哈工大机械原理课程设计—产品包装线设计(方案四

哈工大机械原理课程设计—产品包装线设计(方案四内容摘要：

图 27 产品包装生产线（方案 4）的运动方案简图 （ 4） 系统运动方案设计 1） 执行机构 1 的设计 该执行机构是曲柄滑块机构，由曲柄，滑块，导杆，连杆和滑枕组成。 其中大滑块的行程 h=480mm,现对机构进行参数计算。 该机构具有急回特性，在导杆与曲柄的轨迹圆相切时候，从动件处于两个极限位置，此时导杆的末端分别位于 C1和 C2位置。 取定 C1C2的长度，使其满足： hCC 21 利用平行四边形的特点，由下图可知滑块移动的距离 E1E2= C1C2=h，这样就利用了机构急回运动特性，使滑块移动了指定的位移。 设极位夹角为θ，显然导杆 21的摆角就是θ，取机构的行程速比系数 K=，由此可得极位夹角和导杆 21的长度。 001 180 301/2 si n 2kkhl m m 哈尔滨工业大学课程设计说明书 图 28 导杆滑块机构设计 先随意选定一点为 D，以 D为圆心， l为半径做圆。 再过 D作竖直线，以之为基础线，左右各作射线，与之夹角 15176。 ，交圆与 C1和 C2点。 则弧 C1C2即为导杆顶部转过的弧线，当导轨从 C1D摆到 C2D 的时候，摆角为 30176。 接着取最高点为 C,在 C 和 C1之间做平行于 C1C2的直线 m，该线为滑枕 21的导路，距离 D点的距离为 cos 22llsl  在 C1点有机构最大压力角，设导杆 21的长度为 l1，最大压力角的正弦等于 1m ax 22c o ssin lll  要求最大压力角小于 100，所以有 01 0m a xsi n 1 c os 152 927 .689 2 si n 2 si n 10lll mm     l1越大，压力角越小，取 l1=200~400mm。 则取 l=300mm1 曲柄 15的回转中心在过 D点的竖直线上，曲柄越长，曲柄受力越小，可选 llAD 32~21 取 AD=600mm，据此可以得到曲柄 19 的长度 𝑙2 = ADsin𝜃2 = 600 sin15176。 = 2） 执行机构 2 的设计 哈尔滨工业大学课程设计说明书 如图 27（ b）所示，执行机构 2的运动是将连续传动转换为间歇往复移动，可以选用齿轮传动和直动平底从动件盘形凸轮机构固联来共同完成要求。 凸轮机构在一个工作周期的运动为 凸轮 24：第一次远休止角 80176。 ，第一次回程运动角 40176。 ，第二次休止角 80176。 ，第二次回程运动角 40176。 ,近休止角 80176。 ，推程运动角 30176。 ，远休止角 10176。 从动件推程 50mm，推回程均采用无冲击的正弦加速度方式。 得到如下表格： 角度范围 S 0≤θ≤ 49π 50 49π≤θ≤23π 160−180θπ + π sin(9θ ) 23π≤θ≤109 π 25 109 π ≤θ ≤43π 240−180θπ + π sin(9θ ) 43π ≤ θ ≤169 π 0 169 π ≤ θ ≤3518π 16003 +300θπ 25sin(12θ 192π9 ) 3518π ≤ θ ≤ 2π 50 停 向下 200mm（ ） 停 向下 200mm（ ） 停 向下 400mm（ ） 休止（ ） 哈尔滨工业大学课程设计说明书 图 29 凸轮运动的位移图 根据凸轮的从动件运动规律，我们可以利用解析法设计出凸轮的轮廓。 具体设计流程： 做出 dsdθs 图像，利用压力角的要求可以做出凸轮的基圆和偏距，这样， 可以利用解析法求出凸轮的形状。 由于电动机的转向是可以调整的，往右边 看凸轮是顺时针转动的。 取凸轮偏距为 0，即设计成对心的滚子凸轮机构。 图 30 凸轮 s − ⁄ 图 经查表许用 压力角采用 40176。 确定凸轮的基圆为 ，滚子半径采用 20mm 的轴承。 哈尔滨工业大学课程设计说明书 理论轮廓坐标方程： x=(r0+s)cosθ +ecosθ； y=(r0+s)sinθ esinθ； 带上滚子半径的实际轮廓半径，滚子是在实际轮廓外部。 实际轮廓坐标： X=xrrdydθ√(dxdθ)2:(dydθ)2 ； Y=y+rr dxdθ√(dxdθ)2:(dydθ)2 ； 理论轮廓和实际轮廓图如下图所示： 图 31 凸轮的理论轮廓和实际轮廓图 3） 执行机构 3 的设计 哈尔滨工业大学课程设计说明书 图 32 执行机构 3 执行机构 3 驱动构件 2运动，由图可知，执行构件 3 由曲柄 27，连杆 29 和滑块 30组成。 由题可知，滑块 30 的行程是： h = 600mm 则曲柄的长度可以确定为 𝑙34 = 12ℎ =300mm 连杆 29 的长度与许用压力角有关，即 : sin∝𝑚𝑎𝑥 = 𝑙34𝑙35 一般 有 ∝max≤30176。 ， 则， 𝑙35 ≥ 𝑙34sin∝𝑚𝑎𝑥=600mm 4） 槽轮机构设计 1. 确定槽轮槽数 在拨盘圆销数 k=1 时，槽轮槽数 z=4。 2. 槽轮槽间角 2β =360176。 z = 90176。 3. 槽轮每次转位时拨盘的转角 2α =180176。 2β =90176。 4. 中心距 槽轮机构的中心距应该根据具体结构确定，在结构尚不确定的情况下暂定为a=150mm 5. 拨盘圆销的回转半径 λ =ra = sinβ = r=λ *a=*150= mm 6. 槽轮半径 ξ =Ra = cosβ = R=ξ *a=*150= mm 7. 锁止弧张角 γ =360176。 2α =270176。 8. 圆销半径 哈尔滨工业大学课程设计说明书 rA ≈ r6 = = mm 圆整： rA = 18 mm 9. 槽轮槽深 h(λ +ξ 1)*a+rA= mm 10. 锁止弧半径 rS 𝑟 −rA = mm。