搖擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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1、 機(jī)械原理課?程設(shè)計(jì)說(shuō)明?書(shū) 題目： 搖擺式輸送?機(jī) 學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)?院 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 張日紅 2010 年 7 月 15 日 目 錄 第一章 機(jī)械原理課?程設(shè)計(jì)前言? 2 §1-1 課程設(shè)計(jì)的?目的 3 §1-2 課程設(shè)計(jì)的?任務(wù) 3 第二章:搖擺式輸送?機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程? 4 §2-1 工作原理 4 §2-2 設(shè)計(jì)要求和?原始數(shù)據(jù) 5 §2-3 設(shè)計(jì)內(nèi)

2、容及?工作量 6 §2-4 其他設(shè)計(jì)方?案 6 §2-5 利用作圖法?確定機(jī)構(gòu)的?運(yùn)動(dòng)尺寸 7 §2-6 連桿機(jī)構(gòu)的?運(yùn)動(dòng)分析 9 （一）、速度分析 10 （二）、加速度分析? 12 §2-7 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)?靜力分析 16 §2-8 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣?量的確定 17 第三章:課程設(shè)計(jì)總?結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 21 第一章 機(jī)械原理課?程設(shè)計(jì)前言? 機(jī)械原理是?一門(mén)以機(jī)器?和機(jī)構(gòu)為研?究對(duì)象的學(xué)?科。機(jī)械原理課?程設(shè)計(jì)是使?學(xué)生較全面?的、系統(tǒng)鞏固和?加深機(jī)械原?理課程的基?本原理和方?法的重要環(huán)?節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生?“初步具有確?定機(jī)械運(yùn)動(dòng)?方案，分析和

3、設(shè)計(jì)?機(jī)械的能力?”及“開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能?力”的一種手段?。我們將從機(jī)?構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)?以及機(jī)器的?動(dòng)力學(xué)入手?，研究機(jī)構(gòu)運(yùn)?動(dòng)的確定性?和可能性，并進(jìn)一步討?論的組成原?理，從幾何的觀(guān)?點(diǎn)來(lái)研究機(jī)?構(gòu)各點(diǎn)的軌?跡、位移、速度和加速?度的求法，以及按已知?條件來(lái)設(shè)計(jì)?新的機(jī)構(gòu)的?方法。 機(jī)械原理課?程設(shè)計(jì)所研?究的問(wèn)題又?可歸納為二?類(lèi)： （1）、根據(jù)已有的?機(jī)構(gòu)和主要?參數(shù)來(lái)分析?該機(jī)構(gòu)和所?組成機(jī)構(gòu)的?各種特性，即結(jié)構(gòu)分析?，運(yùn)動(dòng)分析。 （2）、根據(jù)預(yù)期的?各種特性來(lái)?確定新的機(jī)?構(gòu)的形式，結(jié)構(gòu)和參數(shù)?，即機(jī)構(gòu)的設(shè)?計(jì)問(wèn)題，如機(jī)構(gòu)的運(yùn)?動(dòng)設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)的平衡?設(shè)計(jì)以及速?度的調(diào)節(jié)。 電子計(jì)算機(jī)?

4、的應(yīng)用為此?次課程設(shè)計(jì)?提供方便，我們可以利?用Auto?CAD作圖?，Solid?Works?建模并仿真?，從而能看到?機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)?。 §1-1 課程設(shè)計(jì)的?目的 機(jī)械原理課?程設(shè)計(jì)是高?等工業(yè)學(xué)校?機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)?學(xué)生第一次?較全面的機(jī)?械運(yùn)動(dòng)學(xué)和?動(dòng)力學(xué)分析?的訓(xùn)練，是機(jī)械原理?課程的一個(gè)?重要的實(shí)踐?性教學(xué)環(huán)節(jié)?。其目的是： （1）、進(jìn)一步加深?學(xué)生所學(xué)的?理論知識(shí)。 （2）、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)?立解決有關(guān)?本課程實(shí)際?問(wèn)題的能力?，使學(xué)生對(duì)于?機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)?和動(dòng)力學(xué)的?分析與設(shè)計(jì)?有一較完整?的概念。 （3）、通過(guò)對(duì)具體?問(wèn)題的分析?、計(jì)算、制圖、技術(shù)資料的?使用，電算程序的?編制及計(jì)

5、算?機(jī)使用等各?環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)?立分析問(wèn)題?和解決問(wèn)題?的工程技術(shù)?能力。 §1-2 課程設(shè)計(jì)的?任務(wù) 機(jī)械原理課?程設(shè)計(jì)的任?務(wù)是對(duì)機(jī)器?的主體機(jī)構(gòu)?進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分?析、動(dòng)態(tài)靜力分?析，求出所有的?運(yùn)動(dòng)副反力?及平衡力矩?。要求學(xué)生根?據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)?，繪制必要的?圖紙（或編制計(jì)算?程序），編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)?算說(shuō)明書(shū)。 要達(dá)到課程?設(shè)計(jì)的目的?，必須配以課?程設(shè)計(jì)的具?體任務(wù)：按照選定的?機(jī)械總功能?要求，分解成分功?能，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的?選型與組合?；設(shè)計(jì)該機(jī)械?系統(tǒng)的幾種?運(yùn)動(dòng)方案，對(duì)各運(yùn)動(dòng)方?案進(jìn)行對(duì)比?和選擇；對(duì)選定方案?中的機(jī)構(gòu)——連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)，其他常用機(jī)?構(gòu)，組合機(jī)構(gòu)等?進(jìn)

6、行運(yùn)動(dòng)分?析與參數(shù)設(shè)?計(jì)；通過(guò)計(jì)算機(jī)?編程，將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)?循環(huán)圖在計(jì)?算機(jī)屏幕上?動(dòng)態(tài)地顯示?出來(lái)，并給出相應(yīng)?的運(yùn)動(dòng)參數(shù)?值。 第二章:搖擺式輸送?機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程? §2-1 工作原理 搖擺式輸送?機(jī)是一種水?平傳送材料?用的機(jī)械，由齒輪機(jī)構(gòu)?和六連桿機(jī)?構(gòu)等組成。如圖1所示?，電動(dòng)機(jī)1通?過(guò)傳動(dòng)裝置?2使曲柄4?回轉(zhuǎn)，再經(jīng)過(guò)六連?桿機(jī)構(gòu)使輸?料槽9作往?復(fù)移動(dòng)，放置在槽上?的物料10?借助摩擦力?隨輸料槽一?起運(yùn)動(dòng)。物料的輸送?是利用機(jī)構(gòu)?在某些位置?輸料槽有相?當(dāng)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(dòng)，滑動(dòng)的方向?恒自左往右?，從而達(dá)到輸?送物料的目?的。

7、 1——電機(jī) 2——傳動(dòng)裝置 3——執(zhí)行機(jī)構(gòu) 圖1搖擺式?輸送機(jī)示意?圖 §2-2 設(shè)計(jì)要求和?原始數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)要求： 該布置要求?電機(jī)軸與曲?柄軸垂直，使用壽命為?5年，每日二班制?工作。輸送機(jī)在工?作過(guò)程中，載荷變化較?大，允許曲柄轉(zhuǎn)?速偏差為±5%，六連桿執(zhí)行?機(jī)構(gòu)的最小?傳動(dòng)角不得?小于40°，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的?傳動(dòng)效率按?0.95計(jì)算，按小批量生?產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)?。 原始數(shù)據(jù)： 題 號(hào) 1 物料的重量?G (kg) 3000 曲柄轉(zhuǎn)速n?4 (r/min) 110 行程速比系?數(shù)K 1.12 位置角 Φ1 (°) 60 搖桿擺角角?Φ2(

8、°) 70 l (mm) 280 h (mm) 360 lCD (mm) 270 §2-3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及?工作量 1、 根據(jù)搖擺式?輸送機(jī)的工?作原理，擬定2～3個(gè)其他形?式的機(jī)構(gòu)，畫(huà)出機(jī)械系?統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖?，并對(duì)這些機(jī)?構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)?和動(dòng)力分析?。 2、 根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)?據(jù)確定六桿?機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)?尺寸，取lDB=0.6lDC。要求用圖解?法設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)結(jié)?果和步驟寫(xiě)?在設(shè)計(jì)說(shuō)明?書(shū)中。 3、 連桿機(jī)構(gòu)的?運(yùn)動(dòng)分析。將連桿機(jī)構(gòu)?放在直角坐?標(biāo)系下，分析出滑塊?8的位移、速度、加速度及搖?桿6的角速?度和角加速?度，作出運(yùn)動(dòng)曲?線(xiàn)，并打印上述?各曲線(xiàn)圖。 4、 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)?

9、靜力分析。物料對(duì)輸料?槽的摩擦系?數(shù)f =0.35, 設(shè)摩擦力的?方向與速度?的方向相反?，求出外加力?大小，求出曲柄最?大平衡力矩?和功率。 5、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)?明書(shū)一份。應(yīng)包括設(shè)計(jì)?任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)?程等。 §2-4 其他設(shè)計(jì)方?案 圖2-1 圖3-1 以上兩種機(jī)?構(gòu)的分析對(duì)?比：圖2-1為六桿機(jī)?構(gòu)，直接通過(guò)電?動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲?柄滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)?從而是連桿?2擺動(dòng)最終?使滑塊左右?運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到輸?送貨物的效?果。其優(yōu)點(diǎn)是成?本比較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是摩擦?大，耗費(fèi)能量多?。圖3-1是通過(guò)送?料的往復(fù)運(yùn)?動(dòng)我們用曲?柄滑塊機(jī)構(gòu)?實(shí)現(xiàn)，當(dāng)輸入構(gòu)件?等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)?，輸出構(gòu)件

10、帶?動(dòng)滑塊作往?復(fù)移動(dòng)，機(jī)構(gòu)具有急?回功能，但該方案不?但設(shè)計(jì)計(jì)算?比較復(fù)雜，滑塊5和作?平面復(fù)雜運(yùn)?動(dòng)的連桿2?和4的動(dòng)平?衡也比較困?難 。 §2-5 利用作圖法?確定機(jī)構(gòu)的?運(yùn)動(dòng)尺寸 根據(jù)原始數(shù)?據(jù)，可求得，并作出搖桿?的兩個(gè)極限?位置，利用公式，計(jì)算出。選取一點(diǎn)P?，使。P點(diǎn)的簡(jiǎn)單?做法是做和?（與成）的交點(diǎn)。通過(guò)三點(diǎn)作?圓?？芍獔A周上?任取一點(diǎn)作?為曲柄的軸?心，機(jī)構(gòu)的極位?夾角均等于?，此圓與直線(xiàn)?GH的交點(diǎn)?即為曲柄中?心O。這樣的位置?有兩個(gè)，可以驗(yàn)證以?O＇為曲柄中心?的傳動(dòng)角γ?1小于（最小傳動(dòng)角?發(fā)生在曲柄?與機(jī)架的兩?個(gè)共線(xiàn)位置?，如下圖所示?），與要求相矛?

11、盾，故排除。 由，可得： §2-6 連桿機(jī)構(gòu)的?運(yùn)動(dòng)分析 如下圖所示?，選取桿6與?垂直線(xiàn)的夾?角為30°時(shí)的位置,用圖解法進(jìn)?行分析。 根據(jù)原始數(shù)?據(jù)要求，桿件4的轉(zhuǎn)?速，則其角速度?為： （一）、速度分析 A點(diǎn)的線(xiàn)速?度 大?。?？ √ ？ 方向：⊥DB ⊥OA ⊥AB 選取速度比?例尺，作速度分析?圖（如下圖所示?）可得： 由此可得： 桿5的角速?度為： 搖桿6的角?速度為： C點(diǎn)的速度?為： 大小： ？ √ ？ 方向：水平 ⊥DC 垂直 其中。 選

12、取速度比?例尺，作速度分析?圖（如下圖所示?）可得： （二）、加速度分析? A點(diǎn)的加速?度為： B點(diǎn)相對(duì)于?D點(diǎn)的法向?加速度為： B點(diǎn)相對(duì)于?A點(diǎn)的法向?加速度為： 大?。? 0 √ ？ √ √ ？ 方向： B→D ⊥DB A→O B→A ⊥AB 選取加速度?比例尺，作加速度分?析圖（如上圖所示?）可得： 由此可得： 搖桿6的角?加速度為： C點(diǎn)的加速?度為： 大?。? ？ √ √

13、？ 方向： 水平 C→D 水平 垂直 其中， 選取加速度?比例尺，作加速度分?析圖（如上圖所示?）可得： 用Soli?dWork?s建模仿真?所得運(yùn)動(dòng)曲?線(xiàn)圖如下（機(jī)構(gòu)模型圖?見(jiàn)后面）： 推桿8的位?移曲線(xiàn)： 推桿8的速?度曲線(xiàn)： 推桿8的加?速度曲線(xiàn)： 搖桿6的角?速度曲線(xiàn)： 搖桿6的角?加速度曲線(xiàn)?： §2-7 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)?靜力分析 在物料上添?加一個(gè)摩擦?力，大小為： 方向?yàn)樗?向左。 此摩擦力在?0.26s內(nèi)為?10290?N，在0.26～0.545s內(nèi)?為0。 表達(dá)式為： IF(time-

14、0.26:10290?,10290?,0) 最大平衡力?矩為： 功率為： §2-8 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣?量的確定 首先，繪制平衡力?矩與角度的?曲線(xiàn)圖（如下圖所示?）： 把上圖的橫?坐標(biāo)等分為?51份，通過(guò)對(duì)平衡?力矩曲線(xiàn)的?積分求出阻?力功。 積分求法： 根據(jù)阻力功?等于驅(qū)動(dòng)功?，，繪出驅(qū)動(dòng)力?矩的曲線(xiàn)圖?： 把兩條曲線(xiàn)?的對(duì)應(yīng)力矩?值相減，得到下圖： 對(duì)差值曲線(xiàn)?的各段（共分為51?段）分別進(jìn)行積?分，得到盈虧功?圖： 選取盈虧功?曲線(xiàn)上最高?點(diǎn)和最低點(diǎn)?的值，作差，得到最大盈?虧功 根據(jù)曲柄的?長(zhǎng)度、寬度和厚度?，用Pro/

15、E的質(zhì)量屬?性進(jìn)行分析?可得： 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)?慣量為： 輸送機(jī)模型?圖： 第三章:課程設(shè)計(jì)總?結(jié) 作為一名機(jī)?械自動(dòng)化專(zhuān)?業(yè)的大二學(xué)?生，我覺(jué)得做機(jī)?械原理課程?設(shè)計(jì)是十分?有意義的，而且是十分?必要的。在已度過(guò)的?大學(xué)時(shí)間里?，我們大多數(shù)?接觸的是公?共和專(zhuān)業(yè)基?礎(chǔ)課，在課堂上掌?握的僅僅是?專(zhuān)業(yè)課的理?論知識(shí)，而做類(lèi)似的?課程設(shè)計(jì)就?為我們提供?了良好的實(shí)?踐平臺(tái)，使我們能把?所學(xué)的專(zhuān)業(yè)?基礎(chǔ)課理論?知識(shí)運(yùn)用到?實(shí)踐中去。 在做本次課?程設(shè)計(jì)的過(guò)?程中，我感觸最深?的當(dāng)屬用A?utoCA?D畫(huà)圖和用?Solid?Works?建模仿真。在制作過(guò)程?中，我對(duì)以前

16、學(xué)?過(guò)的技術(shù)更?加熟練，同時(shí)又學(xué)到?了更多的技?術(shù)。 兩周的課程?設(shè)計(jì)雖然已?經(jīng)結(jié)束了，但是從中學(xué)?到的知識(shí)會(huì)?讓我受益終?身。相信這次設(shè)?計(jì)帶給我們?的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)?習(xí)態(tài)度和一?絲不茍的科?學(xué)作風(fēng)將會(huì)?給我們未來(lái)?的工作和學(xué)?習(xí)打下一個(gè)?更堅(jiān)實(shí)的基?礎(chǔ)。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問(wèn)題和?實(shí)踐能力的?提高都會(huì)受?益于我在以?后的學(xué)習(xí)、工作和生活?中。? 參考文獻(xiàn) 1、機(jī)械設(shè)計(jì)課?程設(shè)計(jì)指導(dǎo)?書(shū) 龔溎義 羅圣國(guó) 李平林 張力乃 黃少顏 編 龔溎義 主編高等教?育出版社 1990年?4月第二版?機(jī)械設(shè)計(jì)課?程設(shè)計(jì)圖冊(cè)? 2、《機(jī)械原理》（第七版） 孫桓 陳作摸 葛文杰 主編 高等教育出?版社，2006.5 3、《機(jī)械原理課?程設(shè)計(jì)》 沈乃勛等編? 高等教育出?版社 公開(kāi)出版 1998年?。 4、《Solid?Works?及COSM?OSMot?ion機(jī)械?仿真設(shè)計(jì)》 張晉西 郭學(xué)琴 編著 清華大學(xué)出?版社，2007.1 5、《COSMO?S高級(jí)教程?：COSMO?SMOti?on》 葉修梓 陳超祥 主編 機(jī)械工業(yè)出?版社，2008.7 20