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1、妙甯席/至上摩Harbin Institute of Technology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 3院 系：班 级：设计者：学 号：指导教师:机械原理课程设计任务书1一、题目要求2二、机械系统工艺动作分析2三、机械系统运动功能分析2四、系统运动方案拟定6五、系统运动方案设计91、齿轮机构设计92、槽轮机构设计 103、不完全槽轮机构设计104、带传动设计105、开关设计10六、系统运动简图11棒料输送线布料装置方案3一、题目要求技术参数和设计要求：棒料输送布料装置方案3功能描述如下列图所示棒料输送线。料斗中分别装有直径35mm,长度150mm的
2、钢料和铜料。在输送线上 按照下列图所示的规律布置棒料。 原动机转速为1430rpm,每分钟布置 棒料55,85,11旗，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局部共同构成，各执行 构件为传送带轮、钢料料槽开关1和铜料料斗开关2,这三个构件的运动关系如图 3所示。传送带运停运停运停运停运停运停运停运轮动顿动顿动顿动顿动顿动顿动顿动钢料料运运运运1运运运1运槽开关动f动动动动动f动动铜料料运1运1运运1运1运运1运斗开关动-V动动一动动*动动动T表示开关继续运动且无棒料掉落，表示开关运动过程中有棒料掉落图3棒料输送线布料装置运动循环图总时间为T,表
3、示构件完成一个运动循环所用总时间。传送带轮做间歇转动, 传送皮带做间歇移动；料槽开关做不间歇转动。传送带轮的运动周期是料槽开关 的三分之一左右。三、机械系统运动功能分析根据前面的分析可知，槽轮1,2工作的执行机构应该具有的运动功能如图 4所 示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为间歇转动，由题意知要求到达的 输入转速分别为115rpm, 85rpm, 55rpm。图4槽轮1,2的运动功能由于电动机的转速为1430rpm,为了分别得到115,85,55rpm的转速，那么由电 动机到槽轮之间的总传动比iz有3种，分别为iz1iz2n2ni z31430115143085143055286232
4、861726总传动比由定传动比i c和变传动比iv两局部构成，即i z1civ1iz2c iv2z3cv33种总传动比中iz1最小，iz3最大。由于定传动比ic是常数，因此，3种变传动 比中iv1最小，iv3最大。由于槽轮机构与皮带机构不在同一平面上，需采用一个圆 锥齿轮，传动比为id。图5圆锥齿轮运动功能单元取 id=1/3。由设计图纸，为了完成传动和合理输出，令26icidic1那么定轴传动比为26/3而：iv1iziTC286 3 33 1.4323 26 23i v2iz2 ic278 3 33 ” 1.9417 26 17iv3iz326 31726于是，传动系统的三级变速功能单元如
5、图 6所示i 1 .43,1 .94,3.国图6三级变速运动功能单元整个传动系统仅靠圆锥齿轮运动功能单元不能实现其全部定传动比，因此, 在传动系统中还要另加减速运动功能单元，其减速比为i 3 ic 26c减速运动功能单元如图7所示。i 2i 13 图7减速运动功能单元根据上述运动功能分析，可以得到实现执行构件 1槽轮运动的运动功能系 统图，如图8所示。图8实现执行构件1运动的运动功能系统图铜料料斗开关根本与钢料料槽开关一样，下面以钢料料槽开关说明。为了使用统一原动机驱动执行钢料料槽开关，应该在图8所示的运动功能系统图中加一运动分支功能单元，其运动分支驱动钢料料槽开关，该运动分支功能 单元如图9
6、所示。且钢料料槽开关与执行构件1的运动平面相互垂直。图9运动分支功能单元由机械系统运动循环图可知，钢料料斗开关与钢料料斗开关运动情况根本一 样，因此本处只对钢料料斗开关运动情况进展分析。由机械系统运动循环图可知，钢料料斗开关运动周期为槽轮运动周期的三倍，而 圆锥齿轮的i=1/3 ,因此运动分支功能单元应加于减速运动功能单元与圆锥齿轮功 能单元之间。有因钢料料斗开关运动平面与槽轮运动平面相垂直，因此增加圆锥 齿轮运动功能单元改变运动平面。组合后的运动功能系统图，如图10所示。由机械系统运动循环图可知，钢料料斗开关与钢料料斗开关运动情况完全一 样，因此其输入转速应当完全一样。因此运动分支功能单元应
7、加于圆锥齿轮运动 功能单元且两分支完全一样。1430rpm i 2 i 1.43,1.94,3 i 13图10实现执行构件1,钢料料斗开关运动的运动功能系统图组合后的运动功能系统图，如图11所示1430rpm i 2 i 1.43,1.94,3 i 13图11实现执行构件1,钢料料斗开关，铜料料斗开关运动的运动功能系统图槽轮输入局部每转动一周，槽轮输出局部转动四分之一周，又因槽轮输入局部每转动一周，传送带向前移动 200mm,不妨令传送带轮直径为200mm,所以槽轮输入局部每转动一周，传送带轮转过1rad。传动比i=1*4/1.27。组合后的运动功能系统图，如图12所示。1430rpm i 2
8、 i 1.43,1.94,3 i 13图12实现传送带轮，钢料料斗开关，铜料料斗开关运动的运动功能系统图又由机械系统运动循环图可知，假设遵循循环规律，当铜料第一次掉落时钢 料应同时掉落，然而钢料却没有掉落，那么应存在另一开关使得铜料第一次掉落 时钢料料斗开关闭合。又因铜料第三次掉落时钢料同时掉落， 那么钢料料斗开关2 在此之前开启，又因之后遵循循环规律依次掉落，那么钢料料斗开关2保持开启状态不再闭合。那么可采取不完全齿轮或槽轮来实现这一功能，拟采用不完全槽 轮机构来实现这一功能。又因钢料料斗开关1每转过三分之一圆周槽轮机构输入局部转过一周，那么传动比i=1/3。组合后的运动功能系统图，如图13
9、所示1430rpm i 2 i 1.43,1.94,3 i 13图13实现传送带轮，钢料料斗开关1、2,铜料料斗开关运动的运动功能系统图四、系统运动方案拟定根据图14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14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14所示。图14电动机替代运动功能单元1图14中的运动功能单元2是过载保护功能单元，可以选择带传动代替，如图 15所示。i-2图15皮带传动替代运动功能单元2图14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1
10、6所示。/ /T777r =1 43J.94J/ -L/ /R T工工T77T图16滑移齿轮变速替代运动功能单元3图14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 17i = 13图17定轴齿轮传动代替运动功能单元 4-LLU rrrr图14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 18图18圆锥齿轮代替运动功能单元6图14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14中运动功能单元9是减速功能，可以选择定轴齿轮传动加带传动代替。如图20图20定轴齿轮传动加带传动代替运动功能单元9图14中运动功能单元11可用带传动代替。如图21i = l
11、图21带传动替代运动功能单元11图14中的运动单元12是转向功能，用圆锥齿轮代替，如图 22图22圆锥齿轮替代运动功能单元12图14中的运动单元14、15是传动功能，用带传动代替，如图 231 = 1图23带传动替代运动功能单元 14、15图14中的运动单元18是减速功能，用定轴齿轮传动代替。如图 24i = L27图24定轴齿轮传动替代运动功能单元18图14中的运动单元19是将连续转动转换为间歇转动，用不完全槽轮代替图25图25用不完全槽轮替代运动功能单元19五、系统运动方案设计1、齿轮机构设计本设计图纸沿用标准齿轮的根本参数，因而只需要设计出适宜的齿数即可。 具体齿数如下i122Z2Z1乙
12、:乙=12:2433i34-23Z4Z3Z3Z=49:5133 z6 . Qz8ni 56i783&Z3Z4Z5Z6Z7Z817Z5Z7Z5：Z6=34:66Z7：Z8=25:75Z10 Z12 八 i912 13 & Z9=Z11Z10=Z12Z9 Z11Z9：Z|0=Z11：Z12=10：36Z13=Z14=12Z15=Z16=12Z17=Z18=Z19=10i20,22i23,241313Z 21 Z 22 Z21=Z22Z20Z21Z24z23z4=36:12Z23Z20：Z21：Z22=30：10：10Z29Z27Z26i25,291.27Z28 Z26Z25Z26=Z27Z25：Z
13、26：Z27：Z28：Z29=48：12：12：10：512、槽轮机构设计图示为标准四槽轮3、不完全槽轮机构设计图示为标准四槽轮截取一半4、带传动设计带轮的直径为200mm上图依次为钢料料斗开关1、铜料料斗开关、钢料料斗开关2及其初始位置及 旋转方向。当运动三分之一个周期时，由于钢料料斗开关2处于闭合状态，因此只有铜料落下，当运动三分之二个周期时，钢料料斗开关2翻开，由于之后不完全槽轮不再转动，因此钢料料斗开关 2包处于开启状态，机构开场按照循环进展 工作。六、系统运动简图7777777/31tttt/ 16_JJJ三二IT图中，30为铜料料斗开关，31为钢料料斗开关1, 32为钢料料斗开关2, 33 为不完全槽轮。
哈工大机械原理课程设计报告报告棒料输送线布料装置方案3
