1、機械原理課程設計鐵板輸送機設計0課程設計成果說明書題 目： 鐵板輸送機設計 學生姓名： 學 號： 學 院： 班 級： 指導教師： 同組者： 2012 年 6 月 18 日機械原理課程設計鐵板輸送機設計1目目 錄錄設計任務設計任務書書 .4 4第第 1 1 章章 總論及設計要求總論及設計要求 .5 51.1 功能要求 .51.2 工作原理及工藝動作流程圖 .6第第 2 2 章章 動力源的選擇動力源的選擇 .6 62.1 原動機的選擇 .62.2 電動機的型號選擇.7第第 3 3 章章 傳動機構傳動機構的的設計設計 .8 83.1 傳動機構方案設計 .8第第 4 4 章章 執行機構選擇執行機構選擇

2、 .10104.1 間歇送料機構的選擇 .104.2 形態學矩陣 .12第第 5 5 章章 機械運動系統方案的擬定機械運動系統方案的擬定 .13135.1 擬定的方案 .13第第 6 6 章章 機構運動循環圖機構運動循環圖 .15156.1 運動循環圖的確定 .156.2 運動循環圖的繪制 .16第第 7 7 章章 機構的運動學及動力學尺度設計計算機構的運動學及動力學尺度設計計算 .1717機械原理課程設計鐵板輸送機設計27.1 尺寸計算 .17第第 8 8 章章 機械運動方案評價機械運動方案評價 .20208.1 評價方案表 .20結束語結束語 .2323參考文獻參考文獻 .2323機械原理

3、課程設計鐵板輸送機設計3設計任務書設計任務書書中設計題目，參數僅寫自己的參數1 原始數據和設計要求 每次輸送鐵板長度為 1900mm、2000mm 或 2200mm(設計時任選一種)； 剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的 1/15要求鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的 1.5 倍，以保證有較高的生產率； 輸送機構運轉應平穩，振動和沖擊應盡量小(即要求輸送機構從動件的加速度曲線連續無突變)。2 運動方案構思提示 執行構件的間歇送進運動可以考慮采用兩個輥輪將鐵板壓緊，依靠輥輪和鐵板間的摩擦力將鐵板從卷料上拉出并推向前進的輸送方式。棘輪機構、槽輪機構和不完全齒輪機構等都有可能改造成使輥輪作短暫停歇的機

4、構，它們具有結構簡單、制造方便、運動可靠等優點，但在動力性能和動停比等方面不能滿足設計要求，所以應該采用組合機構。3 參考傳動方案 機械原理課程設計鐵板輸送機設計4第第 1 1 章章 總論及設計要求總論及設計要求分析分析1.11.1 功能要求功能要求XXXXXXXXXXXXXXX（1）間斷輸送成卷的板料,每次輸送鐵板到過規定的長度后,鐵板稍停,以待剪板機將其剪斷；（2）每次輸送鐵板長度為 2000mm；（3）剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的 1/15，要求鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的 1.5 倍，以保證有較高的生產率；（4）輸送構機構運轉應平穩，振動和沖擊應盡量小（即要求輸送機構從動件的

5、加速度曲線連續無突變） 。1.21.2 工作原理及工藝動作流程圖工作原理及工藝動作流程圖XXXXXXXXXXXXXXX（1）夾持和輸送鐵板，并在停歇時保搶救無效鐵板的待剪位置；（2）實現間歇送進，并能使鐵板停歇時，運送鐵板的構件的速度的加速度曲線仍然連續， 使整個機構的運轉比較平穩。工作流程圖：鐵板輸送剪切鐵板鐵板夾持機械原理課程設計鐵板輸送機設計5第第 2 2 章章 動力源的選擇動力源的選擇2.12.1 原動機的選擇原動機的選擇原動機有許多不同的種類，按照不同的角度分類，有著不同的形式。原動機按其輸入能量的不同可以分為兩類：1）一次原動機 此類原動機是把自然界的能源直接轉變為機械能。屬于此類

6、的原動機的有柴油機、汽油機、氣輪機和燃氣輪機等。2）二次原動機 此類原動機是將發電能所產生的各種形態的能量轉變為機械能。屬于此類原動機的有電動機、液壓馬達、氣動馬達、汽缸和液壓缸等。原動機的輸出形式有三種：1）轉動 具有這種輸出形式的原動機有電動機、液壓馬達、氣動馬達、柴油機、汽油機、氣輪機和燃氣輪機等。2）往復移動 具有這種輸出形式的有直線電動機、汽缸、液壓缸等。3）往復擺動 具有這種輸出運動形式的原動機有擺動油缸、擺動氣缸等。機械設計中應根據現場能源供應的情況、工作的載荷、工作的要求、工作的環境、經濟成本等條件，還要考慮工作可靠，操作簡便，維修方便這方面的因數，來選擇原動機的類型和結構形式

7、。在自動打印機中，不可能選擇一次原動機，因為自動打印機體積本身不會很大，如果選用一次原動機，將大大增大其體積，而且需要經常購買燃料或自己制造動力，這樣就會增加成本。根據總功能的要求，選擇轉動原動機。自動打印機打印的一般是紙制產品，不宜選擇油類和氣類電動機，否則會污染產品，而且電動機工作可靠、操作簡便、維修方便。根據綜上所訴，自動打印機應選擇電動機。2.22.2 電動機的型號選擇電動機的型號選擇 電動機型號的選擇需考慮到電動機的機械特性和工作制度與工作相匹配，考慮到工作機對電動機提出的起動、過載、運轉平穩性、調速和控制等方面的要求。電動機型號的選擇主要是容量、功率和轉速的選擇。機械原理課程設計鐵

8、板輸送機設計6電動機的容量選得合適與否，對電動機的工作和經濟性都有影響。當容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運行，其效率和功率的因數都較低，造成浪費。電機的容量的主要由電動機的運行時的發熱情況決定，而發熱又由其工作情況決定。電動機的工作情況一般分為兩類：） 、用于長期連續運轉、載荷不變的或很少變化的、在常溫下工作的電動機（如用于連續輸送機械電動機） ，選擇這類電動機的容量，只需要使電動機的負載不超過其額定的值，電動機便不會過熱。2 ） 、用于變載荷下長期運行的電動機、短時運行的

9、電動機（工作時間短、停歇時間長）和重復短時運行的電動機（工作時間和停歇時間都不長） ，其中容量選擇按等效率法計算，并校核過載能力和啟動轉速。額定功率相同的同類型電動機有若干種轉速可供設計選用。電動機轉速越高，則磁極越少，尺寸及重量越少，一般說價格也越低，但上由于所選用的電動機轉速越高，當工作機械低速時，減速傳動所需傳動裝置的總傳動比必然增大，傳動級數增多，尺寸及重量增大，從而使傳動裝置的成本增加。因此確定電動機轉速時應同時兼顧電動機及傳動裝置兩者加以綜合分析比較確定。 由于平壓模切機電機轉速為 1450r/min,并且電機輸出功率 Pw=Pd/y, Pd=FV/1000y KW.其中 F 為工

10、作阻力，單位 N。 ， V 為工作機線速度，單位 M/S Y 為工作機的效率。所以根據電機轉速和輸出效率，應選 Y160M4 三項異步電動機。額定功率為 11 KW，轉速 1450 r/min.機械原理課程設計鐵板輸送機設計7第第 3 3 章章 傳動機構的設計傳動機構的設計3.13.1 傳動機構方案設計傳動機構方案設計機械系統中的傳動裝置是指把原動機輸出的機械能傳遞給執行機構并兼實現能量的分配、轉速的改變和運動形式的改變等作用的中間裝置。在這里，我們采用帶傳動。1.該設計中傳動裝置應具備以下作用及性能：把原動機輸出的速度降低，以適應執行機構的需要。可以起到變速傳動。把原動機輸出的轉矩變換為執行

11、機構所需的轉矩或力。把原動機輸出的等速回轉運動轉變為執行機構所要求的，其速度按一定的規律變化。實現由一個或多個動力機驅動若干個速度相同或不同的執行機構。由于機體的外形、尺寸的限制，以及為了安全和操作方便，執行機構與原動機也需要傳動裝置來連接。2.傳動類型的選擇機械傳動類型的選擇關系到整個機械系統的運動方案設計，機器工作性能、可靠性、尺寸、質量和成本，只有通過多中方案的分析比較，才能較合理地選用傳動的類型，選擇時可以根據下列依據：工作機的性能和工況。原動機的機械特性和調速性能。對機械傳動系統的尺寸、質量和布局，上的要求。工作環境的限制。經濟性。操作方式和控制方式。機械原理課程設計鐵板輸送機設計8

12、第第 4 4 章章 執行機構選擇執行機構選擇4.14.1 間歇送料機構的選擇間歇送料機構的選擇方案方案 a:a:連桿機構圖 4. 1方案方案 b b：凸輪機構機械原理課程設計鐵板輸送機設計9圖 4. 24.24.2 形態學矩陣形態學矩陣方案 1 表 4-1功能元分解功能元123減速 1帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動減速 2帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動送料夾持器間歇往復移動凸輪機構連桿機構鉸鏈四桿機構+連桿曲線間歇擺動機構定位桿間歇往復移動凸輪機構連桿機構凸輪+連桿機構方案 2 表 42功能元分解功能元123減速 1帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動機械原理課程設計鐵板輸送機設計10減速 2帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動輸送滾間

13、歇單向滾動送料槽輪機構凸輪機構連桿機構+內齒合行星輪間歇機構輸送滾間歇停止定位槽輪機構凸輪機構連桿機構+內齒合行星輪間歇機構第第 5 5 章章 機械運動系統方案的擬定機械運動系統方案的擬定5.15.1 擬定的方案擬定的方案方案一：由電動機帶動桿構繞定軸轉動，到一定的時候停歇來進行剪切。機械原理課程設計鐵板輸送機設計11圖 5 1方案二：運動方案簡圖如圖 52 所示，2-3-4-H 組成兩自由度的差動輪系，內齒輪 4 和輸送滾一起作為輸出構件。除 H 作為運動輸入構件外，還可以取 2 或 3 作勻速運動輸入，另一構4件 H 作連續非勻速運動輸入，則總可以使構件 4 在某段時間的角速度為零。該機構

14、采用齒輪1 向齒輪 2 傳送勻速運動，同時 1 通過曲柄搖桿機構 ABCD 將變速運動傳輸送給系桿 H，這種構件可使 4 的近似停歇角大于 20 度。機械原理課程設計鐵板輸送機設計12圖 5 2第第 6 6 章章 機構運動循環圖機構運動循環圖6.16.1 運動循環圖的確定運動循環圖的確定機械系統為了實現所需要的功能，通常有不只一個執行構件，這些執行構件的運動必須按一定的時間順序進行。否則會出現執行構件相互干涉，發生打架事件。所以必須進行機構機械原理課程設計鐵板輸送機設計13的協調設計，即畫出機構的運動循環圖。運動循環圖的表示方法有三種：直線式運動循環圖、同心圓式運動循環圖、直角坐標運動循環圖。

15、其表示方法和優缺點如下表 61：表 616.26.2 運動循環圖的繪制運動循環圖的繪制 根據工藝動作順序和協調要求擬訂運動循環圖 根據圖 5-2，因該方案中輸送滾既能起到輸送鐵板又能固定鐵板的作用，所以只要協調好該輸送滾的轉動與靜止的時間，根據設計要求（剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的1/15要求鐵板停歇時間不超過剪斷工藝時間的 1.5 倍，以保證有較高的生產率） ，畫出如下運動循環圖。類別表示方法優缺點直線式（矩形循環圖）將運動循環的各運動區段的時間和順序按比例繪在直線坐標軸上。能清楚地表示整個運動循環內各執行機構的執行構件行程之間的相互順序和時間（或轉角）的關系，繪制比較簡單。執行構件的

16、運動規律無法顯示，直觀性差。同心圓式將運動循環的各運動區段的時間和順序按比例繪在圓形坐標上。直觀性強，可以直接看出各執行機構原動件在分配軸上所處的相位。便于各機構設計、安裝、調試。執行機構較多時，由于同心圓太多看起來不清楚。直角坐標式將運動循環圖的各運動區段的時間和順序按比例繪在直角坐標軸上，實際上它是執行構件的位移線圖。只不過為了簡明起見，各區段之間都用直線相連。直觀最強，能清楚地看到各執行機構的運動狀態及起迄時間。有利于指導執行機構的幾何尺寸設計。機械原理課程設計鐵板輸送機設計14圖 6 1第第 7 7 章章 機構的運動學及動力學尺度設計計算機構的運動學及動力學尺度設計計算7.17.1 尺

17、寸計算尺寸計算參照圖 5-2，根據設計要求。設鐵板輸送周期為 T（即主動輪 1 轉一周的時間）.機械原理課程設計鐵板輸送機設計15基礎機構：齒輪 2、3、4 及系桿 H 組成的自由度為 2 的差動輪系附加機構：齒輪機構 1、2 和曲柄搖桿機構 ABCD齒輪 1 和桿 AB 固結在一起，桿 CD 與系桿 H 是一個構件。在主動曲柄 AB（齒輪 1）等速轉動一周的時間內，從動齒輪 4 按下述規律運動：當曲柄開始轉過時，齒輪 4 停歇不動，以等待剪切機構將鐵板剪斷；在主動曲柄轉過一周中其余角度時，輸出構件 4 轉過，這時剛好將鐵板輸送到所要求的長度。且為了提高傳動的效率，要求四桿機構的最小傳動角大于

18、。在齒輪 2、3、4 及系桿 H 組成的差動輪系中：則 在齒輪 1、2 組成的定軸輪系中：故 或 上式可見：齒輪 4 的輸出運動為構件 1 和系桿 H 的運動之合成。欲使主動齒輪 1 從某瞬時開始轉過時構件 4 能產生停歇，則應令，即滿足：機械原理課程設計鐵板輸送機設計16此式反映了該組合機構中四桿機構的主、從動桿之間的傳動關系。欲使從動齒輪 4 能實現停歇，就必須設計出一個能滿足上式的曲柄搖桿機構。該組合機構的設計步驟如下：確定齒數和將上式兩邊積分后得：今要求當齒輪 1 轉一周時，齒輪 4 轉，因此：選取 則 確定齒數和假定齒輪 2 固定不動，差動輪系就變成了以系桿 H 為輸入構件，中心輪

19、4 為輸出構件的行星輪系了。則 得 機械原理課程設計鐵板輸送機設計17確定曲柄搖桿機構的尺寸今選取 得 由同心條件得 得 曲柄搖桿機構需同時滿足三個條件：曲柄 AB 轉過期間內，每一瞬時主、從動件要滿足公式 主動桿 AB 能做整周回轉最小傳動角大于 由上述計算可得構件 4 的近似停歇角約為 24 度，剛剪斷工藝所需時間約為鐵板輸送周期的1/15，所心符合要求。機械原理課程設計鐵板輸送機設計18第第 8 8 章章 機械運動方案評價機械運動方案評價8.18.1 評價方案表評價方案表方案 1： 表 8-1序號評價項目評價等級評價分數1功能目標完成情況很好好較好不太好不好62工作原理的先進性先進較先進一般低43系統的工作效率高較高一般低64系統機械傳動的精度高較高一般低65系統的復雜程度簡單較復雜復雜56系統方案的使用性使用一般不使用57系統方案的可靠性可靠較可靠一般不可靠88系