机械原理课程设计说明书.docx
- 文档编号:13849160
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:224.52KB
机械原理课程设计说明书.docx
《机械原理课程设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械原理课程设计说明书.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
机械原理课程设计说明书
机械原理
课程设计说明书
学院:
机械学院
专业:
机械设计制造及其自动化
班级:
机设c111
学生姓名:
指导教师:
张换高
2013年6月30日
河北工业大学城市学院
《机械原理》课程设计任务书
一、设计题目:
糕点切片机
1、工作原理及工艺动作过程
糕点先成型(如长方体、圆柱体等)经切片后再烘干。
糕点切片机要求实现两个执行动作:
糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。
通过两者的动作配合进行切片。
改变直线间歇移动速度或每次间隔的输送距离,以满足糕点不同切片厚度的需要。
2、原始数据及设计要求
1)糕点厚度。
10~20mm。
2)糕点切片长度(亦即切片的高)范围。
5~80mm。
3)切刀切片时最大作用距离(亦即切片的宽度方向)300mm。
4)切刀工作节拍。
40次/min。
5)生产阻力很小。
要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。
6)电动机可选用0.55kw(或0.75kw)、1390/min。
3、设计方案提示
1)切削速度较大时,切片刀口会整齐平滑,因此切刀运动方案的选择很关健,切口机构应力求简单适用、运动灵活和运动空间尺寸紧凑等。
2)直线间歇运动机构如何满足切片长度尺寸的变化要求,是需要认真考虑的。
调整机构必须简单可靠,操作方便。
是采用调速方案,还是采用调距离方案,或者采用其它调整方案,均应对方案进行定性的分析比较。
3)间歇运动机构必须与切刀运动机构工作协调,即全部送进运动应在切刀返回过程中完成。
需要注意的是,切口有一定的长度(即高度),输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行,但输送机构的返回运动则可与切刀的工作行程运动在时间上有一段重叠,以利提高生产率,在设计机器工作循环图时,就应按上述要求来选取间歇运动机构的设计参数。
4、设计任务
1)根据工艺运动作顺序和协调要求拟定运动循环图;
2)进行间歇运动机构和切口机构的选型,实现上述动作要求;
3)机械运动方案的评定和选择;4)根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案;5)画出机械运动方案简图(机械运动示意图);
6)对机械传动系统和执行机构进行尺度设计。
目录
一.设计任务…………………………………………………4
二.方案设计的构思…………………………………………5
三.减速系统设计……………………………………………6
四.执行系统设计……………………………………………7
5.优缺点…………………………………………………12
6.整体布局………………………………………………13
附方案二…………………………………………………14
一设计任务
(一)设计题目:
糕点切片机
(二)工作原理及工艺的动作过程
如结构示意图所示,电动机经皮带和齿轮系减速后,达到40转/分。
再用棘轮机构连接一皮带组成糕点的进给机构,并满足间歇运动的要求。
同时通过另外一组皮带轮带动转动导杆机构,实现糕点的切片。
间歇运动机构与切刀运动机构工作协调。
由于每一次切的过程都一样,从而使每一片糕点的大小都一样。
而通过改变进给的距离,可调整切片的厚度。
图-1糕点切片机结构示意图
1.电动机2.皮带轮13.齿轮14.齿轮25.齿轮36.齿轮47.皮带轮28.棘轮9.传送带10.皮带轮311.四杆机构12.切刀13.传送轮
(三)机构的一些尺寸
糕点规格:
长5~80mm
宽<300mm
厚10~20mm
切刀工作节拍:
40次/分
电动机转速:
1390r/min
主要设计要求是:
(1)通过调整进给的距离,达到切出不同厚度糕点的需要。
(2)要确保进给机构与切片机构协调工作,全部送进运动应在切刀返回过程中完成,输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。
二方案设计的构思
1.开始构思方案时,考虑到在以后的生活和生产中,自动化是必然的趋势,因此设计的机构要尽量满足自动化的要求。
此机构的运作是切糕点与送糕点,切的时候糕点不能动,没有切的时候,糕点要运动并前进一定的距离到达指定位置.为了实现切的动作,我们采用摆动导杆结构,通过曲柄的回转带动切刀的上下切割运动,而且其机构简单,加工制造方便,能减少生产成本。
2.对于蛋糕的传送,既要满足间歇运动的要求,又能通过改变进给距离而切出不同厚度的糕点。
经过查资料后,我们选择了棘轮机构。
用棘轮机构可以方便的实现改变切片的厚度。
且棘轮机构设计加工简单,改变切片的长度时操作方便。
所以机构的总体方案就这么大概的定下来了.
三减速系统设计
本机构原动件为一高速电机,其转速为1390r/min,但我们所需要的转速是40r/min,所以要减速。
对于减速装置我们采用皮带加齿轮的方法。
第一级降速是用皮带减速,减为240r/min。
第二级是用齿轮减为40r/min。
两传动机构设计分析如下:
(一)皮带传动设计:
皮带传动设计主要是采用两个半径不相同的皮带轮实现。
由于皮带上线速度相等,由r1*v1=r2*v2,
1390*r1=240*r2;
r1/r2=24/139图-2一级减速机构
由此令电机上皮带轮直径大小r1=24mm;则另一端皮带轮半径大小r2=139mm。
传动比i=139/24.
(二)齿轮系的设计:
经皮带减速后的转速为240r/min,而我们所要的转速为40r/min。
因此还需要的传动比为6/1选用的齿轮为标准齿轮。
m=4;
Z3=20。
Z4=40.Z5=20Z6=60
传动比i=6/1。
名称
齿数
模数
分度圆
齿轮z3
20
4mm
80mm
齿轮z4
40
4mm
160mm
齿轮z5
20
4mm
80mm
齿轮z6
60
4mm
240mm
图-3二级减速机构
四执行系统机构设计
执行机构分两个,第一个为转动导杆机构,第二个为棘轮机构,现分别介绍如下:
(1)转动导杆机构
主要是执行切刀的上下往复运动。
由于所切糕点的高度最大为80mm,所以切刀在80mm之上运动时,糕点才能运动。
为了给糕点足够的传送时间,设计刀的行程为160mm,切刀的长度为82mm.
设已知摇杆的长度
=120mm,摇杆摆角
。
假设极位夹角
。
设计步骤如下:
1.任选一固定铰链点
。
并按摇杆长度
和摆角
作出摇杆的两个极限位置
和
。
2.连接
、
,并过
做
的垂线
M。
3.作∠C1C2N=90°-θ,则直线
与
相交于
点。
直角三角形
中,
。
4.以C2P为直径作直角三角形
的外接圆,在圆弧
上任选一点
作为曲柄
的机架铰链点,并分别与
、
相连,则
。
5.由图可知,摇杆在两极限位置时曲柄和连杆共线,故有AC2=BC+AB和AC1=BC-AB。
解此两方程可得
由极位夹角设计出的曲柄摇杆机构
最后可以计算出:
AB=44mm、BC=164mm、固定铰链A、D的水平距离为104mm,竖直距离为60mm。
图-4转动导杆机构(带切刀)
(二)棘轮机构
棘轮机构主要是执行糕点的进给运动,每一次的运动距离就是所切糕点的长度。
为了更好的控制和改变这个长度,设棘轮每转动一定角度,糕点运动20mm,设棘轮共有24个齿,既每齿代表15度。
于是一共有四档,即20,40,60,80mm,也就是说棘轮转动15,30,45,60度。
选棘轮的模数m=4mm:
da=mz=96mm,h=0.75m=3mm,df=da-2f=50mm,
固联在棘轮上的皮带直径为30mm。
齿轮6与棘轮的回转中心的距离为462mm。
图-5曲柄摇杆棘轮机构
图-6棘轮机构示意图
图-7传送带机构示意图
整个机器的关键就在于切刀运动与糕点传送运动之间的协调
依据零件尺寸,作图计算得出:
推动棘轮的曲柄摇杆机构的θ=23°所以行程速比系数为:
k=1.29;又工作周期为1.5秒,则摇杆推程时间为:
0.65秒,回程时间为:
0.85秒.
因此,切刀在0.65秒的时间内不能接触糕点(最大高度为20mm),而在0.85秒的时间里切刀应完成切糕点的动作并离开糕点表面.即切刀在糕点外运动的时间应大于0.65秒.据此验证切刀的转动导杆机构的尺寸.计算得切刀在20mm以上的高度运动时间为0.67秒,满足设计要求.
五:
优缺点:
1.优点
●机器可在任何时候启动或停止,完成实现功能目标良好。
●此方案设计的机器结构简单紧凑,有利于实际应用。
●此方案稳定性高,而且能确保机构的运转精度。
●由于机构传动方案的复杂程度低,符合经济性设计目的。
2.缺点
此方案由于计算时简化了很多运动约束条件,还只是理论上的产物,如果通不过试验验证只是废品。
六:
整体布局
方案二:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械 原理 课程设计 说明书