创新设计修改版

1、PAGE PAGE 17目 录一、设计题题目1二、设计方方案的选选定22三、机构的的设计61、偏置滑滑块机构构的设计计62、直动滚滚子从动动件盘形形凸轮轮轮廓设计计7四、电动机机的选定定及传动动系统方方案的设设计991、电动机机转速、功功率的确确定9 22、传动动系统的的设计9五、实验心心得12六、参考文文献112一、设计题题目现需要设计计某一包包装机的的推包机机构，要要求待包包装的工工件1（见见图1）先由由输送带带送到推推包机构构的推头头2的前前方，然然后由该该推头22将工件件由a处处推至bb处（包包装工作作台），再再进行包包装。为为了提高高生产率率，希望望在推头头2结束束回程（由由b至aa

2、）时，下下一个工工件已送送到推头头2的前前方。这这样推头头2就可可以马上上再开始始推送工工作。这这就要求求推头22在回程程时先退退出包装装工作台台，然后后再低头头，即从从台面的的下面回回程。因因而就要要求推头头2按图图示的aabcdde线路路运动。即即实现“平推水平退退回下降降位退退回上升复复位”的运动动。设计数据与与要求：要求每5-6s包包装一个个工件，且且给定：L=1100mmm，SS=255mm，HH=300mm。行程速比系数K在1.2-1.5范围内选取，推包机由电动机推动。在推头回程程中，除除要求推推头低位位退回外外，还要要求其回回程速度度高于工工作行程程的速度度，以便便缩短空空回程的

3、的时间，提提高工效效。至于于“cdeea”部分的的线路形形状不作作严格要要求。 图1 推包包机构执执行构件件运动要要求摘要：包装装机推包包机是一一种包装装机中不不可缺少少的一部部分，它它推送物物品到达达指定包包装工作作台该机构取代代了传统统的人工工移动物物品，工工作效率率底的缺缺点， 我我所设计计的推包包机构推推包，回回程一体体的全自自动化功功能其主要设计计思路来来自于对对传统工工艺分解解,然后后按照相相应功能能的机构构部件进进行设计计,对比比,选定定,以及及优化组组合.综综合利用用凸轮的的往复运运动,齿齿轮的传传动运动动，以及及减速器器的定植植调速比比的设定定.利利用Auuto Cadd软件

4、强强大绘图图功能,和Woord的的编辑功功能,把把设计方方案图文文并茂,栩栩如如生.关键字：凸凸轮 推包回回程 齿轮传传动功能分析：为使包装装机推头头完成规规定的进进给回程程路线及及运动规规律，需需将其运运动功能能分成两两部分。1. 推头头有直线线进给运运动，且且有急回回特性，为为此需设设计进给给机构。2. 推头头回程时时有低头头运动，为为此需设设计升降降机构。3.为完成成规定路路线，需需使进给给与升降降联动，故故需有连连结机构构。机构选用：功能执行机构工艺动作执行机构进给推头急回进给转动导杆摇杆升降推头回程低头凸轮二、设计方方案的选选定1.推头左左右运动动方案a：1 轴承 2 推头 3 凸轮

5、a方案所采采用推送送机构是是如图所所示的类类似于曲曲柄滑块块机构。其其主要由由凸轮和和推头组组成。该该机构运运动时，凸凸轮逆时时针转动动，带动动推头运运动，实实现推头头的左右右来回的的动作。方案b: 方案b采用用的是曲曲柄摇杆杆机构和和曲柄滑滑块机构构的组合合，优点点是机构构的稳定定性好，可可以实现现所需的的各种要要求，产产生的压压力也大大。曲柄柄运动带带动推头头完成各各种动作作。综上所述，bb方案明明显优于于a方案案，所以以推头采采用b方方案的设设计。2.推头上上下运动动方案a 方案a所采采用机构构是如图图所示的的凸轮机机构。其其主要由由凸轮和和推头串串联而成成。该机机构运动动时，凸凸轮逆时

6、时针转动动，带动动推头运运动，实实现压和和停歇的的动作。方案b:方案b采用用曲柄来来带动从从动件来来实现运运动。当当凸轮顺顺时针转转动时，带带动推头头完成所所需的各各种动作作。此方方案结构构简单，不不过这个个有个缺缺点，就就是它没没有急回回运动，此此机构满满足所需需的要求求，但工工作效率率不是很很高，所所以不是是很理想想。该运运动所需需的时间间长，从从简便等等各个方方面的因因素考虑虑，方案一：双双凸轮机机构与摇摇杆滑块块机构的的组合，（见见图2）图2双凸轮轮机构与与摇杆机机构滑块块机构的的组合方案一的运运动分析析和评价价：该机构由凸凸轮1和和凸轮22，以及55个杆组组成。机机构一共共具有7个活

7、动动构件。机机构中的的运动副副有7个个转动副副，4个移移动副以以及两个个以点接接触的高高副。其中机构构的两个个磙子存存在两个个虚约束束。由此此可知： 机构的的自由度度 FF=3nn-2PPl+PPh-pp =1 机构构中有一一个原动动件，原原动件的的个数等等于该机机构的自自由度。所所以，该该机构具具有确定定的运动动。在原原动件凸凸轮1带动杆杆3会在一一定的角角度范围围内摇动动。通过过连杆44推动杆55运动，然然后连杆杆6在55的推动动下带动动推头做做水平的的往返运运动，从从而实现现能推动动被包装装件向前前运动。同时凸凸轮2在在推头做做回复运运动的时时候通过过向上推推动杆77，使连连杆的推推头端

8、往往下运动动，从而而实现推推头在给给定的轨轨迹中运运动。该该机构中中除了有有两个凸凸轮与从从动间接接触的两两个高副副外，所所有的运运动副都都是低副副。在凸凸轮与从从动件的的接触时时，凸轮轮会对从从动件有有较大的的冲击，为为了减少少凸轮对对从动件件冲击的的影响，在在设计过过程中把把从动件件设计成成为滚动动的从动动件，可可以间接接增大机机构的承承载能力力。同时时，凸轮轮是比较较大的工工件，强强度比较较高，不不需要担担心因为为载荷的的过大而而出现机机构的断断裂。在在整个机机构的运运转过程程中，原原动件11是一个个凸轮，凸轮只只是使33在一定定角度的的往复摆摆动，而对整整个机构构的分析析可知，机机构的

9、是是设计上上不存在在运转的的死角，机机构可以正常的的往复运运行。机机构中存存在两个个凸轮，不不但会是是机构本本身的重重量增加加，而且且凸轮与与其他构构件的连连接是高高副，而而高副承承载能力力不高，不不利于实实现大的的载荷。 而整个机构连接不够紧凑，占空间比较大。方案二：偏偏执滑块块机构与与盘形凸凸轮机构构组合，（见见图2）图2偏置滑滑块机构构与盘形形凸轮机构的组合合方案二的运运动分析析和评价价：方案二的机机构主要要是由一一个偏置置滑块机机构以及及一个凸凸轮机构构组合而而成的。偏偏置滑块块机构主主要是实实现推头头的往复复的直线线运动，从从而实现现推头在在推包以以及返回回的要求求。而凸凸轮机构构实

10、现的的是使推推头在返返程到达达C点的的时候能能够按照照给定的的轨迹返返回而设设计的。这这个组合合机构的的工作原原理主要要是通过过电动机机的转动动从而带带动曲柄柄2的回回转运动动，曲柄柄在整周周回转的的同时带带动连杆杆3在一一定的角角度内摆摆动，而而滑块44在水平平的方向向实现往往复的直直线运动动，从而而带动连连着推头头的杆运运动，完完成对被被包装件件的推送送过程。在在推头空空载返回回的过程程中，推推头到达达C点时时，凸轮轮的转动动进入推推程阶段段，使从从动杆往往上运动动，这时时在杆55和杆66连接的的转动副副就成为为一个支支点，使使杆6的的推头端端在从动动件的88的推动动下向下下运动，从从而使

11、推推头的返返程阶段段按着给给定的轨轨迹返回回。这个个机构在在设计方方面，凸凸轮与从从动见的的连接采采取滚动动从动件件，而且且凸轮是是槽型的的凸轮，这这样不但但能够让让从动件件与凸轮轮之间的的连接更更加紧凑凑，而且且因为采采用了滚滚动从动件，能能使减轻轻凸轮对对它的冲冲击，从从而提高高了承载载能力。而而采用的的偏置滑滑块机构构能够实实现滑块块具有急急回特性性，使其其回程速速度高于于工作行行程速度度，以便便缩短空空回程的的时间，提提高工作作效率。但但此机构构的使用用的是槽槽型凸轮轮，槽型型凸轮结结构比较较复杂，加加工难度度大，因因此成本本会比较较高。综合对两种种方案的的分析，方方案二结结构相对对不

12、是太太复杂，而而且能满满足题目目的要求求，最终终我选择择方案二二。三、机构的的设计1、偏置滑滑块机构构的设计计 由题目给给定的数数据L=1000mm行程速比系系数K在在1.22-1.5范围围内选取取可由曲柄滑滑块机构构的极位位夹角公公式 k=1.22-1.5 其极位位夹角的的取值范范围为在这范围内内取极位位夹角为为 。滑块的行程程题目给给出S=1000mm偏置距离ee选取440mmm用图解法求求出各杆杆的长度度如下：（见图图3）由已知滑块块的工作作行程为为1000mm，作作BB 为1000mmm，过点点B作BBB所在水水平面的的垂线BBP，过过点B作直线线作直线线BP交于于点P，并并使=。然后

13、后过B、BB、P三三点作圆圆。因为为已知偏偏距e=40mmm,所所以作直直线平行行于直线线BB，向下下平移440mmm，与圆圆O交于一一点O，则则O点为为曲柄的的支点，连连接OBB、OBB，则 OB-OBB=2a OB+OB=2bb从图中量取取得： AB=1511.322mm AB=611.866mm则可知曲柄柄滑块机机构的：曲柄 a=444.773mmm 连连杆b=1066.599mm 到此，机构构组合的的曲柄滑滑块机构构设计完完毕。2、直动滚滚子从动动件盘形形凸轮轮轮廓设计计用作图法求求出凸轮轮的推程程角，远远休止角角，回程程角，近近休止角角。（见下图） 因为为题目要要求在推推头在返返程阶

14、段段到达离离最大推推程距离离为255mm时时，要求求推头从从按照给给定的轨轨迹，从从下方返返回到起起点。因因此可利利用偏置置滑块机机构，滑滑块在返返回阶段段离最大大推程为为25mmm的地地方作出出其曲柄柄，连杆杆和滑块块的位置置，以通通过量取取曲柄的的转动的的角度而而确定凸凸轮近休休止角的的角度，以以及推程程角，回回程角。具体做法如如下：先在离点BB为255mm的的地方作作点B；过点B作直线线AB交圆圆O于点点A，并使使AB=AAB；连接OA，则则OA ，AAB为曲曲柄以及及连杆在在当滑块块离最大大推程距距离为225mmm时的位位置。因为题目要要求推头头的轨迹迹在abbc段内内实现平平推运动动

15、，因此此即凸轮轮近休止止角应为为曲柄由由A转动到到A的角度度，从图图上量取取，即即凸轮的的近休止止角为。因因为题目目对推头头在返程程cdeea段的的具体线线路形状状不作严严格要求求，所以以可以选选定推程程角，远远休止角角，回程程角的大大小。选定推程角角为，回回程角远远休止角角。因为题目要要求推头头回程向向下的距距离为330mmm，因此此从动件件的行程程h=330mmm。由选定条件件近休止止角为推推程角为为回程角角远休止止角，hh=300mm，基基圆半径径mm,从动杆杆长度为为40mmm，滚滚子半径径mm。通通过软件件输入参参数如下下，通过软件输输出凸轮轮轮廓线线及机构构简图如如下图：四、电动机

16、机的选定定及传动动系统方方案的设设计1、电动机机转速、功功率的确确定题目要求55-6ss包装一一个件，即即要求曲曲柄和凸凸轮的转转速为112r/minn考虑到到转速比比较低，因因此可选选用低转转速的电电动机，查查常用电电动机规规格，选选用Y1160LL-8型型电动机机，其转转速为7720rr/miin,功功率为77.5kkW。2、传动系系统的设设计 系系统的输输入输出出传动比比 ，即即要求设设计出一一个传动动比的减减速器，使使输出能能达到要要求的转转速。 其其传动系系统设计计如下图图：电动动机连接接一个直直径为110的皮皮带轮22，经过过皮带的的传动传传到安装装在二级级减速器器的输入入段，这这

17、段皮带带传动的的传动比比为，此此时转速速为。 从从皮带轮轮1输入入到一个个二级减减速器，为为了带到到要求的的传动比比，设计计齿轮齿齿数为，,。 验验算二级级减速器器其传动动比 整整个传动动系统的的传动比比 则则电动机机转速经经过此传传动系统统减速后后能满足足题目要要求推包包机构主主动件的的转速。 至此，包装装机推包包机构的的机构以以及传动动系统的的设计已已经设计计完毕。推包机构的的总装配配简图如如下：f三维图五、实验心心得 通过这次课课程设计计，我有有了很多多收获。首首先，通通过这一一次的课课程设计计，我进进一步巩巩固和加加深了所所学的基基本理论论、基本本概念和和基本知知识，培培养了自自己分析析和解决决与本课课程有关关的具体体机械所所涉及的的实际问问题的能能力。对对平面连连杆机构构和凸轮轮机构有了了更加深深刻的理理解，为为后续课课程的学学习奠定定了坚实实的基础础。其次通过这这次课程程设计，我学会了怎样去研究设计一个从来没接触过的机械机构。学会了一步一步地去了解一个没接触过的机构的运动