哈工大-机械原理-课程设计-产品包装生产线-方案五5

HHaarrbbiinnIInnssttiittuutteeooffTTeecchhnnoollooggyy机机械械原原理理课课程程设设计计课程名称：机械原理课程设计设计题目：产品包装生产线方案五院系：英才学院班级：1136105班设计者：李豪学号：6110810538指导教师：张峰设计时间：2013.07.01哈尔滨工业大学目录1.产品包装生产线使用功能描述......................................................................................错误!未定义书签。2.设计工艺分析..................................................................................................................错误!未定义书签。3.运动功能分析..................................................................................................................错误!未定义书签。4.系统运动方案拟定.........................................................................................................................................65.系统运动方案的设定...................................................................................................................................105.1执行机构1的设计............................................................................................................................105.2执行机构2的设计............................................................................................................................115.3执行机构3的设计............................................................................................................................115.4槽轮机构的设计................................................................................................................................125.5滑移齿轮的设计................................................................................................................................135.6齿轮传动的设计................................................................................................................................155.6.1圆柱齿轮设计.........................................................................................................................155.6.2圆柱齿轮设计.........................................................................................................................165.7带传动的设计....................................................................................................................................166.时序图..........................................................................................................................................................17第2页1产品包装生产线使用功能描述如下图所示，输送线1上为已包装产品，其尺寸为长宽高200200500，采取步进式输送方式，送至托盘A上（托盘A上平面与输送线1的上平面同高）后，托盘A上升mm5、顺时针回转90，把产品推入输送线2，托盘A逆时针回转90,然后下降mm5，回复到原始位置。原动机转速为1430rpm，产品输送数量分三档可调，每分钟向输送线2分别输送7，14，23件小包装产品。图1功能简图2设计工艺分析将产品输送至托盘的机构为机构一，推动托盘上升并且旋转的机构为机构二，将物料推入输送线2的机构为机构三。具体分工如下表：图2产品包装生产线（方案五）运动循环图执行构件运动情况执行构件1进退执行构件2停上升5mm停下降5mm执行构件2停顺90停逆90停执行构件3停进退停A12280第3页3运动功能分析驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图3所示，把一个连续的单向传动转换为单向直线运动。7、14、23rpm图3执行机构1的运动功能由于电动机的转速为1430转/分，为了在执行机构1的主动件上分别的到7、14、23转/分的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比zi有3种，分别为204.29、102.14、62.17。采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不大于4。于是定传动比为11204.2951.074zcviii变传动比分别为4、2、1.22于是，传动系统的有级变速功能单元如图4所示。i=4，2，1.22图4有级变速运动功能单元为了保证系统过载时不至于损坏，在电动机和传动系统之间加一个过载保护环节。该运动功能单元不仅具有过载保护功能还具有减速功能，如图5所示。i=2.5图5过载保护运动功能单元在传动系统中还要另加减速运动功能单元，其减速比为20.43，减速运动功能单元如图6所示。i=20.43图6减速运动功能单元在图7所示的运动功能系统图中加一运动分支功能单元，使其能够驱动分支执行构件2，该运动分支功能单元如图8所示。由于执行构件2和执行构件3的运动方向与执行构件1的运动方向垂直，可以加一个运动传递方向转换功能单元，如图9所示。图8运动分支功能单元第4页图9运动传动方向转换的运动功能单元经过运动传递方向转换功能单元输出的运动需要分成三个运动分支分别驱动执行构件2的2个运动和执行构件3的一个运动，因此，需要加一个运动分支功能单元，如图10所示。图10运动分支功能单元执行构件2的运动是间歇往复移动，可以选连续转动转换为间歇往复移动运动功能单元，如图11所示。图11连续转动转化为间歇往复移动的运动功能单元执行构件2的另一运动是间歇往复转动，且其平面与第一个的垂直，因此，可以选圆锥齿轮机构，如图12所示。图12运动传递方向转换为间歇往复移动的运动功能单元经过运动传递方向转换功能单元后，可以通过另一运动功能单元把连续转动转换为往复间歇往复移动如图13，然后再把这个运动经过下一个运动功能单元把间歇往复移动转换为间歇往复转动，以驱动执行构件2的第二个运动，如图14所示。图13连续转动转换为间歇往复移动功能单元图14间歇往复移动转换为间歇往复转动功能单元执行构件3需要进行间歇往复移动，首先将连续转动转换为间歇转动，如图15，由图2看出执行构件3在一个周期内，间歇时间很长，动作很短。运动功能单元的运动系数为τ=1/6,尽管执行构件3在一个周期内，间歇时间很长，动作很短，但其运动时是连续的，周期的。因此，需要把图15所示的运动功能单元的输出运动转换为整周运动，于是在其后加一个运动放大功能单元，如图16所示。然后再把该运动功能单元输出的运动转换为往复移动，其运动功能单元如图17所示。第5页图15间歇运动功能单元图16增速运动功能单元增速运动功能单元输出的运动驱动执行机构3实现执行构件3的运动功能。由于执行构件3做往复直线运动，因此，执行构件3的运动功能是把连续转动转换为往复直线运动，如图17所示。图17执行机构3的运动功能单元根据上述分析，可以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5的运动功能系统图第6页4.系统运动方案拟定图18中的运动功能单元1是原动机。可以选择电动机作为原动机，如图19所示。图19图18中的运动功能单元2是过载保护功能单元兼具减速功能，可以选择带传动代替，如图20所示。i=2.5图20图18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21所示。i=4，2,1.22图21图18中的运动功能单元4是减速功能，可以选择3级齿轮传动代替，如图22所示。第7页i=20.43图22图18中的运动功能单元5是运动分支功能单元，可以用功能单元6导杆滑块机构的曲柄和功能单元7圆锥齿轮传动的主动轮固连替代。如图23所示。图23图18中的运动功能单元6是把连续转动转换为连续的单向直线运动，可以选择皮带轮传动机构替代，如图24所示。图24第8页图18中的运动功能单元7是改变转动传递方向的功能，可以用锥齿轮替代，如图25所示。i=1图25图18中的运动功能单元8是运动分支功能单元，可以用功能单元9凸轮机构的凸轮，功能单元10锥齿轮的主动轮和功能单元13槽轮机构的拨盘固联代替，如图26所示。图26图18中的运动功能单元9是把连续转动转换为间歇往复移动，可以选择凸轮机构代替，如图27所示。图27图18中的运动功能单元10是改变转动传递方向的功能，可以用锥齿轮替代，如图28所示。i=1图28第9页图18中的运动功能单元11是把连续单向转动转换为间歇往复运动，12是把间歇往复运动转换为往复间歇转动，可以用凸轮机构构和齿条齿轮机构实现如图29所示。图29图18中运动功能单元13是把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元，可以用槽轮机构替代。该运动功能单元的运动系数为16于是槽轮的径向槽数为z=2/(1-2τ)=2/(1-2/6)=3。该槽轮机构如图30所示。图30图18中的运动功能单元14是增速运动功能单元，可以用圆柱齿轮传动替代，如图31所示。i=1/3图31图18中的运动功能单元15是把连续转动转换为连续往复移动的运动功能单元，可以用曲柄滑块机构替代，如图32所示。第10页图32根据以上分析，按照图18各个运动功能单元连接的顺序把各个运动功能单元的替代机构依次连接便形成了产品包装生产线（方案五）的运动方案简图，如图33所示（见A3图纸）。5.系统运动方案设计5.1执行机构1的设计滑枕的行程为mmh480设在工作中该机构的行程速比系数为K=1.5则，该机构的极位夹角为361805.25.011kk导杆21的摆角为ψ=θ=36由此可得导杆21的长度为2s