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本科毕业设计论文--机械设计课程

时间:2021-09-21 02:31

  机械课程设计说明书 题 目:块状物品推送机的机械结构 作 者: 班 级: 系 别: 专 业: 学 号: 机电及自动化工程系 机械设计制造及其自动化 ===年=月 -0- 目录 1.设计题目及要求……………………………………………………………………2 1.1 设计题目……………………………………………………………………2 1.2 设计数据与要求……………………………………………………………2 1.3 设计任务……………………………………………………………………2 2.执行机构设计方案选择…………………………………………………………3 2.1 实现推送机推送要求的执行机构设计方案………………………………3 2.2 设计方案选定………………………………………………………………5 3.凸轮基本参数的计算及 UG 建模…………………………………………………5 3.1 凸轮轮廓曲线计算公式 ………………………………………………… 5 3.2 凸轮最大压力角及尺寸的确定……………………………………………5 3.3 在 UG 中建立凸轮轮廓曲线 ……………………… ………………………7 3.3.1 从动件位移分析 …………………………………………………7 3.3.2 UG 表达式的推导……………………………………………………8 3.4 基于 UG 的凸轮造型设计 ………………………………………………8 4.V 带传动装置及参数计算 ……………………………………………………10 4.1 减速系统设计 …………………………………………………………11 4.2 V 带参数计算 …………………………………………………………11 5.传动零件设计计算及校核 ……………………………………………………12 5.1 齿轮的设计计算 …………………………………………………………12 5.2 齿轮的强度设计与校核 …………………………………………………14 5.3 轴的选材 …………………………………………………………………14 5.4 轴的设计及校核 …………………………………………………………14 6.电机的选择及总传动比的分配 ………………………………………………19 6.1 电机的选择 ………………………………………………………………19 6.2 传动比计算 ………………………………………………………………19 7.实体建模图及运动简图…………………………………………………………20 总结 ………………………………………………………………………………21 参考文献 …………………………………………………………………………22 -1- 一. 设计题目及要求 1.1 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,如图所示。 1.2 设计数据与要求 1. 向上推送距离 H=120mm,生产率为每分钟推送物品 120 件; 2. 推送机的原动机为同步转速为 3000r/min 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; 图 6-2 推送机 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, 工作要求 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; 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; 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。 1.3 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) 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(其他构件转动惯量忽略不计); (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- 二.执行机构设计方案选择 2.1 实现推送机推送要求的执行机构设计方案 方案一 凸轮机构:如图 6-3 所示的凸轮机构,其结构简单,易于设计与制造,凸 轮以等角速度回转,它的轮廓驱使从动件,可使推杆实现任意的运动规律,但行 程较小。 图 6-3 方案二 凸轮-齿轮组合机构:图 6-4 所示的凸轮-齿轮组合机构可以将摆动从动件的 摆动转化为齿轮齿条机的往复运动。当扇形齿轮的分度圆半径大于摆杆长度时, 可以加大齿条的位移量。对于因齿轮具有良好的耐磨性和稳定性,因而用此方案 进行物品推送可以得到较好的效果。但是此机构的缺点是中间的扇形齿比较难加 工。 图 6-4 -3- 方案三 凸轮-连杆机构:如图 6-5 所示的凸轮-连杆组合机构推送物品可将推杆的 行程进行适当的放大,但是效率较低。 图 6-5 方案四 连杆机构 图 6-6 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, e1e2 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 6-6 方案五 固定凸轮-连杆组合机构 图 6-7 所示的固定凸轮-连杆组合机构,可视 为连杆长度 BD 可变的曲柄滑块机构,改变固定凸轮的轮廓形状,滑块可实现预 期的运动规律。此