推送机课程设计

1、目录1设计任务书11.1工作原理及工艺动作过程11.2原始数据及设计要求11.3 设计任务12 实现推送机推送要求的执行机构方案选定22.1实现推送机推送要求的执行机构设计方案22.2设计方案选定53 运动循环图54凸轮机构的参数设计53.1减速系统设计53.2电动机的选择63.3带轮的选择63.4 齿轮的选择73.5 凸轮的设计95运动分析115.1 位移分析115.2 速度分析12 5.3 加速度分析12 5.4 运动分析126.总结12参考文献12设计题目六：推送机1.设计任务书 1.1 工作原理及工艺动作过程 在自动包装作业过程中，经常需要将物品从前一工序推送到下一工序。现要求设计一用

2、于小块规则物品包装机中的物品推送机，实现将块状物品从如图所示一位置向上推送到所需的另一位置的运动要求。 1.2 原始数据及设计要求 1）向上推送距离为L=100mm，生产率为W=150件/min。 2）原动机为同步转速为3000rmin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1=120°时，推杆从最低位置运动到最高位置；当主动件继续转过2=120°时，推杆从最高位置又回到最低位置；最后当主动件继续转过3=120°时，推杆在最低位置停留不动。4）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

3、数，均为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）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35°），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，选出一种运动方案进行机构综合。 2）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和运动循环图。 3）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。4）编写课程设计说明书。2 实现推送机推送要求的执行机构方案选定2.1实现推送机推送要求的执行机构设计方案(方案1)凸轮机构凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三

4、个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。（图1）凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。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，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。是机械中的一种常用机构，在自动化和半自动化机械中应用非常广泛。 图1所示

5、的凸轮机构，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。 （方案2）凸轮齿轮机构图2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构的齿条直线往复运动。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。（图2）（方案3）连杆机构图3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F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。利用等价的平面连杆机构实现机构的推送任务，几何封闭，传送稳定性高，通过设计合适的杆长可以实现预期的运动，当以AB杆作为原动

6、件时，运动传到推杆K产生一定的增力效果，但是此机构由于运用了很多杆件，进行了多次中间传力，会导致机械效率的降低和误差的积累，而且连杆及滑块产生的惯性力难以平衡加以消除，因此在高速推送任务中，不宜采用此机构。(方案4)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。 （方案5）凸轮连杆组合机构凸轮连杆组合机构也可以实现行程放大功能，在水平面得推送任务中，优势较明显，但在垂直面中就会与机架产生摩擦，加上凸轮与摆杆和摆杆与齿条的摩擦，积累起来，摩擦会很大，然后就是其结构较为复杂，非标准件较多，加工难度比较大，从而生产成本也比较大，连杆机构上

7、端加工难度大，而且选材时，难以找到合适的材料，使其既能满足强度刚度条件又廉价，因此不宜选择该机构来实现我们的设计目的。由于物品从低处运动至最高处，且有较大的停歇角，经比较，方案1，其结构简单、紧凑，并且传动平稳，运动精确，由于该设计采用正弦加速度曲线运动规律，没有冲击，故选择方案1。3. 运动循环图4.凸轮机构的参数设计4.1减速系统的设计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150r/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150r/min.4.2电动机的选择根据

8、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580r/min，第二级减至150r/min，故选择传动比分别为4.90和3.864.3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4.4.齿轮的选择：传递的功率为 小齿轮转速为580r/mi

9、n传动比为4.901.确定材料及许用应力小齿轮用40Cr(调质），齿面硬度为280HBS 大齿轮用45钢(调质），齿面硬度为240HBS 取, 2.按齿面接触疲劳强度设计该齿轮按7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=1.5 则齿宽 取 3.验证轮齿弯曲强度齿形系数 4.齿轮圆周速度故选择7级精度制造是合适的3.5.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

10、条件用EXCEL求解，得轮郭曲线图和各阶段运动图5.运动分析5.1位移分析： 由曲线可知，在一个周期内推杆位移先增加（0°-120°）后减小(120°-240°)后不变(240°-360°)，符合推杆先上升后下降再在最低位置停留不动。5.2速度分析： 凸轮的推程（0°-120°）选择的是等加速等减速的运动规律，由上图可知在120°之前，无速度突变即无刚性冲击，推杆速度先均匀增大后均匀较小至零。回程时（120°-240°）选择的是二次多项式运动规律，先增加后减小至零，曲线完全符合，无速度

11、突变亦即无刚性冲击。近休时（240°-360°）,速度为零，无刚性冲击。5.3加速度分析： 凸轮的推程（0°-120°）选择的是等加速等减速运动规律，在开始时（0°）、（60°）、（120°）加速度有突变，但是突变有限，因而引起的冲击较小，故只存在柔性冲击。回程时（120°-240°）选择的是二次多项式运动规律，由曲线可知加速度无突变，即无柔性冲击。5.4运动分析：启动电机，通过传送带传动涡轮蜗杆带动凸伦转动，凸伦推动推杆运动。当凸轮从最低点运动到最高点作推程运动时，推杆推送物品作上升运动，同时压缩弹簧。

12、凸轮从最高点作回程运动时，推杆在自身重力和弹簧弹力的作用下作下降运动。电动机不断地提供电能带动整个装置的传动，完成构件上下往复运动，把一个物品从一个位置推送到另一个位置。6总结总结通过这次的课程设计，使我认识真理来源于实践，同样的通过将知识运用到实践上可以加深巩固。纵使课堂上的知识学的很透彻，如果没有切身的实践，也只能纸上谈兵。这次设计，加深了我对凸轮机构，连杆机构，带传动机构等的理解。更重要的是，我初步尝试了去独立地去发现问题，解决问题，反思问题的能力，并且锻炼了我的全面思考问题的能力，不单单是去解一道题目，而是去解决一系列相关联的题目链，大大地提高了我在这方面的能力，而且这种能力的培养恰恰是在学校学习阶段很难得接触到的，但却在以后踏上工作岗位中常常会遇到的。 在课程设计规定的时间内，我收集了很多技术资料。阅读了大量的专业文献，并将它们应用到了课程设计当中，我学到了许多课本上没有学到的知识，把课本上的理论知