哈工大机械原理课设

1、Harbin Institute of 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：机电工程学院 班 级： 姓 名： 机电雷锋 学 号： 电 话： 指导教师： 设计时间：2014.6.23 2014.6.28 ©哈尔滨工业大学目 录一、题目要求3二、机械系统运动功能图3三、机械系统运动功能分析3四、系统运动方案拟定6五、机械系统运动尺寸9六、机械系统运动简图15七、机械系统实际运动循环图16棒料输送线布料装置（方案1）一、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1

2、50mm的钢料和铜料。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。二、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移动停车移动三、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，

3、而原动机转速为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。（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（i>1），因此，其符号表达如图所示。（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/min。因此，由原动机到执行机构的运动传递需要减速，其减速比分别为该机械传动部分的运动单

4、元表达符号如图所示。（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。综上可以画出主传动链的运动功能系统图辅传动链分析：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

5、能，其运动功能表达符号如图所示。（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（2）过载保护功能带传动机构具有传动可靠、结构简单、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。（3）减速功能（有级变速）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。（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

6、从动轮的直径相同就可以将运动分为两支。（5）转向机构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。（7）间歇转动的实现能够实现间歇转动的机构有棘轮，槽轮，不完全齿轮等，这里选择槽轮来实现间歇转动。（8）工作台运动

7、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。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5、6、7、8、9 和10 为高度和角度变位齿轮，其齿数：；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59齿轮6642模数23压力角2004齿顶高系数15顶隙系数0.256标准中心距737实际中心距738啮合角 20°9变位系数齿轮50.50齿轮6 -0.5010齿顶高齿轮53齿轮6111齿根高齿轮5齿轮63.512分度圆直径齿轮518齿轮612813齿

8、顶圆直径齿轮524齿轮614齿根圆直径齿轮515齿轮612115齿顶圆压力角齿轮545.1°齿轮6°16重合度1.39序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮713齿轮8592模数23压力角2004齿顶高系数15顶隙系数0.256标准中心距727实际中心距738啮合角 22.1°9变位系数齿轮7齿轮810齿顶高齿轮7齿轮811齿根高齿轮71.44齿轮82.512分度圆直径齿轮726齿轮813齿顶圆直径齿轮732.12齿轮812214齿根圆直径齿轮723.12齿轮811315齿顶圆压力角齿轮740.45°齿轮824.6°16重合度序号项目代号计算

9、公式及计算结果1齿数齿轮917齿轮10562模数23压力角2004齿顶高系数15顶隙系数0.256标准中心距737实际中心距738啮合角20°9变位系数齿轮9 0.5齿轮10 -0.510齿顶高齿轮93齿轮10111齿根高齿轮91 齿轮103.512分度圆直径齿轮934齿轮1011213齿顶圆直径齿轮940齿轮1011414齿根圆直径齿轮931齿轮1010515齿顶圆压力角齿轮936.99°齿轮1022.6°16重合度1.52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1121齿轮12212模数33压力角2004齿顶高系数15顶隙系数0.256分度圆锥角齿

10、轮1145°齿轮1245°7分度圆直径齿轮1163齿轮128锥距44.559齿顶高齿轮113齿轮12310齿根高齿轮113.75齿轮123.7511齿顶圆直径齿轮1167.24齿轮1267.2412齿根圆直径齿轮1157.70齿轮1257.7013当量齿数齿轮1129.70齿轮1229.7014当量齿轮齿顶圆压力角齿轮1129.5°齿轮1229.5°15重合度序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮1517齿轮16172模数33压力角2004齿顶高系数15顶隙系数0.256分度圆锥角齿轮1545°齿轮1645°7分度圆直径齿轮1551

11、齿轮168锥距36.069齿顶高齿轮153齿轮16310齿根高齿轮153.75齿轮163.7511齿顶圆直径齿轮1555.24齿轮1655.2412齿根圆直径齿轮1545.70齿轮1645.7013当量齿数齿轮1524.04齿轮1624.0414当量齿轮齿顶圆压力角齿轮1531.7°齿轮1631.7°15重合度皮带轮1直径50mm，皮带轮2直径200mm。皮带轮3直径100mm，皮带轮4直径100mm。皮带轮13直径254.6mm，皮带轮14直径254.6mm。槽轮尺寸：槽数为4，槽间角90°，槽轮每次转位时拨盘转交为90°和180°，圆销数为3，圆销半径10mm。六、机械系统运动简图七、机械系