搖擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書課件

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1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目 搖擺式輸送機(jī)機(jī)械工程 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化 專業(yè)機(jī)英 1003 班設(shè)計(jì)者指導(dǎo)老師：2012 年 7 月 8 日星期日第一章課程設(shè)計(jì)目的及任務(wù). 3 1-1課程設(shè)計(jì)目的.3 1-2課程設(shè)計(jì)任務(wù).4第二章?lián)u擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程 . 5 2-1 工作原理.5 2-2設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù).5 2-3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量 . 6 2-4其他設(shè)計(jì)方案.7 2-5 利用圖解法確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸 .8 2-6 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析.12速度分析.12加速度分析.13 2-7 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析.17第三章傳動(dòng)系綜合.19 3-1 電機(jī)的初步選擇.19 3-2 V 帶的初步選擇.2

2、0第四章課程設(shè)計(jì)總結(jié).22參考文獻(xiàn). 23搖擺式輸送機(jī)工作原理?yè)u擺式輸送機(jī)是一種水平傳送材料用的機(jī)械，由齒輪機(jī)構(gòu)和六連桿機(jī)構(gòu)等組成。如圖 1 所示，電動(dòng)機(jī) 1 通過(guò)傳動(dòng)裝置 2 使曲柄 4 回 轉(zhuǎn)，再經(jīng)過(guò)六連桿機(jī)構(gòu)使輸料槽 9 作往復(fù)移動(dòng)，放置在槽上的物料 10 借助摩擦力隨輸料槽一起運(yùn)動(dòng)。物料的輸送是利用機(jī)構(gòu)在某些位 置輸料槽有相當(dāng)大加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā) 生滑動(dòng)，滑動(dòng)的方向恒自左往右，從而達(dá)到輸送物料的目的。1-電機(jī) 2- 傳動(dòng)裝置 3- 執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖 1 搖擺式輸送機(jī)示意圖設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)要求：該布置要求電機(jī)軸與曲柄軸垂直， 使用壽命為 5 年，每日二班制 工作

3、。輸送機(jī)在工作過(guò)程中，載荷變化較大，允許曲柄轉(zhuǎn)速偏差為士 5%六連桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角不得小于40,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率按 0.95 計(jì)算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。原始數(shù)據(jù)：題號(hào)1物料的重量 G (kg)2820曲柄轉(zhuǎn)速 n4(r/min)114行程速比系數(shù) K1.2位置角I()60搖桿擺角角2( )60l (mm)225h (mm)360lCD(mm)260 2-3設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量1、根據(jù)搖擺式輸送機(jī)的工作原理，擬定 2 3 個(gè)其他形式的機(jī)構(gòu), 畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，并對(duì)這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析。2、 取LDB=0.61DC。根據(jù)搖擺式運(yùn)輸機(jī)的工作原理。畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，并對(duì)這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行

4、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析。3、用矢量方程圖解法分析圖示位置時(shí)滑塊8 的位移、速度、加速度及搖桿 6 的角速度和角加速度。4、 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析。物料對(duì)輸料槽的摩擦系數(shù)f =0.35,設(shè)摩擦力的方向與速度的方向相反，求出曲柄最大平衡力矩和功率。5、 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)一.其他設(shè)計(jì)方案曲柄滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)從而是連桿 2 擺動(dòng)最終使滑塊左右運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到輸送 貨物的效果。其優(yōu)點(diǎn)是成本比較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是摩擦大，耗費(fèi) 能量多。圖 3-1 是通過(guò)送料的往復(fù)運(yùn)動(dòng)我們用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)輸入構(gòu)件等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出構(gòu)件帶動(dòng)滑塊作往復(fù)移動(dòng)，機(jī)構(gòu)具有急回 功能，但該方案不但設(shè)計(jì)計(jì)算比較復(fù)

5、雜， 滑塊 5 和作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的 連桿2 和 4 的動(dòng)平衡也比較困難。二、根據(jù)已知條件算出各桿件長(zhǎng)度及曲柄中心點(diǎn)的位置1、利用作圖法確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸根據(jù)原始數(shù)據(jù)，可求得IDB=06DC=0.6 0.27m = 0.162m，并作出搖 桿的兩個(gè)極限位置DB、DB2，利用公式-180(K-1)/(K+1)，計(jì)算出v T0.19。選取一點(diǎn) P,使.B1PB2 - oP 點(diǎn)的簡(jiǎn)單做法是做B2M(_BB2)和BiN（與B1B2成90）的交點(diǎn)。通過(guò)P,呂且三點(diǎn)作圓?？芍獔A周上任取一點(diǎn)作為曲柄的軸心，機(jī)構(gòu)的極位夾角均等于二，此圓與直線GH 的交點(diǎn)即為曲柄中心 0。這樣的位置有兩個(gè)，可以驗(yàn)證以 O 為曲

6、柄中心的傳動(dòng)角丫i小于40（最小傳動(dòng)角發(fā)生在曲柄與機(jī)架的兩個(gè)共 線位置，如下圖所示），與要求相矛盾，故排除。 2-6 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析如下圖所示，選取桿 6 與垂直線的夾角為 30時(shí)的位置，用圖解法進(jìn) 行I0A二OB2一I0B1-=89.45mmIAB二l0B2I0B10B22 二297.9mm由IOB1=27.65mm, l0B2= 386.54mm 可得:分析。根據(jù)原始數(shù)據(jù)要求，桿件 4 的轉(zhuǎn)速n 10扁n,貝 S 其角速度 r 為:（一）、速度分析A 點(diǎn)的線速度、A八4lA=11.52 0.08945ms =1.03msVB二VAVBA大?。海俊?？方向：丄 DB 丄 OA 丄 AB選取

7、速度比例尺 弋-0.01m smm，作速度分析圖（如下圖所示）可110 260G= 11.52得：由此可得：桿 5 的角速度為：”亡彘叫=1.8 叫搖桿 6 的角速度為：= rads=5.19rads1DB0.162C 點(diǎn)的速度為：C = 6IDC= 5.19 0.27ms= 1.40msV廠VC7V8C7+BA= A/abO.OI沃32又=0.32、B二大小：？V?方向：水平丄 DC垂直其中C7二c=1.40ms。選取速度比例尺-0.01m smm，作速度分析圖（如下圖所示）可V8C7 =0.0仆70% = 0.70嘆% =0.01漢121嘆=1.21嘆（二）、加速度分析A 點(diǎn)的加速度為：a

8、42JOA= 11.5227.08945少$2=11.87%2大小:得:B 點(diǎn)相對(duì)于 D 點(diǎn)的法向加速度為:aB62IDB二 5.1920.162B 點(diǎn)相對(duì)于 A 點(diǎn)的法向加速度為:naBAIAB=1.0820.297090.35naBDaBD. naBAaBA二4.36方向:D丄 DB A O B A 丄 AB可得:由此可得：搖桿6的角加速度為：a6 = aj =01；8r% = 72.10r%C 點(diǎn)的加速度為：ac二灼62be =5.192漢 0.27%2= 7.27 嘰2a8+k+r-aC 7a8C7a8C7大?。?？VV?方向： 水平CTD水平垂直1/TaBAaBD選取加速度比例尺 =0

9、.1mm，作加速度分析圖（如上圖所示）aB=0.1 124.7二 12.47aBD=0.1116.8m= 11.68其中ac7=ac= 7.27%2,a8c7 =2灼6 78C7= 2域5.19漢0.70%2= 7.27聽(tīng)272J選取加速度比例尺 -0.1msmm，作加速度分析圖（如上圖所示）可得：3、已知各桿件長(zhǎng)度及各固定點(diǎn)相對(duì)位置，用solidworks作圖仿真。二 0.1 36.3=3.63%三維圖：仿真的初始位置，即搖桿豎直的時(shí)候其中ac7=ac= 7.27%2,a8c7 =2灼6 78C7= 2域5.19漢0.70%2= 7.27聽(tīng)2由曲柄的轉(zhuǎn)速為 114n/min=1.9n/sec

10、 得， 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的周期為 1/1.9=0.526sec。設(shè)置仿真時(shí)間為 0.6 秒鐘，幀數(shù)為 30。仿真結(jié)果：搖桿-6 角速度（deg/sec）搖桿-6(deg/sec*2)推桿-8(mm/sec)推桿-8(mm/sec*2)幀數(shù)時(shí)間10.000429.661945.951949.718840.1720.020444.42-716.641993.03-5604.6730.040393.85-4392.131706.41-22682.3740.060273.99-7287.801135.16-32619.70Sec50.080118.19-7888.07473.50-32120.276O.1OO

11、-29.00-6635.07-115.26-26400.5170.120-143.61-4816.87-580.24-20205.9080.140-223.07-3187.99-929.33-14843.7090.160-273.60-1923.22-1178.44-10149.86100.180-302.05-964.57-1337.86-5843.56110.200-313.57-214.83-1414.12-1833.92120.220-311.52402.76-1413.621813.38130.240-298.02934.92-1344.954955.31140.260-274.55

12、1401.16-1219.797440.63150.280-242.421799.94-1052.409169.33160.300-203.092118.14-858.0910141.13170.320-158.312344.39-651.0010479.81180.340-109.912482.24-441.5910417.48190.360-59.462555.87-235.0510241.81200.380-7.842605.30-30.7910233.17210.40044.892674.73176.9410621.35220.42099.532800.39397.7811563.83

13、230.440157.402998.55643.5713111.46240.460219.823246.80925.2615096.33250.480286.973444.751246.1116852.13260.500355.663343.111587.1816736.14270.520415.622475.021883.9111865.40280.540445.72282.722011.63-362.55290.560417.88-3211.191833.97-17609.72300.580317.92-6584.281335.69-30688.06310.600168.34-7955.8

14、5679.97-33158.66T-搖桿-6角速度(deg/sec)-400. 00500. 00400. 00300.00200. 00100. 000. 00-100. 00-200. 00-300.00sec搖桿-6 (deg/sec*2)-推桿8 (mm/sec)-2000.00機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析用 Solidworks 模擬，在物料與輸料糟之間加一個(gè)相互作用力，代替物 料的重力，此力 F二MG=28200N。再加個(gè)摩擦系數(shù) f=0.35，仿真可得：zoooo,oo-40000. 00t-推桿-8 (mm/sec*2)10Q0Q, ooo. oo-10000, 00-20000, 00

15、-30000, 00由圖可知：曲柄上受的最大力 F=25972N。則最大平衡力距Mmax二F& 二25972N 0.070105m二1820.77N /m最大功率I-R2 577201241427584260.000. 100.200.300,400.500,600.700600.901時(shí)間(sec)P二Mmax4820.77N/m 11.94rad/s = 21739.96W第三章傳動(dòng)系綜合圖 3 1初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如圖 4 1 所示。選擇 V 帶傳動(dòng)和二級(jí)減速器（錐齒輪-斜齒輪）。傳動(dòng)裝置的總效 率：h=hh21%h h5=0.94xo.98xo.98x0.98x0.99 】=0.

16、867;hl為 V 帶的效率，%2為軸承 1 的效率，%3為第一對(duì)軸承的效率，%4為 第二對(duì)軸承的效率，%5為每對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)的效率（齒輪為 6 級(jí)精度， 稀油潤(rùn)滑）。 4-1電機(jī)的初步選擇電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： Pd= Pw/h= 38/0.867 = 43.83kw。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為 n= 114r/min，經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i1= 24, 一級(jí)圓錐齒輪減速器的傳動(dòng)比 i2=24, 單級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比 i3= 18,則總傳動(dòng)比合理范圍為 i = 4128,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n= ixn=（4128）x114= 456 14592r/min。綜

17、合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y2- 280S- 6 的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為 45kW 額定電流 85.9A，滿載轉(zhuǎn)速 no= 980 r/min，同步轉(zhuǎn) 速1000r/min。傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和傳動(dòng)比分配如下：(1) 總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 no和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n,可得傳動(dòng)裝 置總傳動(dòng)比為 i = no/n = 980/114 = 8.6。(2) 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配i = iiXi2式中 ii, i2分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使 V 帶 傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取 ii= 3.61，則減速器傳動(dòng)比為 i2= i/ ii

18、= 8.6/3.61 =2.38。 4-2V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(1) 確定計(jì)算功率Pc=kfO=1.?2 45 54,式中kA為工作情況系數(shù)，PO為電 機(jī)輸出功率。(2) 選擇帶型號(hào)根據(jù)Pc=54kw，n0=980r/min，查圖初步選用C型帶。(3) 選取帶輪基準(zhǔn)直徑dd1，dd2查表選取小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=280mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=h(1- x)dd1=3.61(1- 0.01)? 2801000.692mm, 式中 x 為帶的滑動(dòng)率，通常取(1% 2%,查表后取dd2=800mm。(4) 驗(yàn)算帶速 VV=60創(chuàng)000=P6O8000030=14.36m/S,在102 0m/s范圍內(nèi)

19、，V帶充分發(fā)揮。(5) 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld在0.7(dd1+ dd2)#a02(dd1+ dd2)范圍內(nèi)，初定中心距a0=1500mm，所以帶長(zhǎng)為：L心=2a0+2(dd1+dd2)+(dd24ddd1)2=2150+P(28(+ 100卯0寫080)=5096mm查圖選取C型帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=5000mm，得實(shí)際中心距為:=2Ld-P(dd1+ dd2)+,2Ld-P(dd1+ dd2)2- 8(dd1- dd2)2a-=2?5000 p? (280 1000)+ ,2? 5000 p?(280 1000)2- 8? (1000 280)2=8=1450.53mm故，取a=145

20、1mm(6) 驗(yàn)算小帶輪包角a1doa1=1800-dd2- dd1157.30=1800-吧；？吧；？80057.3。a1451=151.5031200所以，包角合適。確定 V 帶根數(shù) Z因dd1=280mm，帶速V= 14.36m/s，傳動(dòng)比 i1=3.61,查表得單根 V 帶所能傳遞的功率p0= 8.59kw,功率增量Dp0= .83kw,包角修正系數(shù)Ka= 0.925,帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL=10.7，則由公式得Z = _pc_ =_54_=5 79(P0+ LP)KaKL(8059+ 0.83)創(chuàng) 0.925 1.07故選 6 根帶。帶輪齒形及 V 帶外觀示意圖:圖3-2圖3-3第四章課程

21、設(shè)計(jì)總結(jié)這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)雖然耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)， 也很辛苦，但當(dāng)著手去做的 過(guò)程中學(xué)到很多知識(shí)，我的專業(yè)能力有了較大的提高。 在這次設(shè)計(jì)中 我深刻體會(huì)到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，確實(shí)也印證了 “實(shí)踐 是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。沒(méi)有理論的支撐，實(shí)踐就沒(méi)有意義；沒(méi)有 實(shí)際實(shí)踐結(jié)果的檢驗(yàn)，理論就是一紙空談。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我翻閱了許多資料書：理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、軟件的相關(guān)資料等， 還多次上網(wǎng)查資料， 通過(guò)借鑒相關(guān)專業(yè)人士在設(shè)計(jì)中的分析問(wèn)題的突 破口；處理問(wèn)題的方法、途徑來(lái)指導(dǎo)自己的整個(gè)設(shè)計(jì)。其次，這次課 程設(shè)計(jì)讓我對(duì) AUTOCAD 201、0ADAMS 200、5 CAXA 2007 等軟件的應(yīng)用 更加熟悉。 也感謝所有幫助過(guò)我的同學(xué)， 感謝老師讓我學(xué)到很多知識(shí) 讓我的理論知識(shí)和動(dòng)手能力提高了很多！參考文獻(xiàn)1 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 王淑仁 科學(xué)出版社 2006 年 9 月 第 1 版2 機(jī)械原理 馮鑒 何俊 雷智翔 西南交通大學(xué)出版社 2008 年 8月第 1 版江曉侖 中國(guó)鐵道出版社 2004 年 7 月第 1江曉禹 西南交通大學(xué)出版社 2009 年 2 月5機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）清華大學(xué) 吳宗澤， 北京科技大學(xué) 羅圣國(guó)主編6 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 龔溎義 高等教育出版社 第 2 版3理論力學(xué)版4材料力學(xué)第4 版