块状物品推送机设计说明书

1、机械原理课程设计题目：块状物品推送机 班级：2012级机械设计制造及其自动化2班 组员：胡鑫亮(组长) 刘润华 张鹏飞 郭日哲 李东杰 黄玉 指导教师： 康辉梅 工程与设计学院2014年6月12日 目录分工明细3一.设计任务书41设计题目42. 设计条件及要求43. 设计任务4二.方案选择5方案一5方案二6方案三6三.基本参数71. 凸轮设计72. 带传动83. 蜗轮蜗杆94. 减速系统设计95. 电动机性能要求106. 电动机的功率及满载转速分析10四滚子从动件各个阶段相关方程10位移速度及加速度变化曲线12编程结果15三维模型18五心得体会20六参考文献21分工明细：组长：胡鑫亮方案设计：

2、胡鑫亮，张鹏飞，刘润华，郭日哲，李东杰，黄玉数据计算：胡鑫亮，张鹏飞，刘润华，郭日哲，李东杰，黄玉三维模型制作：张鹏飞，刘润华，胡鑫亮仿真分析：胡鑫亮设计说明书：郭日哲PPT制作：黄玉数据核对：郭日哲，李东杰，黄玉一设计任务书1 设计题目：块状物品推送机2 设计条件及要求：1.向上推送距离：120mm。生产率：120件/min2.原动机为同步转速为3000r/min的三相交流电动机。通过减速装置带动执行机构主动件等速转动。3.由物品处于最低位置时开始，当执行机构主动件转过150°时，推杆从最低位置运动到最高位置；当主动件在转过120°时，推杆从最高位置又回到最低位置；最后当

3、主动件再转过90°时，推杆在最低位置停留不动。4.设推杆上升过程中所受的物品重力和摩擦力为常数，其值为500N；设推杆下降过程中所受摩擦力为常数，其值为100N。5. 在满足行程的条件下，要求推送机的效率高(推程最大压力角小于35°)，结构紧凑，振动噪声小。3 设计任务1至少提出三种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行机构综合； 2确定电动机的功率与满载转速； 3设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制推送机的机构运动简图； 4在假设电动机等速运动的条件下，绘制推杆在一个运动周期中位移、速度和加速度变化曲线； 5编写课程设

4、计说明书。二方案选择方案一凸轮-连杆组合机构：实现行程放大功能，在水平面得推送任务中，优势较明显，但在垂直面中就会与机架产生摩擦，加上凸轮与摆杆和摆杆与齿条的摩擦，积累起来摩擦会很大造成效率较低。方案二凸轮机构:凸轮以等角速度回转，它的轮廓驱使从动件，可使推杆实现任意的运动规律，机构磨损较为严重，稳定性能差且效率不高，不能满足设计要求。方案三 蜗轮蜗杆-凸轮：运用蜗轮蜗杆传递动力，采用了带传动，利用凸轮机构回转运动，使得效率较高并且运动精确稳定效应迅速，可使推杆有确定的运动。三基本参数1.凸轮设计偏心距e=0，基圆半径r0=140mm。根据机械原理书上用解析法设计凸轮轮廓线的实质是建立凸轮轮廓

5、线的数学方程式。已知偏距e，基圆半径r，从动件的运动规律ss()，则理论凸轮轮廓曲线方程：x理论=(s+s0)sin+esin，y=(s+s0)cos-ecos。(s0=r02-r2)而实际凸轮的曲线方程：xp=x+rrdy/dx2+dy2 yp=y+rrdx/dx2+dy2 以此作为程序编制基础算法，然后明确程序编制需要哪些变量，利用MATLAB中相关函数进行计算，求出需要设计的理论，实际凸轮的轮廓曲线，并且利用PLOT函数进行画图，把从动件加速度，速度，位移进行画出来，并生成一个小型的动画，进行凸轮与滚子推杆从动件之间运动规律的仿真设计。2.带传动平带轮技术参数(1)选定带型和基准直径 设

6、计功率Pd(KW)： 5 带型： 胶帆布平带 工况系数： 1.0 小带轮基准直径dd1(mm): 140 大带轮基准直径dd2(mm): 280(2)轴间距的确定 初定轴间距a0(mm): 1000 所需带长Ld(mm): 2664.63 实际轴间距a:(mm)： 1000(3)带速、包角和V带根数 带速v： 21.991 小带轮包角: 171.98 包角修正系数Ka: 0.97 3.蜗轮蜗杆蜗杆传动设计报告(1)设计参数传递功率: 1传递效率: 0.938蜗杆转速n1: 1500蜗轮转速n2: 120传递转矩: 6.367传动比i： 12.5(2)蜗杆副参数端面模数mn: 2.5法向模数Mt

7、: 2.44法向压力角n: 20导程角: 12.58基圆柱导程角b: 0.41 4减速系统设计 采用皮带加齿轮的减速装置。一级降速将原速用皮带减速，减为1500r/min。二级用齿轮减为120r/min。优点：传动机构简单、成本低廉；具有良好的挠性， 可缓和冲击，吸收振动；过载时带与带轮间会出现打滑，可防止损坏其他零件。 5. 电动机的性能要求推送机的原动件为同步转速为3000/min的三相交流电动机，通过减速装置带动执行机构主动件等速转动。电机与减速器的连接采用平带连接。 然后再用齿轮减速6. 电动机的功率及满载转速分析电动机效率1=73% 单头蜗杆传动效率2=75% V带传送效率3=96%

8、 凸轮传动效率4=93% 移动副传动效率5=85%在一个周期T=0.5s 阻力功w=（500*120+100*120）*0.001=72J 阻力功率p1=w/T=144J/s 机构总效率=1*2*3*4*5=0.415 机构驱动力功率p2=p1/=0.3764 J/s=1.289kw电机功率应确定为1.8kw; 四滚子从动件各个阶段相关方程滚子从动件各个阶段相关方程推程等加速段 ：02 既0°-75°根据：S=2h22 ,v= 4h2,a=4h22。 S=2x2/1875，v=4x/1875，a=4/1875。推程等减速：2，即 75°-150°根据：s

9、=h-2h2(-)2，v=4h(-)，a=-4h2 s=120-(150-x)2/1875, v=4h2(-),a=-4/1875当处于远休止：既h=120,v=0,a=0.回程简谐运动：+s+s+,即160250S=h21+cos'(-s)，V=-h2sin'(-s)，a=-h222'2cos'(-s)处于近休止：+s+s'2，即250360s=0,v=0,a=0盘型凸轮理论与实际轮廓方程盘型凸轮理论方程：盘型凸轮实际方程： x理论=(s+s0)sin+esin，y=(s+s0)cos-ecos,( s0=r02-e2） xp=x+rrdy/dx2+d

10、y2 , yp=y+rrdx/dx2+dy2 电动机等速运动的条件下，绘制推杆在一个运动周期中位移、速度和加速度变化曲线：编程结果：>> clear;r0=140;rr=20;h=150;e=0;delta01=150;delta02=0;delta03=120;hd=pi/180;du=180/pi;se=sqrt(r0*r0-e*e);n1=delta01+delta02;n3=delta01+delta02+delta03;n=360; tan1=0:pi/75:delta01/2;s1=2*h*tan1.2/delta012;v1=4*h*tan1*hd/(delta01*

11、hd)2;a1=4/1875;tan2=delta01/2:pi/75:delta01;s2=h-2*h*(delta01-tan2).2/delta012;v2=4*h*(delta01-tan2)*hd/(delta01*hd)2;a2=-44236.8;tan3=delta01:pi/75:n1;s3=h;v3=0;a3=0;tan4=n1:pi/75:n3;k=tan4-n1;s4=0.5*h*(1+cos(pi*k/delta03);v4=-0.5*pi*h*sin(pi*k/delta03)/(delta03*hd)2;a4=0.5*pi*pi*h*cos(pi*k/delta03

12、)/(delta03*hd)2;tan5=n3:pi/75:n;s5=0;v5=0;a5=0;figure(1); hold on;grid on; title('凸轮从动件位移'); xlabel('x/mm'); ylabel('y/mm'); plot(-(r0+h-40) (r0+h),0 0,'k'); plot(0,0,-(r0+h) (r0+rr),'k');plot(tan1,s1,'r',tan2,s2,'r',tan3,s3,'r',tan4,s4

13、,'r',tan5,s5,'r');figure(2);title('凸轮从动件速度'); hold on;grid on; xlabel('x/mm'); ylabel('y/mm'); plot(-(r0+h-40) (r0+h),0 0,'k'); plot(0,0,-(r0+h) (r0+rr),'k');plot(tan1,v1,'r',tan2,v2,'r',tan3,v3,'r',tan4,v4,'r',t

14、an5,v5,'r');figure(3);title('凸轮从动件加速度'); hold on;grid on; xlabel('x/mm'); ylabel('y/mm');plot(tan1,a1,'r',tan2,a2,'r',tan3,a3,'r',tan4,a4,'r',tan5,a5,'r'); xlabel('x/mm'); ylabel('y/mm');plot(tan1,a1,'r',

15、tan2,a2,'r',tan3,a3,'r',tan5,a5,'r');三维模型：五心得体会经过两周的奋战我们的课程设计终于完成了，在这次课程设计中我学到得不仅是专业的知识，还有的是如何进行团队的合作，因为任何一个作品都不可能由单独某一个人来完成，它必然是团队成员的细致分工完成某一小部分，然后在将所有的部分紧密的结合起来，并认真调试它们之间的运动关系之后形成一个完美的作品。 这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，

16、并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的可能不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。 在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的