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文档简介
块状物品推送机构综合推送机工作要求1.题目简介在自动包裹机的包装作业过程中,经常需要将物品从前一工序转送到下一工序。现要求设计一用于糖果、香皂等包裹机中的物品推送机,将块状物品从一位置向上推送到所需的另一位置,如图所示。2.设计数据与要求1.
向上推送距离H=100mm,生产率为每分钟推送物品100件;2.
推送机的原动机为同步转速为1450转/分的三相交流电动机,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1500时,推杆从最低位置运动到最高位置;当主动件再转过1200时,推杆从最高位置又回到最低位置;最后当主动件再转过900时,推杆在最低位置停留不动;4.
设推杆在上升运动过程中,推杆所受的物品重力和摩擦力为常数,其值为500N;设推杆在下降运动过程中,推杆所受的摩擦力为常数,其值为100N;
5.
使用寿命10年,每年300工作日,每日工作16小时;6.
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350),结构紧凑,振动噪声小。3.设计任务1)
执行机构选型与设计:构思出至少3种运动方案,并在说明书中画出运动方案草图,经对所有运动方案进行分析比较后,选择其中你认为比较好的方案进行详细设计。2)
对选择的方案画出机构运动循环图3)
对选择的方案进行机构尺寸设计。4)
用软件(VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可)对执行机构进行运动仿真5)
用软件对执行机构进行运动学分析,并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。在图纸上绘出最终方案的机构运动简图(可以是计算机图)并编写说明书。
设计题目及要求推送机工作要求方案一凸轮机构:如图4-所示的凸轮机构,其结构简单,易于设计与制造,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,但行程较小。凸轮-齿条机构:图4-2所示的凸轮-齿条机构可以将摆动从动件的摆动转化为齿轮齿条机的往复运动。当扇形齿轮的分度圆半径大于摆杆长度时,可以加大齿条的位移量。对于因齿轮具有良好的耐磨性和稳定性,因而用此方案进行物品推送可以得到较好的效果。但是此机构的缺点是中间的扇形齿比较难加工。方案二方案三凸轮-连杆机构:如图4-3所示的凸轮-连杆组合机构推送物品可将推杆的行程进行适当的放大,但是效率较低。连杆机构
图4-4所示的连杆机构由曲柄摇杆机构ABCD与曲柄滑块机构GHK通过连杆EF相联组合而成。连杆BC上E点的轨迹,
在部分近似呈以F点为圆心的圆弧形,因此,杆FG在图示位置有一段时间实现近似停歇。方案四固定凸轮-连杆组合机构
图4-5所示的固定凸轮-连杆组合机构,可视为连杆长度BD可变的曲柄滑块机构,改变固定凸轮的轮廓形状,滑块可实现预期的运动规律。此方案的设计看似简单,但是由于凸轮的计算复杂,制造困难,而且推杆机构必须进行运动放大后方可使用。方案五经过对五种方案的比较分析,把方案三定位最终方案。最终方案的选定根据设计要求:
由物品处于最低位置时开始,当执行机构主动件转过1500时,推杆从最低位置运动到最高位置;当主动件再转过1200时,推杆从最高位置又回到最低位置;最后当主动件再转过900时,推杆在最低位置停留不动。推程最大压力角小于350凸轮尺寸的计算凸轮与
杆转动同向时式中
取,反之,则取
,将
取绝对值后代入压力角计算公式。由上式计算压力角,有时为正,有时为负,正值表示轮廓接触点法线
位于此时摆杆速度方向线的顺
一侧,否则为逆
一侧。压力角计算公式通过查阅相关资料后,得出结论:摆杆从动盘形凸轮压力角
与
是非独立的关系,增大基圆半径
不一定能减小压力角
,有可能反而增大。所以在确定基圆半径
,中心距
时,先拟定摆杆
长某一定值1。基圆半径系数
,中心距系数
。所以在此取
,由上式得
。以
为函数作出凸轮转过一个周期函数图像,如图;容易得出凸轮角位移在
处分别取得最大值。凸轮转过一周压力角变化曲线图机构运动简图电机选用Y100L1-41420r/min2.2KW凸轮转速为100r/min所以总传动比为i=14.20电机通过V带带动减速器的皮带轮转动,所以i1=
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