完整word版哈工大机械原理课设

1、e瘠嚼K/欢衣葬Harbin I nstituteof Technology机械原理课程设计课程名称：机械原理课程设计设计题目：棒料输送线布料装置（方案 1）院系:班级:姓名:学号:电话:指导教师:设计亠时间：机电工程学院机电雷锋2014 6 232014 6 28?哈尔滨工业大学3691516一、题目要求 二、机械系统运动功能图 .三、机械系统运动功能分析四、系统运动方案拟定 五、机械系统运动尺寸 六、机械系统运动简图 七、机械系统实际运动循环图棒料输送线布料装置（方案1）、题目要求棒料输送布料装置（方案1）功能描述如下图所示棒料输送线。料斗中分别 装有直径35mm长度150mm勺钢料和铜料

2、。在输送线上按照下图所示的规律布 置棒料。原动机转速为1430r/min，每分钟布置棒料50,80,110块，分3档可以 调节。、机械系统运动功能图经分析可知，钢料和铜料分两个步骤放置，首先钢料放置，铜料不动，之后 钢料和铜料同时放置即可满足如图所示棒料布置规律。所以可以有如下运动功能图。机械系统运动功能图钢料开关放料停车放料停车铜料开关停车放料停车工作台停车1移动停车移动、机械系统运动功能分析布料装置由一台原动机驱动，有三个执行构件（钢料控制开关，铜料控制开 关，工作台）协调工作。布料装置的运动传递路径如图所示110主传动链分析：如题所述，布料装置需要每分钟布料50,80,110块，而原动机

3、转速为1430r/min，这就需要在运动当中添加减速装置和换挡装置。（1）原动机运动功能题中所给电动机的转速为n=1430r/min，因此棒料输送线布料装置原动机的 运动功能单元表达符号如图所示。n=1430r/min*（2）过载保护功能原动机与传动部分之间需要一个过载保护单元，以便在过载时保护机床免受 破坏。多数情况下，这一过载保护功能单元同时还具有减速功能（i1），因此, 其符号表达如图所示。i c=4（3）主传动链减速运动功能每分钟布置棒料50,80,110块，需要执行构件转速分别为50r/min，80r/min， 110r/mi n。因此，由原动机到执行机构的运动传递需要减速，其减速比

4、分别为 i厂警=28.650iz21430 =17.980iz3*=13ivj = H = 7.2iciv2虽=4.5iciv34 =3.3 ic该机械传动部分的运动单元表达符号如图所示。iv1=7.2,i v2=4.5,i v3=3.31_-Z - A(4) 转向机构因为原动机的转动方向和控制开关的转动方向为垂直所以需要一对圆锥齿 轮来改变转动方向。(5) 布料装置开关的运动由于开关采用缺口圆片制成，所以无须考虑间歇机构，控制圆片旋转即可控 制钢料与铜料的下落。符号表达如图所示。An=1430r/min综上可以画出主传动链的运动功能系统图i c=4i vi=7.2,i v2=4.5,i v3

5、=3.3辅传动链分析：根据系统运动功能图分析，钢料布料一次完成后工作台进给一个料斗， 钢料 和铜料同时布料完成后工作台进给两个料斗，进给后分别有一个短暂的停车环节 以便布料。所以工作台做间歇直线运动。(1)工作台运动驱动机构的运动功能工作台运动驱动机构的输出运动是单向直线间歇运动，其输入运动是间歇转动，可以采用皮带传动实现这种转换功能，其运动功能表达符号如图所示。A(2)间歇转动的实现间歇转动可以通过槽轮实现，输入运动是连续转动，其运动功能表达符号如图所示。棒料输送线布料装置的运动功能系统图四、系统运动方案拟定(1)原动机n=1430r/min(2)过载保护功能带传动机构具有传动可靠、结构简单

6、、安装方便、制造成本低等优点。在对 尺寸要求不严格、传动精度不高的棒料输送线布料装置中， 可以选用带传动机构 满足过载保护的功能。变速装置可以采用变速齿轮组合来实现，利用不同齿数的同轴齿轮与另一组 对应的同轴齿轮相互啮合来进行变速控制。变速比率为正在啮合的齿轮的传动比。/iv1=7.2,i v2=4.5,i v3=3.3(4)运动分支功能运动分支功能与过载保护功能均采用皮带轮传动，主动轮和从动轮的直径相 同就可以将运动分为两支。因为原动机与控制开关和工作台的转向不在同一平面上所以需要更改传动 方向。锥齿轮可以用来更改传动方向。(6) 布料装置开关布料装置开关采用缺口的圆盘制成，当缺口正对着棒料

7、下侧时就会有钢料或 者铜料落下，进入工作台上的料斗上，实现一次布料。又钢料和铜料的布料频率 不同，每布两块钢料才会布一块铜料，在钢料圆盘和铜料圆盘转速相同的情况下， 需要使钢料圆盘缺口数是铜料圆盘缺口数的 2倍,这里钢料圆盘选择有2个缺口, 铜料圆盘选择有1个缺口。如下图所示。钢料圆盘铜料圆盘(7) 间歇转动的实现槽轮，不完全齿轮等，这里选择槽轮来实能够实现间歇转动的机构有棘轮, 现间歇转动。2t-（8）工作台运动驱动机构工作台所做为直线运动所以采用带传动方式实现该运动。5、6、7、8、9 和五、机械系统运动尺寸根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮10为高度和角度变位齿轮

8、，其齿数：Zs =9,Z6 =64;Z8 =13乙=59;Z9 =17,Zi0 =56;；它们的齿顶高系数=1,径向间隙系数=0.25,分度圆压力角=20。，实际中心距=52mm。序 号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮5Z59齿轮6Z6642模数m23压力角a2004齿顶高系数*ha15顶隙系数* c0.256标准中心距a1a = -m(Z5 + z6)=7327实际中心距1aa =738啮合角1ot0209变位系数齿轮5X50.50齿轮6X6-0.5010齿顶高齿轮5ha5ha1 =m(ha +X5 -Ay) =3齿轮6ha6*ha2 = m(ha + X6 - i y) = 111齿根

9、咼齿轮5hf 5* *hf5 =m(ha 中c X5) =1.5齿轮6hf 6* *hf6 =m(ha +c X6)=3.512齿轮5d5ds = mz5 = 18分度圆直径齿轮6d6d = mzs = 12813f1 1- 1 1I 1 . f( /f齿轮5da5da5 = d5 中 2ha5 = 24齿顶圆直径齿轮6da6da6 = d6 + 2ha6 =13014齿根圆直径齿轮5df5df5 =d5-2hf5 = 15齿轮6d f6df6 = d6 -2hf6 =12115齿顶圆压力 角齿轮5%叭5 =arccos(db5/da5)=45.1齿轮6%6 = arccos(db6 / da

10、6) = 22.316重合度1 Z5(tanaa5-tanet)+ Z6(tanaa6-tanet )=1.39 2兀序 号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮7Z713齿轮8Z8592模数m23压力角a2004齿顶高系数h；15顶隙系数* c0.256标准中心距aa=1m(Z7 + z8)=7227实际中心距1aa =738啮合角1ot22.19变位系数齿轮7X7X7 = 0.53齿轮8X8Xg =010齿顶咼齿轮7ha7ha7 =m(ha +X7y) =3.06齿轮8ha8ha8 =m(ha+x8)= 211齿根咼齿轮7hf7* *hf7 = m(ha +c -X7)= 1.44齿轮8hf

11、 8* *hf8 = m(ha +c X8)=2.512分度圆直径齿轮7d7d7 =mz7 =26齿轮8d8d8 = mz8 = 11813r 1 r片 rttl齿轮7da7da7 =d7+2ha7 =32.12齿顶圆直径齿轮8da8d a8 = d8 + 2ha8 = 12214齿根圆直径齿轮7df7df7 =d7 2hf7 =23.12齿轮8d f8df8 =d8 - 2hf8 =11315齿顶圆压力 角齿轮7Ja a7 = arccos(db7 / da7) = 40.45齿轮8a2%8 =arccos(db8/da8)=24.616重合度1 z7 (tanaa7 ta) + z8(ta

12、naa8 ta) = 1.41 2-序 号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮9Z917齿轮10Z10562模数m23压力角a2004齿顶高系数h；15顶隙系数* c0.256标准中心距a1a =m(Z9 + z10) =7327实际中心距1a738啮合角1ot209变位系数齿轮9X90.5齿轮10X10-0.510齿顶高齿轮9ha9*ha9 =m(ha +X9 也 y) =3齿轮10ha10ha10 =m(h； +x10-iy) =111齿根高齿轮9hf 9hf9 =m(ha +c* -X9) =1齿轮10hf10* *hf10 = m(ha +c X10) =3.512/ l-y-1 吕

13、1 占齿轮9d9dg = mZg = 34分度圆直径齿轮10d1060= mz10 =11213齿轮9da9da9 = d9 中 2 ha9 = 40齿顶圆直径齿轮10da10da10 = d10 + 2 ha10 = 11414齿根圆直径齿轮9d f 9df9 =d9 -2hf9 =31齿轮10d f10d f 10 = dg 2hf10 = 10515齿顶圆压力 角齿轮9%叭9 =arccos(db9/da9)=36.99齿轮10%0%0 = arccos(db10 / daQ = 22.616重合度1 Z9(tanaa9 -tanet ) + /(ta门口妣tana ) = 1.52 2

14、-圆锥齿轮参数序 号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮11Z1121齿轮12Z12212模数m33压力角a2004齿顶高系数*15顶隙系数* c0.256分度圆锥角齿轮1161165二arc cot 玉=45乙5齿轮12612弘=90-仓仆=457分度圆直径齿轮11d11*5 = mz15 =63齿轮12d12d16 = mz16 = 638锥距RR Jd15 + *6 = mJ Z|5 + Z16 = 44.552 29齿顶咼齿轮11ha11ha15 = mha = 3齿轮12ha12ha16 = mha = 310齿根咼齿轮11hf11hf15 = m(ha + c ) =3.75齿轮1

15、2h f12* *hf16 =m(ha +c ) = 3.7511齿轮11da11da15 =d15 +2ha15COs65 =67.24齿顶圆直径齿轮12da12da16 =d16 中 2ha16COs66 =67.2412齿根圆直径齿轮11df11d f15 = d15 2hf 15 cos65 = 57.70齿轮12d f12df 16 =d162hf16cos616 = 57.7013当量齿数齿轮11Zv11乙5Zv15 =釜-29.70COS%齿轮12zv12Zv =29.70COSEe14当量齿轮齿顶圆压力角齿轮11*va1129.5 齿轮12*va1229.5 15重合度1Z15

16、(ta nava15 ta na) + z16(ta nava16 ta net) =1.35 2兀序 号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮15Z1517齿轮16Z16172模数m33压力角a2004齿顶高系数*ha15顶隙系数* c0.256分度圆锥角齿轮15%Z16O15=arc cot=45Z15齿轮16%16 =90 -15 =457齿轮15d15*5 =mz,5 =51分度圆直径齿轮16d16d16 = mZ6 = 518锥距RR =1冶5+4!6 =*mjz7 + z26 =36.069齿顶咼齿轮15ha15ha15 = mh； = 3齿轮16ha16*ha16 = mha =

17、310齿根咼齿轮15h f15hf15 =m(ha +c*)=3.75齿轮16h f16hf16 =m(ha +c ) = 3.7511rh Isl 占齿轮15da15da15 =d15 +2ha15COS615 =55.24齿顶圆直径齿轮16da16da16 =宀16 +2ha16COS 云 16 =552412齿根圆直径齿轮15df15d f15 = d15 2hf 15 cos$15 = 45.70齿轮16d f16df 16 =d16-2hf16cos616 = 45.7013当量齿数齿轮15zv15Zl5Zv15 -15-24.04COS%齿轮16zv16Zl6Zv16 -j - 24.04COS61614当量齿轮齿顶圆压力角齿轮15*va1531.7 齿轮16*va1631.7 15重合度1Z15(tanav