摇摆式输送机课程设计

1、自动机械课程设计说明书题目：摆式送料机构总体设计姓名：学号：专业：班级：学院：农业工程与食品科学学院指导教师：2012年6月9日目 录前言2第一章课程设计的指导书3§1-1课程设计目的3§1-2课程设计任务3第二章摇摆式输送机设计过程4§ 21 工作原理4§2-2设计要求及原始数据5§ 2-3 设计内容及工作量5§2-4其他设计方案5§2-5利用解析法确定机构的运动尺寸6§ 2-6连杆机构的运动分析-12第三章传动系综合 14§3-1 电机的初步选择14§3-2 V带的初步选择15第四章课程设计

2、总结18第五章参考文献 18前 言自动机械设计是一门以机构为研究对彖的学科。自动机 械课程设计是使学生较全面的、系统的巩固和加深自动机械 课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生“初步具有 确定机械运动方案，分析和设计机械的能力”及“开发创新 能力”的一种手段。我们将从机构的运动学以及机器的动力 学入手，研究机构运动的确定性和可能性，并进一步讨论机 构的组成原理，从几何的观点来研究机构各点的轨迹、位移、 速度和加速度的求法，以及按已知条件来设计新的机构的方 法。第一章自动机械设计课程设计指导书-自动机械设计课程设计的目的自动机械设计课程设计是自动机械设讣课程教学中最后的一个重要的实践性教 学

3、环节，是培养学个进行自动机械总体方案设计.运动方案设计.执行机构选型 设计，传动方案设计控制系统设讣以及利用用讣算机对工程实际中各种机构进行 分析和设计能力的一个重要的川练过程。其目的如下：(1) 通过课程设计，综合运用所学的知识，解决工程实际问题。并使学生进一步 巩固和加深所学的理论知识。(2) 使学生得到拟定机械总体方案、运动方案的训练，并且有初步的机械选型与 组合及确定传动方案的能力，培养学生开发、设计、创新机械产品的能力。(3) 使学生掌握自动机械设计的内容.方法、步骤，并对动力分析与设计有个较 完整的概念。(4) 进一步提高学生的运算、绘图、表达及运用计算机和查阅有关技术资料的 能力

4、。(5) 通过编写说明书，培养学生的表达、归纳及总结能力。二自动机械课程设计的任务自动机械课程设计的任务一般分为以下儿部分。(1) 根据给定机械的工作要求，合理地进行机构的选型与组合。(2) 拟定该自动机械系统的总体、运动方案(通常拟定多个)，对各运动方案进行 对比和选择，最后选定一个最佳方案作为个设计的方案，绘出原理简图。(3) 传动系统设计，拟定、绘制机构运动循环图。三课程设计步骤1-机构设计和选型(1) 根据给定机械的工作要求，确定原理方案和工艺过程。(2) 分析工艺操作动作、运动形式和运动规律。(3) 拟定机构的选型与组合方案，多个方案中选择最佳的。(4) 设计计算。(5) 结构设计、

5、画图。(6) 编写设计计算说明书。2. 自动机械总体方案设计(1) 根据给定机械的工作要求，确定实现功能要求原理方案。(2) 根据原理方案确定工艺方案和总体结构。(3) 拟定工作循环图。(4) 设计计算。(5) 画图。(6) 编写设计计算说明书。3自动机械传动系统设计(1) 分析工艺操作动作、各机构运动形式和运动规律选择动力机。(2) 确定传动机构方案和釆用的传动形式，多个方案中选择最佳的。(3) 传动比分配、设计计算。(4) 传动系统结构设计。(5) 结构设计、画图。(6) 编写设计计算说明书。四.基本要求1. 课程设计必须独立的进行，每人必须完成设计图样A3张，能够较清楚 地表达所设计内容

6、的原理、空间位置及有关结构。2. 根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。3进行相关的设计计算。4正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。5.编写设计计算说明书，说明方案确定的方法、依据，并进行分析和有关设 计计算，把设计中所涉及的问题说明清楚。说明书力求用工程术语，文字通顺简 练，字迹工整.插图清晰，5000字左右。五时间安排共一周5天查资料1天确定方案1天设计计算1天绘图1天写设计说明书1天六需交材料1. A3图纸一张（手画和计算机绘图均可）。2. 设计计算说明书一份（手写和打印均可）。第二章摆式送料机构总体设计过程一工作原理1 匸作原理摆动式搬运机是生产中经

7、常用来对较笨重的货物或工件进行移位搬运的机械，其 工作原理如图所示，电动机通过减速轮系（减速器）驱动一个六杆机构，原动构件 1为该机构的物柄OxA,而滑块5为其输出构件，利用沿块5的往复移动来搬运货 物或工件。2.设计数据设计数据见表。>0内#孚幵机构枚itAa渤分析s?H孔钩的动玉抄力分侨&飞轮转切惯危1址37 *«iIIaK儿G.G,JGF,帕fitr/minnm()hI n>1方墨I60200295J?1 iao70110IS0. 050.127K>in严4202 5001Z253. 设计提示为机器运转平稳曲柄轴应设有飞轮。二设计方案n图2-217以上

8、两种机构的对比：图2-2所示送料的往复运动，我们用曲柄 滑块机构实现，当输入构件匀速转动时，输出构件带动滑块作往复移 动，机构具有急回特性，但该方案中不但设计计算比较复杂，滑块5 和作平面复朵运动的连杆3和4的动平衡也比较困难。图2-3为六杆 机构，直接通过电动机带动曲柄滑块转动从而使连杆2摆动最终使滑 块左右运动，从而达到输送货物的效果。其优点是成本比较低，结 构简单，缺点是摩擦大，耗费能量多。三利用解析法确定机构的运动尺寸如下图所示，选取摇杆分别处于左、右极限位置时，由解析法进 行分析。根据设计数据的要求，曲柄4的转速nlldr/min,其角速度s为:114><2兀id4 =r

9、ad / s = 11.94rad /s4 609= 180° 冬二1=180°x二i = 16.36。极位夹角:K + l1.2 + 1以D为原点,建立如图2-4所示的直角坐标系DXY,各点的坐标如下:D(0, 0)B (-78, 78 馅)B (78, 78 苗)C (130, 130V3)0(225, 0y)C(-130, 130 V3)BB'=(156, 0)0D二(-225, -0y)则：0B二(-303, 78巧-Oy)0B'(-147, 78命-0y) 0C二(-355, 130 石-Oy) 0C二(-95, 130 石-Oy)由余弦定理得:O

10、B,2+OB2-BB'22|OB'|OB|解之得:Oy产239.4193Oy尸30. 78060y3=562. 0679Oy讦-291. 8679图2-5当 0yi=239. 4193 时:OA=OA，=70. 1006mmAB二A' B =250. 3546mmOB' =180. 2540mm0B=320. 4552mm0C =96. 0632mmC = 104mm00355. 2860mm机构在左极限位置时，在AOB'C中（如图2-5所示），可算得此时机构的传动角：OB'2+BC2_OC'2“ 1()“()=arCC0S2|OB|BC

11、|"4.64。40。机构在右极限位置时，在AOBC（如图2-5所示）中，可算得此时机构的传动角:fOB2 + BC2-OC27"COS2|0B|BC|=79.000所以,V min= 24.64° <40°，不满足设计要求，故舍去。OB' =180. 2540mm0B=320. 4552mm0C =216. 3583mmC = 104mm当 0y:=30. 7806 时：0A=0AJ =70. 1006 mmAB二A'B=250. 3546mm00404. 7356mm机构在左极限位置时，在MBl （如图2-5所示）中，可算得此时机

12、 构的传动角:y =开-arccosQB，7B2 QC，84.64。122|OB,|B'C,|机构在右极限位置时，在AOBC（如图2-5所示）中，可算得此时机 构的传动角:arccos= 4 122|OB|BC|由于，九=72=41.0040（）,故满足设计要求。当 0y3=562. 0679 时：0A二0A'二35 9956mmAB二A'B'487. 5601mm0B，=451. 5646mm0B=523. 5557mm0C =350. 0392mmB C = 104mm00489. 4154mm机构在左极限位置时，在AOBl （如图2-5所示）中，可算得此时

13、机构的传动角:第=arccosOB"+BC2 - oL2|OB|BC|-1L00* 40机构在右极限位置时，在AOBC（如图2-5所示）中，可算得此时机 构的传动角:,OB2 + BC2 - OC2 y7, = arccosn_:=65.36°132|OB|BC|所以，曲=% = 1100°<40。，不满足设计要求，故舍去。当 Oy尸-291.8679 时:OA=OA，=35. 9956mmAB二A' B，=487. 5601mmOB' =451. 5646mm0B=523. 5557mm0C，=525. 6897mm 0C=627. 176

14、0mm机构在左极限位置时，在AOBl （如图2-5所示）中，可算得此时机 构的传动角:74 = 7r-arccos冶乂" = 49 00（）机构在右极限位置时，在AOBC（如图2-5所示）中，可算得此时机 构的传动角:,OB2 + BC,2-OC2 Q gTr-arccos 2|qb|bc|=5.36。< 40Xin = 74=5.36°<40°, 满足设计要求，故舍去。综上所述：当0y：=30. 7806时，机构的各参数满足设计要求。机构的各杆长尺寸如下:曲柄0A=70. 1006mm连杆 AB=250 3546mm摇杆 DC=260mm四 连杆机构

15、的运动分析速度分析分析:A点的线速度为：VA = |OA|.CJ4 =70.1006x11.9380xl0-3m/s = 0.8369m/s由图得，点B为AB杆的速度瞬心，则连杆AB的角速度为：VA 0.8369両=250.3546xl0-3rad/s = 3.3429rad/s摇杆DC上，B点、C点的线速度为:VB = Vc=0摇杆DC的角速度为：4严4厂越=0加速度分析以A为基点，将B点处的所有加速度作（如图2-7所示）的分解，则:a；+a 囂=a； +a； +aBA B点的法向加速度为：a；=BDQ =0BBD由于曲柄0A作匀速转动，则A点得切向加速度为： a；二 oa 3oa=

16、6;A点得法向加速度为：H：； = |OA|.Cl；; =70.1006x11.9380x10 3m/s2=9.9904m/s2故式可变为:aB=a；4aBA+aA在AOBD中，由余弦定理得：cos 0 = OB2 + BD2-OD2 _ 320.45522+156? -227.09572 _ °2|OB|BD|_2x320.4552x156_ 'sin0 = Jl cos?0 =0.6561将式中的各加速度分别在图示的X轴、Y轴上投影有：X 轴上：a；=a；sin°+a；Asin°aBACOS°Y 轴上：° = a； cos 

17、6; + a 二 COS "+a：A sin °联解得：aBA=-14.71m/s2方向与图中假设方向相反aB = 19.4915m/s2所以，摇杆CD的角加速度为：dCD = 3Bd =龍=19115xl03rad/s = 124.9457rad/s2在误差允许的范围内，上述理论分析结果与下列曲线上对应时刻的数 据基木一致，故计算是正确的。第三章传动系综合图31初步确定传动系统总体方案如图4一1所示。选择V带传动和二级减速器（锥齿轮-斜齿轮）。传动装置的总效率: ° = "% 口 0=0. 94X0. 98X0. 98X0. 98X0. 992=0.

18、867；“I为V带的效率，2为轴承1的效率，为第一对轴承的效率，7%为第 二对轴承的效率，为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为6级精度，稀 油润滑）。电机的初步选择电动机所需工作功率为：Pd=P”/ =38/0. 867=43. 83kw。执行 机构的曲柄转速为n=114r/min,经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比ii = 24, 一级圆锥齿轮减速器的传动比i2=24, 单级圆柱斜齿轮减速器传动比is = l8,则总传动比合理范围为i = 4128,电动机转速的可选范围为n' = iXn= （4128） X 114=456 14592r/mino综合考虑电动机和传动装置的尺

19、寸、重量、价格和带传 动、减速器的传动比，选定型号为Y2280S6的三相异步电动机， 额定功率为45kW,额定电流85. 9A,满载转速no = 98O r/min,同步转 速1000r/mino传动装置的总传动比和传动比分配如下：(1) 总传动比由选定的电动机满载转速n。和工作机主动轴转速n,可得传动装置 总传动比为 i = no/n=980/1148. 6 °(2) 传动装置传动比分配i = iiXi2式中in D分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取ii = 3.61,则减速器传动比为i2 = i/ii 8. 6/ 3. 61=2. 38°

20、二V带传动的设计(1)确定计算功率Pc = kA*PO = 1.2x45 = 54kw 式中为工作情况系数，P。为电 机输岀功率。(2)选择带型号根据Pc=54kw, n° = 980r/min,查图初步选用c型带。(3) 选取带轮基准直径卩山2查表选取小带轮基准直径gi = 280mm,则大带轮基准直径式中E为带山2=人(1一£)山1 =361x(10.01)x280 =1000.692mm的滑动率，通常取(1%2%),查表后取dd2 = 800mm。(4) 验算带速V¥_ 兀de。_ttx28Ox98O_ 60x1000_ 60x1000 ', 在 1

21、0 2 0 m/s 范围内，V带充分发挥。(5) 确定中心距a和带的基准长度Lj在°-7(ddi +dd2 - a0 2(ddl +dd2范围内，初定中心距 ao = 15OOmm,所以带长为：Ld° = 2ao+软 ddi+ddj+i= 2x1500+(280+1000) +坐孕宇空24x1500=5096mm查图选取C型带的基准长度Ld=5000mm,得实际中心距为： a _ 2L" _7r(dd + dd2) + 2Ld -7r(ddl +dd2)2 -8(ddl -dd2)2 a8_ 2x5000_7rx(280+1000)+j2x50007rx(280+1000)2_8x(1000_280)2 8=1450.53mm故，取 a = 1451mm(6) 验算小带轮包角3q =180° 5251x57.3。 180(>_ 1000-280 x57 3()1a