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1、徐沏兀程摯院 機電工程學院 《塊狀物品推送機課程設計》 說明書 課題名稱： 塊狀物品推送機的機構綜合與結構設計 學生姓名： 韓建昕 學號：20110605310 專 業(yè)： 機械設計 班級： 11機設3 成 績： 指導教師簽字： 2013年 12月 21日 1設計題目及其要求 2題目分析 2 3設計 4 3.1 ******* 錯誤！未定義書簽。 3 2****** 4負載圖和速度圖 OOOOOOOOOO 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 6總結 13 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明

2、書 2 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 設計內容 計算說明 結論 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 1設計題目及其要求 一、 設計題目 在自動包裹機的包裝作業(yè)過程中，經常需 要將物品從前一工序轉送到下一工序。 現要求設 計一用于糖果、香皂等包裹機中的物品推送機， 將塊狀物品從一位置向上推送到所需的另一位 置，如圖6-2所示。 二、 設計數據與要求 1. 向上推送距離H=80mm，生產率為每 分鐘推送物品100件； 2. 推送機的原動機為同步轉速為

3、3000 轉/分的三相交流電動機，通過減速裝 置帶動執(zhí)行機構主動件等速轉動； 3. 由物品處于最低位置時開始，當執(zhí)行機構主動件轉過 1500時，推桿從 最低位置運動到最高位置；當主動件再轉過 120時，推桿從最高位置 又回到最低位置；最后當主動件再轉過 90時，推桿在最低位置停留不 動; 4. 設推桿在上升運動過程中，推桿所受的物品重力和摩擦力為常數，其 值為500N ;設推桿在下降運動過程中，推桿所受的摩擦力為常數，其 值為100N ； 圖6-2推送機工作要求 5. 使用壽命10年，每年300工作日，每日工作 16小時； 6. 在滿足行程的條件下，要求推送機的效率高（推程最大

4、壓力角小于 350），結構緊湊，振動噪聲小 三、設計任務 1. 至少提出三種運動方案，然后進行方案分析評比，選出一種運動方案進 行機構綜合； 2. 確定電動機的功率與滿載轉速； 3. 設計傳動系統(tǒng)中各機構的運動尺寸，繪制推送機的機構運動簡圖； 4. 在假設電動機等速運動的條件下， 繪制推桿在一個運動周期中位移、 速 度和加速度變化曲線； 5. 如果希望執(zhí)行機構主動件的速度波動系數小于 3%,求應在執(zhí)行機構主 動件軸上加多大轉動慣量的飛輪； 6. 進行推送機減速系統(tǒng)的結構設計，繪制其裝配圖和兩張零件圖； 7. 編寫課程設計說明書 2題目分析 方案一：連桿機構 圖1所示的連

5、桿機構由曲柄搖桿機構 ABCD 與曲柄滑塊機構GHK通過連桿EF相聯組合而成。連桿BC上E點的 FG在圖 軌跡，在｛ _部分近似呈以F點為圓心的圓弧形，因此，桿 示位置有一段時間實現近似停歇。 4 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 方案二：凸輪機構 圖2所示的凸輪機構，由凸輪、從動件、和 機架三個基本構件組成，能使從動件獲得較復雜的動動規(guī)律，因為從 動件的運動規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應用時只根據從動件的 運動規(guī)律來設計輪廓曲線就可以了。 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書

6、 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 由于物品從低處運動至最高處，且有較大的停歇角，故選擇方案二 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 傳送機構簡圖 其傳送機構簡圖如上 3設計 1、 減速系統(tǒng)的設計 本機構原動件為一高速電動機，其同步轉速為 3000r/min,但我們所需 要的是轉速是100r/min,所以要減速，對于減速裝置我們采用的是皮帶 加齒輪的方法。第一級降速是用皮帶減速，減為500r/min,第一級米

7、用 齒輪減速至100r/mi n. 2、 電動機的選擇 根據設計要求，所選用的電動機型號為 丫90S-2,額定功率為1.5KW轉 速為 2840r/min 2840 總傳動比為i總一 一28.4 i 總 100 分配傳動比，采用二級減速器，第一級減至 500r/min，第二級減至 100r/min，故選擇傳動比分別為5.68和5 3、 帶輪的選擇 1、 設計功率 Pc = Ka沢 P P "5kw Ka"1 Pc =1.5沢 1.1 =1.65kw 2、 選擇V帶型號 根據計算功率及小帶輪轉速選擇Z型V帶 3、 確定小帶輪基準直徑d1和d2 = 50mm m 2

8、840 d2 一 漢 d廣（1 巧一 江 50域（1 — 0.02） - 278.32mm n2 500 選取標準值d2 = 280mm 兀dm1 v = =7.4m/s 60沢1000  5m/svV v25m/s 故符合要求 4、 確定中心距a和v帶的基準長度Ld 初定中心距 0.7十d2)蘭a0蘭2(di + d2) 231mm 蘭 ao 蘭 660mm 選擇 a0 = 600mm V 帶基準長度 Ld = 2a。+ 2 (di + d2)+(d2 600 = 2>< 60 + 3.14(280 + 50) +(280一50) 2 4 x 600

9、 = 1740mm 選取接近基準長度Ld —1800mm Kc—" 5、 實際中心距 a Fo + (Ld - Ld)/2 = 630mm 230mm 蘭 a 蘭 660mm 故 a = 630mm 6、 小帶輪包角 □ =180 d22d^ 57.^ = 159 展=.946 a >120符合要求 7、 確定V帶根數Z P[ = 3.8kw ^p1 = 0.8kw 、Pc 1.65 Z -5.5 [P?！?(P1+WPJ 取z = 5  8、 確定初拉力Fo l 500Pc（2.5 2 53 6N Fo- c （ -1） +qv - 53.6N

10、 0 2v Ka 9、 計算作用在帶輪軸上的壓力FQ F q = 22匯 f0況sin158 =526N 4、齒輪的選擇 傳遞的功率為P[ = l.5kw 小齒輪轉速為500r/min傳動比為5 1、 確定材料及許用應力 小齒輪用45鋼調質，齒面硬度為197-286Mpa o" Hliml = 580Mpa Fliml = 440Mpa 大齒輪用45鋼正火，齒面硬度為156-217Mpa c hlim 1 = 380Mpa cr Hlim2 = 310Mpa 取 SH=1.25, SF=1.6 何]=▽ Hlim1 二580- 464Mpa L H1 SH 1.25

11、r n a Hlim2 380 w仆 KH2“"Sr=1.25=304MPa Wf1】= S^ = 440 = 275Mpa O" F lm 2 310 R F2]― = 194Mpa F2 SF 1.6 2、 按齒面接觸疲勞強度設計 該齒輪按8級精度制造，載荷系數 K=1齒寬系數^-1 16 5 小齒輪上轉矩為「一 9.55漢106汽 —3匯105"?皿 500 取Z e =189.8  d22KTij0（ZETH）2=i2Omm 射 u kr h ] 取齒數乙=30 Z2 = iZi = 5H 30 = 150 模數m = ?! = 4,取標準值Z

12、=4 Zi 齒寬 b = d 況 di = 120mm 取 bi = 125mm b120mm 則 di =mZi= 120mm d2 = mZ2 = 480mm 3、 驗證輪齒彎曲強度 齒形系數 YFa廣 2?52 YSa廣 1.625 丫Fa2= 2.124 Y S/1.774 2KTZ YFa/YSai “6Mpa「]

13、i =3.14m/s 60X00 故選擇8級精度制造是合適的 5、 軸的設計 軸的選材：因為是一般用軸，所以選材料為 45鋼，調質，查《機械設 計基礎》表16-1,查取▽ B = 637mpa 查《機械設計基礎》表16-4, 因為是碳素鋼，所以取許用彎曲應力[b_1B]-60Mpa 查《機 械設計基礎》表 16-3,因為是 45鋼，所以查取[口 = 30— 40Mpa, C=118- 107 1）高速軸的設計 9 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 按純扭轉強度估算軸徑（最小軸徑）：di _ C3 Pl = 8.6 - 9.5mm，考 V ni 慮

14、到軸的最小處要安裝聯軸器，增大 3% — 5%,故取d^ 12mm選聯 軸器的型號為TL5，軸承為7205C 2)中速軸的設計 P2 d2 - 3 =15.4 - 17mm,取d^20mm Yn2 3）低速軸的設計 d3-3 P326.4 - 29.1mm,取d3 = 32mm n3 6、凸輪的設計 從動件的運動規(guī)律遵循二次多項式動運規(guī)律 推程運動角為/ = 150 回程運動角為 尬’=120 遠休止角為 G S = 0 近休止角為：門S= 90 轉速為 n =100r/min h = 80mm r0 = 40mm 推程前半段： [0 — 75 ] s= 2h .

15、■: 2 v= 4h * : ①2 ①2 推程后半段: S= h-2h(； [75 —150] 2 -)V = 4h ( 2 2 G 2 G 2 (―)2 4h^ 2 10 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 回程前半段： [150 — 210 ] # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 2h 2 S=「7(150- )2  4h 川 V= _ ](150_ ) g 2 # 徐州工程學

16、院機電工程學院課程設計說明書 11 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 回程后半段: [210 —270] 2h 2 S=—2(1270-)2 ：? V = 4hp(270 -) ：■/■ 4h ■ t2 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 近休止段：S=0, V=0. a=0 求得輪廓曲線各點的坐標公式如下: So 二 ro X=(So S) sin「 丫 =(S0 S)cos : 代入各已知條件用EXCEL求解，得輪郭曲線圖和各

17、階段運動圖 X Y 0 0 40 10 二 06941 40. 09262 20 14. 65366 40.26061 30 23. 2 40, 18358 40 33. 025 39.35766 50 41 26035 37. 13884 60 56. 81127 32. 8 70 70. 33077 25. 59831 80 83.86185 14,78711 90 94. 4 5. 78E-15 100 100-6692 -17.7507 110 102. 0715 -37. 151 120 98. 38

18、049 -56.8 130 89. 74636 -75,3061 X Y 1鎰 76.67742 -91. 3806 150 60 -103. 923 160 40.66239 -111, 719 170 20.06601 -113. 8 r iso 1. 35E 14 -110 「 190 -IL 7507 -100, 669 200 -3L 5419 -86. 6605 210 ■典 -69. 282 220 -43. 5667 -51. 9208 230 -44. 2603 -37. 1388 _ _ 240

19、 -43t 3013 -2o  * X Y 250 -41. 7641 -15. 2009 260 -40? 4865 -7.13887 I 270 -40 -7. 4E-15 r 280 -39. 3923 6. 945927 —290 -37. 5877 IX 68081 C 300 -34. 641 20 310 -30. 6418 25. 7115 r 320 -25. 7115 30.64178 330 -20 34.64102 340 -13. 6808 37. 5877 r 350 -6. 94593

20、 39, 39231 350 —9. 8E-15 40 從動件各段運動圖如下： 凸輪輪廁曲線  從動件迺哆濁趣 從渤件如遠曳曲線團  7、飛輪轉動慣量JF的近似計算： 設計所飛輪的JF應滿足： SW[ S ] = 0.03，即: 得： JF>^ Wmax/([ S ]) 2 S = △ Wmax /[(Je+JF )] - m < [ $ ] 一般情況下，Je<< JF故Je可以忽略，于是有：JF>^ Wmax/（[ S ]??盒） 用轉速n表示：JF》900AWmax/[、]門2二2 4總結 15 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 16 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 設計內容 計算說明 結論 # 徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書 6總結 18