機械原理課程設(shè)計搖擺送料機構(gòu)

1、 機械原理課程設(shè)計說明書題目：擺式送料機構(gòu)總體設(shè)計姓名：馮帥學(xué)號：專業(yè)：班級: 學(xué)院：交通與車輛工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 2013年7月9日目錄第一章 機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書1一機械原理課程設(shè)計的目的1二機械原理課程設(shè)計的任務(wù)2三課程設(shè)計步驟2四基本要求2五時間安排3六需交材料3第二章 擺式送料機構(gòu)總體設(shè)計過程3一 工作原理3二 設(shè)計方案4三 利用解析法確定機構(gòu)的運動尺寸5四 連桿機構(gòu)的運動分析10速度分析10加速度分析11第三章 課程設(shè)計總結(jié)13第四章 參考文獻(xiàn)13第一章 機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書一機械原理課程設(shè)計的目的    機械原理課程設(shè)計是機械原理課程

2、教學(xué)中最后的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)個進行自動機械總體方案設(shè)計、運動方案設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)選型設(shè)計，傳動方案設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計以及利用用計算機對工程實際中各種機構(gòu)進行分析和設(shè)計能力的一個重要的川練過程。其目的如下：    (1)通過課程設(shè)計，綜合運用所學(xué)的知識，解決工程實際問題。并使學(xué)生進一步鞏固和加深所學(xué)的理論知識。    (2)使學(xué)生得到擬定機械總體方案、運動方案的訓(xùn)練，并且有初步的機械選型與組合及確定傳動方案的能力，培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)、設(shè)計、創(chuàng)新機械產(chǎn)品的能力。    (

3、3)使學(xué)生掌握自動機械設(shè)計的內(nèi)容、方法、步驟，并對動力分析與設(shè)計有個較完整的概念。(4)進一步提高學(xué)生的運算、繪圖、表達(dá)及運用計算機和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力。(5)通過編寫說明書，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)、歸納及總結(jié)能力。二機械原理課程設(shè)計的任務(wù)    機械原理課程設(shè)計的任務(wù)一般分為以下幾部分。    (1)根據(jù)給定機械的工作要求，合理地進行機構(gòu)的選型與組合。    (2)擬定該自動機械系統(tǒng)的總體、運動方案(通常擬定多個)，對各運動方案進行對比和選擇，最后選定一個最佳方案作為個設(shè)計的方

4、案，繪出原理簡圖。(3)傳動系統(tǒng)設(shè)計，擬定、繪制機構(gòu)運動循環(huán)圖。三課程設(shè)計步驟1機構(gòu)設(shè)計和選型（1）根據(jù)給定機械的工作要求，確定原理方案和工藝過程。（2）分析工藝操作動作、運動形式和運動規(guī)律。（3）擬定機構(gòu)的選型與組合方案，多個方案中選擇最佳的。（4）設(shè)計計算。（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計、畫圖。（6）編寫設(shè)計計算說明書。2自動機械總體方案設(shè)計（1）根據(jù)給定機械的工作要求，確定實現(xiàn)功能要求原理方案。（2）根據(jù)原理方案確定工藝方案和總體結(jié)構(gòu)。（3）擬定工作循環(huán)圖。（4）設(shè)計計算。（5）畫圖。（6）編寫設(shè)計計算說明書。3自動機械傳動系統(tǒng)設(shè)計（1）分析工藝操作動作、各機構(gòu)運動形式和運動規(guī)律選擇動力機。（2）確定傳

5、動機構(gòu)方案和采用的傳動形式，多個方案中選擇最佳的。（3）傳動比分配、設(shè)計計算。（4）傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計、畫圖。（6）編寫設(shè)計計算說明書。四基本要求1課程設(shè)計必須獨立的進行，每人必須完成設(shè)計圖樣A3一張，能夠較清楚地表達(dá)所設(shè)計內(nèi)容的原理、空間位置及有關(guān)結(jié)構(gòu)。2根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，合理的確定尺寸、運動及動力等有關(guān)參數(shù)。3進行相關(guān)的設(shè)計計算。4正確的運用手冊、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計圖樣必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。5編寫設(shè)計計算說明書，說明方案確定的方法、依據(jù)，并進行分析和有關(guān)設(shè)計計算，把設(shè)計中所涉及的問題說明清楚。說明書力求用工程術(shù)語，文字通順簡練，字跡工整、插圖清晰，5000字左右。五時間安排共一周5

6、天查資料          1天確定方案        1天設(shè)計計算        1天繪圖            1天寫設(shè)計說明書    1天六需交材料1A3圖紙一張（手畫和計算

7、機繪圖均可）。2設(shè)計計算說明書一份（手寫和打印均可）。 第二章 擺式送料機構(gòu)總體設(shè)計過程一 工作原理 1工作原理擺動式搬運機是生產(chǎn)中經(jīng)常用來對較笨重的貨物或工件進行移位搬運的機械，其工作原理如圖所示，電動機通過減速輪系(減速器)驅(qū)動一個六桿機構(gòu)，原動構(gòu)件1為該機構(gòu)的物柄O1A，而滑塊5為其輸出構(gòu)件，利用沿塊5的往復(fù)移動來搬運貨物或工件。2設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)見表。3設(shè)計提示為機器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)曲柄軸應(yīng)設(shè)有飛輪。二 設(shè)計方案圖2-2圖2-3以上兩種機構(gòu)的對比：圖2-2所示送料的往復(fù)運動，我們用曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)，當(dāng)輸入構(gòu)件勻速轉(zhuǎn)動時，輸出構(gòu)件帶動滑塊作往復(fù)移動，機構(gòu)具有急回特性，但該方案中不但設(shè)計計算比較復(fù)

8、雜，滑塊5和作平面復(fù)雜運動的連桿3和4的動平衡也比較困難。圖2-3為六桿機構(gòu)，直接通過電動機帶動曲柄滑塊轉(zhuǎn)動從而使連桿2擺動最終使滑塊左右運動，從而達(dá)到輸送貨物的效果。其優(yōu)點是成本比較低，結(jié)構(gòu)簡單，缺點是摩擦大，耗費能量多。三 利用解析法確定機構(gòu)的運動尺寸如下圖所示，選取搖桿分別處于左、右極限位置時，由解析法進行分析。圖2-4機構(gòu)的自由度為：根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)的要求，曲柄4的轉(zhuǎn)速n4=114r/min,其角速度4為： 極位夾角：以D為原點，建立如圖2-4所示的直角坐標(biāo)系DXY，各點的坐標(biāo)如下： D(0,0) B(-78,78) B'(78,78) C'(130,130) O(225,

9、Oy) C(-130,130) 則：OB=(-303,78-Oy) OB'=(-147,78-Oy) BB'=(156,0) OC=(-355,130-Oy) OC'=(-95,130-Oy) OD=(-225,-Oy)由余弦定理得：解之得：Oy1=239.4193 Oy2=30.7806 Oy3=562.0679 Oy4=-291.8679圖2-5當(dāng)Oy1=239.4193時：OA=OA'=70.1006 mm AB=A'B'=250.3546mm OB'=180.2540mm OB=320.4552mm OC'=96.0632

10、mm B'C'=104mm OC=355.2860mm 機構(gòu)在左極限位置時，在OB'C'中(如圖2-5所示)，可算得此時機構(gòu)的傳動角: 機構(gòu)在右極限位置時，在OBC(如圖2-5所示)中，可算得此時機構(gòu)的傳動角： 所以，不滿足設(shè)計要求，故舍去。當(dāng) Oy2=30.7806 時：OA=OA'=70.1006 mm AB=A'B'=250.3546mm OB'=180.2540mm OB=320.4552mm OC'=216.3583mm B'C'=104mm OC=404.7356mm 機構(gòu)在左極限位置時，在OB

11、'C'(如圖2-5所示)中，可算得此時機構(gòu)的傳動角： 機構(gòu)在右極限位置時，在OBC(如圖2-5所示)中，可算得此時機構(gòu)的傳動角： 由于，故滿足設(shè)計要求。當(dāng) Oy3=562.0679時：OA=OA'=35.9956 mm AB=A'B'=487.5601mm OB'=451.5646mm OB=523.5557mm OC'=350.0392mm B'C'=104mm OC=489.4154mm 機構(gòu)在左極限位置時，在OB'C'(如圖2-5所示)中，可算得此時機構(gòu)的傳動角： 機構(gòu)在右極限位置時，在OBC(如圖2

12、-5所示)中，可算得此時機構(gòu)的傳動角： 所以，不滿足設(shè)計要求，故舍去。當(dāng) Oy4=-291.8679時：OA=OA'=35.9956 mm AB=A'B'=487.5601mm OB'=451.5646mm OB=523.5557mm OC'=525.6897mm B'C'=104mm OC=627.1760mm 機構(gòu)在左極限位置時，在OB'C'(如圖2-5所示)中，可算得此時機構(gòu)的傳動角： 機構(gòu)在右極限位置時，在OBC(如圖2-5所示)中，可算得此時機構(gòu)的傳動角： 所以，不滿足設(shè)計要求，故舍去。綜上所述：當(dāng)Oy2=30.

13、7806 時，機構(gòu)的各參數(shù)滿足設(shè)計要求。 機構(gòu)的各桿長尺寸如下:曲柄OA=70.1006mm 連桿AB=250.3546mm 搖桿DC=260mm四 連桿機構(gòu)的運動分析 速度分析圖2-6為方便分析與計算，取機構(gòu)處于右極限位置時(如圖2-6所示)的數(shù)據(jù)分析：A點的線速度為： 由圖得，點B為AB桿的速度瞬心，則連桿AB的角速度為：搖桿DC上，B點、C點的線速度為：搖桿DC的角速度為：加速度分析圖2-7 以A為基點，將B點處的所有加速度作(如圖2-7所示)的分解，則： B點的法向加速度為： 由于曲柄OA作勻速轉(zhuǎn)動，則A點得切向加速度為： A點得法向加速度為： 故式可變?yōu)椋?在OBD中，由余弦定理得：

14、 將式中的各加速度分別在圖示的X軸、Y軸上投影有：X軸上：Y軸上: 聯(lián)解得： 方向與圖中假設(shè)方向相反 所以，搖桿CD的角加速度為： 在誤差允許的范圍內(nèi)，上述理論分析結(jié)果與下列曲線上對應(yīng)時刻的數(shù)據(jù)基本一致，故計算是正確的。第三章 課程設(shè)計總結(jié)這次機械原理課程設(shè)計雖然耗時相當(dāng)長，也很辛苦，但當(dāng)著手去做的過程中學(xué)到很多知識，我的專業(yè)能力有了較大的提高。在這次設(shè)計中我深刻體會到理論知識與實踐相結(jié)合的重要性，確實也印證了“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。沒有理論的支撐，實踐就沒有意義；沒有實際實踐結(jié)果的檢驗，理論就是一紙空談。在設(shè)計的過程中我翻閱了許多資料書：理論力學(xué)、材料力學(xué)、自動機械、軟件的相關(guān)資料等，還多次上網(wǎng)查資料，通過借鑒相關(guān)專業(yè)人士在設(shè)計中的分析問題的突破口；處理問題的方法、途