推送機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書11.1工作原理及工藝動(dòng)作過程11.2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求11.3 設(shè)計(jì)任務(wù)12 實(shí)現(xiàn)推送機(jī)推送要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案選定22.1實(shí)現(xiàn)推送機(jī)推送要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案22.2設(shè)計(jì)方案選定53 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖54凸輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)53.1減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.2電動(dòng)機(jī)的選擇63.3帶輪的選擇63.4 齒輪的選擇73.5 凸輪的設(shè)計(jì)95運(yùn)動(dòng)分析115.1 位移分析115.2 速度分析12 5.3 加速度分析12 5.4 運(yùn)動(dòng)分析126.總結(jié)12參考文獻(xiàn)12設(shè)計(jì)題目六：推送機(jī)1.設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1 工作原理及工藝動(dòng)作過程 在自動(dòng)包裝作業(yè)過程中，經(jīng)常需要將物品從前一工序推送到下一工序?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一用

2、于小塊規(guī)則物品包裝機(jī)中的物品推送機(jī)，實(shí)現(xiàn)將塊狀物品從如圖所示一位置向上推送到所需的另一位置的運(yùn)動(dòng)要求。 1.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）向上推送距離為L=100mm，生產(chǎn)率為W=150件/min。 2）原動(dòng)機(jī)為同步轉(zhuǎn)速為3000rmin的三相交流電動(dòng)機(jī)，通過減速裝置帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件等速轉(zhuǎn)動(dòng)。 3）由物品處于最低位置時(shí)開始，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件轉(zhuǎn)過1=120°時(shí)，推桿從最低位置運(yùn)動(dòng)到最高位置；當(dāng)主動(dòng)件繼續(xù)轉(zhuǎn)過2=120°時(shí)，推桿從最高位置又回到最低位置；最后當(dāng)主動(dòng)件繼續(xù)轉(zhuǎn)過3=120°時(shí)，推桿在最低位置停留不動(dòng)。4）推桿在上升運(yùn)動(dòng)過程中，推桿所受的物品重力和摩擦力為常

3、數(shù)，均為500N；設(shè)推桿在下降運(yùn)動(dòng)過程中，推桿所受的摩擦力為常數(shù)，其值為100N。 5）在滿足行程的條件下，要求推送機(jī)的效率高（推程最大壓力角小于35°），結(jié)構(gòu)緊湊，振動(dòng)噪聲小。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù) 1）至少提出三種運(yùn)動(dòng)方案，然后進(jìn)行方案分析，選出一種運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合。 2）設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制推送機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 3）在假設(shè)電動(dòng)機(jī)等速運(yùn)動(dòng)的條件下，繪制推桿在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中位移、速度和加速度變化曲線。4）編寫課程設(shè)計(jì)說明書。2 實(shí)現(xiàn)推送機(jī)推送要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案選定2.1實(shí)現(xiàn)推送機(jī)推送要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案(方案1)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪，從動(dòng)件和機(jī)架三

4、個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，一般為主動(dòng)件，作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。與凸輪輪廓接觸，并傳遞動(dòng)力和實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件，一般做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，稱為從動(dòng)件。（圖1）凸輪機(jī)構(gòu)在應(yīng)用中的基本特點(diǎn)在于能使從動(dòng)件獲得較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應(yīng)用時(shí)，只要根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線就可以了。凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)械、儀器和操縱控制裝置。凸輪機(jī)構(gòu)之所以得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是由于凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。是機(jī)械中的一種常用機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛。 圖1所示

5、的凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，它的輪廓驅(qū)使從動(dòng)件，可使推桿實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但行程較小。 （方案2）凸輪齒輪機(jī)構(gòu)圖2所示的凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)，可以將擺動(dòng)從動(dòng)件的擺動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪齒條機(jī)構(gòu)的齒條直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)扇形齒輪的分度圓半徑大于擺桿長度時(shí)，可以加大齒條的位移量。（圖2）（方案3）連桿機(jī)構(gòu)圖3所示的連桿機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)GHK通過連桿EF相聯(lián)組合而成。連桿BC上F點(diǎn)的軌跡，在部分近似呈以F點(diǎn)為圓心的圓弧形，因此，桿FG在圖示位置有一段時(shí)間實(shí)現(xiàn)近似停歇。利用等價(jià)的平面連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的推送任務(wù)，幾何封閉，傳送穩(wěn)定性高，通過設(shè)計(jì)合適的桿長可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)以AB桿作為原動(dòng)

6、件時(shí)，運(yùn)動(dòng)傳到推桿K產(chǎn)生一定的增力效果，但是此機(jī)構(gòu)由于運(yùn)用了很多桿件，進(jìn)行了多次中間傳力，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械效率的降低和誤差的積累，而且連桿及滑塊產(chǎn)生的慣性力難以平衡加以消除，因此在高速推送任務(wù)中，不宜采用此機(jī)構(gòu)。(方案4)固定凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)可視為連桿長度BD可變的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，改變固定凸輪的輪廓形狀，滑塊可實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 （方案5）凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)行程放大功能，在水平面得推送任務(wù)中，優(yōu)勢(shì)較明顯，但在垂直面中就會(huì)與機(jī)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(jī)構(gòu)上

7、端加工難度大，而且選材時(shí)，難以找到合適的材料，使其既能滿足強(qiáng)度剛度條件又廉價(jià)，因此不宜選擇該機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目的。由于物品從低處運(yùn)動(dòng)至最高處，且有較大的停歇角，經(jīng)比較，方案1，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，并且傳動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)精確，由于該設(shè)計(jì)采用正弦加速度曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，沒有沖擊，故選擇方案1。3. 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖4.凸輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)4.1減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)原動(dòng)件為一高速電動(dòng)機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速為3000r/min,但我們所需要的是轉(zhuǎn)速是150r/min,所以要減速，對(duì)于減速裝置我們采用的是皮帶加齒輪的方法。第一級(jí)降速是用皮帶減速，減為500r/min,第二級(jí)采用齒輪減速至150r/min.4.2電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)

8、設(shè)計(jì)要求，所選用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90S-2,額定功率為1.5KW，轉(zhuǎn)速為2840r/min總傳動(dòng)比為分配傳動(dòng)比，采用二級(jí)減速器，第一級(jí)減至580r/min，第二級(jí)減至150r/min，故選擇傳動(dòng)比分別為4.90和3.864.3帶輪的選擇1、設(shè)計(jì)功率 2、選擇V帶型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率及小帶輪轉(zhuǎn)速選擇Z型V帶3、確定小帶輪基準(zhǔn)直徑和 選取標(biāo)準(zhǔn)值 故符合要求4.確定中心距a和v帶的基準(zhǔn)長度初定中心距 選擇V帶基準(zhǔn)長度:選取接近基準(zhǔn)長度:5、實(shí)際中心距 故6、小帶輪包角 符合要求7、確定V帶根數(shù)Z 取 8、確定初拉力 9、計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力4.4.齒輪的選擇：傳遞的功率為 小齒輪轉(zhuǎn)速為580r/mi

9、n傳動(dòng)比為4.901.確定材料及許用應(yīng)力小齒輪用40Cr(調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280HBS 大齒輪用45鋼(調(diào)質(zhì)），齒面硬度為240HBS 取, 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)該齒輪按7級(jí)精度制造，載荷系數(shù)K=1 齒寬系數(shù)小齒輪上轉(zhuǎn)矩為取 取齒數(shù)模數(shù),取標(biāo)準(zhǔn)值Z=1.5 則齒寬 取 3.驗(yàn)證輪齒彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù) 4.齒輪圓周速度故選擇7級(jí)精度制造是合適的3.5.凸輪的設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律遵循二次多項(xiàng)式動(dòng)運(yùn)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)角為 回程運(yùn)動(dòng)角為 遠(yuǎn)休止角為 近休止角為轉(zhuǎn)速為 推程前半段： 推程后半段： 回程前半段： 回程后半段： 近休止段：S=0, V=0. a=0求得輪廓曲線各點(diǎn)的坐標(biāo)公式如下： 代入各已知

10、條件用EXCEL求解，得輪郭曲線圖和各階段運(yùn)動(dòng)圖5.運(yùn)動(dòng)分析5.1位移分析： 由曲線可知，在一個(gè)周期內(nèi)推桿位移先增加（0°-120°）后減小(120°-240°)后不變(240°-360°)，符合推桿先上升后下降再在最低位置停留不動(dòng)。5.2速度分析： 凸輪的推程（0°-120°）選擇的是等加速等減速的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由上圖可知在120°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(shí)（120°-240°）選擇的是二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，先增加后減小至零，曲線完全符合，無速度

11、突變亦即無剛性沖擊。近休時(shí)（240°-360°）,速度為零，無剛性沖擊。5.3加速度分析： 凸輪的推程（0°-120°）選擇的是等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在開始時(shí)（0°）、（60°）、（120°）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(shí)（120°-240°）選擇的是二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由曲線可知加速度無突變，即無柔性沖擊。5.4運(yùn)動(dòng)分析：?jiǎn)?dòng)電機(jī)，通過傳送帶傳動(dòng)渦輪蝸桿帶動(dòng)凸倫轉(zhuǎn)動(dòng)，凸倫推動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)。當(dāng)凸輪從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)作推程運(yùn)動(dòng)時(shí)，推桿推送物品作上升運(yùn)動(dòng)，同時(shí)壓縮彈簧。

12、凸輪從最高點(diǎn)作回程運(yùn)動(dòng)時(shí)，推桿在自身重力和彈簧彈力的作用下作下降運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)不斷地提供電能帶動(dòng)整個(gè)裝置的傳動(dòng)，完成構(gòu)件上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，把一個(gè)物品從一個(gè)位置推送到另一個(gè)位置。6總結(jié)總結(jié)通過這次的課程設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)真理來源于實(shí)踐，同樣的通過將知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐上可以加深鞏固。縱使課堂上的知識(shí)學(xué)的很透徹，如果沒有切身的實(shí)踐，也只能紙上談兵。這次設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等的理解。更重要的是，我初步嘗試了去獨(dú)立地去發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，反思問題的能力，并且鍛煉了我的全面思考問題的能力，不單單是去解一道題目，而是去解決一系列相關(guān)聯(lián)的題目鏈，大大地提高了我在這方面的能力，而且這種能力的培養(yǎng)恰恰是在學(xué)校學(xué)習(xí)階段很難得接觸到的，但卻在以后踏上工作崗位中常常會(huì)遇到的。 在課程設(shè)計(jì)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，我收集了很多技術(shù)資料。閱讀了大量的專業(yè)文獻(xiàn)，并將它們應(yīng)用到了課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，我學(xué)到了許多課本上沒有學(xué)到的知識(shí)，把課本上的理論知