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机械原理课程设计说明书设计题目：块状物品推送机的机械结构学院：工程机械专业：机械设计制造及其自动化班级：25040909 学号：2504080931设计者：李伟指导教师:夏纯达2012. 1. 5目录1设计任务书 11.1设计题目：块状物品推送机的机构综合与结构设计 11.2设计数据与要求 11.3设计任务 12实现推送机推送要求的执行机构方案选定 22.1实现推送机推送要求的执行机构设计方案 22. 2设计方案选定 53凸轮机构的参数设计 73. 1减速系统设计 73. 2绘制推杆位移曲线 73.3确定基圆半径，确定凸轮理论廓线 73.4确定基圆半径，确定凸轮理论廓线 73.5选择合适的推杆尺寸 74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 85传动装置运动和动力参数计算 95. 1减速系统设计 95.2动力参数计算 96运动分析 10总结 11参考文献 121设计任务1.1设计题目：块状物品推送机的机构综合与结构设计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。

1. 2设计数据与要求(1) 向上推送距离S = 120mm,生产率为每分钟推送物品120件；(2) 推送机的原动机为同步转速为3000r/min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150时， 推杆从最低位置运动到最高位置；半主动件再转过120时，推杆从最 高位置又同到最低位置；最后当主动件再转过90时，推杆在最低位置 停留不动；(4) 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) 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35),结构紧凑，振动噪声小；1.3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) 设计传幼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) 编写课程设计说明书2实现推送机推送要求的执行机构方案选定2.1实现推送机推送要求的执行机构设计方案方案一凸轮一齿轮组合机构 图2-1所示的凸轮一齿轮组合机构，可以 将摆动从动件的摆动转化为齿轮齿条机构的齿条直线往复运动。

当扇形 齿轮的分度圆半径大于摆杆长度时，可以加大齿条的位移量方案二连杆机构 图2-3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 J： E点的轨迹， 在吧部分近似呈以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2-3连杆机构方案三凸轮一连杆组合机构图2-4所示的凸轮一连杆组合机构也可以 实现行程放大功能，但效率较低方案四it U图2 — 5固定凸轮一连杆组合机构固定凸轮一连杆组合机构图2 — 5所示的固定凸轮一连杆组合机 构，可视为连杆长度BD可变的曲柄滑块机构，改变固定凸轮的轮廓形 状，滑块可实现预期的运动规律方案五图2-2凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构凸轮是一•个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回 转运动或往复直线运动与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般 做往复直线运动或摆动，称为从动件凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动 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 要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。

凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置凸轮机 构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂 的运动要求，而且结构简单、紧凑是机械中的一种常用机构，在自动 化和半自动化机械中应用非常广泛图2-2所示的凸轮机构，凸轮以 等角速度回转，它的轮廓驱使从动件，可使推杆实现任意的运动规律2.2设计方案选定经比较，方案五，其结构简单、紧凑，并且传动平稳，运动精确,由于该设计采用正弦加速度曲线运动规律，没有冲击用Excel处理结果角度位移速度加速度0.000.000.000.005.000.030.221.1010.000.230.872.1515.000.771.923.1120.001.813.333.9325.003.465.034.5830.005.846.955.0335.009.019.005.2640.0013.0111.105.2645.0017.8413.165.0350.0023.4615.084.5855.0029.8116.783.9360.0036.7718.193.1165.0044.2319.242.1570.0052.0319.891.1075.0060.0020.110.0080.0067.9719.89-1.1085.0075.7719.24-2.1590.0083.2318.19-3.1195.0090.1916.78-3.93100.0096.5415.08-4.58105.00102.1613.16-5.03110.00106.9911.10-5.26115.00110.999.00-5.26120.00114.166.95-5.03125.00116.545.03-4.58130.00118.193.33-3.93135.00119.231.92-3.11140.00119.770.87-2.15145.00119.970.22-1.10150.00120.000.000.00155.00119.94-0.43-2.14160.00119.55-1.68-4.13165.00118.50-3.68-5.85170.00116.54-6.28-7.16175.00113.45-9.31-7.99180.00109.10-12.57-8.27185.00103.45-15.82-7.99190.0096.54-18.85-7.16195.0088.50-21.45-5.85200.0079.55-23.45-4.13205.0069.94-24.70-2.14210.0060.00-25.130.00215.0050.06-24.702.14220.0040.45-23.454.13225.0031.50-21.455.85230.0023.46-18.857.16235.0016.55-15.827.99240.0010.90-12.578.27245.006.55-9.317.99250.003.46-6.287.16255.001.50-3.685.85260.000.45-1.684.13265.000.06-0.432.14270……3600003凸轮机构的参数设计运动简图3.1运动简图3.2绘制推杆位移曲线■IIIII3.3确定基圆半径，确定凸轮理论廓线3.4确定滚子半径，确定凸轮实际廓线 3.5选择合适的推杆尺寸4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。

位移T-位移9松*心3企膨伊费.亨#金5传动装置运动和动力参数计算5.1减速系统设计本机构原动件为一高速电机，其转速为3000r/min,但我们所需要的 转速是120r/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/mino第二级是用涡轮减为 120r/mino皮带传动机构设计分析如下：带传动的优点：（1）适用于中心距较大的传动；（2）带具有良好的 挠性，可缓和冲击，吸收振动；（3）过载时带与带轮间会出现打滑，打 滑虽然使传动失效，但可防止损坏其他零件；（4）机构简单、成本低廉带传动的缺点：（1）传动的外廓尺寸较大；（2）需要张紧装置；（3） 由于带的滑动，不能保证固定不变的传幼比；（4）带的寿命较短；（5） 传动效率较低通常，带传动适用于中小功率的传动目前V带传动应用最广，- 般带速为VW25e/s,传动比iM7,传动效率0. 9至0. 95.涡轮蜗杆的优缺点：与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要优点是传动 比大、结构紧凑，传动平稳，无噪声；在一定条件下，蜗杆传动可以自 锁，有完全保护作用缺点是：摩擦发热大、效率低，成本较高5.2动力参数计算皮带传动设计主要是采用两个半径不一的皮带轮来实现。

由于皮带 上的线速度相等，由rl*vl=r2*v2有3000=240r2,即25,|=2r2,由此可见算出电机上皮带轮直径大小/I =24min;另一端皮带轮半径大小r2 =300mm.传动比i=4/1该皮带传动为一平带传动，传递功率P=0. 8KW,带在小轮上的包角a=170 度（2. 97rad）,带的厚度8 =4. 8mm,带与轮面间的摩擦系数f=0. 3o6运动分析启动电机，通过传送带传动涡轮蜗杆带动土伦转动，土伦推动推杆 运动半凸轮从最低点运动到最高点作推程运动时，推杆推送物品作上 升运动，同时压缩弹簧四轮从最高点作回程运动时，推杆在自身重力 和弹簧弹力的作用下作下降运动电动机不断地提供电能带动整个装置三、运动方案的分析I.实现运动的机械简图阳1-电动机2-皮带轮3-涡轮蜗杆4-凸轮5-滚子推杆的传动，完成构件上下往复运动，把一•个物品从一个位置推送到另一个 位置幺士 心、 口通过这次设计，使我认识到上课时•的内容虽然已经很很丰富，但如 果没有实践的话，学习再多的理论也只是纸上谈兵，就像用到的各种符 号，往往就同其它的一些符号相混，结果往往是张冠李戴通过这次设 计，我查找资料的能力也得到了很大的提高。

更重要的是，我们初步尝 试了去独立地去发现问题，解决问题，反思问题的能力，并且设计的是 一个整体，所以考虑问题的方向也全面了，不单单是去解一道题目，而 是去解决一系列相关联的题目链，大大地提高了我们在这方面的能力， 而且这种能力的培养恰恰是在学校学习阶段很难得接触到的，但却在以 后踏上工作岗位中常常会遇到的在大学三年。