课程设计-包装机推包机构运动简图与传动系统设计.docVIP

机械原理课程设计说明书 设计题目：包装机推包机构运动简图与传动系统设计 学院：机电学院 专业：机械工程及其自动化 姓名： 学号： 小组成员： 指导老师： 目 录 一、设计题目···································2 二、功能分解···································3 三、运动转换···································3 四、执行机构的选择与比较·······················3 五、一、设计题目 现需要设计某一包装机的推包机构，要求待包装的工件1（见图1）先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头2将工件由a处推至b处（包装工作台），再进行包装。为了提高生产率，希望在推头2结束回程（由b至a）时，下一个工件已送到推头2的前方。这样推头2就可以马上再开始推送工作。这就要求推头2在回程时先退出包装工作台，然后再低头，即从台面的下面回程。因而就要求推头2按图示的abcdea线路运动。即实现“平推—水平退回—下降—降位退回—上升复位”的运动。 设计数据与要求： 要求每5-6s包装一个工件，且给定：L=100mm，S=25mm，H=30mm。行程速比系数K在1.2-1.5范围内选取，推包机由电动机推动。 在推头回程中，除要求推头低位退回外，还要求其回程速度高于工作行程的速度，以便缩短空回程的时间，提高工效。至于“cdea”部分的线路形状不作严格要求。 图1 推包机构执行构件运动要求 设计任务： 1．? 2．? 3．? 4．? 5．? 二、功能分解 由运动示意图可知此机构可分解为俩个运动，凸轮机构控制运输爪的升降，导杆机构控制往复运动，俩者的配合及凸轮的设计可以达到abcde的轨迹。如图4.1中1、2为主动件，2、3、4和5的导杆机构，可以完成a、b、c间或c、d间的往复运动，1的凸轮与4机构的平底接触，可以使整个4机构上下往复运动，从而有abc与cd间的高度差，通过设计凸轮的参数，配合导杆机构完成整个abcde的运动轨迹。 所以功能一：导杆机构——实现a、b、c或d、e间的往复运动,功能二：凸轮机构——实现4机构的上下往复运动 三、运动转换 运动转换即传动机构和执行机构之间的转换。在本方案中，只要为将凸轮的转动转换为连杆的双向直线运动和上下运动。 在本案中，凸轮的DBC段为圆弧，在此段上凸轮转动时平底从动件高度不变，前后移动，在D点时工件在a处，在BC段某一处时在b处，在C点时工件在c处，CE段时凸轮半径逐渐减小，平底从动件向下运动，工件开始下降，到E点时下降到d处，EF为圆弧段，凸轮转动时平底从动件上下不运动，做水平运动，由d运动至e，FD段凸轮半径逐渐增加，平底从动件向上运动，回到a处。 四、执行机构的选择与比较 方案一：用偏置滑块机构与凸轮机构的组合机构，偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合（图2）。在此方案中，偏置滑块机构可实现行程较大的往复直线运动，且具有急回特性，同时利用往复移动凸轮来实现推头的小行程低头运动的要求，这时需要对心曲柄滑块机构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动。 图 2 偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合 如果采用直动推杆盘形凸轮机构或摆动推杆盘形凸轮机构，可有另两种方案（图3、图4）。 图 3 偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合之一 图4 偏置滑块机构与盘形 凸轮机构的组合之二 方案二：采用导杆机构与凸轮机构的组合机构 图5、导杆机构与凸轮机构的组合机构 方案三：双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合 五、原动机的选择 由题可知，选择的原动机为电动机，采取单机集中驱动的驱动方式。这种驱动方式传动装置复杂，操作麻烦，功率较大，但价格便宜。电动机的尺寸较大，输出刚度较硬，直流电动机可通过改变电阻等来进行调速，交流电动机可通过变频、变极进行调速。电动机通常是单向反转的，在正常温度下使用，电机采用风冷。使用电动机时，需考虑过载保护装置，以防烧坏电动机。电动机噪声小，初始成本低，运转费用最低，维护要求最少，功率范围较广。题目要求5-6s包装一个件，即要求曲柄和凸轮的转速为12r/min考虑到转速比较低，因此可选用低转速的电动机，查常用电动机规格，选用Y160L-8型电动机，其转速为720r/min,功率为7.5kW。 六、运动方案的拟定 方案一：双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合，（见图2） 图2双凸轮机构与摇杆机构滑块机构的组合 方案一的运动分析和评价： 该机构由，。机构具有个活动构件。机构中的运动副有，。机构。由此可知： F=3n-2Pl+Ph-p =1 机构中有一个原动件，原动件的个数等于该机构的自由度。所以，该机构具有确