1、20機械原理課程設計 搖擺式輸送機 機械原理課程設計題目：搖擺式輸送機姓名：孫欣學號：11431052專業(yè)：機械設計制造及自動化班級: 機英111學院：機械工程學院 指導教師：時祖光 2013年6月11日目 錄封皮1目錄 2 一、設計要求和原始數據§1-1 設計要求3 §1-2 原始數據3二、機構的選擇與比較4 §2-1 工作原理 4 §2-2 機構比較4 §2-3 選擇原因5 §2-4 其他設計方案5 三、主要機構設計 6-7四、連桿機構的運動分析 8-151、速度分析8-102、加速度分析10-123、運動仿真模擬12-155、

2、原動機的選擇186、 傳動機構（減速器）選擇187、 運動循環(huán)圖18-198、 對結果分析（心得體會）199、 參考文獻2020搖擺式輸送機一、設計要求和原始數據設計要求：該布置要求電機軸與曲柄軸垂直，使用壽命為5年，每日二班制工作。輸送機在工作過程中，載荷變化較大，允許曲柄轉速偏差為±5%，六連桿執(zhí)行機構的最小傳動角不得小于40°，執(zhí)行機構的傳動效率按0.95計算，按小批量生產規(guī)模設計。原始數據：題 號1物料的重量g (kg)2875曲柄轉速n4 (r/min)120行程速比系數k1.2位置角 1 (°)60搖桿擺角角2(°)60l (mm)210h

3、(mm)335lcd (mm)210二、機構的選擇與比較工作原理搖擺式輸送機是一種水平傳送材料用的機械，由齒輪機構和六連桿機構等組成。如圖1所示，電動機1通過傳動裝置2使曲柄4回轉，再經過六連桿機構使輸料槽9作往復移動，放置在槽上的物料10借助摩擦力隨輸料槽一起運動。物料的輸送是利用機構在某些位置輸料槽有相當大加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā)生滑動，滑動的方向恒自左往右，從而達到輸送物料的目的。1電機 2傳動裝置(齒輪) 3執(zhí)行機構（六連桿）圖1搖擺式輸送機示意圖以下是我選擇六連桿機構的主要原因：六桿機構選擇圖示的六桿機構的優(yōu)點機構自由度f=3*52*71*0=1，原原動件等于自由

4、度，機構可以自由運動。曲柄4可實現整軸回轉，再經六桿機構使槽9做往復移動，故置在槽上的物料借助摩擦力隨斜槽一起運動，物料的輸送就是利用機構在某些位置輸料槽有相當大的加速，使物料在慣性力作用下客服摩擦力而發(fā)生滑動，滑動方向從左到右，首先：運動副均為低副，面接觸，壓力小，承載能力大適用于傳輸重物。其次，連桿機構可以通過改變桿長來實現理想的運動軌跡，滿足工作需要。最后，潤滑好，摩擦小，易于加工制造，幾何封閉，工作效率高。圖示送料的往復運動，我們用曲柄滑塊機構實現，當輸入構件勻速轉動時，輸出構件帶動滑塊作往復移動，機構具有急回特性，但該方案中不但設計計算比較復雜，滑塊5和作平面復雜運動的連桿3和4的動

5、平衡也比較困難。直接通過電動機帶動曲柄滑塊轉動從而使連桿2擺動最終使滑塊左右運動，從而達到輸送貨物的效果。其優(yōu)點是成本比較低，結構簡單，缺點是摩擦大，耗費能量多。三、主要機構設計1、取。根據搖擺式運輸機的工作原理。畫出機械系統傳動簡圖，并對這些機構進行運動和動力分析。2、用矢量方程圖解法分析圖示位置時滑塊8 的位移、速度、加速度及搖桿6的角速度和角加速度。3、機構的動態(tài)靜力分析。物料對輸料槽的摩擦系數f =0.35, 設摩擦力的方向與速度的方向相反，求出曲柄最大平衡力矩和功率。4、 編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數、設計計算過程等。一、根據已知條件算出各桿件長度及曲柄中心點的位置1

6、、利用作圖法確定機構的運動尺寸根據原始數據，可求得，作出搖桿的兩個極限位置，利用公式可計算極位夾角 p點的簡單做法是做和（與成）的交點。通過三點作圓?？芍獔A周上任取一點作為曲柄的軸心，機構的極位夾角均等于，此圓與直線gh的交點即為曲柄中心o。由,四、連桿機構的運動分析當到達圖示位置時db豎直,以o為圓心，oa為半徑畫圓，以b為圓心，ab為半徑畫圓，如圖：取如圖所示的交點為a點，用圖解法進行分析。根據原始數據要求，桿件4的轉速n=120rad/s，則其角速度為：=120*2/60=12.57rad/s1、速度分析a點的線速度12.57*0.05902=0.742m/s大?。?？ ？方向：db o

7、a ab選取速度比例尺，作速度分析圖（如下圖所示）可得：0.01*43.42=0.434m/s0.01*43.59=0.426m/s由此可得：桿5的角速度為：0.426m/s/0.15753m=2.7042rad/s搖桿6的角速度為：0.434m/s/0.126m=3.4444rad/sc點的速度為：3.4444rad/s*0.21m=0.7233m/s大小： ？ ？方向：水平 dc 垂直其中vc7=vc=0.7233m/s。因為在圖示位置時dc豎直，所以水平，則v8=vc7=0.7233m/s2、加速度分析a點的加速度為：9.33m/b點相對于d點的法向加速度為：b點相對于a點的法向加速度為

8、：大?。?0 ？ ？方向： bd db ao ba ab選取加速度比例尺，作加速度分析圖（如上圖所示）可得：搖桿6的角加速度為：c點的加速度為：因為圖示位置時，滑塊8與c點，共線，滑塊8的加速度3、已知各桿件長度及各固定點相對位置，用solidworks作圖仿真。三維圖：仿真的初始位置，即搖桿豎直的時候。由曲柄的轉速為120n/min=2n/sec得，機構運動的周期為1/2=0.5sec。設置仿真時間為0.5秒鐘，幀數為26仿真結果：搖桿-6搖桿-6推桿-8推桿-8角速度(deg/sec)(deg/sec*2)(mm/sec)(mm/sec*2)幀數時間10.000429.66 1945.95

9、 1949.71 8840.17 20.020444.42 -716.64 1993.03 -5604.67 30.040393.85 -4392.13 1706.41 -22682.37 40.060273.99 -7287.80 1135.16 -32619.70 50.080118.19 -7888.07 473.50 -32120.27 60.100-29.00 -6635.07 -115.26 -26400.51 70.120-143.61 -4816.87 -580.24 -20205.90 80.140-223.07 -3187.99 -929.33 -14843.70 90.1

10、60-273.60 -1923.22 -1178.44 -10149.86 100.180-302.05 -964.57 -1337.86 -5843.56 110.200-313.57 -214.83 -1414.12 -1833.92 120.220-311.52 402.76 -1413.62 1813.38 130.240-298.02 934.92 -1344.95 4955.31 140.260-274.55 1401.16 -1219.79 7440.63 150.280-242.42 1799.94 -1052.40 9169.33 160.300-203.09 2118.14

11、 -858.09 10141.13 170.320-158.31 2344.39 -651.00 10479.81 180.340-109.91 2482.24 -441.59 10417.48 190.360-59.46 2555.87 -235.05 10241.81 200.380-7.84 2605.30 -30.79 10233.17 210.40044.89 2674.73 176.94 10621.35 220.42099.53 2800.39 397.78 11563.83 230.440157.40 2998.55 643.57 13111.46 240.460219.82

12、3246.80 925.26 15096.33 250.480286.97 3444.75 1246.11 16852.13 260.500355.66 3343.11 1587.18 16736.14 機構的動態(tài)靜力分析用solidworks模擬，在物料與輸料糟之間加一個相互作用力，代替物料的重力，此力f=mg=28750n。再加個摩擦系數f=0.35,仿真可得：由圖可知：曲柄上受的最大力f=25972n。則最大平衡力距最大功率5、 原動機的選擇齒輪減速機選擇高效率三相異步電動機（yxip144）jb4053-85，改變了電磁參數：使用高導磁低損耗硅鋼片，降低損耗，提高效率。用于長期持續(xù)運行

13、，負載高的設備。滿足題目要求，兩班制，使用期5年根據計算最大功率要求約20kw。故在此處選擇y系列中額定功率為22kw的高效率三相異步電動機六、傳動機構（減速器）選擇1，齒輪減速機，結合國際技術要求制造，具有很高的科技含量。2、 節(jié)省空間，可靠耐用，承受過載能力高，功率可達90kw以上。3、能耗低，性能優(yōu)越，減速機效率高達95以上。4、振動小，噪音低，節(jié)能高，選用優(yōu)質段鋼材料，鋼性鑄鐵箱體，齒輪表面經過高頻熱處理。5、經過精密加工，確保軸平行度和定位的精度，這一切構成了齒輪傳動總成的減速機配置了各類電機，形成了機電一體化，完全保證了產品使用質量特征。計算電機所需功率dp：查手冊第3頁表1-27

14、1帶傳動效率：0.96 2每對軸承傳動效率：0.99 3圓柱齒輪的傳動效率：0.96 4聯軸器的傳動效率：0.993 5卷筒的傳動效率：0.96 七、運動循環(huán)圖八、對結果分析（心得體會）課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。說實話，課程設計真的有點累。然而，當我一著手清理自己的設計成果，漫漫回味這三周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。雖然這是我剛學會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中春眠不知曉”的感悟。 通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致。課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂，但想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責，認真對待