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网赚包装机推包机课程设计
- 2020-09-11 13:22-

  包装机推包机课程设计_工学_高等教育_教育专区。包装机推包机构 机械原理课程设计 说明书 课程设计题目:包装机推包机构 组员:毛梦月 宋敏 万郝斯佳 专业:飞行器制造与工程 班级:05011104 指导老师:苏华 第 1 页 共 19 页 包装

  包装机推包机构 机械原理课程设计 说明书 课程设计题目:包装机推包机构 组员:毛梦月 宋敏 万郝斯佳 专业:飞行器制造与工程 班级:05011104 指导老师:苏华 第 1 页 共 19 页 包装机推包机构 包装机推包机的设计 摘要 包装机是一个产品生产和外包的机器的统称,其主要功能是包装各种产品,而包装机 推包机构则是给包装机提供包装产品的机构,其主要功能就是从生产线将产品输送到包装机的 相应入口,改机构的运动是一个按一定轨迹的循环往复运动。 随着科技的发展,包装机的更新换代,也迫使推包机构的革新,输送产品的过程不可轻 视,推包机构的运用影响到包装机的效率和质量,因而设计者在设计推包机的同时大多同时提 供了推包机构的设计,另外也有人专门为各种设备设计推包机构。 包装在当今社会相当流行,对于任何产品出厂的最后一部大多是包装,因此包装机的推 包机构也是很有市场的。 第 2 页 共 19 页 包装机推包机构 目录 第一章 设计题目....................................................... 4 1.1 总功能要求................................................ 4 1.2 设计数据.................................................. 5 第二章 机构设计....................................................... 6 2.1 机构选型................................................... 6 2.2 机构组合................................................... 6 第三章 方案的拟定及评价............................................... 7 3.1 方案的拟定................................................ 7 3.2 方案的评价................................................ 8 第四章 机构运动尺度综合............................................... 11 4.1 运动示意图................................................ 11 4.2 功能元分解................................................ 11 第五章 运动设计及参数................................................. 15 5.1 减速设备................................................... 15 5.2 曲柄滑块导杆............................................... 16 5.3 编程计算导杆机构中位置、速度、加速度的情况................. 18 第六章 运动循环图..................................................... 21 第七章 设计总结....................................................... 22 第八章 参考文献....................................................... 23 第 3 页 共 19 页 包装机推包机构 第一章 设计题目 现需设计某一包装机的推包机构,要求待包装的工件 1(见图 1.2)先由输送带送到推包 机构的推头 2 的前方,然后由该推头 2 将工件由 a 处推至 b 处(包装工作台),再进行包装。 为了提高生产率,希望在推头 2 结束回程(由 b 至 a)时,下一个工件已送到推头 2 的前方。 这样推头 2 就可以马上再开始推送工件。这就要求推头 2 在回程时先退出包装工作台,然后再 低头,即从台面的下面回程。因而就要求推头 2 按图示的 abcdea 线路运动。即实现“平推— 水平退回—下降—降位退回—上升复位”的运动。 1.1 总功能要求 图 1.1 推包机 图 1.2 推包机构执行构件运动要求 包装机推包机构是一个特殊的输送机构,如图 1.1 是推包机构的整体外形,如图 1.2 第 4 页 共 19 页 包装机推包机构 为其简单示意图,机构将零件由 a 点输送到 b 点再由 cde 回到 a 点,机构的执行构件 的端点实现近似矩形轨迹。推包机由电动机推动,在推头回程中,除要求推头低位退 回外,还要求其回程速度高于工作行程的速度,以便缩短空回程的时间,提高工效。 1.2 设计数据 1)电机驱动,即必须有曲柄。 2)输送架平动,其上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线(以下将该曲线简称为轨 迹曲线)轨迹曲线的 AB 段为近似的水平直线 mm(这段对应于 工件的移动);轨迹曲线的 CDE 段的最高点低于直线段 AB 的距离至少为 H =50 mm,(以免零 件停歇时受到输送架的不应有的回碰)。 4)在设计图中绘出机构的四个位置,AB 段和 CDE 段各绘出两个位。须注明机构的全部几何 尺寸。 第二章 机构设计 2.1 机构选型 实现改推包机构可以使用偏置滑块机构、往复移动凸轮机构、盘形凸轮机构、导杆机构、 凸轮机构机构、双凸轮机构、摇杆机构滑块机构及组合机构。 2.2 机构组合 对这种运动要求,若用单一的常用机构是不容易实现的,通常要把若干个基本机构组 合起来,设计组合机构。 在设计组合机构时,一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构(基础机构),而沿轨迹 运动时的速度要求,则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足,也就是让它与一个输出变 速度的附加机构组合。 第 5 页 共 19 页 包装机推包机构 第三章 方案的拟定及评价 3.1 方案的拟定 据前述该机构的功能和要求可有以下几种方案,下面将一一说明。 方案一:用偏置滑块机构与凸轮机构的组合机构,偏置滑块机构与往复移动凸轮机构 的组合。在此方案中,偏置滑块机构可实现行程较大的往复直线运动,且具有急回特性, 同时利用往复移动凸轮来实现推头的小行程低头运动的要求,这时需要对心曲柄滑块机 构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动。 偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合 如果采用直动推杆盘形凸轮机构或摆动推杆盘形凸轮机构,可有另两种方案 第 6 页 共 19 页 包装机推包机构 偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合之一 偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合之二 方案二:采用导杆机构与凸轮机构的组合机构 导杆机构与凸轮机构的组合机构 第 7 页 共 19 页 包装机推包机构 方案三:双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合 1 双凸轮机构与摇杆机构滑块机构的组合 3.2 方案的评价 由上述方案设计的比较可以看出,方案一偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合, 由于 5、6 件的支撑限制,L 的长度设计也受到相应限制,而且采取此方案会使整个机构的尺 寸变大。 方案二导杆机构与凸轮机构的组合机构相对于其它的设计机构显的简单的多,采用平底 从动件,多数平底与其速度方向垂直,因此受力情况好,传动效率高,与凸轮接触面间易形成 锲形油膜,易润滑,结构维护简单、体积小,重量轻,但不能与内凹或直线轮廓工作,且平底 不能太长。多用于高速小型凸轮机构。该设计若 L 过大则机身过高,对于 L 较小是比较好的设 计。 方案三双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合,没有急回特性,机构连贯性好,图中 1 部位 的设计对于 L 过长则难以实现。 综合此次设计要求和尺寸要求,本组觉的导杆机构与凸轮机构的组合机构的机构设计在 此设计中较为合理,所以选取方案二。 第 8 页 共 19 页 包装机推包机构 第四章 机构运动尺度综合 4.1 运动示意图 bc a 4 5 d e 2 1 3 经计算得自由度 F=1,该机构有一个主动件,所以该机构可以正常运转。 第 9 页 共 19 页 包装机推包机构 用 solidworks 建模如图: 第 10 页 共 19 页 包装机推包机构 4.2 功能元分解 由运动简图可知此机构可分解为俩个运动,凸轮机构控制运输爪的升降,导杆机构控 制往复运动,俩者的配合及凸轮的设计可以达到 abcde 的轨迹。如图 4.1 中 1、2 为主动件,2、 3、4 和 5 的导杆机构,可以完成 a、b、c 间或 c、d 间的往复运动,1 的凸轮与 4 机构的平底 接触,可以使整个 4 机构上下往复运动,从而有 abc 与 cd 间的高度差,通过设计凸轮的参数, 配合导杆机构完成整个 abcde 的运动轨迹。 下面将俩个机构按功能分开设计: 功能一:导杆机构——实现 a、b、c 或 d、e 间的往复运动 此处导杆机构中 AB=350 mm,为输送爪的输送距离 L,OE 为摇杆,BC 为导杆, 长为 S=750 mm。 (1)设计简图 第 11 页 共 19 页 包装机推包机构 图 4.2 导杆机构设计图 (2)设计推导公式 AB ? 350mm, OE ? 80mm BC ? 750mm , OE ? BC , BD ? 1 AB ? BC sin? 2 第 12 页 共 19 页 包装机推包机构 OE OC ? sin? , CD2 ? BD2 ? BC2 由上述式得: OC ? OE ? 343.47mm sin? CD2 ? BC2 ? BD2 ? 729.30mm 由计算得主动件 2 的安装位置,和 CD 的高。 功能二:凸轮机构——实现 4 机构的上下往复运动 此方案中设计的凸轮两端为圆的一部分,其中 , ,则高 (轨迹曲线的 CDE 段的最高点低于直线段 AB 的距离至少为 H =50 mm)。 (1) 设计简图 第 13 页 共 19 页 包装机推包机构 O E C 图 4.3 凸轮机构设计图 (2)设计说明 由设计需求知,此轨迹需近似矩形,abc 段和 de 段的直线往复,需将凸轮此时的轮廓 设计为圆弧, 由图 4.2 可计算出∠ , 为输送机构轨迹的 abc 段作支撑,所以为圆弧, 段为其轨迹的 de 段作支撑,也为圆弧,让运动变的平稳很多。 第 14 页 共 19 页 包装机推包机构 第五章 运动设计及参数 5.1 减速设备 推包机构的速度不需很快,因此在传动机构中设计了减速设备。 图 5.1 减速设备 通过齿轮组实现较大的传动比,可根据需求将电动机的速度降低到所需速度,再将速度 传给曲柄和凸轮,曲柄控制机构水平方向的往复运动,凸轮控制机构上下往复运动。其中主要 参数为曲柄滑块导杆的设计参数,设计需求表明对水平方向的参数即曲柄滑块导杆机构的参数 要求较严格,凸轮参数方面只需保正其机构的上下的高度差和与曲柄滑块导杆机构的配合即可。 第 15 页 共 19 页 包装机推包机构 5.2 曲柄滑块导杆 y A B 2 1 3 C x 4 导杆机构 导杆机构中,已知曲柄的长度 、转角 、等角速度 及中心距 ,我们来分析下导杆的 转角 、角速度 和角加速度 ,以及滑块在导杆上的位置 s、滑动速度 及加速度 。 第 16 页 共 19 页 包装机推包机构 (1)位置分析 如图 5.2 所示。该机构的矢量方程式为 展开后分别取实部和虚部: 两式相除得 = 求得角 后可得 (2)速度分析 将式(h)对时间求导数得 两边乘 后展开,并取实部和虚部得 则 (3)加速度分析 将式(i)对时间求导数得 两边乘以 后展开,并取实部和虚部得 = 第 17 页 共 19 页 (h) (式 5-1) (式 5-2) (i) (式 5-3) (式 5-4) (j) 包装机推包机构 故 (式 5-7) (式 5-8) 曲柄导杆机构 凸轮机构 第六章 运动循环图 控制水平向左 高度不变 控制水平向右 控制向下 高度不 运动 变 控制向 上运动 第 18 页 共 19 页 包装机推包机构 第七章 设计体会 作为一名大三的学生,我觉得能做类似的课程设计是十分有意义,而且是十分必要的。 在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是 专业基础课的理论面,而大作业正好锻炼我们的实践面。 在做本次大作业的过程中,我对机械运动原理有了更深一步的了解,机械设计不仅要满 足运动轨迹,更还要考虑受力程度和工作行程,这些我都感受很深。 作为一名工科学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的,由于本次大作业要求用 大雄 CAD 制图、SolidWorks 等,所以我们还要好好掌握这几门软件。虽然过去从未独立应用 过它们,但在学习的过程中带着问题去学,边学边用这样才会提高效率,这是我作本次课程设 计的第二大收获。但是由于水平有限,难免会有错误,还望老师批评指正。 通过这次设计,这次课程设计既学到了知识,又培养了一点创新设计能力,我感到十分满 意。 第 19 页 共 19 页