哈工大机械原理设计棒料

1、HarbinInstituteofTechnology课程设计说明书课程名称:机械原理课程设计设计题目:棒料输送线布料装置（方案7）院系:能源科学与工程学院班级:1202201设计者:孟繁星学号:-指导教师:丁刚设计时间:2014614哈尔滨工业大学目录机械原理课程设计任务书.一、题viz目-I要二、机械系统工2-艺动作分析三、机械2系统运动功能分析四、系疋统3运s动方案拟五、系计统5运动方案设1414六？系统运动简图棒料输送线布料装置（方案7）一?题目要求已知技术参数和设计要求：棒料输送布料装置（方案7）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？在输

2、送线上按照下图所示的规律布置棒料？原动机转速为1430rpm,每分钟布置棒料35,60,85块，分3档可以调节？图2?机械系统工艺动作分析由设计要求可知，该棒料输送线布料装置需要由三个部分共同构成，各执行构件为传送带轮？钢料料槽擒纵鼓轮1和铜料料斗擒纵鼓轮2,这三个构件的运动关系如图3所示？传送带轮进给停止进给停止进给停止进给停止进给停止钢料料槽擒纵鼓轮闭合落料闭合落料闭合铜料料斗擒纵鼓轮闭合落料闭合落料闭合落料闭合图3棒料输送线布料装置运动循环图传动带轮做间歇转动，停止时间约为进给时间的3倍,料槽擒纵鼓轮做持续转动，通过控制擒纵鼓轮的开口位置控制棒料按照需要的规律落料？三？机械系统运动功能分

3、析由于电动机的转速为1430rpm,为了分别得到85,60,35rpm的转速，则由电动机到槽轮之间的总传动比iz有3种，分别为_n_1430iz广TTITn1430iz2甘茴n1430总传动比由定传动比ic和变传动比iv两部分构成，即izlizliciv1iz2iciv2令定轴部分传动比为iz3i=iciv3-13c定轴传动比由一个齿轮轮系控制？口3图4齿轮轮系定轴传动单元则变传动比部分传动比为iv1iv2iv3iZ11430一=1.294ic13*85iz21430仝=1.833ic13*60iz31430门史=3.143ic13*35于是,传动系统的三级变速功能单元如图6所示？1=11,2

4、94.1,833.3.143图5三级变速运动功能单元由于动力输出与皮带机构不在同一平面上，需采用一个圆锥齿轮，传动比id=1?k图6圆锥齿轮变向功能单元由于需要传送带进行间歇运动，本设计在圆锥齿轮后加入槽轮？?运动距离，利用皮带轮图7槽轮间歇运动单元本设计通过控制槽轮后的轮系控制传送带的转动方向减小冲击对装置的影响，保护装置？图8传动带转动方向？距离控制轮系厂二一传送带轮由于要求传动带轮运动五次，料斗擒纵鼓轮运动一次，在设置带轮，在分运动的同时调节速度，传动比id为5?i二5图9带轮分运动？调速功能单元动力通过皮带轮同时输出到下料控制机构中，由于动力输出与下料控制系统不在同一平面上，钢料与铜料

5、料斗均需采用一个圆锥齿轮，传动比id均为1?料料斗擒纵鼓轮钢料料斗擒纵鼓轮图10下料功能单元本系统通过通过控制擒纵鼓轮的开口位置控制棒料按照需要的规律落料组合后的运动功能系统图，如图11所示？1430rai=1-294.1.833.3.143匸13图11落料系统总图四？系统运动方案拟定根据图11所示的运动功能系统图，选择适当的机构替代运动功能系统图中的各个运动功能单元，便可拟定出机械系统运动方案？图11中的运动功能单元1是原动机？根据分度冲压机的工作要求，可以选择电动机作为原动机，如图12所示?动机作为原动机，如图12所示?图12电动机运动功能单元1图11中的运动功能单元2是过载保护功能单元，

6、可以选择带传动代替，如图13所示？图13皮带传动替代运动功能单元2图11中的运动功能单元3是有级变速功能，可以选择滑移齿轮变速传动代替如图14所示？/TTTTi=1,294.1.833、3.143-1J/JtlJ/|r1|/工工/图14滑移齿轮变速替代运动功能单元3图11中的运动功能单元4是减速功能，可以选择定轴齿轮传动代替，如图15i=13TTTTTTTT/A/mTT7TT77T图15定轴齿轮传动代替运动功能单元4图11中运动分支功能单元可用带传动代替？如图16i=5图16带传动替代运动功能单元11图11中的运动单元6是转向功能兼减速功能，用圆锥齿轮代替，如图16图16圆锥齿轮代替运动功能单

7、元6图11中的运动单元7是将连续转动转换为间歇转动，可由槽轮机构实现，如图17厂Q厂Q图17槽轮机构代替运动功能单元7图11中运动功能单元9用来调节速度和运转方向，可由轮系和皮带轮代替如图11中运动功能单元10用来调节转动方向和分运动，可在一根杆上串联两个?分运动功能单元10五？系统运动方案设计1?齿轮机构设计滑移齿轮具体齿数如下k滑移齿轮5和齿轮6由滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，二3.143,齿轮5和6齿数分别取:z5=25,z6=78;它们的齿顶高系数ha*=1,径向间隙系数c*=0.25,分度圆压力角a=20,实际中心距a=103mr?序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮5

8、Z525齿轮6Z6782模数m23压力角a204齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.256标准中心距aa=0.5*m*(Z11+Z12)=103mm7实际中心距aa=a*cosa/cosa=103mm8啮合角aa=arccos(a*cosa/a)=209变位系数齿轮5X0.000齿轮6X60.00010齿顶咼齿轮5hasha5=m*(ha+x5-y)=2.000mm齿轮6ha6ha6=m*(ha+x6-y)=2.000mm11齿根高齿轮5hf5hf5=m*(ha+c-x5)=2.500mm齿轮6hf6hf6=m*(ha*+c*-x6)=2.500mm12分度圆直径齿轮5d5d5=m*z5=50

9、.000mm滑移齿轮7和齿轮8齿轮6d6d6=m*z6=156.000mm13齿顶圆直径齿轮5da5da5=d5+2*ha5=54.000mm齿轮6da6da6=d6+2*ha6=160.000mm14齿根圆直径齿轮5df5df5=d5-2*hf5=45.000mm齿轮6df6df6=d6-2*hf6=151.000mm由滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，爲=1.833,可选择齿轮7和8为正传动高度变位齿轮,其齿数分别取：z7=36,z8=66;它们的齿顶高系数ha*=1,径向间隙系数c*=0.25,分度圆压力角a=20,实际中心距a=102mr?序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮

10、7乙36齿轮8Z8362模数m23压力角a204齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.256标准中心距aa=0.5*m*(Z1+Z2)=103mm7实际中心距aa=a*cosa/cosa=102mm8啮合角aa=arccos(a*cosa/a)=18.399变位系数齿轮7X70.500齿轮8X80.00010齿顶咼齿轮7ha?ha7=m*(ha*+x7-y)=3.000mm齿轮8hashae=m*(ha*+x8-y)=2.000mm11齿根高齿轮7hfyhf7=m*(ha*+c*-x7)=1.500mm齿轮8hf8hf8=m*(ha+c-x8)=2.500mm12分度圆直径齿轮7dyd7=m*z

11、7=72.000mm刀度圆直径齿轮8dad8=m*z8=132.000mm13齿顶圆直径齿轮7da7da7=d7+2*ha7=78.000mm滑移齿轮9和齿轮10齿轮8da8da8=d8+2*ha8=136.000mm14齿根圆直径齿轮7dfydf7=d7-2*hf7=69.000mm齿轮8df8df8=d8-2*hf8=127.000mm由滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，匚=1.294,可选择齿轮9和10为正传动角度变位齿轮,其齿数分别取：z9=45,z10=58;它们的齿顶高系数ha*=1,径向间隙系数c*=0.25,分度圆压力角a=20,实际中心距a=103mr?序号项目代号计算

12、公式及计算结果1齿数齿轮9Z945齿轮10Z10582模数m23压力角a204齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.256标准中心距aa=0.5*m*(Z1+乙)=103mm7实际中心距aa=a*cosa/cosa=103mm8啮合角aa=arccos(a*cosa/a)=209变位系数齿轮9X90.000齿轮10X100.00010齿顶咼齿轮9hagha9=m*(ha*+x9-y)=2.000mm齿轮10ha10ha10=m*(ha*+x10-y)=2.000mm11齿根高齿轮9hf9hf9=m*(ha+c-x9)=2.500mm齿轮10hf10hf10=m*(ha*+c*-x10)=2.50

13、0mm12分度圆直径齿轮9dod9=m*z9=90.000mm刀度圆直径齿轮10d10d10=m*z10=116.000mm13齿顶圆直径齿轮9da9da9=d9+2*ha9=94.000mm齿轮10da10da10=d10+2*ha10=120.000mm14齿根圆直径齿轮9df9df9=d9-2*hf9=85.000mm定轴齿轮齿数：圆柱齿轮11与齿轮12（齿轮13与14和齿轮11与12对应相同）由定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求,id=13,可大致选择齿轮11?12?13和14为角度变位齿轮,其齿数分别取:z11=20,z12=72?它们的齿顶高系数ha*=1,径向间隙系数c*=0

14、.25,分度圆压力角a=20,标准中心距a=92mr?齿轮10df10Df10=d10-2*hf10=111.000mm实际输出转速n1=35.256r/minn2=60.000r/minn3=85.345r/min序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮11乙120齿轮12Z12722模数m23压力角a204齿顶咼系数ha*15顶隙系数c0.256标准中心距aa=0.5*m*(Z计Z2)=92mm7实际中心距aa=a*cosa/cosa=92mm8啮合角aa=arccos(a*cosa/a)=209变位系数齿轮11X110.000齿轮12X120.00010齿顶咼齿轮11hanhan=m*(

15、ha*+Xu-y)=2.000mm齿轮12ha12ha12=m*(ha+X12-y)=2.000mm11齿根高齿轮11hf11hf11=m*(ha*+c*-X11)=2.500mm齿轮12hf12hf12=m*(ha+c-X12)=2.500mm12分度圆直径齿轮11dudu=m*z11=40.000mm刀度圆直径齿轮12d12d12=m*z12=144.00mm13齿顶圆直径齿轮11dandan=d11+2*ha11=44.000mm齿轮12da12da12=d12+2*ha12=148.000mm14齿根圆直径齿轮9df9df9=d9-2*hf9=35.000mm齿轮10df10Df10=

16、d10-2*hf10=139.000mm转速的误差在允许的范围内，故上述即可作为该轮系的设计方案？2、槽轮机构设计槽轮用来控制传送带的间歇运动？如图20.图20标准四槽轮3?擒纵鼓轮机构设计擒纵鼓轮用来控制棒料的下落规律，可通过控制擒纵鼓轮的形状和相位进行有效控制？如图21?由于每个槽间的壁厚过小，使用加强筋以增加强度？图21擒纵鼓轮4?传动皮带系统设计皮带系统2?3?4传动比为1,所以，令皮带轮2?4的直径均为200mm?皮带系统15?16?17传动比为5,所以，令皮带轮15的直径为40mm,皮带轮16的直径为200mm5?定轴齿轮传动加带传动系统设计槽轮固定在一个齿数为50的齿轮21上，再

17、连接一个齿数为50的惰轮22,再连接一个齿数为50的齿轮23,齿轮23上固定一个半径为200/n的皮带轮24,传送带轮25半径为200/n,2半径为400/?圆柱齿轮21?22?23序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮11Z2150齿轮12Z22502模数m23压力角a204齿顶咼系数ha15顶隙系数c0.256标准中心距aa=0.5*m*(Z计乙)=100mm7实际中心距aa=a*cosa/cosa=100mm8啮合角aa=arccos(a*cosa/a)=209变位系数齿轮11X0.000齿轮12X220.00010齿顶咼齿轮11H&han=m*(ha*+Xu-y)=2.000mm齿轮

18、12HQ2ha12=m*(ha*+X12-y)=2.000mm11齿根高齿轮11Hf21hf11=m*(ha*+c*-X11)=2.500mm齿轮12Hf22hf12=m*(ha+c-X12)=2.500mm12分度圆直径齿轮11D1du=m*z11=50.000mm齿轮12Db2d12=m*z12=50.00mm13齿顶圆直径齿轮11D1dan=d11+2*ha11=54.000mm齿轮12D2da12=d12+2*ha12=54.000mm14齿根圆直径齿轮9df9df9=d9-2*hf9=45.000mm齿轮10df10Df10=d10-2*hf10=45.000mm6?圆锥齿轮19?20?27?28?29?30尺寸设计序号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮15Z150齿轮16Z2502模数m23压力角a204齿顶咼系数*ha15顶隙系数*c0.206分度圆锥角齿轮1561Z2*匕1=arccot()=45Z1齿轮166262=9061=457分度圆直径齿轮15d1dumz1=100mm刀度圆直径齿轮16d2d2=mz2=100mm8锥距RR=丄Jd12+d22=70.711mm29齿顶咼齿轮15