/180;double P=13,e=0;double So,r=18;double S(int I)double s;double A;double B;if(I<=ang1/2)A=I*PI/180;B=ang1*PI/180;s=2*h

31、*pow(A/B,2);else if(I>ang1/2)&&(I<=ang1)A=I*PI/180;B=ang1*PI/180;s=h-2*h*pow(B-A)/B,2); else if(I<=ang2) A=(I-ang1)*PI/180; B=(ang2-ang1)*PI/180;s=h-(10*h*pow(A/B,3)-15*h*pow(A/B,4)+6*h*pow(A/B,5); else s=0;return(s);double ds(int Q)double A,B,C;if(Q<=ang1/2)A=Q*PI/180;B=ang1*PI/

32、180;C=4*h*A/(B*B);else if(Q>ang1/2)&&(Q<=ang1)A=Q*PI/180;B=ang1*PI/180;C=4*h*(B-A)/(B*B); else if(Q<=ang2) A=(Q-ang1)*PI/180;B=(ang2-ang1)*PI/180;C=-30*h*A*A/pow(B,3)+60*h*pow(A,3)/pow(B,4)-30*h*pow(A,4)/pow(B,5); else C=0; return C;double dss(int B3)double A,B,C;if(B3<=ang1/2)A=

33、B3*PI/180;C=ang1*PI/180;B=4*h/(C*C);else if(B3>ang1/2&&B3<=ang1)A=B3*PI/180;C=ang1*PI/180;B=-4*h/(C*C); else if(B3<=ang2)A=(B3-ang1)*PI/180;C=(ang2-ang1)*PI/180;B=-60*h* A/pow(C,3)+180*h*A*A/pow(C,4)-120*h*pow(A,3)/pow(C,5); else B=0;return(B);void xy(int ang)double A,B,C,E,F,dx,dy;

34、A=ang*PI/180;B=S(ang);C=ds(ang); dx=(So+B)*cos(A)+sin(A)*C-e*sin(A); dy=-sin(A)*(So+B)+C*cos(A)-e*cos(A);E=r*dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);F=r*dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);theoryang/50=(So+B)*sin(A)+e*cos(A);theoryang/51=(So+B)*cos(A)-e*sin(A);factang/50=theoryang/50-E;factang/51=theoryang/51+F;double a(int B1)/*求解壓

35、力角*/double A,B;A=sqrt(ds(B1)-e)*(ds(B1)-e);B=S(B1);return atan(A/(B+So);double p(int B2)double dx,dy,dxx,dyy;double A,B,C,D,E;A=B2*PI/180;B=ds(B2);C=S(B2); D=dss(B2);dx=(So+C)*cos(A)+sin(A)*B-e*sin(A); dy=-sin(A)*(So+C)+B*cos(A)-e*cos(A);dxx=-(C+So)*sin(A)+cos(A)*B+D*sin(A)-e*cos(A);dyy=-cos(A)*(So+

36、C)-B*sin(A)+D*cos(A)-sin(A)*B+e*sin(A);E=sqrt(pow(dx*dx+dy*dy,3)/sqrt(pow(dx*dyy-dxx*dy),2);return(E);/計算數(shù)據(jù)并寫入文件void main() FILE *fp;int i;int k,h,l;double angle1max=0,angle2max=0,pmin=1000; if(fp=fopen("f:sanying","w")=NULL) printf("Cann't open this file.n");exit(0); fprintf(fp,"n The Kinematic Parameters of Point 4n");fprintf(fp," x y x' y' "