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块状物品周向包装机构设计 机械原理课程设计 一 概述 1 目的 巩固本课程的理论知识 将所学知识系统化 将所学理论与工程实际相结合 通过课程设计的训练 对机械运动学和动力学有较完整的概念 进一步提高计算 制图 使用技术资料和自学能力 概述 2 分题情况 根据任务书的共10个数据 按学号分别对应分组 课程设计中应遵守的纪律 具体要求 绘制工作循环图 可绘在说明书的一页中 位移 速度 加速度分析图一张 A1纸 A3坐标纸一张 凸轮工作图二张 A3纸 5 考核 独立设计能力及设计态度 设计的正确性 合理性及图面质量 答辩 编写设计说明书 20页左右 二 设计说明 设计步骤和主要内容 1 机构的组成 分析其特点 作机构运动示意图 2 工作过程分析 推料 上抄纸运动 下抄纸运动 例 推料机构 推料时应快进慢退 以提高效率 又例 上 下抄纸机构 推程起始时不能太快 否则纸易损坏 推程结束阶段 应逐步变慢 防止大的冲击 为减少推程结束返回时产生大的冲击 应有T时间的停顿 也有利于纸的贴合 包装机构的速度较快 包装材料为纸 易破碎 同时要保证包装的可靠性 提高包装的成功率 减小振动和嘈音 设计说明 3 作出工作循环图 其中 1 180o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 315o 参考数据 1 2 5 10o 2 3 35 50o 3 5 10o 5 7 30 45o 4 6 35 45o 6 8 10o 7 9 40o 8 9 30 45o 直线式 圆周式 直角坐标式 转角 机构 推料 上抄纸 下抄纸 快进 慢退 近休止 远休止 上摆 远休 下摆 近休止 下压 近休 上移 远休止 例 200 1 1600 2 1700 3 2100 5 2200 7 2600 4 2200 6 2650 8 2750 9 3150 上抄凸轮 00 1700近休 1700 2100推程 2100 2200远休 2200 2600回程 2600 3600近休 下抄凸轮 00 2200远休 2200 2650回程 2650 2750近休 2750 3150推程 3150 3600远休 设计说明 4 推料机构设计 滑块的位移 速度 加速度分析 12个位置 1号纸 对线图作适当分析 指出Vmax amax的位置 画S V a 线图 3号纸 并将计算结果列表 曲柄与连杆长度的确定 作图法 书p117 设计说明 5 上 下抄纸凸轮机构的设计 轴的直径d 20mm 确定基圆半径r0 滚子半径rS和推程h 作凸轮廓线 按1 1作在3号纸上 校核压力角 对本课题设计中的主要问题进行评述 设计体会 6 总结 运动规律的选择 应作分析 7 参考文献 含 作者 书名 出版社 年月 第几期 推杆的工作行程一般h 2b 3 b左右 基圆半径r0建议上抄凸轮取80 100mm 下抄凸轮取80 100mm 0 1rS 0 1r0 推料机构 曲柄滑块机构 设计 一 确定 曲柄 连杆长度 1 已知 偏距e 50 mm 推料杆行程S 125 mm 行程速比系数K 1 2 各组不同 用作图法确定 曲柄lAB mm 连杆lBC mm 4 推料机构设计 曲柄与连杆长度的确定 计算法 推料机构 曲柄滑块机构 设计 二 确定 画出 曲柄12个位置时推料杆的位置及位移 作图在1 图中间位置 推料机构 曲柄滑块机构 设计 推料机构 曲柄滑块机构 设计 以推料杆的位置左极限 曲柄Ab1 为起始位置 三 曲柄12个位置时推料杆的运动分析 1速度分析 vc vB vCB方向水平 AB BC大小 1lAB 2 加速度分析aC aB aCBn aCBt 方向水平B AC B BC大小 12lAB 22lBC 3 位移 速度 加速度合并数据表 在A3坐标纸上合并作推料杆的位移线图S 曲线 速度线图V 曲线 加速度线图a 曲线 推料机构 曲柄滑块机构 设计 结果表明 通过对曲柄滑块机构的速度分析 得到了在 1 时 速度的最大值vmax 在 1 时 加速度的最大值amax 推料机构 曲柄滑块机构 设计 凸轮机构设计的说明 为了避免包装纸的损坏 摆杆 推杆在推程起程时 速度不能太快 同时为了避免较大冲击 其速度必须逐渐增大 其速度 加速度曲线最好光滑连续 而在推程结束时 为了有利于纸的贴合以及避免刚性冲击 其速度必须逐渐减慢且停顿一段时间 其速度 加速度曲线也最好光滑连续 凸轮机构常用的运动规律有 等速运动规律 存在刚性冲击 仅适用于低速轻载的场合 不可用 等加速等减速运动规律 无刚性冲击存在柔性冲击 适用于中低速轻载的场合 可采用 余弦加速度运动规律 无刚性冲击存在柔性冲击 适用于中低速中载的场合 可采用 正弦加速度运动规律 无冲击 适用于高速轻载的场合 可采用 凸轮机构设计的说明 经过比较 我们采用了正弦加速度运动规律 具体安排如下 上抄纸凸轮机构 摆动从动件凸轮机构 采用推程 正弦 回程 正弦 下折纸凸轮机构 直动从动件凸轮机构 采用推程 余弦 回程 余弦 注 运动规律可自行选择 2020 3 17 17 可编辑 凸轮机构设计的说明 2 确定基圆半径r0 滚子半径rt对于一定形式的凸轮机构 在推杆的运动规律定后 该凸轮机构的压力角 与基圆半径r0有关 在偏距一定 推杆的运动规律已知的条件下 加大基圆半径r0 可减小压力角 从而改善机构的传力性能 但此时机构的尺寸将增大 故应在满足 max 的条件下 合理地确定基圆半径r0 使凸轮机构的尺寸不至过大 最常用的方法是诺模图 朱理 机械原理 提到的诺模图是针对对心直动凸轮机构的 基圆半径r0确定过程如下 凸轮机构设计的说明 下折纸 采用直动从动件凸轮机构 对于偏距e 20 mm 较小 可近似看作对心直动凸轮楉模图来设计 已知 h 40 mm e 20 mm 30 380 取 max 300 推程运动角 500 若按余弦运动规律查楉模图得 h r0 0 4从而得r0 100 mm 由于 max 300 取较小 故设计较安全 实际基圆半径取r0 80 100 mm 均可 本设计取r0 100 mm 滚子半径rt 0 1r0 10 mm 凸轮机构设计的说明 B 上抄纸 采用摆动从动件凸轮机构 因为LAD 902 1202 1 2 150 mm 且r0 150 h 150 40 110 mm 否则 凸轮机构将与机架D相撞 考虑摆杆较长的缘故 摆动基圆半径可取小点 本设计取r0 80 mm 滚子半径rt 0 1r0 8 mm 凸轮机构设计的说明 3 确定工作行程A 下折纸凸轮机构 直动从动件凸轮机构 推程h 40 mm 依据b不同而不同 b 50 mm 时 h 35 45 mm b 60 mm 时 h 40 50 mm B 上抄纸凸轮机构 摆动从动件凸轮机构 摆杆FD 902 1202 802 1 2 126 9 mm 最大摆角根据推程的要求h 40 mm 相应得到 用作图法 上抄纸机构 摆动从动件凸轮 设计已知条件 r0 80 mm rt 0 8 mm LAD 150 mm 摆杆长FD 126 9 mm 近休止角0 1700 260 3600 推程运动角 170 2100 远休止角 s 210 2200 回程运动角 220 2600 计算从动件的推程与回程位移并列表 推程不少于10等分 凸轮机构设计的说明 压力角 的校核 在凸轮轮廓线图上 选择推程段的几个特殊点 用量角器量出几个压力角 并校核之 应满足 max 的条件 上抄纸机构 摆动从动件凸轮 设计已知条件 r0 80 mm rt 0 8 mm LAD 150 mm 摆杆长FD 126 9 mm 近休止角0 1700 260 3600 推程运动角 170 2100 远休止角 s 210 2200 回程运动角 220 2600 计算从动件的推程与回程位移并列表 推程不少于10等分 凸轮机构设计的说明 压力角 的校核 在凸轮轮廓线图上 选择推程段的几个特殊点 用量角器量出几个压力角 并校核之 应满足 max 的条件 凸轮机构设计的说明 下折纸机构 直动从动件凸轮 设计已知条件 h 40 mm e 20 mm r0 100 mm rt 10 mm 近休止角0 2150 315 3600 推程运动角 215 2650 远休止角 s 265 2750内 回程运动角 275 3150 计算从动件的推程与回程位移并列表 推程不少于10等分 压力角 的校核 在凸轮轮廓线图上 选择推程段的几个特殊点 用量角器量出几个压力角 并校核之 应满足 max 的条件 说明书的格式 二 工作情况分析 结果 1 说明书内容提要 一 目录 二 任务书原始数据 设计要求 三 机构的组成绘制机构的运动示意图 并作简要分析 四 工作过程分析1 推料 上抄纸 下抄纸2 工作循环 五 推料机构的设计1 确定曲柄与连杆的长度2 滑块的位移 速度 加速度分析3 线图的分析 并指出最大速度与加速度的位置 六 上 下抄纸凸轮机构的设计 1 选运动规律2 确定基圆半径 滚子半径和推杆工作行程 3 作凸轮廓线 并校核压力角 七 总结1 对课题的主要问题进行评述 2 设计体会 设计进度 设计进度 第