哈工大機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)—產(chǎn)品包裝線設(shè)計(jì)(方案8)

1、<p>　　Harbin Institute of Technology</p><p>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）</p><p>　　課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案8）</p><p>　　院 系： </p>

2、<p>　　班 級(jí)： </p><p>　　設(shè) 計(jì) 者： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011.06.27-20

3、11.07.03 </p><p><b>　　哈爾濱工業(yè)大學(xué)</b></p><p>　　產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線(方案8)</p><p><b>　　1.題目要求</b></p><p>　　如圖1所示，輸送線1上為小包裝產(chǎn)品，其尺寸為長(zhǎng)*寬*高=600*200*200，采取步進(jìn)式輸送方式，送第

4、一包產(chǎn)品至托盤A上（托盤A上平面與輸送線1的上平面同高）后，托盤A下降200mm，第二包產(chǎn)品送到后，托盤A上升205mm、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，把產(chǎn)品推入輸送線2，托盤A順時(shí)針回轉(zhuǎn)90°、下降5mm。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1430rpm，產(chǎn)品輸送量分三檔可調(diào)，每分鐘向輸送線2分別輸送12、18、26件小包裝產(chǎn)品。</p><p><b>　　圖1功能簡(jiǎn)圖</b></p>

5、<p><b>　　2.題目解答</b></p><p><b>　?。?）工藝方法分析</b></p><p>　　由題目和功能簡(jiǎn)圖可以看出，推動(dòng)產(chǎn)品在輸送線1上運(yùn)動(dòng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)1，在A處使產(chǎn)品上升、轉(zhuǎn)位的是執(zhí)行構(gòu)件2，在A處把產(chǎn)品推到下一個(gè)工位的是執(zhí)行構(gòu)件3，三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系如圖所示。</p><p&g

6、t;　　下圖中T1為執(zhí)行構(gòu)件1的工作周期，T2是執(zhí)行構(gòu)件2的工作周期，T3是執(zhí)行構(gòu)件3的工作周期，T3’是執(zhí)行構(gòu)件3的動(dòng)作周期。由圖2可以看出，執(zhí)行構(gòu)件1是作連續(xù)往復(fù)移動(dòng)的，而執(zhí)行構(gòu)件2則有一個(gè)間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行構(gòu)件3作一個(gè)間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的工作周期關(guān)系為：2T1= T2= T3。執(zhí)行構(gòu)件3的動(dòng)作周期為其工作周期的1/20。</p><p><b>　　T2= T3</b&

7、gt;</p><p><b>　　T1</b></p><p>　　 T3’</p><p><b>　　圖2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p>　　（2）運(yùn)動(dòng)功能分析及運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖</p><p&g

8、t;　　根據(jù)前面的分析可知，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件1工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有運(yùn)動(dòng)功能如圖3所示。該運(yùn)動(dòng)功能把一個(gè)連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的往復(fù)移動(dòng)，主動(dòng)件每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件1）往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，主動(dòng)件的轉(zhuǎn)速分別為12、18、26 rpm。</p><p>　　12、18、26 rpm</p><p>　　圖3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)功能</p><p>　　由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為14

9、30rpm，為了在執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的主動(dòng)件上分別得到12、18、26 rpm的轉(zhuǎn)速，則由電動(dòng)機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)1之間的傳動(dòng)比iz有3種分別為：</p><p>　　iz1= = 119.1667</p><p>　　iz2= = 79.4444</p><p><b>　　iz3= = 55</b></p><p>　　總傳動(dòng)比由定

10、傳動(dòng)比ic與變傳動(dòng)比iv組成，滿足以下關(guān)系式：</p><p>　　iz1 = ic*iv1</p><p>　　iz2=ic*iv2</p><p>　　iz3=ic*iv3</p><p>　　三種傳動(dòng)比中iz1最大，iz3最小。由于定傳動(dòng)比ic是常數(shù)，因此3種傳動(dòng)比中iv1最大，iv3最小。若采用滑移齒輪變速，其最大傳動(dòng)比最好不要大于4

11、，即：</p><p><b>　　iv1=4</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p>　　ic== 29.7917</p><p>　　故定傳動(dòng)比的其他值為：</p><p><b>　　== 2.6667</b></

12、p><p><b>　　== 1.8462</b></p><p>　　于是，有級(jí)變速單元如圖4：</p><p>　　i = 4, 2.6667, 1.8462</p><p>　　圖4 有級(jí)變速運(yùn)動(dòng)功能單元</p><p>　　為保證系統(tǒng)過(guò)載時(shí)不至于損壞，在電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)之間加一個(gè)過(guò)載保護(hù)環(huán)節(jié)。

13、過(guò)載保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能單元可采用帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，這樣，該運(yùn)動(dòng)功能單元不僅具有過(guò)載保護(hù)能力，還具有減速功能，如圖5所示。</p><p>　　圖5 過(guò)載保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能單元</p><p>　　整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)僅靠過(guò)載保護(hù)功能單元的減速功能不能實(shí)現(xiàn)全部定傳動(dòng)比，因此，在傳動(dòng)系統(tǒng)中還要另加減速運(yùn)動(dòng)功能單元，減速比為</p><p>　　i = = 11.9167</p>

14、<p>　　減速運(yùn)動(dòng)功能單元如圖6所示。</p><p>　　圖6 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)功能</p><p>　　根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)功能分析，可以得到實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1運(yùn)動(dòng)的功能系統(tǒng)圖，如圖7所示。</p><p>　　1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.6667, 1.8462 i = 11.9167</p><p&g

15、t;　　圖7 實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖</p><p>　　為了使用同一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件2，應(yīng)該在圖7所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖加上1個(gè)運(yùn)動(dòng)分支功能單元，使其能夠驅(qū)動(dòng)分支執(zhí)行構(gòu)件2，該運(yùn)動(dòng)分支功能單元如圖8所示。執(zhí)行構(gòu)件2有兩個(gè)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是間歇往復(fù)移動(dòng)，另一個(gè)是間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)。執(zhí)行構(gòu)件3有一個(gè)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，為間歇往復(fù)移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向與執(zhí)行構(gòu)件1的運(yùn)動(dòng)方向垂直。為了使執(zhí)行構(gòu)件2和執(zhí)行構(gòu)件3的運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行構(gòu)件1的運(yùn)

16、動(dòng)保持正確的空間關(guān)系，可以加一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換功能單元，如圖9所示。</p><p>　　圖8 運(yùn)動(dòng)分支功能單元</p><p><b>　　i=2</b></p><p>　　圖9 運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)功能單元</p><p>　　經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元輸出的運(yùn)動(dòng)需要分成三個(gè)運(yùn)動(dòng)分支分別驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件2的2個(gè)運(yùn)

17、動(dòng)和執(zhí)行構(gòu)件3的一個(gè)運(yùn)動(dòng)。因此，需要加一個(gè)運(yùn)動(dòng)分支功能分支單元，如圖10所示。</p><p>　　圖10 運(yùn)動(dòng)分支功能單元</p><p>　　執(zhí)行構(gòu)件2的一個(gè)運(yùn)動(dòng)是間歇往復(fù)移動(dòng)，考慮采用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)，再轉(zhuǎn)換成間歇往復(fù)移動(dòng)。如圖11所示。</p><p>　　圖11 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元</p>&l

18、t;p>　　執(zhí)行構(gòu)件2的另一個(gè)運(yùn)動(dòng)是間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)，且其運(yùn)動(dòng)平面與第一個(gè)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平面垂直，因此，可以選用運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元，如圖12所示。</p><p>　　圖12運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)功能單元</p><p>　　經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元后的運(yùn)動(dòng)，可以通過(guò)另一個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖13所示。</p><p>　　圖13

19、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元</p><p>　　根據(jù)上述分析可以得出實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件1和執(zhí)行構(gòu)件2運(yùn)動(dòng)功能的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖14所示。</p><p>　　1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.6667, 1.8462 i = 11.9167</p><p>　　圖14 執(zhí)行構(gòu)件1、2的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖</p>

20、<p>　　執(zhí)行構(gòu)件3需要進(jìn)行間歇往復(fù)移動(dòng)，為此，需要將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。由圖2可以看出，執(zhí)行構(gòu)件3在一個(gè)工作周期內(nèi)，其間歇時(shí)間很長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，這樣會(huì)導(dǎo)致使用的槽輪機(jī)構(gòu)槽數(shù)過(guò)大。因此，需要采用一個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的放大單元，使槽輪機(jī)構(gòu)的時(shí)間系數(shù)增大，如圖15所示。再采用一個(gè)運(yùn)動(dòng)系數(shù)為的間歇運(yùn)動(dòng)單元，如圖15所示。</p><p>　　i = 1/2.5 </p><

21、;p>　　圖15運(yùn)動(dòng)放大功能單元和間歇運(yùn)動(dòng)功能單元</p><p>　　盡管執(zhí)行構(gòu)件3在一個(gè)工作周期內(nèi)，其間歇時(shí)間很長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，但是當(dāng)其運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)則是連續(xù)的、周期的。因此，需要把圖15中的運(yùn)動(dòng)功能單元的輸出運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為整周運(yùn)動(dòng)，于是在其后加一個(gè)運(yùn)動(dòng)放大功能單元，如圖16所示。然后，再把該運(yùn)動(dòng)功能單元輸出地運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)功能單元如圖17所示。</p><p><

22、b>　　i =1/4</b></p><p>　　圖16 運(yùn)動(dòng)放大功能單元</p><p>　　圖17 把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元</p><p>　　根據(jù)上述分析，可以畫出整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖18所示。</p><p>　　1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.6667, 1.846

23、2 i = 11.9167</p><p>　　圖18 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案8）的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖</p><p>　?。?）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案擬定</p><p>　　根據(jù)圖18所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖,選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元,便可擬定出機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案。</p><p>　　圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元1是原動(dòng)機(jī)。根

24、據(jù)產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線的工作要求，可以選擇電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。如圖19所示。</p><p><b>　　1430rpm</b></p><p><b>　　1</b></p><p>　　圖19 電動(dòng)機(jī)替代運(yùn)動(dòng)功能單元1</p><p>　　圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元2是過(guò)載保護(hù)單元兼具減速功能，可以選擇帶傳

25、動(dòng)實(shí)現(xiàn)，如圖20所示。</p><p><b>　　2</b></p><p><b>　　圖20</b></p><p>　　圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元3是有級(jí)變速功能單元，可以選擇滑移齒輪變速傳動(dòng)替代，如圖21所示。</p><p>　　圖21 滑移齒輪變速替代運(yùn)動(dòng)功能單元3</p>

26、<p>　　圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元4是減速功能，可以選擇2級(jí)齒輪傳動(dòng)代替，如圖22所示。</p><p>　　圖22 2級(jí)齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元4</p><p>　　圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元6將連續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)擺動(dòng)，可以選擇導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)替代，如圖23所示。</p><p>　　圖23 導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元6</p><p&

27、gt;　　圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元7是運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能和減速運(yùn)動(dòng)功能單元，可以用圓錐齒輪傳動(dòng)替代，如圖24所示。</p><p><b>　　i = 2</b></p><p>　　圖24 圓錐齒輪傳動(dòng)替代減速運(yùn)動(dòng)功能單元7</p><p>　　圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元5是運(yùn)動(dòng)分支功能單元，可以用運(yùn)動(dòng)功能單元7錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪、運(yùn)動(dòng)功能單元6導(dǎo)

28、桿滑塊結(jié)構(gòu)的曲柄與運(yùn)動(dòng)功能單元4的運(yùn)動(dòng)輸出齒輪固連替代，如圖25所示。</p><p>　　圖25 2個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元的主動(dòng)件固聯(lián)替代運(yùn)動(dòng)功能單元5</p><p>　　圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元9和10將連續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)移動(dòng)，由于運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，可以選用不完整齒和凸輪機(jī)構(gòu)固聯(lián)來(lái)共同完成要求。不完全齒輪在一個(gè)工作周期內(nèi)有三次停歇和和三次轉(zhuǎn)動(dòng)，且三次停歇的時(shí)間不相同。于是，可以用不完全齒輪和凸輪機(jī)構(gòu)

29、固聯(lián)來(lái)代替這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元。如圖26所示。</p><p>　　圖26 不完整齒和凸輪機(jī)構(gòu)固聯(lián)替代功能單元9和10</p><p>　　圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元11是運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能，可以用圓錐齒輪傳動(dòng)代替，如圖27所示。</p><p><b>　　i = 1</b></p><p>　　圖27 圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)代替

30、運(yùn)動(dòng)功能單元10</p><p>　　圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元12是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，由運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可知該運(yùn)動(dòng)功能單元在一個(gè)工作周期之內(nèi)有兩次停歇和兩次轉(zhuǎn)動(dòng)，且兩次停歇時(shí)間不同，于是可以用不完全齒輪機(jī)構(gòu)代替該運(yùn)動(dòng)功能單元，如圖 28所示。</p><p>　　圖28 用不完全齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元12</p><p>　　圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元8是運(yùn)

31、動(dòng)分支功能單元，可以用運(yùn)動(dòng)功能單元10、運(yùn)動(dòng)功能單元11錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪、運(yùn)動(dòng)功能單元13齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)功能單元7的運(yùn)動(dòng)輸出齒輪固聯(lián)代替，如圖29所示。</p><p>　　圖29 3個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元的主動(dòng)件固聯(lián)替代運(yùn)動(dòng)功能單元8</p><p>　　圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元13是加速功能，可以選擇齒輪傳動(dòng)代替，傳動(dòng)比為1/2.5，如圖30所示。</p><p>

32、;　　圖30 用齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元13</p><p>　　圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元14是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，可以用槽輪機(jī)構(gòu)替代。該運(yùn)動(dòng)功能單元的運(yùn)動(dòng)系數(shù)為</p><p>　　由槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)系數(shù)的計(jì)算公式有：</p><p><b>　　式中，</b></p><p>　　Z——槽輪的徑向槽數(shù)。&

33、lt;/p><p>　　則，槽輪的徑向槽數(shù)為：</p><p>　　該槽輪機(jī)構(gòu)如圖31所示。</p><p>　　圖31用槽輪機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元14</p><p>　　圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元15是運(yùn)動(dòng)放大功能單元，把運(yùn)動(dòng)功能單元14中槽輪在一個(gè)工作周期中輸出的1/4周的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一周的運(yùn)動(dòng)，用圓柱齒輪機(jī)構(gòu)替代，其傳動(dòng)比為i=1/4。圓柱齒輪傳

34、動(dòng)如圖32所示。</p><p>　　圖32 用圓柱齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元15</p><p>　　圖18中運(yùn)動(dòng)功能單元16是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連續(xù)往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，可以用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代，如圖33所示。</p><p>　　圖 33用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元15</p><p>　　根據(jù)上述分析，按照?qǐng)D18各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元連接順序把個(gè)

35、運(yùn)動(dòng)功能單元的替代機(jī)構(gòu)一次連接便形成了產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案8）的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，如圖34所示。</p><p><b>　?。╝）</b></p><p><b>　　（b）</b></p><p><b>　?。╟）</b></p><p>　　圖34 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案8）

36、的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖</p><p>　?。?） 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)1的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該執(zhí)行機(jī)構(gòu)是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由曲柄15，滑塊18，導(dǎo)桿19，連桿20和滑枕21組成。其中大滑塊的行程h=480mm,現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。</p><p>　　該機(jī)構(gòu)具有急回特性，在導(dǎo)桿1

37、9與曲柄15的軌跡圓相切時(shí)候，從動(dòng)件處于兩個(gè)極限位置，此時(shí)導(dǎo)桿的末端分別位于C1和C2位置。取定C1C2的長(zhǎng)度，使其滿足：</p><p>　　利用平行四邊形的特點(diǎn)，由下圖可知滑塊移動(dòng)的距離E1E2= C1C2=h，這樣就利用了機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性，使滑塊移動(dòng)了指定的位移。</p><p>　　設(shè)極位夾角為θ，顯然導(dǎo)桿19的擺角就是θ，取機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.4，由此可得極位夾角和導(dǎo)桿19

38、的長(zhǎng)度。</p><p>　　圖35 導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　先隨意選定一點(diǎn)為D，以D為圓心，l為半徑做圓。再過(guò)D作豎直線，以之為基礎(chǔ)線，左右各作射線，與之夾角15°，交圓與C1和C2點(diǎn)。則弧C1C2即為導(dǎo)桿頂部轉(zhuǎn)過(guò)的弧線，當(dāng)導(dǎo)軌從C1D擺到C2D的時(shí)候，擺角為30°。接著取最高點(diǎn)為C,在C和C1之間做平行于C1C2的直線m，該線為滑枕21的導(dǎo)路，距離D點(diǎn)

39、的距離為</p><p>　　在C1點(diǎn)有機(jī)構(gòu)最大壓力角，設(shè)導(dǎo)桿21的長(zhǎng)度為l1，最大壓力角的正弦等于</p><p>　　要求最大壓力角小于100，所以有</p><p>　　l1越大，壓力角越小，取l1=200~400mm。</p><p>　　曲柄15的回轉(zhuǎn)中心在過(guò)D點(diǎn)的豎直線上，曲柄越長(zhǎng)，曲柄受力越小，可選</p><

40、;p>　　取AD=500mm，據(jù)此可以得到曲柄15的長(zhǎng)度</p><p><b>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　如圖34（b）所示，執(zhí)行機(jī)構(gòu)2由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成。其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，由不完全齒輪26、27實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)運(yùn)動(dòng)是將連續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)移動(dòng)，可以選用不完整齒傳動(dòng)（30、31）和直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)（28、

41、29）固聯(lián)來(lái)共同完成要求。</p><p>　　不完全齒輪26、27的設(shè)計(jì)</p><p>　　不完全齒輪27在一個(gè)工作周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為</p><p>　　設(shè)其傳動(dòng)比為1/3，可知主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系為</p><p>　　齒輪27可按可按最小不根切齒數(shù)確定，但為了使不完全齒輪26的齒數(shù)為整數(shù)，取z27=20，則主動(dòng)輪的假

42、想齒數(shù)為z26=60。</p><p>　　取模數(shù)為2 mm，齒輪27為完全齒輪，其集合尺寸可按照標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。齒輪27為不完全齒輪，其上的有兩段齒數(shù)均為5的齒形，夾角為60°。</p><p>　　圖35 不完全齒輪傳動(dòng)26、27設(shè)計(jì)</p><p>　　不完全齒輪30、31的設(shè)計(jì)</p><p>　　不完全齒輪30在一個(gè)周期內(nèi)的

43、運(yùn)動(dòng)為：</p><p>　　取其傳動(dòng)比為1/5。齒輪30可按可按最小不根切齒數(shù)確定，但為了使不完全齒輪31的齒數(shù)為整數(shù)，取z30=20，則主動(dòng)輪的假想齒數(shù)為z31=100。</p><p>　　取模數(shù)m=2 mm,齒輪30為完全齒輪，其幾何尺寸可按照標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。齒輪31為不完全齒輪，其上有30固聯(lián)三段齒數(shù)分別為9、10和1的齒形，夾角分別為90°、50.4°、147

44、.6°。</p><p>　　圖36 不完全齒輪傳動(dòng)30、31設(shè)計(jì)</p><p><b>　　凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作周期的運(yùn)動(dòng)為</p><p>　　凸輪的主動(dòng)件與齒輪30固聯(lián)，其停歇和運(yùn)動(dòng)由齒輪30控制，故凸輪無(wú)休止行程。采用平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，由上面分析可得凸輪

45、的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為：</p><p><b>　　槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　確定槽輪槽數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)圖31可知，在撥盤圓銷數(shù)k=1時(shí)，槽輪槽數(shù)z=4。</p><p><b>　　槽輪槽間角</b></p><p&g

46、t;<b>　　2β=</b></p><p>　　槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)撥盤的轉(zhuǎn)角2α=180°-2β=90°</p><p><b>　　中心距</b></p><p>　　槽輪機(jī)構(gòu)的中心距應(yīng)該根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定，在結(jié)構(gòu)尚不確定的情況下暫定為a=150mm</p><p><b&

47、gt;　　撥盤圓銷的回轉(zhuǎn)半徑</b></p><p><b>　　λ=</b></p><p>　　r=λ*a=0.7071*150=106.065 mm</p><p><b>　　槽輪半徑</b></p><p><b>　　ξ=</b></p>

48、<p>　　R=ξ*a=0.7071*150=106.065 mm</p><p><b>　　鎖止弧張角</b></p><p>　　γ=360°-2α=270°</p><p><b>　　圓銷半徑</b></p><p><b>　　mm</b&g

49、t;</p><p><b>　　圓整： mm</b></p><p><b>　　槽輪槽深 </b></p><p>　　h>(λ+ξ-1)*a+=80.13 mm</p><p><b>　　鎖止弧半徑</b></p><p><b&g

50、t;　　mm</b></p><p><b>　　取 mm</b></p><p><b>　　滑移齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　確定齒輪齒數(shù)</b></p><p>　　如圖21中齒輪5，6，7，8，9，10組成了滑移齒輪有級(jí)變速單元，其齒數(shù)分

51、別為z5， z6 ，z7 ，z8 ，z9 ，z10。由前面分析可知，</p><p><b>　　iv1=4</b></p><p><b>　　== 2.6667</b></p><p><b>　　== 1.8462</b></p><p>　　按最小不根切齒數(shù)取z9=17

52、，則z10= iv1 z9=4*17=68</p><p>　　為了改善傳動(dòng)性能應(yīng)使相互嚙合的齒輪齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，取z10= 69。</p><p>　　其齒數(shù)和為z9+ z10=17+69=86，</p><p>　　另外兩對(duì)嚙合齒輪的齒數(shù)和應(yīng)大致相同，即</p><p>　　z7+ z8≈86，z5+ z6≈86</p>&l

53、t;p><b>　　== 2.6667</b></p><p><b>　　,=86-=62</b></p><p>　　為了更接近所要求的傳動(dòng)比，可取，=62，</p><p><b>　　同理可取 ，</b></p><p><b>　　計(jì)算齒輪幾何尺寸&l

54、t;/b></p><p>　　取模數(shù)m=2 mm，則5，6， 9，10這兩對(duì)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距相同</p><p><b>　　a=</b></p><p>　　這兩對(duì)齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其幾何尺寸可按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。</p><p>　　由上面知齒輪7,8的齒數(shù)和比5,6的齒數(shù)和小，為了使齒輪7,8的實(shí)際中心距與齒輪5

55、,6的標(biāo)準(zhǔn)中心距相同，齒輪7,8應(yīng)采用正變位。齒輪7,8為正傳動(dòng)，其幾何尺寸按變位齒輪計(jì)算。</p><p><b>　　齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由圖可知，齒輪11、12、13、14實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元4的減速功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為11.9167。由于齒

56、輪11、12、13、14是2級(jí)齒輪傳動(dòng)，這2級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比可如此確定</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　于是</b></p><p>　　為使傳動(dòng)比更接近于運(yùn)動(dòng)功能單元4的傳動(dòng)比11.9167，取</p><p>　　取模數(shù)m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。<

57、/p><p>　　由圖34-（b）可知，齒輪32、33實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元13的放大功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為1/2.5,。齒輪32可按最小不根切齒數(shù)確定，即</p><p>　　則齒輪33的齒數(shù)為17*2.5=43</p><p>　　為使傳動(dòng)比更接近于要求，取</p><p>　　齒輪32、33的幾何尺寸，取模數(shù)m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。<

58、;/p><p>　　由圖34-（b）可知，齒輪36、37實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元15的放大功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為0.25,。齒輪37可按最小不根切齒數(shù)確定，即</p><p>　　則齒輪36的齒數(shù)為17/0.25=68</p><p>　　齒輪36、37的幾何尺寸，取模數(shù)m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。</p><p><b>　　圓錐齒輪傳動(dòng)

59、設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由圖34-（a）可知，圓錐齒輪16、17實(shí)現(xiàn)圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元7的減速運(yùn)動(dòng)功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為2，兩圓錐的齒輪的軸交角為</p><p><b>　　Σ=90°</b></p><p>　　圓錐齒輪17的分度圓錐角為</p><p>　　圓錐齒輪16的分度圓

60、錐角為</p><p>　　圓錐齒輪的最小不根切當(dāng)量齒數(shù)為 </p><p>　　圓錐齒輪16的齒數(shù)可按最小不根切齒數(shù)確定，即</p><p>　　則圓錐齒輪17的齒數(shù)為，</p><p>　　齒輪16、17的幾何尺寸，取模數(shù)m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)計(jì)算。</p><p>　　由圖34-（b）可知，圓錐齒輪2

61、4、25實(shí)現(xiàn)圖18中的運(yùn)動(dòng)功能單元11的運(yùn)動(dòng)方向變換功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為1，兩圓錐的齒輪的軸交角為</p><p><b>　　Σ=90°</b></p><p>　　兩圓錐齒輪的分度圓錐角均為45°</p><p>　　圓錐齒輪的最小不根切當(dāng)量齒數(shù)為 </p><p>　　圓錐齒輪24、25的齒

62、數(shù)可按最小不根切齒數(shù)確定，即</p><p>　　齒輪24、25的幾何尺寸，取模數(shù)m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)計(jì)算。</p><p>　?。?） 運(yùn)動(dòng)方案執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)序分析</p><p><b>　　曲柄15的初始位置</b></p><p>　　如圖37所示，曲柄15順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的初始位置由角確定。由于該曲

63、柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角θ=30°，因此，當(dāng)導(dǎo)桿19處于左側(cè)極限位置時(shí)，曲柄15與水平軸的夾角。</p><p>　　圖37 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)示意圖</p><p><b>　　凸輪的初始位置</b></p><p>　　如圖37可知凸輪為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。其初始位移應(yīng)為200mm。如圖38所示。</p><p>　　圖38 凸

64、輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向示意圖</p><p><b>　　曲柄38的初始位置</b></p><p>　　如圖39所示，曲柄38逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的初始位置由角確定?；瑝K40的起始極限位置在左側(cè)，因此，曲柄38與水平軸的夾角。</p><p>　　圖39 槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖</p><p><b>　　撥盤34的起始位置<

65、/b></p><p>　　如圖39所示，撥盤34逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的初始位置由角確定，撥盤34逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的初始位置處于槽輪由動(dòng)變停的分界位置，因此，撥盤34與水平軸的夾角</p><p>　　綜上所述，該系統(tǒng)應(yīng)該選擇曲柄15順時(shí)針回轉(zhuǎn)，即電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖40所示。</p><p>　　圖40 傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)示意圖</p><p>　　該