机械原理设计说明书.doc

课程设计说明书 设计题目： 工件间歇输送机构 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 设 计 人： 指导老师：2011 年 7 月 6 日课程设计说明书学院 专业 班级 姓名 一、课程设计题目：工件间歇输送机构二、课程设计主要参考资料1 课程设计指导书 2 安子军 机械原理M.7版. 国防工业出版社出版社，2009 5 成大先. 机械设计手册M化学工业出版社 2010 三、课程设计应解决主要问题 （1）通过机构设计满足间歇输送工件的运动要求 （2）优化结构设计，提高可行性以及机构工作的稳定性 四、成员分工方案一：方案二： 方案三： 四、课程设计相关附件（如：图纸、软件等）（1）A2构件图 （2）课程设计说明书一份 （3）方案构件图三份 3D仿真图三张 目 录1 课程设计任务31.1设计题目31.2设计要求32机械系统运动功能系统图42.1机器的功能和设计要求42.2工作原理和工艺动作分解42.3根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 42.4 机构选型 5 2.5机械运动方案的选择和判定 53系统方案拟定与比较63.1方案一73.2方案二83.3方案三133.4方案比较16 3.5方案选择 174心得 171 课程设计任务1.1设计题目工件间歇输送机构1.2设计要求输送机主要由动力机构、间歇机构、传动机构组成。如图一所示，电动机输入动力，带动传动机构，通过间歇机构实现工件的间歇输送。图1 间歇输送机构工作示意图2机械系统运动功能系统图2.1机器的功能和设计要求由于机器加工的与产品的流水线效率的需要，间歇式传动显得必不可少！本设计旨在针对需间歇式传动的机构而设计的步长为840mm的各种方案，为其他机械提供基础。设计要求：步长为840mm的间歇式传动2.2工作原理和工艺动作分解若需完成840mm间歇式传动，必须要经过的三个步骤1.四级电动机n=1500r|min的输出机构2.将高转速的电机速度通过合理的减速机构，使之达到需求的转速3.低转速的输出机构，并使物体能够840mm间歇式移动2.3根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 2.4 机构选型 根据电动机减速机构、间歇式运动机构构的动作要求和结构特点，可以选择如表1中列出的常用机构。表1可选的工作机构减速机构带传动齿轮传动间歇机构槽轮不完全齿轮棘轮运输机构皮带2.5机械运动方案的选择和判定据表1所示的3个关键机构的机构形态矩阵，由此可求机械运动方案数为： N=231=6现在可以按传动比精确度、各机构的相容性和尽量使机构简单等来选择方案。我们选定的三个方案分别为：1. 减速机构为齿轮，间歇机构为不完全齿轮，运输机构为皮带。2. 减速机构为齿轮，间歇机构为棘轮，运输机构为皮带。3. 减速机构为齿轮，间歇机构为槽轮，运输机构为皮带。3系统方案拟定与比较 3.1方案一方案一为不完全齿轮-皮带传动装置，该机构原理如图3。、图3 不完全齿轮-皮带传动装置 3.1.1工作原理该方案利用齿轮机构进行减速，并通过齿轮传动及不完全齿轮传动，实现以下动作：较高转速变为低转速，并实现传送带的间歇性运动。3.1.2减速机构图4减速机构如图4所示，电动机转速n= 1500r/min（25r/s）。根据输出时长6s，间隔时间3s，一个周期为9s，可确定输出齿轮的转动周期T=9s（n= 1/9 r/s）此机构传送比从左至右依次为3，5，3，5，可确定齿轮组齿数分别为40:120,40:200,40:120,40:200。齿轮模数为2，压力角20。3.1.3传送机构图5传送机构齿轮1为不完全齿轮，通过齿轮2带动皮带轮实现间歇性运动。齿轮1和齿轮2模数为2，压力角20。齿轮1的半径为100mm,齿数为67，有齿长度为420m,齿轮2半径为40mm，皮带轮半径为80mm。齿轮2和皮带轮的传送比为2。由前段已知传送带驱动轮工作时长6s，间隔时间3s，一个周期内实现工件等速进给长度L=420mm2 =840mm，达到设计要求。3.2方案二方案二为棘轮皮带传动方案，该机构原理如图8所示 图8棘轮皮带传动机构3.2.1工作原理该方案利用棘轮具有单向间歇运动的特点实现工件的间歇输送。电动机作为动力输出机构驱动I号齿轮变速箱，将电动机输出地高转速通过三级变速转变为低转速驱动棘轮顺时针转动，棘轮通过轴将间歇低速转动驱动III号变速箱，继而输出中等转速的间隙转动驱动皮带轮，进而实现皮带的间歇进给。3.2.2传动-间隙机构尺寸的确定:I号齿轮变速箱从左至右齿轮齿数依次为42,70,37,模数为2，压力角20。经过计算，当左端（即动力输入端）以1500r/min （25r/s）的转速输入时，输出端输出转速为0.111r/s,此转速推动棘轮顺时针转动。 机构II棘轮间歇机构机构II棘轮间歇机构棘轮大轮直径145mm，齿数74，摇杆长120mm，通过小轮边缘的滑套，滑套距小轮中心25mm。棘轮共两个极限位置，极位夹角60，经过输入端0.111r/s的转速输入后，输出转速为0.02778r/s,输出时长6s，间隔时间3s，一个周期为9s。III号齿轮变速箱与I号变速箱相似，从左至右齿轮齿数依次为42,74,37,模数为2，压力角20。经过计算，当左端（即动力输入端）以0.02778r/s的转速输入时，输出端输出转速为2.228r/s,输出端直接将转速传递给传送带。3.2.3输送机构 传送带驱动轮直径20mm，带动皮带转动。由前段已知传送带驱动轮转速为2.228r/s，工作时长6s，间隔时间3s，一个周期内实现工件等速进给长度L=2.228*6*20*=840mm，达到设计要求。3.3方案三 方案三为槽轮间歇式传动机构，其运动简图见附图3.3.1工作原理电动机的转速通过减速齿轮传递给并排的两槽轮，槽轮与槽齿的适当配合实现载物台的间歇式传动。3.3.2原动件 机构简图： 运动分析：转速为1500r/min的四级电动机通过皮带轮将动力传给减速机构。 3.3.3减速机构 机构简图： 该减速机构通过具有较大的传动比的齿轮组来实现减速的目的，如上图所示，该齿轮组为一个行星轮，各齿齿数分别为Z1=50,，Z2=37，Z2=20，Z3=27. 运动分析： 由行星轮特点可知：i（H）13=(W1-WH)/(W3-WH)=Z2Z3/Z1Z2=999/1000 则齿轮1与轴H的传动比为： i1H=W1/WH=1-999/1000=1/1000 即： W1=WH/1000=1.5r/min3.3.4传动运输机构运动简图： 在这里实现间歇式传动机构为槽轮机构，由八跟等长925mm组成的并排的两组槽轮，及宽为120mm，高为101mm，间隙为20mm的两并排的连续槽齿共同构成了间歇式传动的运输机构。运动分析： 有减速机构中的运算可知：w1=1.5r/mn 即： 每转所需时间T=60/1.5s=40s 则传送周期T=T/4=10s由图可知: 工作运动角：=2arccos420/925=54 即：工作时间：t1=54T/90=6s间歇时间：t2=T-t1=4s3.3.5 方案三小结：有以上三部分计算最终可知：载物台没工作6s，间歇4s实现步长为840mm的间歇式运输.3.4方案比较 评价指标具体项目 评 价不完全齿轮机构棘轮机构槽轮机构运动性能1、间歇性2、运转速度、运动 精度 固定间歇 较高固定间歇 较高固定间歇 高工作性能1、效率高低2、使用范围 一般 较大 一般 较小 一般 较小动力性能1、承载能力2、传力特性3、振动、噪声一般一般较大较小较差较大较大较好较小经济性1、加工难易2、维护方便性3、能耗大小易方便一般易较麻烦一般一般较麻烦一般结构紧凑1、尺寸2、重量3、结构复杂性较小较轻简单一般一般复杂较大一般一般3.5方案选择综合以上计算及分析，我们最终选定方案一。4 心得 经过四天的工作，终于在星期四，也就是结束日期的前一天完成了几乎全部设计说明书的内容，放心之余回首这几天，乃至两个月前初次接触机原课设，感想还是有一些的。首先，发现自己对知识的掌握实在是对不起老师，当需要知识的运用时才发现学过的东西已经忘得差不多了，于是不得不对着眼前的设计书或图纸翻看课本。其次，课本知识永远只是死板的理论，当运用到现实的时候总是要考虑各种各样复杂的情况。除了知识体系上的漏洞，设计中遇到的最大问题是团队成员分工及合作。作为一个团队任务，制作一份说明书本应是团队成员们互相讨论相互协助下完成，但实际实施中因为各种各样的其他外力因素导致团队成员无法实现完美的配合，个人任务完成量也不尽相同，整体速度明显滞后于预期，给人拖沓无力的感觉。在这里忍不住想要抱怨一下课设的时间安排，在还有三科重要考试的前一星期进行课设实在是让人难免产生人在曹营心在汉的无奈，既影响课设质量也耽误了复习计划，不好。 * 2011-7-6接近一周的学习，最直接的收获来自学对对机械原理知识的巩固以及对制图软件CAXA，solidworks等的熟悉掌握，增强了自身的动手能力和创新意识。这些知识都将为我以后的学习奠定一个良好的基础。除此之外，这次实践过程中，通过相互协调合作，让我深深的感受到一个团体合作能力的重要，它直接的影响到一份任务完成的质量和效率，也就决定了团队的失败与否！其次，这份机械原理设计书中我们能明白，处理一件事的方法也许有多种，每个人也许有自己的独特见解。而谁的更好，谁的更具有创新，这就需要我们抛弃对自己作品的主观因素，做出一个公平公正的选择。在生活中也是如此，对于自身有着紧密关联的因素使我们不能够做到公平公正，这时我们需要有一大局出发的思想，合理的做出选择，这样才能获得最大的益处！最后，在与别人的对比中认识到了自身的不足，对于一些专业知识所需的有效软件如MATLAB等都缺乏应有的了解，从而导致了效率上的折扣。所以，今后，这些方面都有待我继续去学习和体会！ * 2011-7-6 一周的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了许多东西。领略到了别人优秀品质，更深切的体会到了人与人之间的那种相互协作的机制，最重要的是自己对知识有了更深刻的了解。 在设计过程中，口角的斗争是难免的，关键是我们如何处理这些分歧，而不是相互埋怨。经过我组三人的讨论，对一些有疑惑的地方，有了更深刻的了解，并找到了最佳解决方案。同时弥补了以前学习上盲点。 当