机械原理课程设计-摇摆式输送机设计说明书.doc

机械原理课程设计说明书设计题目 摇摆式输送机 机械工程 学院 机械设计制造与其自动化 专业机英1003班设计者指导老师： 2012年7月8日星期日第一章 课程设计目的及任务3 1-1 课程设计目的3 1-2 课程设计任务4第二章 摇摆式输送机设计过程5 2-1 工作原理5 2-2 设计要求及原始数据5 2-3 设计内容及工作量6 2-4 其他设计方案7 2-5 利用图解法确定机构的运动尺寸8 2-6 连杆机构的运动分析12 速度分析12 加速度分析13 2-7 机构的动态静力分析17第三章 传动系综合19 3-1 电机的初步选择19 3-2 V带的初步选择20第四章 课程设计总结22参考文献.23摇摆式输送机工作原理摇摆式输送机是一种水平传送材料用的机械，由齿轮机构和六连杆机构等组成。如图1所示，电动机1通过传动装置2使曲柄4回转，再经过六连杆机构使输料槽9作往复移动，放置在槽上的物料10借助摩擦力随输料槽一起运动。物料的输送是利用机构在某些位置输料槽有相当大加速度，使物料在惯性力的作用下克服摩擦力而发生滑动，滑动的方向恒自左往右，从而达到输送物料的目的。1电机 2传动装置 3执行机构图1摇摆式输送机示意图设计要求和原始数据设计要求：该布置要求电机轴与曲柄轴垂直，使用寿命为5年，每日二班制工作。输送机在工作过程中，载荷变化较大，允许曲柄转速偏差为5%，六连杆执行机构的最小传动角不得小于40，执行机构的传动效率按0.95计算，按小批量生产规模设计。原始数据：题 号1物料的重量G (kg)2820曲柄转速n4 (r/min)114行程速比系数K1.2位置角 1 ()60摇杆摆角角2()60l (mm)225h (mm)360lCD (mm)2602-3 设计内容及工作量1、根据摇摆式输送机的工作原理，拟定23个其他形式的机构，画出机械系统传动简图，并对这些机构进行运动和动力分析。2、取。根据摇摆式运输机的工作原理。画出机械系统传动简图，并对这些机构进行运动和动力分析。3、用矢量方程图解法分析图示位置时滑块8 的位移、速度、加速度及摇杆6的角速度和角加速度。4、机构的动态静力分析。物料对输料槽的摩擦系数f =0.35, 设摩擦力的方向与速度的方向相反，求出曲柄最大平衡力矩和功率。5、 编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。一其他设计方案以上两种机构的分析对比：图2-1为六杆机构，直接通过电动机带动曲柄滑块转动从而是连杆2摆动最终使滑块左右运动，从而达到输送货物的效果。其优点是成本比较低，结构简便，缺点是摩擦大，耗费能量多。图3-1是通过送料的往复运动我们用曲柄滑块机构实现，当输入构件等速转动时，输出构件带动滑块作往复移动，机构具有急回功能，但该方案不但设计计算比较复杂，滑块5和作平面复杂运动的连杆2和4的动平衡也比较困难 。二、根据已知条件算出各杆件长度及曲柄中心点的位置1、利用作图法确定机构的运动尺寸根据原始数据，可求得，并作出摇杆的两个极限位置，利用公式，计算出。选取一点P，使。P点的简单做法是做和（与成）的交点。通过三点作圆。可知圆周上任取一点作为曲柄的轴心，机构的极位夹角均等于，此圆与直线GH的交点即为曲柄中心O。这样的位置有两个，可以验证以O为曲柄中心的传动角1小于（最小传动角发生在曲柄与机架的两个共线位置，如下图所示），与要求相矛盾，故排除。由，可得：2-6 连杆机构的运动分析如下图所示，选取杆6与垂直线的夹角为30时的位置,用图解法进行分析。根据原始数据要求，杆件4的转速，则其角速度为：（一）、速度分析A点的线速度大小： ？ ？方向：DB OA AB选取速度比例尺，作速度分析图（如下图所示）可得：由此可得：杆5的角速度为：摇杆6的角速度为：C点的速度为：大小： ？ ？方向：水平 DC 垂直其中。选取速度比例尺，作速度分析图（如下图所示）可得：（二）、加速度分析A点的加速度为：B点相对于D点的法向加速度为：B点相对于A点的法向加速度为：大小： 0 ？ ？方向： BD DB AO BA AB选取加速度比例尺，作加速度分析图（如上图所示）可得：由此可得：摇杆6的角加速度为：C点的加速度为：大小： ？ ？方向： 水平 CD 水平 垂直其中，选取加速度比例尺，作加速度分析图（如上图所示）可得：3、已知各杆件长度及各固定点相对位置，用solidworks作图仿真。三维图：仿真的初始位置，即摇杆竖直的时候。由曲柄的转速为114n/min=1.9n/sec得，机构运动的周期为1/1.9=0.526sec。设置仿真时间为0.6秒钟，帧数为30。仿真结果：摇杆-6摇杆-6推杆-8推杆-8角速度(deg/sec)(deg/sec*2)(mm/sec)(mm/sec*2)帧数时间10.000429.66 1945.95 1949.71 8840.17 20.020444.42 -716.64 1993.03 -5604.67 30.040393.85 -4392.13 1706.41 -22682.37 40.060273.99 -7287.80 1135.16 -32619.70 50.080118.19 -7888.07 473.50 -32120.27 60.100-29.00 -6635.07 -115.26 -26400.51 70.120-143.61 -4816.87 -580.24 -20205.90 80.140-223.07 -3187.99 -929.33 -14843.70 90.160-273.60 -1923.22 -1178.44 -10149.86 100.180-302.05 -964.57 -1337.86 -5843.56 110.200-313.57 -214.83 -1414.12 -1833.92 120.220-311.52 402.76 -1413.62 1813.38 130.240-298.02 934.92 -1344.95 4955.31 140.260-274.55 1401.16 -1219.79 7440.63 150.280-242.42 1799.94 -1052.40 9169.33 160.300-203.09 2118.14 -858.09 10141.13 170.320-158.31 2344.39 -651.00 10479.81 180.340-109.91 2482.24 -441.59 10417.48 190.360-59.46 2555.87 -235.05 10241.81 200.380-7.84 2605.30 -30.79 10233.17 210.40044.89 2674.73 176.94 10621.35 220.42099.53 2800.39 397.78 11563.83 230.440157.40 2998.55 643.57 13111.46 240.460219.82 3246.80 925.26 15096.33 250.480286.97 3444.75 1246.11 16852.13 260.500355.66 3343.11 1587.18 16736.14 270.520415.62 2475.02 1883.91 11865.40 280.540445.72 282.72 2011.63 -362.55 290.560417.88 -3211.19 1833.97 -17609.72 300.580317.92 -6584.28 1335.69 -30688.06 310.600168.34 -7955.85 679.97 -33158.66 机构的动态静力分析用Solidworks模拟，在物料与输料糟之间加一个相互作用力，代替物料的重力，此力F=MG=28200N。再加个摩擦系数f=0.35,仿真可得：由图可知：曲柄上受的最大力F=25972N。则最大平衡力距最大功率第三章 传动系综合 图31 初步确定传动系统总体方案如图41所示。选择V带传动和二级减速器(锥齿轮-斜齿轮)。传动装置的总效率：0.940.980.980.980.990.867；为V带的效率，为轴承1的效率，为第一对轴承的效率，为第二对轴承的效率，为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为6级精度，稀油润滑）。4-1 电机的初步选择 电动机所需工作功率为： PdPw /38/0.86743.83kw。执行机构的曲柄转速为n114r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i124，一级圆锥齿轮减速器的传动比i2=24,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i318，则总传动比合理范围为i4128，电动机转速的可选范围为in（4128）11445614592r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y2280S6的三相异步电动机，额定功率为45kW，额定电流85.9A，满载转速n0980 r/min，同步转速1000r/min。传动装置的总传动比和传动比分配如下：(1)总传动比由选定的电动机满载转速n0和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为in0/n980/1148.6。(2)传动装置传动比分配 ii1i2式中i1，i2分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i13.61，则减速器传动比为i2i/ i18.6/3.612.38。4-2 带传动的设计(1)确定计算功率 ，式中为工作情况系数， 为电机输出功率。(2)选择带型号 根据，查图初步选用型带。(3)选取带轮基准直径 查表选取小带轮基准直径，则大带轮基准直径,式中为带的滑动率，通常取（1%2%），查表后取。(4)验算带速V ，在m/s范围内，带充分发挥。(5)确定中心距和带的基准长度 在范围内，初定中心距，所以带长为: 查图选取型带的基准长度，得实际中心距为：故，取(6)验算小带轮包角 所以，包角合适。(7)确定V带根数Z 因，带速，传动比i1=3.61,查表得单根V带所能传递的功率，功率增量，包角修正系数，带长修正系数，则由公式得故选6根带。 带轮齿形及V带外观示意图：图3-2图3-3第四章 课程设计总结这次机械原理课程设计虽然耗时相当长，也很辛苦，但当着手去做的过程中学到很多知识，我的专业能力有了较大的提高。在这次设计中我深刻体会到理论知识与实践相结合的重要性，确实也印证了“实践是检验真理的唯一标准”。没有理论的支撑，实践就没有意义；没有实际实践结果的检验，理论就是一纸空谈。在设计的过程中我翻阅了许多资料书：理论力学、材料力学、机械原理、软件的相关资料等，还多次上网查资料，通过借鉴相关专业人士在设计中的分析问题的突破口；处理问题的方法、途径来指导自己的整个设计。其次，这次课程设计让我对AUTOCAD 2010、ADAMS 2005、CAXA 2007等软件的应用更加熟悉。也感谢