机械原理课程设计麦秸秆打包机Word格式.docx
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2.4执行机构运动分析………………………………………………?
2.5机械系统方案设计运动简图……………………………………?
三、传动系统方案设计
3.1传动方案设计……………………………………………………?
3.2电动机的选择……………………………………………………?
3.3传动装置的总传动比和各级传动比分配………………………?
3.4传动装置的运动和动力参数计算………………………………?
四、设计小结……………………………………………………………?
五、参考文献……………………………………………………………?
一设计题目
1.1设计目的
机械原理课程设计是我们第一次较全面的机械设计的初步训练,是一个重要的实践性教学环节。
设计的目的在于,进一步巩固并灵活运用所学相关知识;
培养应用所学过的知识,独立解决工程实际问题的能力,使对机械系统运动方案设计(机构运动简图设计)有一个完整的概念,并培养具有初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力,提高我们进行创造性设计、运算、绘图、表达、运用计算机和技术数据诸方面的能力,以及利用现代设计方法解决工程问题的能力,以得到一次较完整的设计方法的基本训练。
机械原理课程设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个构件的尺寸等进行构思、分析和计算,是机械产品设计的第一步,是决定机械产品性能的最主要环节,整个过程蕴涵着创新和发明。
为了综合运用机械原理课程的理论知识,分析和解决与本课程有关的实际问题,使所学知识进一步巩固和加深,我们参加了此次的机械原理课程设计。
1.2设计题目
麦秸打包机机构及传动装置设计
该麦秸打包机工艺动作如图所示,使人工将麦秸挑到料仓上方,撞板B上下运动(不一定是直线运动)将麦秸喂入料仓,滑块A在导轨上水平往复运动,将麦秸向料仓前部推挤。
每隔一定时间往料仓中放入一块木板,木版的两面都切出两道水平凹槽。
这样,麦秸将被分隔在两块木版之间并被挤压成长方形。
从料仓侧面留出的空隙中将两根弯成∏型的铁丝穿过两块木版凹槽留出的空洞,在料仓的另一侧将铁丝绞接起来,麦秸即被打包,随后则被推出料仓。
打包机由电动机驱动,经传动装置减速,再通过适当的机构实现滑块和撞板的运动。
传动装置方案采用:
带传动+二级圆柱斜齿轮减速器;
1.3设计条件及设计要求
执行构件的位置和运动尺寸如图所示,当滑块处于极限位置A1和A2时,撞板分别处于极限位置B1和B2,依靠重力将麦秸喂入料仓。
一个工作循环所需的时间T(秒),打包机机构的输入轴转矩为M。
其余尺寸见下表:
方案号
T(s)
M(Nm)
l1
(mm)
l2
(mm)
l3(mm)
l4
l5
l6
1
1.00
440
300
400
250
800
200
600
说明和要求:
(1)工作条件:
一班制,田间作业,每年使用二个月;
(2)使用年限:
六年;
(3)生产批量:
小批量试生产(十台);
(4)工作周期T的允许误差为±
3%之内。
1.4设计任务
1、执行机构设计及分析
1)执行机构的选型及其组合
2)拟定执行机构方案,并画出机械传动系统方案示意图
3)画出执行机构的运动循环图
4)执行机构尺寸设计,画出总体机构方案图,确定其基本参数、标明主要尺寸
5)画出执行机构运动简图
6)对执行机构进行运动分析
2、传动装置设计
1)选择电动机
2)计算总传动比,并分配传动比
3)计算各轴的运动和动力参数
3、撰写课程设计说明书
二、执行机构运动方案设计
2.1功能分解与工艺动作分解
1)功能分解
为了实现打包机打包的总功能,将功能分解为:
滑块的左右运动和撞板的上下运动。
2)工艺动作过程
要实现上述分功能,有下列工艺动作过程:
(1)滑块向前移动,将草杆向右推。
(2)滑块快速向左移动同时撞板向下运动,将草杆打包。
(3)当撞板向下移动到最大位移处时,滑块也将再次准备向右移动,至此,此机构完成了一个运动循环。
2.2方案选择与分析
1.概念设计
根据以上功能分析,应用概念设计的方法,经过机构系统搜索,可得“形态学矩阵”的组合分类表,如表1所示。
表1组合分类表
滑块左右移动
曲柄导杆机构
曲柄滑块机构
组合机构
连杆机构
撞板上下移动
因滑块左右移动与撞板上下移动可用同一机构完成,故可满足冲床总功能的机械系统运动方案有N个,即N=2X2X2X2个=16个。
运用确定机械系统运动方案的原则与方法,来进行方案分析与讨论。
2.方案选择
1)滑块水平运动的机构方案选择
滑块左右运动的要求:
主动件作回转或摆动运动,从动件(执行构件)作直线左右往复运动,行程中有等速运动段(称工作段),机构有较好的动力特性。
根据功能要求,考虑功能参数(如生产率、生产阻力、行程和行程速比系数等)及约束条件,可以构思出如下能满足从动件(执行构件)作直线左右往复运动的一系列运动方案。
滑块左右运动方案1:
三角正弦机构
滑块左右运动方案2:
槽轮滑块机构
滑块左右运动方案3:
六连杆机构
滑块左右运动方案4:
连杆复合机构
滑块左右运动方案5:
导杆机构
滑块左右运动方案6:
滑块左右运动方案7:
齿轮-连杆组合机构
滑块左右运动方案8:
内凸轮机构
滑块左右运动方案9:
滑块左右运动方案10:
外凸轮机构
表2.上述满足执行构件水平运动各个机构运动方案定性分析
方
案
号
主要性能特征
功能
功能质量
经济适用性
运动变换
增力
加压时间①
一级传动角②
二级传动角
工作平稳性
磨损与变形
效率
复
杂
性
加工装配难度
成本
运动尺寸
1
满足
无
较短
较小
---
一般
高
简单
易
低
大
2
无
较短
小
较平稳
剧烈
较高
较复杂
小
3
满足
---
较平稳
一般
较高
较大
4
较强
短
较大
较复杂
较难
5
长
一般有
大
6
弱
高
较简单
7
有冲击
剧烈
难
8
9
低
简单
10
长
注:
①加压时间是指在相同施压距离内,撞板向下移动所用的时间,越长则越有利。
②一级传动角指连杆机构的传动角;
二级传动角指六杆机构或连杆复合机构中后一级机构的传动角。
③评价项目应因机构功能不同而有所不同。
对以上方案初步分析如表2。
从表中的分析结果不难看出:
方案2,3,5,9性能显较差;
方案:
1,4,6,7,8,10有较好综合性能;
其中1,4,7,10这四个方案可作为被选方案,待运动设计,运动分析和动力分析后,通过定量评价选出最优方案。
2).撞板下压机构方案选择
撞板下压机构的运动要求:
主动件作回转或摆动运动,从动件(执行构件)作直线(或近似直线)上下往复运动,行程中有等速运动段(称工作段),机构有较好的动力特性。
根据功能要求,考虑功能参数(如生产率、生产阻力、行程和行程速比系数等)及约束条件,可以构思出如下能满足从动件(执行构件)作直线上下往复运动的一系列运动方案。
执行构件铅垂运动机构方案1:
执行构件铅垂运动机构方案2:
凸轮机构
执行构件铅垂运动机构方案3:
执行构件铅垂运动机构方案4:
齿轮复合机构
执行构件铅垂运动机构方案5:
凸轮复合机构
执行构件铅垂运动机构方案6:
执行构件铅垂运动机构方案7:
凸轮连杆齿轮齿条复合机构
执行构件铅垂运动机构方案8:
执行构件铅垂运动机构方案9:
齿轮齿条机构
执行构件铅垂运动机构方案10:
表2上述满足执行构件铅垂运动各个机构运动方案定性分析
功能
加压时间①
平稳性
运动效率
复杂性
2
3
较长
4
较好
5
对以上方案初步分析如表3。
从表中的分析结果不难看出,方案2,4,5,7的性显较差;
方案1,3,6,8,9,10
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