机械设计实习-四连杆传动机构报告

1、送料机械设计计算说明书班级：建环（2）班学号：2014111119姓名：王谦指导老师：刘光帅201 6年07月20日目录第一章方案设计- 2 - 1.1问题提出与设计要求的输出动件。且大带轮与四连杆机构中的曲柄cd相固结，那么曲柄的转速也为 、儿42 = 150r/nin设大而轮转动的角度为a ,且a = 2nn2t以机架D为原点，建立如下图直角坐标系四连杆机构运动分析简图在此坐标系中分析C、W两点的运动，那么有如下解析方程：C点：Xc = & C0Sa = Heos (2M), % =】CD Sina =一 D2M)% =TcD3sina =$3sin(2E), % = |cd3x q38s

2、(2m)a、c =TcD32cosa = TcD32cos(2m), ayc = fDSina = TcDsin(2即2t)W点：(XW-XB)2 + (yw-yB)2 = |(Xw-Xc)2 + (yw-yc)2 = JC点运动分析图见附图2机构运动线图。3.2机构的受力分析如以下受力图所示，在四连杆机构中，忽略杆自身的重量，AB、CD两杆可假 想为二力杆。力的解析方程：BC：Gw + Fb + &=。AB： FA=FBCD： FC=FD ?整体：Gw + & + &=。整体：GWXW+MDC?FAXA=O摇杆AB受力图连杆BC受力图曲柄AB受力图第四章带传动设 计带传动设计内容设计V带传动

3、给定的原始数据为：载荷W=0. 8kN,传动比h2 = 2 以及传动位置要求和工作条件。V带传动设计内容：确定带的计算功率、型号、根数、基准长度，带轮基准 直径、验算带速、确定中心距及结构尺寸等。4. 2带传动设计方法与步骤在曲柄逆时针运行工作中，假定物料的能量（包括动能与势能）全部由曲柄 扭转功率提供，由于是变速运动，那么物料按规定运动所需的能量是随时间变化的， 根据实际可知，物料从下止点到最小传动角处的过程中的平均功率可表示物料在整 个运动中所需的最小功率，也即是曲柄的最小扭转功率。（一）计算功率%,建立如以下图所示的直角坐标系，最小功率P求解过程如下:1）每分钟输送3件坯料，考虑到实际运

4、输情况，假设大带轮转速 ri2 = 150r/min,那么小带轮转速为几1 = 300r/minO那么曲柄最小角速度150wc = 2im2 = 57rrad/sO C点的最小速度为57r匕=.=6.975m/so如以下图所示，B点为此时的速度瞬心，可得此时的瞬时角速度为Vc 6.975W = - = = 9.56rad/s lbdc u./s,由速度瞬心法可求得物料W的瞬时速度为Vw = W%w = 9.56 x 0.103 = 0.984m/sO且此时物料W所处的高度为hi = 2.418m,故此时物料的总能凹=m除 A + mg hl=232.96JO2）同理当物料运动到最小传动角处时，

5、A点为速度瞬心，此时物料的总能可 用同样方法的W2 = mV2/2 + mg- = 1023.3/oW2-WY= 671.43/3）物料从下止点到最小传动角处的过程中曲柄转动的角度为16。，此过程所用的时间,平均功率所用的时间,平均功率t =16200/11=0.01333sW2-WAP =- = 32.9kwAto那么该机构正常工作所需的最小功率为32.9kw。查表9-6的Pca=KAP = 1.1 X 32.9 = 36.19kwy最小传动角时运动简图（二）确定V带的截型由Pca = 36.19/cw 和主动轮的转速九1=300r/min,查图9-9选定D型带。（三）确定带轮基准直径D1和

6、D2参照图9-9和表9-3取小带轮的基准直径Dl=400mnio大带轮的基准直径D2=il2Dl(l- ) =2X400X (1-0. 01)=792mm查表9-3取标准值D2=800mm （四）验算带的速度V兀。1几1400 x 300ttV = 628m/s60 x 100060 x 1000/，速度介于525m/s之间，合适。（五）确定中心距a带的基准长度Ld Dl=400mm, D2=800mm, 一般取0.7（。1+。2） Qo 1201544.5包角合适。（七）确定V带根数z查表得，当 Dl=400mm, nl=300i7min 时，P0=7. 90kw, ?P0=0. 78kw,

7、 Ka=O. 96, KL=O. 961.2方案比拟和选择. - 3 - TOC o 1-5 h z 第二章机构设计- 4 -1机构运动尺寸设计 - 4 - HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2最小传动角校验-5 - HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 3设计结果- 6 -第三章机构分析- 7 -1机构的运动分析 - 7 - HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 2机构的受力分析- 8-第四章带传动设计 - 9 - HYPERLINK l bookmar

8、k4 o Current Document 带传动设计内容-9 - HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 2带传动设计方法与步骤- 9 -第五章设计总结- 12 -1 结论-12-2收获与体会-13 -3 致谢-13-参考文献-14-附录14 -附图1机构运动简附图2机构运动线图9附图3机构受力 图附图4带轮零件图第一章方案设计？1问题提出与设计要求？.1问题提出某工厂有一送料机构，将坯料在垂直平面内移动。这一送料机构由连杆机构 和带传动机构组成，每分钟输送3件坯料，根据给定的（忆,设计这一装置。配料的重量：W=0. 8 （吨） 带传动机构的传动比：

9、i=2.配料的运动位置（Atj）ti = 180, Ai(25.0,30.0)；t2 = 145, Ai(30.0,45.0)；t3 = 90, Ai(35.0,60.0)o. 2设计要求(1)机构尺寸设计应满足以下要求：平面四连杆机构：为了保证机构传动效率应存在曲柄，满足杆长条件， 即：a.最短杆长度+最短杆长度W其他两杆长度之和；b.最短杆为连架杆或机架。为了保证机构传动良好，应满足最小传动角ymin40 ；为提高效率，机构应具有急回运动特性；A、B、C、D各点排列顺序不变。(此设计中AD表示机架，BC表示连杆，AB 表示摇杆，DC表示曲柄)带传动机构：在保证带传动不打滑条件下具有一定的疲

10、劳强度和使用寿命。(2)方案选择合理，符合实际生产要求。（3）对设计机构的运动和受力分析合理，出示设计机构结构简图运动和受力分析线图以及带轮零件图。方案比拟和选择.平面四连杆机构可供选择的方案有：a.曲柄摇杆机构；b,曲柄滑块机构；c. 导杆机构。常用的带传动可供选择的机构有：V带传动，平带传动，多楔形带传动，圆 形带传动，同步带传动。下表为带传动的类型和特征比照表。表格1带传动的类型和特征比照表类型特征V带传动截面为等腰梯形，能产生较大摩擦力，传递功率大平带传动截面为扁平矩形，多用于传动中心距较大的情况圆形带传动截面为圆形，牵引能力小多楔形带传动相当于多根V带组合而成，主要用于大功率且要求结

11、构紧凑的场合同步带传动和齿轮传动相识，可用于要求有准确传动比的地方，本钱较高1平面四连杆机构方案比拟：曲柄摇杆机构是以曲柄为原动件，作匀速转动，而从动件摇杆作变速往复摆 动，连杆作平面复杂运动，符合题设传动要求。且曲柄摇杆机构是由转动副组成， 摩擦阻力较小。曲柄滑块机构和导杆机构是由转动副和移动福组成，通常情况下移 动副所受的摩擦阻力比拟大，从而影响了机构整体的工作效率。因此，四连杆机构 选择曲柄摇杆机构。2传动机构方案比拟：圆形带传动牵引能力小，多楔形带传动用于大功率传动。同步带传动本钱太 高。而V带是一般机械中应用最广的一种传动形式。其横截面成等腰梯形，带轮上 也做有相应的轮槽。传动时，V

12、带只和轮槽的侧面接触，根据槽面摩擦原理，在同 样的张紧力下，V带较平带传动能产生更大的摩擦力，故可传递较大的功率；而且 V带大多已经标准化并可大量生产。故结合题设要求，带传动选择V带传动。3带传动与齿轮传动比拟功率较大时齿轮机构的尺寸比拟大，且由于变载和工作环境会造成润滑效果 较差的影响，从而使齿轮寿命减少。而带传动机构中无需润滑，中心距较大，受外 界干扰较小，且方便更换，故带传动比拟合适。综上所述，选择曲柄摇杆机构和V带传动机构设计送料装置。第二章机构设计2.1机构运动尺寸设计？图解法设计曲柄摇杆机构过程如下：1、配料的三个运动运动位置(Aj，tj)*ti = 180, Ai(25.0,30

13、0)；t2 = 145, Ai(30.0,45.0)；t3 = 90, Ai(35.0,60.0)o其中Al、A2、A3分别对应物料的三个位置Wl、W2、W302、根据角度和应用实际条件假设出连杆BC的长度以及物料W与连杆BC的相 对位置关系。3、根据连杆BC的三个假设位置分别作对应的机架端点A、Do4、重复假设连杆BC的长度以及物料W与连杆BC的相对位置关系，直到满足 或接近设计要求（曲柄摇杆机构，且传动角大于40 ） o5、最终设计为曲柄摇杆机构，最小传动角Ymin=18。其中AD表示机架， BC表示连杆，AB表示摇杆，DC表示曲柄。曲柄摇杆机构设计过程图2最小传动角校验机构在运转时，其传动角的大小是变化的。为了保证机构传动良好，设计时 通常应使ymin240.最小传动角Y min确实定方法，当曲柄CD与机