块状物品推送机的机构综合与结构设计

机电工程学院

《块状物品推送机课程设计》

说明书

课题名称： 块状物品推送机的机构综合与结构设计

学生姓名： 韩建昕 学号： 专 业： 成 绩： 指导教师签字：

2013年 12月

21日

目 录

1 设计题目及其要求 ....................................................................................................................... 2 2 题目分析 ....................................................................................................................................... 2 3 设计............................................................................................................................................... 4

3.1******* ............................................................................................. 错误！未定义书签。 3.2****** ............................................................................................... 错误！未定义书签。 4 负载图和速度图 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 。。。。。。。。。。 ................................................................................................... 错误！未定义书签。 6 总结............................................................................................................................................. 13

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设计内容

计算说明

结论

1 设计题目及其要求一、 设计题目 在自动包裹机的包装作业过程中，经常需 要将物品从前一工序转送到下一工序。 现要求设 计一用于糖果、香皂等包裹机中的物品推送机， 将块状物品从一位置向上推送到所需的另一位 置，如图 6-2 所示。 二、设计数据与要求 1. 2. 向上推送距离 H=80mm,生产率为每 分钟推送物品 100 件； 推送机的原动机为同步转速为 3000 转/分的三相交流电动机，通过减速装 置带动执行机构主动件等速转动； 3. 由物品处于最低位置时开始，当执行机构主动件转过 1500 时，推杆从 最低位置运动到最高位置；当主动件再转过 1200 时，推杆从最高位置 又回到最低位置；最后当主动件再转过 900 时，推杆在最低位置停留不 动； 4. 图2 设推杆在上升运动过程中，推杆所受的物品重力和摩擦力为常数，其 值为 500N;设推杆在下降运动过程中，推杆所受的摩擦力为常数，其 值为 100N; 5. 6. 图 6-2 推送机工作要求 使用寿命 10 年，每年 300 工作日，每日工作 16 小时； 在满足行程的条件下，要求推送机的效率高(推程最大压力角小于 350),结构紧凑，振动噪声小 三、设计任务 1. 至少提出三种运动方案， 然后进行方案分析评比， 选出一种运动方案进 行机构

综合； 2. 确定电动机的功率与满载转速； 3. 设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制推送机的机构运动简图； 4. 在假设电动机等速运动的条件下， 绘制推杆在一个运动周期中位移、 速 度和加速度变化曲线； 5. 如果希望执行机构主动件的速度波动系数小于 3%,求应在执行机构主 动件轴上加多大转动惯量的飞轮； 6. 进行推送机减速系统的结构设计，绘制其装配图和两张零件图； 7. 编写课程设计说明书

2 题目分析方案一：连杆机构 图 1 所示的连杆机构由曲柄摇杆机构 ABCD 与曲柄滑块机构 GHK 通过连杆 EF 相联组合而成。连杆 BC 上 E 点的2

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轨迹，在 部分近似呈以 F 点为圆心的圆弧形，因此，杆 FG 在图 示位置有一段时间实现近似停歇。

图1 方案二：凸轮机构 图 2 所示的凸轮机构，由凸轮、从动件、和 机架三个基本构件组成，能使从动件获得较复杂的动动规律，因为从 动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时只根据从动件的 运动规律来设计轮廓曲线就可以了。

图2 由于物品从低处运动至最高处，且有较大的停歇角，故选择方案二。

其传送机构简图如上

3

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3 设计

1、减速系统的设计本机构原动件为一高速电动机，其同步转速为 3000r/min,但我们所需 要的是转速是 100r/min,所以要减速， 对于减速装置我们采用的是皮带 加齿轮的方法。第一级降速是用皮带减速，减为 500r/min,第二级采用 齿轮减速至 100r/min.

2、电动机的选择根据设计要求，所选用的电动机型号为 Y90S-2,额定功率为 1.5KW,转 速为 2840r/min 总传动比为

i总=

2840 =28 .4 100

分配传动比，采用二级减速器，第一级减至 500r/min,第二级减至 100r/min,故选择传动比分别为 5.68 和 5

3、带轮的选择1、设计功率

PC K A P

P 1.5kw

K A 1.1

P C 1.5 1.1 1.65kw2、选择 V 带型号根据计算功率及小带轮转速选择 Z 型 V 带

3、确定小带轮基准直径 d1 和 d 2

d1 50 mmd2 =

n1 (1 ) = 2840 50 (1 0.02) 278 .32 mm d1 500 n2

选取标准值 d 2 280 mm

v

d1n160 1000

7.4m / s

4

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5m / s V 25m / s 故符合要求

4、 确定中心距 a 和 v 带的基准长度 L d初定中心距

0.7 (d1 d 2) a 0 2(d1 d 2)

231mm a 0 660 mm选择 a 0 600 mm V 带基准长度 L d 2 a 0

2

(d1 d 2

( ) ) d 2 d14 600

2

2 3.14 (280 50) (280 50) = 2 60 2 4 600 =1740 mm

选取接近基准长度 L d 1800 mm

K c 1 .1

5、实际中心距

a a 0 (Ld

L d ) / 2 630 mm0

230 mm a 660 mm故 a 630 mm

6、小带轮包角

d d =180 - 2 2 1 57.3 159

k 0.946

120 符合要求7、确定 V 带根数 Z

P1 3.8kw

P1 0.8kw

P c 1.65 5.5 Z [ P 0] ( P1 P1)取Z 5

5

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8、确定初拉力 F 0

F0

500P C ( 2.5 1) q 2 53 .6 N v 2v K

9、计算作用在带轮轴上的压力 F Q

F Q 2Z F 0 sin158 526 N4、齿轮的选择传递的功率为 P1 1.5kw 小齿轮转速为 500r / min 传动比为 5

1、 确定材料及许用应力小齿轮用 45 钢调质，齿面硬度为 197-286Mpa

Hlim1 580 Mpa Hlim1 380 Mpa取 SH=1.25, SF=1.6

Flim1 440 Mpa

大齿轮用 45 钢正火，齿面硬度为 156-217Mpa

Hlim 2 310 Mpa

[ H 1] [ H 2] [ F1] [ F 2]

Hlim1 580 464 MpaSH 1.25

Hlim 2 380 304 MpaSH 1.25

Flim1 440 275 MpaSF 1. 6

Flm 2 310 194 MpaSF 1.6

2、 按齿面接触疲劳强度设计该齿轮按 8 级精度制造，载荷系数 K=1 小齿轮上转矩为 T 1 9.55 106 取 Z E 189 .8 齿宽系数 d 1

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