摇摆式输送机设计说明书

机械原理课程设计说明书设计题目摇摆式输送机机械工程学院机械设计制造与其自动化专业机英1003班设计者指导老师：2012年7月8日星期日第一章课程设计目的及任务…………………………………………3§1-1课程设计目的…………………………………………………3§1-2课程设计任务…………………………………………………4第二章摇摆式输送机设计过程………………………………………5§2-1工作原理………………………………………………………5§2-2设计要求及原始数据………………………………………5§2-3设计内容及工作量…………………………………………6§2-4其他设计方案…………………………………………………7§2-5利用图解法确定机构的运动尺寸……………………8§2-6连杆机构的运动分析……………………………………12⑴速度分析………………………………………………………12⑵加速度分析…………………………………………………13§2-7机构的动态静力分析……………………………………17第三章传动系综合………………………………………………………19§3-1电机的初步选择……………………………………………19§3-2V带的初步选择……………………………………………20第四章课程设计总结……………………………………………………22参考文献……………………………………………………………………..23摇摆式输送机工作原理摇摆式输送机是一种水平传送材料用的机械，由齿轮机构和六连杆机构等组成。如图1所示，电动机1通过传动装置2使曲柄4回转，再经过六连杆机构使输料槽9作往复移动，放置在槽上的物料10借助摩擦力随输料槽一起运动。物料的输送是利用机构在某些位置输料槽有相当大加速度，使物料在惯性力的作用下克服摩擦力而发生滑动，滑动的方向恒自左往右，从而达到输送物料的目的。1——电机2——传动装置3——执行机构图1摇摆式输送机示意图设计要求和原始数据设计要求：该布置要求电机轴与曲柄轴垂直，使用寿命为5年，每日二班制工作。输送机在工作过程中，载荷变化较大，允许曲柄转速偏差为±5%，六连杆执行机构的最小传动角不得小于40°，执行机构的传动效率按0.95计算，按小批量生产规模设计。原始数据：题号1物料的重量G(kg)2820曲柄转速n4(r/min)114行程速比系数K1.2位置角Φ1(°)60摇杆摆角角Φ2(°)60l(mm)225h(mm)360lCD(mm)260§2-3设计内容及工作量1、根据摇摆式输送机的工作原理，拟定2～3个其他形式的机构，画出机械系统传动简图，并对这些机构进行运动和动力分析。2、取0.61DBDCL。根据摇摆式运输机的工作原理。画出机械系统传动简图，并对这些机构进行运动和动力分析。3、用矢量方程图解法分析图示位置时滑块8的位移、速度、加速度及摇杆6的角速度和角加速度。4、机构的动态静力分析。物料对输料槽的摩擦系数f=0.35,设摩擦力的方向与速度的方向相反，求出曲柄最大平衡力矩和功率。5、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。一．其他设计方案以上两种机构的分析对比：图2-1为六杆机构，直接通过电动机带动曲柄滑块转动从而是连杆2摆动最终使滑块左右运动，从而达到输送货物的效果。其优点是成本比较低，结构简便，缺点是摩擦大，耗费能量多。图3-1是通过送料的往复运动我们用曲柄滑块机构实现，当输入构件等速转动时，输出构件带动滑块作往复移动，机构具有急回功能，但该方案不但设计计算比较复杂，滑块5和作平面复杂运动的连杆2和4的动平衡也比较困难。二、根据已知条件算出各杆件长度及曲柄中心点的位置1、利用作图法确定机构的运动尺寸根据原始数据，可求得mmllDCDB162.027.06.06.0，并作出摇杆的两个极限位置12DBDB、，利用公式180K-1)/K+1)（（，计算出10.19。选取一点P，使12BPB。P点的简单做法是做212()BMBB和1BN（与12BB成090）的交点。通过12,,PBB三点作圆。可知圆周上任取一点作为曲柄的轴心，机构的极位夹角均等于，此圆与直线GH的交点即为曲柄中心O。这样的位置有两个，可以验证以O＇为曲柄中心的传动角γ1小于040（最小传动角发生在曲柄与机架的两个共线位置，如下图所示），与要求相矛盾，故排除。由1OBl207.65mm，2l386.54mmOB可得：21OAll89.45mm2OBOBl21ll297.09mm2OBOBABl§2-6连杆机构的运动分析如下图所示，选取杆6与垂直线的夹角为30°时的位置,用图解法进行分析。根据原始数据要求，杆件4的转速min110rn，则其角速度4为：sradsrad52.116021104（一）、速度分析A点的线速度smsmA03.108945.052.11lOA4BAABvvv大小：？√？方向：⊥DB⊥OA⊥AB选取速度比例尺mmsm01.0，作速度分析图（如下图所示）可得：smsmpbB84.08401.0smsmabB32.03201.0A由此可得：杆5的角速度为：sradsradlAB08.129709.032.0BA5摇杆6的角速度为：sradsradlDB19.5162.084.0B6C点的速度为：smsmlDCC40.127.019.5678C78Cvvv大小：？√？方向：水平⊥DC垂直其中sm40.1CC7。选取速度比例尺mmsm01.0，作速度分析图（如下图所示）可得：smsm70.07001.07C8smsm21.112101.08（二）、加速度分析A点的加速度为：22224A87.1108945.052.11smsmlaOAB点相对于D点的法向加速度为：2222636.4162.019.5smsmlaDBnBDB点相对于A点的法向加速度为：2222535.029709.008.1smsmlaABnBABAnBAABDnBDDBaaaaaaa大小：0√？√√？方向：B→D⊥DBA→OB→A⊥AB选取加速度比例尺mmsma21.0，作加速度分析图（如上图所示）可得：2247.127.1241.0smsmaB22BD68.118.1161.0smsma由此可得：摇杆6的角加速度为：22BD610.72162.068.11sradsradlaDBC点的加速度为：2222627.727.019.5smsmlaDCCrC78kC787C8aaaa大小：？√√？方向：水平C→D水平垂直其中2CC727.7smaa，22C786kC7827.770.019.522smsma选取加速度比例尺mmsma21.0，作加速度分析图（如上图所示）可得：22863.33.361.0smsma3、已知各杆件长度及各固定点相对位置，用solidworks作图仿真。三维图：仿真的初始位置，即摇杆竖直的时候。由曲柄的转速为114n/min=1.9n/sec得，机构运动的周期为1/1.9=0.526sec。设置仿真时间为0.6秒钟，帧数为30。仿真结果：摇杆-6摇杆-6推杆-8推杆-8角速度(deg/sec)(deg/sec**2)(mm/sec)(mm/sec**2)帧数时间10.000429.661945.951949.718840.1720.020444.42-716.641993.03-5604.6730.040393.85-4392.131706.41-22682.3740.060273.99-7287.801135.16-32619.7050.080118.19-7888.07473.50-32120.2760.100-29.00-6635.07-115.26-26400.5170.120-143.61-4816.87-580.24-20205.9080.140-223.07-3187.99-929.33-14843.7090.160-273.60-1923.22-1178.44-10149.86100.180-302.05-964.57-1337.86-5843.56110.200-313.57-214.83-1414.12-1833.92120.220-311.52402.76-1413.621813.38130.240-298.02934.92-1344.954955.31140.260-274.551401.16-1219.797440.63150.280-242.421799.94-1052.409169.33160.300-203.092118.14-858.0910141.13170.320-158.312344.39-651.0010479.81180.340-109.912482.24-441.5910417.48190.360-59.462555.87-235.0510241.81200.380-7.842605.30-30.7910233.17210.40044.892674.73176.9410621.35220.42099.532800.39397.7811563.83230.440157.402998.55643.5713111.46240.460219.823246.80925.2615096.33250.480286.973444.751246.1116852.13260.500355.663343.111587.1816736.14270.520415.622475.021883.9111865.40280.540445.72282.722011.63-362.55290.560417.88-3211.191833.97-17609.72300.580317.92-6584.281335.69-30688.06310.600168.34-7955.85679.97-33158.66机构的动态静力分析用Solidworks模拟，在物料与输料糟之间加一个相互作用力，代替物料的重力，此力F=MG=28200N。再加个摩擦系数f=0.35,仿真可得：由图可知：曲柄上受的最大力F=25972N。则最大平衡力距max259720.0701051820.77/OAMFlNmNm最大功率max41820.77/11.94/21739.96PMNmradsW第三章传动系综合图3—1初步确定传动系统总体方案如图4—1所示。选择V带传动和二级减速器(锥齿轮-斜齿轮)。传动装置的总效率：h＝1h2h3h4h25h＝0.94×0.98×0.98×0.98×0.99＝0.867；1h为V带的效率，2h为轴承1的效率，3h为第一对轴承的效率，4h为第二对轴承的效率，5h为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为6级精度，稀油润滑）。§4-1电机的初步选择电动机所需工作功率为：Pd＝Pw/h＝38/0.867＝43.83kw。执行机构的曲柄转速为n＝114r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1＝2～4，一级圆锥齿轮减速器的传动比i2=2～4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i3＝1～8，则总传动比合理范围为i＝4～128，电动机转速的可选范围为n'＝i×n＝（4～128）×114＝456～14592r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y2—280S—6的三相异步电动机，额定功率为45kW，额定电流85.9A，满载转速n0＝980r/min，同步转速1000r/min。传动装置的总传动比和传动比分配如下：(1)总传动比由选定的电动机满载转速n0和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为i＝n0/n＝980/114＝8.6。(2)传