哈工大機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)—產(chǎn)品包裝線設(shè)計(jì)

1、Harbin Institute of Technology課程設(shè)計(jì)說明書（論文）課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案10）院 系： 班 級(jí)： 機(jī)械一班 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2014.06.30-2014.07.07 哈爾濱工業(yè)大學(xué)目錄題目要求（3）題目解答工藝方法分析（3）運(yùn)動(dòng)功能分析及圖示（4）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的擬定（8）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)（13）運(yùn)動(dòng)方案執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)序分析（19）運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（21）產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線(方案10)1.題目要求如圖1所示，輸送線1上為小包裝產(chǎn)品，其尺寸為長(zhǎng)*寬*高=600*200*200，采取步進(jìn)式輸送方式，將第

2、一包和第二包產(chǎn)品送至托盤A上（托盤A上平面與輸送線1的上平面同高），每送一包產(chǎn)品至托盤A上，托盤A下降200mm。當(dāng)?shù)谌a(chǎn)品送到托盤A上后，托盤A上升405mm、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90，把產(chǎn)品推入輸送線2。然后，托盤A順時(shí)針回轉(zhuǎn)90、下降5mm恢復(fù)至原始位置。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1430rpm，產(chǎn)品輸送量分三檔可調(diào)，每分鐘向輸送線2分別輸送12、18、30件小包裝產(chǎn)品。圖1功能簡(jiǎn)圖2.題目解答（1）工藝方法分析由題目和功能簡(jiǎn)圖可以看出，推動(dòng)產(chǎn)品在輸送線1上運(yùn)動(dòng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)1，在A處使產(chǎn)品上升、轉(zhuǎn)位的是執(zhí)行構(gòu)件2，在A處把產(chǎn)品推到下一個(gè)工位的是執(zhí)行構(gòu)件3，三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系如圖所示。下圖中T1為執(zhí)行構(gòu)

3、件1的工作周期，T2是執(zhí)行構(gòu)件2的工作周期，T3是執(zhí)行構(gòu)件3的工作周期，T3是執(zhí)行構(gòu)件3的動(dòng)作周期。由圖2可以看出，執(zhí)行構(gòu)件1是作連續(xù)往復(fù)移動(dòng)的，而執(zhí)行構(gòu)件2則有一個(gè)間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行構(gòu)件3作一個(gè)間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的工作周期關(guān)系為：3T1= T2= T3。執(zhí)行構(gòu)件3的動(dòng)作周期為其工作周期的1/20。T2=T3T1執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況執(zhí)行構(gòu)件1進(jìn)停進(jìn)停進(jìn)停執(zhí)行構(gòu)件2停降停降停升停降停順停順停執(zhí)行構(gòu)件3停進(jìn)退停T3圖2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（2）運(yùn)動(dòng)功能分析及運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖根據(jù)前面的分析可知，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件1工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有運(yùn)動(dòng)功能如圖3所示。該運(yùn)動(dòng)功能把一個(gè)連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的

4、往復(fù)移動(dòng)，主動(dòng)件每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件1）往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，主動(dòng)件的轉(zhuǎn)速分別為12、18 、30 rpm。 12、18、30 rpm圖3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)功能由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1430rpm，為了在執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的主動(dòng)件上分別得到6、12、18 rpm的轉(zhuǎn)速，則由電動(dòng)機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)1之間的傳動(dòng)比iz有3種分別為：iz1=143012 = 119.17iz2=143018 = 79.44iz3=143030 = 47.67總傳動(dòng)比由定傳動(dòng)比ic與變傳動(dòng)比iv組成，滿足以下關(guān)系式：iz1 = ic*iv1iz2=ic*iv2iz3=ic*iv3三種傳動(dòng)比中iz1最大，iz3最小。由于定傳動(dòng)比ic是常數(shù)，

5、因此3種傳動(dòng)比中iv1最大，iv3最小。若采用滑移齒輪變速，其最大傳動(dòng)比最好不要大于4，即：iv1=4則有：ic= iz1 iv1 = 29.80故定傳動(dòng)比的其他值為：iv2= iz2 ic= 2.67iv3= iz3 ic= 1.60于是，有級(jí)變速單元如圖4：i = 4, 2.67, 1.60圖4 有級(jí)變速運(yùn)動(dòng)功能單元為保證系統(tǒng)過載時(shí)不至于損壞，在電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)之間加一個(gè)過載保護(hù)環(huán)節(jié)。過載保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能單元可采用帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，這樣，該運(yùn)動(dòng)功能單元不僅具有過載保護(hù)能力，還具有減速功能，如圖5所示。圖5 過載保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能單元整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)僅靠過載保護(hù)功能單元的減速功能不能實(shí)現(xiàn)全部定傳動(dòng)比，因此，在傳

6、動(dòng)系統(tǒng)中還要另加減速運(yùn)動(dòng)功能單元，減速比為i = ic 2.5 = 11.92減速運(yùn)動(dòng)功能單元如圖6所示。圖6 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)功能根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)功能分析，可以得到實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1運(yùn)動(dòng)的功能系統(tǒng)圖，如圖7所示。1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.67, 1.60 i = 11.92執(zhí)行構(gòu)件1圖7 實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖為了使用同一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件2，應(yīng)該在圖7所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖加上1個(gè)運(yùn)動(dòng)分支功能單元，使其能夠驅(qū)動(dòng)分支執(zhí)行構(gòu)件2，該運(yùn)動(dòng)分支功能單元如圖8所示。執(zhí)行構(gòu)件2有兩個(gè)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是間歇往復(fù)移動(dòng)，另一個(gè)是間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)。執(zhí)行構(gòu)件3有一個(gè)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，為間歇往復(fù)移動(dòng)，

7、其運(yùn)動(dòng)方向與執(zhí)行構(gòu)件1的運(yùn)動(dòng)方向垂直。為了使執(zhí)行構(gòu)件2和執(zhí)行構(gòu)件3的運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行構(gòu)件1的運(yùn)動(dòng)保持正確的空間關(guān)系，可以加一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換功能單元，如圖9所示。圖8 運(yùn)動(dòng)分支功能單元i=2圖9 運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)功能單元經(jīng)過運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元輸出的運(yùn)動(dòng)需要分成三個(gè)運(yùn)動(dòng)分支分別驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件2的2個(gè)運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行構(gòu)件3的一個(gè)運(yùn)動(dòng)。因此，需要加一個(gè)運(yùn)動(dòng)分支功能分支單元，如圖10所示。圖10 運(yùn)動(dòng)分支功能單元執(zhí)行構(gòu)件2的一個(gè)運(yùn)動(dòng)是間歇往復(fù)移動(dòng)，考慮采用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)，再轉(zhuǎn)換成間歇往復(fù)移動(dòng)。如圖11所示。圖11 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元執(zhí)行構(gòu)件2的另一個(gè)運(yùn)

8、動(dòng)是間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)，且其運(yùn)動(dòng)平面與第一個(gè)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平面垂直，因此，可以選用運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元，如圖12所示。圖12運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)功能單元經(jīng)過運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元后的運(yùn)動(dòng)，可以通過另一個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)擺動(dòng)，如圖13所示。圖13 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元根據(jù)上述分析可以得出實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1和執(zhí)行構(gòu)件2運(yùn)動(dòng)功能的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖14所示。1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.67, 1.60 i = 11.92執(zhí)行構(gòu)件1執(zhí)行構(gòu)件2圖14 執(zhí)行構(gòu)件1、2的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖執(zhí)行構(gòu)件3需要進(jìn)行間歇往復(fù)移動(dòng)，為此，需要將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。由圖2

9、可以看出，執(zhí)行構(gòu)件3在一個(gè)工作周期內(nèi)，其間歇時(shí)間很長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，這樣會(huì)導(dǎo)致使用的槽輪機(jī)構(gòu)槽數(shù)過大。因此，需要采用一個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的放大單元，使槽輪機(jī)構(gòu)的時(shí)間系數(shù)增大，如圖15所示。再采用一個(gè)運(yùn)動(dòng)系數(shù)為=0.25的間歇運(yùn)動(dòng)單元，如圖15所示。 i = 1/2.5 =0.25圖15運(yùn)動(dòng)放大功能單元和間歇運(yùn)動(dòng)功能單元盡管執(zhí)行構(gòu)件3在一個(gè)工作周期內(nèi)，其間歇時(shí)間很長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，但是當(dāng)其運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)則是連續(xù)的、周期的。因此，需要把圖15中的運(yùn)動(dòng)功能單元的輸出運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為整周運(yùn)動(dòng)，于是在其后加一個(gè)運(yùn)動(dòng)放大功能單元，如圖16所示。然后，再把該運(yùn)動(dòng)功能單元輸出地運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)功能單元如圖17所示。

10、i =1/4圖16 運(yùn)動(dòng)放大功能單元圖17 把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元根據(jù)上述分析，可以畫出整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖18所示。1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.67, 1.60 i =11.92圖18 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案10）的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖（3）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案擬定根據(jù)圖18所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖,選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元,便可擬定出機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案。圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元1是原動(dòng)機(jī)。根據(jù)產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線的工作要求，可以選擇電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。如圖19所示。1430rpm1圖19 電動(dòng)機(jī)替代運(yùn)動(dòng)功能單元1圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元2是過載保護(hù)

11、單元兼具減速功能，可以選擇帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，如圖20所示。 2圖20圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元3是有級(jí)變速功能單元，可以選擇滑移齒輪變速傳動(dòng)替代，如圖21所示。 i=4,2.67,1.60 圖21 滑移齒輪變速替代運(yùn)動(dòng)功能單元3圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元4是減速功能，可以選擇2級(jí)齒輪傳動(dòng)代替，如圖22所示。 i=11.92 圖22 2級(jí)齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元4圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元6將連續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)擺動(dòng)，可以選擇導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)替代，如圖23所示。圖23 導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元6圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元7是運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能和減速運(yùn)動(dòng)功能單元，可以用圓錐齒輪傳動(dòng)替代，如圖24所示。i = 2 圖24

12、 圓錐齒輪傳動(dòng)替代減速運(yùn)動(dòng)功能單元7圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元5是運(yùn)動(dòng)分支功能單元，可以用運(yùn)動(dòng)功能單元7錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪、運(yùn)動(dòng)功能單元6導(dǎo)桿滑塊結(jié)構(gòu)的曲柄與運(yùn)動(dòng)功能單元4的運(yùn)動(dòng)輸出齒輪固連替代，如圖25所示。圖25 2個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元的主動(dòng)件固聯(lián)替代運(yùn)動(dòng)功能單元5圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元9和10將連續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)移動(dòng)，由于運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，可以選用不完整齒和凸輪機(jī)構(gòu)固聯(lián)來共同完成要求。不完全齒輪在一個(gè)工作周期內(nèi)有四次停歇和和四次轉(zhuǎn)動(dòng)，且四次停歇的時(shí)間不都相同。于是，可以用不完全齒輪和凸輪機(jī)構(gòu)固聯(lián)來代替這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元。如圖26所示。圖26 不完整齒和凸輪機(jī)構(gòu)固聯(lián)替代功能單元9和10圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元1

13、1是運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能，可以用圓錐齒輪傳動(dòng)代替，如圖27所示。 i = 1圖27 圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)代替運(yùn)動(dòng)功能單元10 圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元12是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，于是可以用凸輪機(jī)構(gòu)代替該運(yùn)動(dòng)功能單元，如圖 28所示。圖28 用不完全齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元12圖18中運(yùn)動(dòng)單元14是把往復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)擺動(dòng)，可以選擇齒輪齒條傳動(dòng)替代。如圖29所示。圖29 用齒輪齒條替代運(yùn)動(dòng)功能單元14圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元8是運(yùn)動(dòng)分支功能單元，可以用運(yùn)動(dòng)功能單元10、運(yùn)動(dòng)功能單元11錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪、運(yùn)動(dòng)功能單元13齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)功能單元7的運(yùn)動(dòng)輸出齒輪固聯(lián)代替，如圖30所

14、示。圖30 3個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元的主動(dòng)件固聯(lián)替代運(yùn)動(dòng)功能單元8圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元13是加速功能，可以選擇齒輪傳動(dòng)代替，傳動(dòng)比為1/2.5，如圖30所示。圖30 用齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元13圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元15是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，可以用槽輪機(jī)構(gòu)替代。該運(yùn)動(dòng)功能單元的運(yùn)動(dòng)系數(shù)為=0.25由槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)系數(shù)的計(jì)算公式有：=Z-22Z式中，Z槽輪的徑向槽數(shù)。則，槽輪的徑向槽數(shù)為：Z= 21-2=21-2*0.25=4該槽輪機(jī)構(gòu)如圖31所示。圖31用槽輪機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元14圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元16是運(yùn)動(dòng)放大功能單元，把運(yùn)動(dòng)功能單元15中槽輪在一個(gè)工作周期中輸出的1/4周的

15、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一周的運(yùn)動(dòng)，用圓柱齒輪機(jī)構(gòu)替代，其傳動(dòng)比為i=1/4。圓柱齒輪傳動(dòng)如圖32所示。圖32 用圓柱齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元15圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元17是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連續(xù)往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，可以用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代，如圖33所示。圖 33用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元17根據(jù)上述分析，按照?qǐng)D18各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元連接順序把個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元的替代機(jī)構(gòu)一次連接便形成了產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案10）的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，如繪制圖所示（4） 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的設(shè)計(jì)該執(zhí)行機(jī)構(gòu)是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由曲柄15，滑塊18，導(dǎo)桿19，連桿20和滑枕21組成。其中大滑塊的行程h=480mm,現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。該

16、機(jī)構(gòu)具有急回特性，在導(dǎo)桿19與曲柄15的軌跡圓相切時(shí)候，從動(dòng)件處于兩個(gè)極限位置，此時(shí)導(dǎo)桿的末端分別位于C1和C2位置。取定C1C2的長(zhǎng)度，使其滿足：利用平行四邊形的特點(diǎn)，由下圖可知滑塊移動(dòng)的距離E1E2= C1C2=h，這樣就利用了機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性，使滑塊移動(dòng)了指定的位移。設(shè)極位夾角為，顯然導(dǎo)桿19的擺角就是，取機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.4，由此可得極位夾角和導(dǎo)桿19的長(zhǎng)度。 L=h/2sin15=927.289圖35 導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)先隨意選定一點(diǎn)為D，以D為圓心，l為半徑做圓。再過D作豎直線，以之為基礎(chǔ)線，左右各作射線，與之夾角15，交圓與C1和C2點(diǎn)。則弧C1C2即為導(dǎo)桿頂部轉(zhuǎn)過的弧線，

17、當(dāng)導(dǎo)軌從C1D擺到C2D的時(shí)候，擺角為30。接著取最高點(diǎn)為C,在C和C1之間做平行于C1C2的直線m，該線為滑枕21的導(dǎo)路，距離D點(diǎn)的距離為在C1點(diǎn)有機(jī)構(gòu)最大壓力角，設(shè)導(dǎo)桿21的長(zhǎng)度為l1，最大壓力角的正弦等于要求最大壓力角小于100，所以有90.979l1越大，壓力角越小，取l1=200400mm。曲柄15的回轉(zhuǎn)中心在過D點(diǎn)的豎直線上，曲柄越長(zhǎng)，曲柄受力越小，可選取AD=480mm，據(jù)此可以得到曲柄15的長(zhǎng)度480*sin15=124.233執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的設(shè)計(jì)如圖34（b）所示，執(zhí)行機(jī)構(gòu)2由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成。其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，由不完全齒輪26、27實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)運(yùn)動(dòng)是將連

18、續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)移動(dòng)，可以選用不完整齒傳動(dòng)（30、31）和直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)（28、29）固聯(lián)來共同完成要求。凸輪、齒輪、齒條的設(shè)計(jì)在一個(gè)工作周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)+90（1/40T2）轉(zhuǎn)+90（1/40T2）停 （1/20 T2）停 （18/20 T2）通過平頂凸輪帶動(dòng)齒條在工作周期內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪順轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)。假設(shè)齒輪帶動(dòng)滑移齒條轉(zhuǎn)動(dòng)，在一個(gè)凸輪推程過后，能使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度，這樣在設(shè)計(jì)中采用模數(shù)為2的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，為了使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度，而且考慮空間因素的制約，計(jì)算從動(dòng)件推程：S=m*Z*4=80mm 為了穩(wěn)定，傳動(dòng)設(shè)計(jì)中采用推程正弦加速度回程加速度。 本凸輪推程運(yùn)動(dòng)角60，回程運(yùn)動(dòng)角6

19、0，近休止角180,遠(yuǎn)休止角60。從動(dòng)件推程80mm，推回程均采用無沖擊的正弦加速度方式。角度范圍SVA013240 - 40 sin(6)240 - 240 cos(6)18802 sin(6)132380002380（1-3-2+12sin（6-4）-240(1-cos（6-4）-18802sin（6-4）2000根據(jù)凸輪的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們可以利用解析法設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓。具體設(shè)計(jì)流程：做出dsd-s圖像，利用壓力角的要求可以做出凸輪的基圓和偏距，這樣，可以利用解析法求出凸輪的形狀。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是可以調(diào)整的，設(shè)從34軸向上看凸輪是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的。取凸輪偏距為0，即設(shè)計(jì)成對(duì)心的滾子凸輪機(jī)

20、構(gòu)。dsds經(jīng)查表需用壓力角采用30確定凸輪的基圓為100mm，滾子半徑采用10mm的軸承。理論輪廓坐標(biāo)方程： x=(r0+s)cos；y=(r0+s)sin；帶上滾子半徑的實(shí)際輪廓半徑，滾子是在實(shí)際輪廓外部。實(shí)際輪廓坐標(biāo)：X=x-rrdyddxd2+dyd2 ；Y=y+rrdxddxd2+dyd2 ；凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作周期的運(yùn)動(dòng)為停9/30T2向下200mm（1/30T2）停9/30T2向上405mm（1/30T2）停5/30T2向下200mm（1/30T2）向下5mm（1/30T2）停3/30T2采用滾子凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示讓從動(dòng)件推動(dòng)一個(gè)平底構(gòu)件實(shí)現(xiàn)此功能。同樣為了避免較為強(qiáng)烈

21、的運(yùn)動(dòng)沖擊，在升程階段采用正弦加速度曲線，在回程可以采用勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)。角度范圍svA012810 - 405 2sin(4)810 - 810 cos(4)84052 sin(4)123240500270275-180+675-1800275320-800+200+168009-8000320360-900+1800-9000做出dsd-s圖像如下所示：根據(jù)要求，根據(jù)假設(shè)最大壓力角要求用30選取則選取基圓半徑為200mm。偏距e=0，滾子半徑選用r=10mm。利用解析法可以解出，凸輪理論輪廓坐標(biāo)： x = (r0+s)cos； y = (r0+s)sin；槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)確定槽輪槽數(shù)根據(jù)圖3

22、1可知，在撥盤圓銷數(shù)k=1時(shí)，槽輪槽數(shù)z=4。槽輪槽間角2=360z=90槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)撥盤的轉(zhuǎn)角2=180-2=90中心距槽輪機(jī)構(gòu)的中心距應(yīng)該根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定，在結(jié)構(gòu)尚不確定的情況下暫定為a=150mm撥盤圓銷的回轉(zhuǎn)半徑=ra=sin=0.7071r=*a=0.7071*150=106.065 mm槽輪半徑=Ra=cos=0.7071R=*a=0.7071*150=106.065 mm鎖止弧張角=360-2=270圓銷半徑rAr6=106.0656=17.6675 mm圓整： rA=18 mm槽輪槽深 h(+-1)*a+rA=80.13 mm鎖止弧半徑rSr-rA=88.065 mm取rS=

23、80 mm滑移齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)確定齒輪齒數(shù)如圖21中齒輪5，6，7，8，9，10組成了滑移齒輪有級(jí)變速單元，其齒數(shù)分別為z5， z6 ，z7 ，z8 ，z9 ，z10。由前面分析可知，iv1=4iv2= iz2 ic= 2.67iv3= iz3 ic= 1.60按最小不根切齒數(shù)取z9=17，則z10= iv1 z9=4*17=68為了改善傳動(dòng)性能應(yīng)使相互嚙合的齒輪齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，取z10= 69。其齒數(shù)和為z9+ z10=17+69=86，另外兩對(duì)嚙合齒輪的齒數(shù)和應(yīng)大致相同，即z7+ z886，z5+ z686iv2= 86-z7z7= 2.67z724 ,z8=86-z7=62同理可取z5=33

24、，z6=53計(jì)算齒輪幾何尺寸取模數(shù)m=2 mm，則5，6， 9，10這兩對(duì)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距相同a=m2z5+z6=m2z9+z10=86這兩對(duì)齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其幾何尺寸可按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。由上面知齒輪7,8的齒數(shù)和比5,6的齒數(shù)和小，為了使齒輪7,8的實(shí)際中心距與齒輪5,6的標(biāo)準(zhǔn)中心距相同，齒輪7,8應(yīng)采用正變位。齒輪7,8為正傳動(dòng)，其幾何尺寸按變位齒輪計(jì)算。齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)由圖可知，齒輪11、12、13、14實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元4的減速功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為11.9167。由于齒輪11、12、13、14是2級(jí)齒輪傳動(dòng)，這2級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比可如此確定z11=z13=17，于是z12=

25、z14=3.4521*z1159為使傳動(dòng)比更接近于運(yùn)動(dòng)功能單元4的傳動(dòng)比23.83，取z11=17z12=58 z13=17z14=59取模數(shù)m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。由圖34-（b）可知，齒輪32、33實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元13的放大功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為1/2.5,。齒輪32可按最小不根切齒數(shù)確定，即z32=17則齒輪33的齒數(shù)為17*2.5=43為使傳動(dòng)比更接近于要求，取z32=18z12=45齒輪32、33的幾何尺寸，取模數(shù)m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。由圖34-（b）可知，齒輪36、37實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元15的放大功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為0.25,。齒輪37可按最小不根切齒數(shù)確定，即z37=17則齒輪36的齒數(shù)為17/0.25=68齒輪36、37的幾何尺寸，取模數(shù)m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)由圖34-（a）可知，圓錐齒輪16、17實(shí)現(xiàn)圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元7的減速運(yùn)動(dòng)功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為2，兩圓錐的齒輪的軸交角為=90圓錐齒輪17的分度圓錐角為17=tan-1z