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1、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，如下图所示。二、设计数据与要求L1. 向上推送距离H=80mm，生产率为每分钟推送物品100件；2. 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. 设推杆在上
2、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. 使用寿命10年，每年300工作日，每日工作16小时；6. 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. 至少提出二种运动方案，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
3、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。由于物品从低处运动至最高处，
4、且有较大的停歇角，故选择方案二。其传送机构简图如下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/min2840 总传动比为i总=I。=28.4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53、带轮的选择L设计功率PC K A P P
5、 1.5kw K A 1.1PC 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dd2d 50mmd, 二 3 山 1) = 2840 50 1 0.02) 278.32mm2 n91500乙选取标准值d2280mm7.4m /sd1n1V 60 10005m /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 (q d2)a0 2(d d2)231mma。660mm选择 a。600mmV带基准长度Ld 2a02 (d1d2)(d2 d23600二 2 603 143(28050)(280 50)24
6、 6001740mm选取接近基准长度Ld 1800mmK c 1.15、实际中心距a a 吼 Ld)/2 630mm0230mm a 660mm故a 630mm6、小带轮包角k 0.946= 180 -勺 di 57.3 1592120 符合要求7、确定V带根数zP 3.8kw P 0.8kwZ P项5、5.5p (PP)取Z 58、确定初拉力F0500七(25 i)qv2 53.6N0 2v K9、计算作用在带轮轴上的压力FqQFq 2Z F0 sii158526N4、齿轮的选择传递的功率为P 1.5kw 小齿轮转速为500r/min传动比为5】、确定材料及许用应力小齿轮用45钢调质，齿面硬
7、度为197-286MpaHlimL 580MpaFlimL 440Mpa大齿轮用45钢正火，齿面硬度为156-217MpaTT1. , 380Mpa H limL口310MpaHlim2取 SH=1.25, SF=1.6nui 1580H1ShT 1.25464MpanHl*380H 2SH11 1.25304Mpa440F1曜 1：275Mpa310F2 Flm2194Mpa2、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齿宽系数d 116 5小齿轮上转矩为L 9.55 106 _ 3 105N M取ZE 189.8d 1 -2Kt1 u 1 (Ze Zh )2 120mm3
8、d V (: H )取齿数Z 30Z2 iZ1 530 150模数m4,取标)隹值Z=4齿宽 bd d 120mm取 b1 125mm b? 120mm则 d m Z 1 120mmd? m Z 2 480mm3、验证轮齿弯曲强度齿形系数YF* 2.52 YS* 1.625 YF a2 2.124 YS&2 1.7742KT1 YS，i 42.6MpaFi bm 2 Z 1FiYF YSF2f YFa2 魅财 39.2Mpa f &1&14、齿轮圆周速度Vd1n13.14m /s60 100故选择8级精度制造是合适的5、轴的设计轴的选材：因为是一般用轴，所以选材料为45钢，调质，查机械设计基础
9、表16-1，查 取B 637mpa 查机械设计基础表16-4，因为是碳素钢，所以取许用弯曲应力 1B 60MPa查机械设计基础表16-3，因为是45钢，所以查取=30-40Mpa, C=118-1071）高速轴的设计8.6 9.5mm，考虑到轴的最小处要安装按纯扭转强度估算轴径（最小轴径）：d1 C3：W1P1联轴器，增大3%-5%，故取 12mm选联轴器的型号为TL5，轴承为7205C2）中速轴的设计d2 3上 15.4 17mm 取d20mm2：n2，23) 低速轴的设计、K义 3 W26.4 29.1mm 取d 32mm3 n36、凸轮的设计从动件的运动规律遵循二次多项式动运规律S=0推
10、程运动角为 =150回程运动角为=120远休止角为近休止角为S= 90转速为n 100r/min80mmr 40mm推程前半段:0-75 4h 22-推程后半段：I 2h (S = h 75 -150 )2 v=4h_()24h 22回程前半段:150 -210)2 V =4h2 1504h 22-回程后半段:210 -270 S=2h21270)2 v*7。)4h近休止段：S=0,V=0.a=0求得轮廓曲线各点的坐标公式如下：X = (S0 S)sin SY(S0 S)cos0 r0代入各已知条件用EXCEL求解，得轮郭曲线图和各阶段运动图0040107. 0694140. 09262201
11、4. 6536640. 260613023. 240. 183584033. 02539. 357665044. 2603537. 138846056. 8112732. 87070. 3307725. 598318083. 8618514. 787119094. 45. 78E-15100100. 6692-17, 7507110102. 0715-37. 15112098. 38049-56. 813089. 7463675. 306114076. 67742-91. 380615060-103. 92316040. 66239-111,71917020. 06601-113. 8130L
12、35E-14-110190-17. 7507-100. 669200-31, 5419-86. 6605210-40-69. 282220-43. 5667-51. 9208230-44. 2603-37. 1388240-43, 3013-254XY 250-41. 7641-15. 2009260-40. 4865-7. 13887270-40-7. 4E-15280-39. 39236. 945927290-37. 587713. 68081300-34. 64120310-30. 641825. 7115320-25. 711530. 64178330-2034.64102340-13
13、. 680837. 5877330-6.9459339. 39231360-9. 8E-1540从动件各段运动图如下:-w凸轮轮廓曲线数值刀轴-60 nflo -200126lT Ply 4.44-/7、飞轮转动惯量JF的近似计算：设计所飞轮的JF应满足：3=0.03 ,即：6 =AWmax /(Je+JF )gAWmax/() g Je一般情况下，JeAWmax/(6 g) 用转速 n 表示：JF900AWmax/ n 2 2参考文献：1机械原理第二版邹慧君张春林李杞仪主编高等教育出版社.2机械设计基础第二版王继焕主编华中科技大学出版社.3 机械设计手册胡家秀主编机械工业出版社.4 机构组成原理曹惟庆主编北京高校教育出版社.
