块状物品推送机的机构综合与结构设计.docx
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块状物品推送机的机构综合与结构设计.docx
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块状物品推送机的机构综合与结构设计
机电工程学院
《块状物品推送机课程设计》
说明书
课题名称:
块状物品推送机的机构综合与结构设计
学生姓名:
学号:
专业:
机械设计班级:
成绩:
指导教师签字:
2013年
12月
21日
设计内容
计算说明
结论
1设计题目及其要求
一、设计题目
在自动包裹机的包装作业过程中,经常需要将物品从前一工序转送到下一工序。
现要求设计一用于糖果、香皂等包裹机中的物品推送机,将块状物品从一位置向上推送到所需的另一位置,如图6-2所示。
二、设计数据与要求
1. 向上推送距离H=80mm,生产率为每分钟推送物品100件;
2. 推送机的原动机为同步转速为3000转/分的三相交流电动机,通过减速装置带动执行机构主动件等速转动;
3. 由物品处于最低位置时开始,当执行机构主动件转过1500时,推杆从最低位置运动到最高位置;当主动件再转过1200时,推杆从最高位置又回到最低位置;最后当主动件再转过900时,推杆在最低位置停留不动; 图2
4. 设推杆在上升运动过程中,推杆所受的物品重力和摩擦力为常数,其值为500N;设推杆在下降运动过程中,推杆所受的摩擦力为常数,其值为100N; 图6-2推送机工作要求
5. 使用寿命10年,每年300工作日,每日工作16小时;
6. 在满足行程的条件下,要求推送机的效率高(推程最大压力角小于350),结构紧凑,振动噪声小
三、设计任务
1. 至少提出三种运动方案,然后进行方案分析评比,选出一种运动方案进行机构综合;
2. 确定电动机的功率与满载转速;
3. 设计传动系统中各机构的运动尺寸,绘制推送机的机构运动简图;
4. 在假设电动机等速运动的条件下,绘制推杆在一个运动周期中位移、速度和加速度变化曲线;
5. 如果希望执行机构主动件的速度波动系数小于3%,求应在执行机构主动件轴上加多大转动惯量的飞轮;
6. 进行推送机减速系统的结构设计,绘制其装配图和两张零件图;
7. 编写课程设计说明书
2题目分析
方案一:
连杆机构 图1所示的连杆机构由曲柄摇杆机构ABCD与曲柄滑块机构GHK通过连杆EF相联组合而成。
连杆BC上E点的轨迹,在
部分近似呈以F点为圆心的圆弧形,因此,杆FG在图示位置有一段时间实现近似停歇。
图1
方案二:
凸轮机构 图2所示的凸轮机构,由凸轮、从动件、和机架三个基本构件组成,能使从动件获得较复杂的动动规律,因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线,所以在应用时只根据从动件的运动规律来设计轮廓曲线就可以了。
图2
由于物品从低处运动至最高处,且有较大的停歇角,故选择方案二。
其传送机构简图如上
3设计
1、减速系统的设计
本机构原动件为一高速电动机,其同步转速为3000r/min,但我们所需要的是转速是100r/min,所以要减速,对于减速装置我们采用的是皮带加齿轮的方法。
第一级降速是用皮带减速,减为500r/min,第二级采用齿轮减速至100r/min.
2、电动机的选择
根据设计要求,所选用的电动机型号为Y90S-2,额定功率为1.5KW,转速为2840r/min
总传动比为
分配传动比,采用二级减速器,第一级减至500r/min,第二级减至100r/min,故选择传动比分别为5.68和5
3、带轮的选择
1、设计功率
2、选择V带型号
根据计算功率及小带轮转速选择Z型V带
3、确定小带轮基准直径
和
=
=
选取标准值
故符合要求
4、确定中心距a和v带的基准长度
初定中心距
选择
V带基准长度
=
=
选取接近基准长度
5、实际中心距
故
6、小带轮包角
符合要求
7、确定V带根数Z
取
8、确定初拉力
9、计算作用在带轮轴上的压力
4、齿轮的选择
传递的功率为
小齿轮转速为
传动比为
1、确定材料及许用应力
小齿轮用45钢调质,齿面硬度为197-286Mpa
大齿轮用45钢正火,齿面硬度为156-217Mpa
取SH=1.25,SF=1.6
2、按齿面接触疲劳强度设计
该齿轮按8级精度制造,载荷系数K=1齿宽系数
小齿轮上转矩为
取
取齿数
模数
取标准值Z=4
齿宽
取
则
3、验证轮齿弯曲强度
齿形系数
4、齿轮圆周速度
故选择8级精度制造是合适的
5、轴的设计
轴的选材:
因为是一般用轴,所以选材料为45钢,调质,查《机械设计基础》表16-1,查取
查《机械设计基础》表16-4,因为是碳素钢,所以取许用弯曲应力
查《机械设计基础》表16-3,因为是45钢,所以查取[
]=30-40Mpa,C=118-107
1)高速轴的设计
按纯扭转强度估算轴径(最小轴径):
考虑到轴的最小处要安装联轴器,增大3%-5%,故取
选联轴器的型号为TL5,轴承为7205C
2)中速轴的设计
取
3)低速轴的设计
取
6、凸轮的设计
从动件的运动规律遵循二次多项式动运规律
推程运动角为
回程运动角为
远休止角为
近休止角为
转速为
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
求得轮廓曲线各点的坐标公式如下:
代入各已知条件用EXCEL求解,得轮郭曲线图和各阶段运动图
从动件各段运动图如下:
7、飞轮转动惯量JF的近似计算:
设计所飞轮的JF应满足:
δ≤[δ]=0.03,即:
δ=△Wmax/[(Je+JF)]
≤[δ]得:
JF≥△Wmax/([δ])
-Je
一般情况下,Je< JF≥△Wmax/([δ] ) 用转速n表示: JF≥900△Wmax/ 4总结 设计内容 计算说明 结论 6总结
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- 关 键 词:
- 块状 物品 推送 机构 综合 结构设计