机械原理课程设计总述

2019/8/5王白茹王晓耘苏昊陆慧婷徐莹东华大学机械工程学院03级机械原理课程设计总述托盘式半自动巧克力包装机设计总图设计目的设计内容设计目的鉴于目前中小型企业投资少，劳动强度大，多为纯手工，卫生条件不佳，经济效率不高的现状，故设计出可提高生产效率，增长收益的半自动化生产流水线。设计内容原理概述工作装置原理概述托盘式半自动巧克力包装机工作时贴标签机构固定在皮带传送装置的正上方，进行上下往复运动（上下往复周期与传送速度跟巧克力的位置间隔相吻合），当推杆运动到下方最低点时与传送过来的巧克力接触贴标签，同时贴好标签的巧克力经过漏斗型过渡装置进入包装盒中，由工人将包装盒由托盘转到皮带输出装置，即完成工作.该机器主要完成巧克力的贴标签与装盒两个功能。主要包括：输入装置、贴标签装置、过渡装置、装盒装置、输出装置、动力装置与控制装置七部分共同完成上述功能。BACK工作装置输入装置贴标签装置过渡装置装盒装置输出装置动力装置：马达控制装置：根据生产的实际需求进行人工调整附NEXT输入装置完成将巧克力输入到执行机构上的中间装置。如皮带传动、齿轮（减速箱）传动、链条传动、液压气压传动等。考虑到适用在中小型企业及其经济条件，可采用皮带与链条传送，由于链条传送,链条和齿轮摩擦容易使链条磨损，节距增大，链条松软变形，但链传动不能保持恒定的瞬时转速和瞬时传动比，且工作时振动、冲击、噪音较大，降低传送的平稳性；而皮带传送，只要产生的摩擦力有足够的初张力，使皮带压紧带轮，虽然没有链条的过载能力好，但长期在最大承载重量工作时没有永久的变形。所以采用皮带传送。BACK贴标签装置主要完成上下往复运动，上下往复的周期与巧克力的传送间隔时间相吻合。有三种参考方案：A直动平底推杆盘形凸轮机构B平压机构C等宽凸轮机构NEXT比较分析A、B方案均为凸轮机构凸轮机构的主要优点：只要适当设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使从动件得到各种预期的运动规律，且结构简单紧凑.凸轮机构的缺点：由于凸轮轮廓与推杆之间为点或线接触，故易于磨损，所以凸轮机构多用在传递动力不大的场合。C方案为平压机构，它的特点为结构复杂且紧凑，但模切压力大。此工作机构为小压力机构，所以可采用A、B方案。A方案中对弹簧的要求为弱弹簧，弹簧的存在增加了凸轮轮廓与推杆的接触反力，使机构受到较大的磨损，且不易固定；B方案虽然也有一定的磨损，但较小且易于装配，故选择B方案。BACK过渡装置过度装置是完成巧克力的贴标签结束与分盒包装开始之间过渡，将贴完标签的巧克力从传送机构过渡到装盒的执行机构上。要求落料方位准确，对产品的损害小，根据巧克力的形状，可方便任意更换。可采用斜坡式平板，漏斗型等。漏斗型接料面积较大，所以我们采用漏斗型进行说明。装盒装置完成将巧克力按个数装入包装盒中的功能。要求与输入机构的周期规律配合精密，定位准确。完成此项功能有多种实现方式，为了提高工作效率，减少劳动强度，完善机械化自动化程度，可采用往复运动输入，精密等分360度角度转动输出的间歇式机械传动机构。共有三种类型:A棘轮机构B凸轮机构可以实现间歇式运动C槽轮机构NEXT输出装置此项功能为半机械自动化，由工人将圆形托盘上已装好的包装盒转送到旁边的输出皮带上，由皮带传送至下一个流水作业处。BACK附※方案选择表BACK方案A方案B方案C方案D选择输入皮带链条其他其他A贴标签直动平底推杆等宽凸轮机构平压机构其他A凸轮机构过渡漏斗型斜坡式其他其他A装盒棘轮机构槽轮机构不完全齿轮机构凸轮机构B输出皮带链条齿轮其他A参考文献☆机械原理第六版----高等教育出版社☆机械设计手册----机械工业出版社☆三维造型设计----高等教育出版社☆虚拟样机应用----人民出版社NEXT分析比较A棘轮机构、B槽轮机构和C不完全齿轮机构由于结构、运动和动力条件的限制，一般只能用于低速的场合。而D凸轮式间歇运动机构则可以通过合理地选择转盘的运动规律，使得机构传动平稳，动力特性较好，冲击振动较小，而且转盘转位精确，不需要专门的定位装置，但凸轮加工较复杂，精度要求较高，装配调整也比较困难。A棘轮机构的结构简单、制造方便、运动可靠，棘轮轴的动程(即每次转过的角度)可以在较大的范围内调节，但它是工作时有较大的冲击和噪音，而且运动精度较差。C不完全齿轮机构设计灵活，从动轮的运动角范围大，很容易实现一个周期中的多次动、停时间不等的间歇运动。但它加工复杂，在进入和退出啮合时速度有突变，引起刚性冲击，主、从动轮不能互换。B槽轮机构虽然在工作时有柔性冲击，且随着转速的增加及槽轮槽数的减少而加剧，槽轮的转角大小不能调节，但它同时具有结构简单、外形尺寸小、制造容易、机械效率高，能较平稳地、间歇地进行转位、工作可靠等优点。所以我们采用B方案槽轮来实现间歇性运动功能。为了使巧克力盒的稳固，我们采用托盘槽式来固定包装盒，保证其精确度与准确度。BACK机械传动系统的设计计算我们用solidworks计算仿真，cosmosmotion测得数据如下图所示：A贴标签装置之等宽凸轮机构轮加速度：轮速度：动画A1动画A2NEXTB贴标签装置之标签盒加速度：标签盒速度：NEXT装盒装置之槽轮机构动画BA主动轴速度：NEXT主动轴加速度：NEXTB主动件速度：NEXT主动件加速度：NEXT动画B动画A1动画A2NEXTNEXTBACK设计心得----在实践中锻炼自己课程设计在为期一周半的时间内结束了，回顾这几天来我们的辛勤劳动，再看一下我们的成果，心中充满了喜悦与强烈的集体荣誉感。在已度过的大三时间里我们大多数接触的是专业基础课，我们所掌握的仅仅只是专业基础课的理论面，而这次则给我们提供了良好的实践平台。在这次作业中，我们深深感受到设计的科学性，同时作为一名设计师掌握一门或几门制图软件是十分重要的。毕竟是我们的第一次机械设计,是我们对本专业课程的一次实践,其中包含了小组成员的辛酸,也包括了每个人的欣喜.自己出题目,自己总体设计,自己动手把设计图形化,整个过程必须节节相扣,哪个环节出了错,会给整个设计过程带来意想不到的困难,因此需要每个成员慎之又慎,丝毫的麻痹大意都不允许出现.我们的构想,在提交指导老师审核之前,我们小组成员共同探讨了如何将我们所学的机构运用于中小型企业可以提高生产效率与经济效益，于是想到了这个课题，得到老师的肯定后，我们便开始了设计过程。之后我们小组成员进行了分工,一部分总体负责,一部分专门负责机构参数的设计,部分负责画图和文档的编排.虽然分了工,但我们也不是在自己的责任之外就不去考虑其他成员的任务,我们相互之间发扬了团结协作的精神,遇到问题一起解决,共同面对设计过程中的问题,共同想解决的办法,同时在解决问题的那个时刻能共同享受那份收获的喜悦.这就是团队合作的意识。通过这次课程设计，我们学会了不少东西，正如上面所的团队协作意识，课程以外知识的学习，以及课程与实践结合的意识，都是我们最大的收获！谢谢观赏工作循环图090180270360NEXT传送带工作贴标签-----凸轮推杆向下休止向上休止装盒-----槽轮工作静止工作静止