机械原理课程设计产品包装线办法完成版VIP

精心整理产品包装生产线(方案3)1.设计课题概括如图1所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长*宽*高=600*200*200，采纳步进式输送方式，送第一包产品至托盘A上（托盘A上平面与输送线1的上平面同高）后，托盘A降落200mm，第二包产品送到后，托盘A上涨200mm，而后把产品推入输送线2。原动机转速为1430rpm，产品输送量分三档可调，每分钟向输送线2分别输送8、16、22件小包装产品。图1功能简图2.设计课题工艺剖析由题目和功能简图能够看出，推进产品在输送线1上运动的是履行机构1，在A处使产品上涨，降落的是履行构件2，在A处把产品推到下一个工位的是履行构件3，三个履行构件的运动协调关系以下图。T2T1履行构运动状况件履行构进退进退进退进退件1履行构停降停升停降停升件2履行构停进退停件3T3图2运动循环图图1中T1为履行构件1的工作周期，T2是履行构件2的工作周期，T3是履行构件3的工作周期。由图2能够看出，履行构件1是作连续来去挪动的，而履行构件2则有一个间歇来去运动，履行构件3作一个间歇来去运动。三个履行构件的工作周期关系为：2T12。履行构件3的动作周=T期为其工作周期的1/4。3.设计课题运动功能剖析及运动功能系统图精心整理精心整理依据前面的剖析可知，驱动履行构件1工作的履行机构应当拥有运动功能如图3所示。该运动功能把一个连续的单向转动变换为连续的来去挪动，主动件每转动一周，从动件（履行构件1）往复运动两次，主动件的转速分别为4、8、11rpm。4、8、11rpm图3履行机构1的运动功能因为电动机转速为1430rpm，为了在履行机构1的主动件上分别获得4、8、11rpm的转速，则由电动机到履行机构之间的传动比iz有3种分别为：总传动比由定传动比ic与变传动比iv构成，知足以下关系式：iz1=iciv1iz2=iciv2iz3=iciv3三种传动比中iz1最大，iz3最小。因为定传动比ic是常数，所以3种传动比中iv1最大，iv3最小。若采纳滑移齿轮变速，其最大传动比最好不要大于4，即：iv1=4则有：ic=故定传动比的其余值为：==于是，有级变速单元如图4：i=4,2,1.44图4有级变速运动功能单元精心整理精心整理为保证系统过载时不至于破坏，在电动机和传动系统之间加一个过载保护环节。过载保护运动功能单元可采纳带传动实现，这样，该运动功能单元不单拥有过载保护能力，还拥有减速功能，如图5所示。i=2.5图5过载保护运动功能单元整个传动系统仅靠过载保护功能单元的减速功能不可以实现所有定传动比，所以，在传动系统中还要另加减速运动功能单元，减速比为90i===362.5减速运动功能单元如图6所示。i=36图6履行机构1的运动功能依据上述运动功能剖析，能够获得实现履行构件1运动的功能系统图，如图7所示。1430rpmi=2.5i=4,2,1.44i=36图7实现履行构件1运动的运动功能系统图为了使用同一原动机驱动履行构件2，应当在图7所示的运动功能系统图加上1个运动分支功能单元，使其能够驱动分支履行构件2，该运动分支功能单元如执图行构8件所示。履行构件2的履行运动是间歇来去挪动。履行构件3有一个履行运动，为间歇来去挪动，其运动方向与履行构件1的运动方向垂直。为了使履行构件2和履行构件3的运动和履行构件1的运动保持正确的空间关系，能够加一个运动传动方向变换功能单元，如图9所示。图8运动分支功能单元图9运动传动方向变换的运动功能单元经过运动传达方向变换功能单元输出的运动需要分红两个运动分支分别驱动履行构件2的一个运动和履行构件3的一个运动。所以，需要加一个运动分支功能分支单元，如图10所示。图10运动分支功能单元履行构件2的一个运动是间歇来去挪动，考虑采纳两个运动单元，将连续转动变换成间歇单向转动，再变换成间歇来去挪动。如图11所示。图11连续转动变换为间歇来去挪动的运动功能单元依据上述剖析能够得出实现履行构件1和履行构件2运动功能的运动功能系统图，如图14所示。履行构件履行构件2精心整理精心整理图14履行构件1、2的运动功能系统图履行构件3需要进行间歇来去挪动，为此，需要将连续转动变换为间歇转动。考虑采纳一个运动系数为的间歇运动单元，如图15所示。图15间歇运动功能单元只管履行构件3在一个工作周期内，此间歇时间很长，运动时间很短，可是当其运动时，运动则是连续的、周期的。所以，需要把图15中的运动功能单元的输出运动变换为整周运动，于是在后来加一个运动放大功能单元，如图16所示。而后，再把该运动功能单元输出地运动变换为来去挪动，其运动功能单元如图17所示。i=1/4图16运动放大功能单元图17把连续转动变换为来去挪动的运动功能单元依据上述剖析，能够画出整个系统的运动功能系统图，如图18所示。图18产品包装生产线（方案8）的运动功能系统图4.设计课题运动方案制定11依据图18所示的运动功能系统图1,选择适合的机构代替运动功能系统图中的各个运动功能单元,即可制定出机械系统运动方案。履行构件图18中的运动功能单元1是原动机。依据产品包装生产线的工作要求，能够选择电动机作为原动机。如图19所示。1430rpm1图19电动机代替运动功能单元1图18中的运动功能单元2是过载保护单元兼具减速功能，能够选择带传动实现，如图20所示。2图20过载保护功能单元精心整理精心整理图18中的运动功能单元3是有级变速功能单元，能够选择滑移齿轮变速传动代替，如图21所示。图21滑移齿轮变速代替运动功能单元3图18中的运动功能单元4是减速功能，能够选择2级齿轮传动取代，如图22所示。图222级齿轮传动代替运动功能单元4图18中的运动功能单元6将连续传动变换为间歇来去摇动，能够选择不完整齿轮和导杆滑块机构代替，如图23所示。图23不完整齿轮和导杆滑块机构代替运动功能单元6、7图18中的运动功能单元8是运动传达方向变换功能单元，能够用圆锥齿轮传动代替，如图24所示。图24圆锥齿轮传动运动功能单元8图18中的运动功能单元10、11是将连续转动变换为间歇来去挪动，能够用凸轮构造实现，如图25所示。图25凸轮传动代替运动功能单元11图18中实现履行构件3的运动功能单元14、15、16能够经过槽轮传动和齿轮带动曲柄滑块机构获得，槽轮机构将主轴的连续转动变换为间歇转动，槽轮与曲柄滑块机构曲柄齿轮的主动轮固连，槽轮每转动0.25周期，曲柄转动一周，方案如图27所示。图27槽轮机构和曲柄滑块机构代替运动功能14、15、16依据上述剖析，依据图18各个运动单元连结次序把个运动功能单元的代替机构挨次连结便形成了产品包装生产线（方案3）的运动方案简图，如图28所示(a)(b)图28（c）设计课题运动方案设计1）滑移齿轮传动设计①确立齿轮齿数如图21中齿轮5，6，7，8，9，10构成了滑移齿轮有级变速单元，其齿数分别为z5，z6，z7，z8，z9，z10。由前面剖析可知，iv1=4==2=1.44按最小不根切齿数取z9=17，则z10=iv1z9=417=68精心整理精心整理为了改良传动性能应使互相啮合的齿轮齿数互为质数，取z10=69。其齿数和为z910，为知足传动比和中心距要求，三对齿轮均取角度变位齿轮。+z=17+69=86②计算齿轮几何尺寸齿轮5678910变位系数0.60.90.60.90.61.3齿数314525501769啮合角24.8o24.7o24.09o重合度1.4681.4441.468各个齿轮的详细参数以下:序齿轮5,6齿轮7,8齿轮9,10项目代号号1齿轮z312517齿数455769齿轮2模数2223压力角2020204齿顶高系数1115顶隙系数0.250.250.256标准中心距7682867实质中心距78.6784.8188.528啮合角24.8o24.7o24.099齿轮0.60.60.6变位系数0.90.91.3齿轮10齿轮2.873.011.92齿顶高齿轮3.473.613.3211齿轮1.31.30.7齿根高0.70.70.1齿轮精心整理精心整理分度圆直齿轮6250341290114138径齿轮齿顶圆直67.7456.0237.84径齿轮13144.696.94121.22齿轮4齿轮59.447.432齿根圆直.61413径齿轮88.6112.68齿顶圆压齿轮30.6833.0032.401529.2627.9126.29力角齿轮16重合度1.4681.4441.468取模数m=2mm，齿顶高系数1,顶隙系数0.25，得实质中心距为89.99mm。定轴齿轮传动设计（1）圆柱齿轮传动设计由图可知，齿轮11、12、13、14实现运动功能单元4的减速功能，它所实现的传动比为36。因为齿轮11、12、13、14、15、15’是2级齿轮传动，这2级齿轮传动的传动比可这样确定，于是取模数m=2mm，各尺寸均按标准齿轮计算。由图28-（c）可知，齿轮32、33实现运动功能单元15的放大功能，它所实现的传动比为1/4，齿轮33可按最小不根切齿数确立，即精心整理精心整理则齿轮32的齿数为为使传动比更靠近于要求，取齿轮32、33的几何尺寸，取模数m=2mm，按标准齿轮计算。由上述齿轮齿数配比可得最后输出转速分别为7.93rpm、8.06rpm、12.06rpm。各个齿轮的详细参数以下:序项目代号齿轮齿轮齿轮11,1213,1415,15号’1齿轮z171717齿数525252齿轮2模数2223压力角2020204齿顶高系数1115顶隙系数0.250.250.256标准中心距6986697实质中心距6986698啮合角2020209变位系数齿轮000000齿轮10齿顶高齿轮222222齿轮11齿根高齿轮2.52.52.5精心整理精心整理齿轮2.52.52.5分度圆直齿轮34343412104104104径齿轮齿顶圆直齿轮383838径齿轮108108108齿轮29292914齿根圆直10径103103齿轮315齿顶圆压齿轮32.7832.7832.7825.1925.1925.19力角齿轮16重合度1.641.641.64序齿轮32,33号项目代号1齿轮17齿数齿轮692模数23压力角204齿顶高系数15顶隙系数0.256标准中心距867实质中心距86精心整理精心整理8啮合角209变位系数齿轮00齿轮齿轮210齿顶高2齿轮11齿轮2.5齿根高2.5齿轮12分度圆直齿轮34径138齿轮齿顶圆直3813径齿轮齿轮14214齿根圆直齿轮29径133齿轮15齿顶圆压齿轮32.78力角24.05齿轮16重合度1.66（2）圆锥齿轮传动设计由图28-（a）可知，圆锥齿轮17、18，23、24均起改变运动方向的作用，两圆锥齿轮的轴交角为90o，它所实现的传动比为2.5，两圆锥的齿轮的轴交角为Σ=90°圆锥齿轮18的分度圆锥角为精心整理精心整理圆锥齿轮17的分度圆锥角为圆锥齿轮的最小不根切当量齿数为圆锥齿轮17的齿数可按最小不根切齿数确立，即则圆锥齿轮18的齿数为，齿轮17、18的几何尺寸，取模数m=2mm，按标准直齿锥齿轮传动计算,其计算结果以下表取模数m=2mm,尺寸按标准齿轮计算。序项目号齿轮17齿数齿轮182模数3压力角4齿顶高系数5顶隙系数齿轮17分度圆锥角齿轮187分度圆直径齿轮17

代计算公式及计算结号果1640220°10.2568.20°21.80°32.00精心整理精心整理齿轮188锥距齿轮17齿顶高齿轮18齿轮17齿根高齿轮18齿轮17齿顶圆直径齿轮18齿轮17齿根圆直径齿轮18

0mm80.000mm43.081mm2.000mm2.000mm2.500mm2.500mm233.49mm2mm30.14mm精心整理精心整理75.36mm齿轮17当量齿数齿轮18

43.08当量齿轮齿轮17=26.1014齿顶圆压力角齿轮1826.1017重合度/2π=1.61履行机构1的设计该履行机构是曲柄滑块机构，由曲柄19，滑块，导杆20，连杆21和滑枕22构成。此中大滑块的行程h=480mm,现对机构进行参数计算。该机构拥有急回特征，在导杆20与曲柄19的轨迹圆相切时候，从动件处于两个极限地点，此时导杆的尾端分别位于C1和C2地点。取定C1C2的长度，使其知足：利用平行四边形的特色，由下列图可知滑块挪动的距离E1E2=C1C2=h，这样就利用了机构急回运动特征，使滑块挪动了指定的位移。设极位夹角为θ，明显导杆20的摆角就是θ，取机构的行程速比系数K=1.5，由此可得极位夹角和导杆20的长度。图35导杆滑块机构设计先任意选定一点为D，以D为圆心，l为半径做圆。再过D作竖直线，以之为基础线，左右各作射线，与之夹角18°，交圆与C1和C2点。则弧C1C2即为导杆顶部转过的弧线，当导轨从C1D摆到C2D的时候，摆角为36°。接着取最高点为C,在C和C1之间做平行于C1C2的直线m，该线为滑枕22的导路，距离D点的距离为在C1点有机构最大压力角，设导杆21的长度为l1，最大压力角的正弦等于要求最大压力角小于100，所以有精心整理精心整理l1越大，压力角越小，取l1=200~400mm。曲柄19的展转中心在过D点的竖直线上，曲柄越长，曲柄受力越小，可选用AD=500mm，据此能够获得曲柄19的长度不完整齿轮18、17的设计曲柄由不完整齿轮控制其转动周期和动停时间比，由运动周期获得主动轮与从动轮运动周期之比为1:4，主动轮16从0o转到180o，从动轮17转两周，主动轮从180o转到360o时期，从动轮停止，故确立主动轮为不完整齿轮，一半有齿，另一半无齿，从动轮为标准完整齿轮，确立模数为3mm，主动轮设想齿数和从动轮齿数分别为101和25，则中心距a=136.5mm。履行机构2的设计如图28（b）所示，履行机构2有一个运动是将连续传动变换为间歇来去挪动，采纳直动平底从动件盘形凸轮机构（27、29）来实现。凸轮基圆半径100mm，无偏距，升程为200mm。推程为正弦加快，回程为余弦加快。直动平底从动件盘形凸轮轮廓履行构件3的设计1）槽轮机构的设计确立槽轮槽数依据图28（c）可知，在拨盘圆销数k=1时，槽轮槽数z=4。②槽轮槽间角2β=③槽轮每次转位时拨盘的转角2α=180o-2β=90°④中心距槽轮机构的中心距应当依据详细构造确立，在构造尚不确立的