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棒料输送线布料装置(方案7)

棒料输送线布料装置(方案7)
棒料输送线布料装置(方案7)

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

机械原理课程设计说明书

课程名称:机械原理课程设计

设计题目:棒料输送线布料装置(方案07)

院系:机电工程学院

班级:

设计者:

学号:

指导教师:

设计时间:2012.07.2-2.07.08

哈尔滨工业大学

棒料输送线布料装置(方案07)

1.题目要求

如图1所示棒料输送布料装置的功能简图。料斗中分别装有直径35mm,长度150mm的钢料,铜料和铝料。在输送线上按照图2所示的规律布置料棒。原动机转速为1430rpm,每分钟布置棒料50,75,90块分3档可以调节。

图1-1

图1-2

图1功能简图

2.题目解答

(1)工艺方法分析

由题目和功能简图可以看出,棒料夹在执行构件1(即传送带)的带动下做间歇直线运动,棒料的输送机构分别为执行构件2(即钢料输送机构),执行构件3(即铜料输送机构),当执行构件1将棒料夹传送到指定位置时,执行构件按照一定的运动规律进行配合将钢料,铜料,铝料输送到指定位置。

下图中T1为执行构件1(传送带)的工作周期,T2是执行构件2(钢料输送

机构)的工作周期,T 3是执行构件3(铜料输送机构)的工作周期。由图2可以看出,执行构件1是作间歇直线移动,而执行构件2,3做间歇往复直线运动。四个执行构件的工作周期关系为:5T1=T2=T3。执行构件2,3的动作周期为其工作周期的5倍。

执行构件1进停

停进

进停进停2进退

进退3进

退

退

退

运动情况

休止 休止

图2 运动循环图

(2)运动功能分析及运动功能系统图

根据前面的分析可知,驱动执行构件1(皮带传动)工作的执行机构应该具有运动功能如图3所示。该运动功能把一个间歇的单向转动转换为间歇的直线移动,主动件每转动一周,从动件(执行构件1)直线运动200mm ,主动件的速度分别为35、60、85rpm 。

35、60、85 rpm

图3 执行机构1的运动功能

由于电动机转速为1430rpm ,为了在执行机构1的主动件上分别得到35、60、85 rpm 的转速,又本机构欲采用双圆销四槽的槽轮机构,则槽轮主动轴上的转速依次为17.5、30、42.5rpm 。则由电动机到执行机构1之间的传动比i z 有3种分别为:

i z1= 1430/17.5=81.7 i z2= 1430/30=47.7

i z3= 1430/42.5=33.7

总传动比由带传动比i f 定传动比i c 与变传动比i v,组成,满足以下关系式:

i z1 = i f*i c *i v1 i z2=i f*i c *i v2 i z3=i f*i c *i v3

三种传动比中i z1最大,i z3最小。由于带传动比i f 定传动比i c 是常数,因此3种变传动比中i v1最大,i v3最小。若采用滑移齿轮变速,其最大传动比最好不要大于4,即:

i v1=4

则有:

i c =20.4

故定传动比的其他值为:

i v2= 2.3

i v3= 1.7 于是,有级变速单元如图4:

i = 4, 2.3, 1.7

图4 有级变速运动功能单元

为保证系统过载时不至于损坏,在电动机和传动系统之间加一个过载保护环节。过载保护运动功能单元可采用带传动实现,这样,该运动功能单元不仅具有过载保护能力,还具有减速功能,其传动比为4,如图5所示。

图5 过载保护运动功能单元

整个传动系统仅靠过载保护功能单元的减速功能不能实现全部定传动比,因此,在传动系统中还要另加减速运动功能单元,减速比为

i = 5.1

减速运动功能单元如图6所示。

图6 减速运动功能单元

另外,要实现皮带的间歇运动,必须利用槽轮结构,如图7所示,其角度转换比25.0=τ,

图7 槽轮机构

根据上述运动功能分析,可以得到实现执行构件1运动的功能系统图,如图8

所示。

1430rpm i = 4 i = 4, 2.3, 1.7 i = 5.1

执行构件1

图8 实现执行构件1运动的运动功能系统图

为了使用同一原动机驱动执行构件2(钢料输送装置)、构件3(铜料输送装置),应该在图8所示的运动功能系统图加上1个运动分支功能单元,使其能够驱动分支执行构件2、构件3,该运动分支功能单元如图9所示。

先研究构件2,执行构件2有一个执行运动,即间歇往复直线移动。它的运动方向与执行构件1的运动方向垂直。为了使执行构件2和执行构件1的运动保持正确的空间关系,可以加一个运动传动方向转换功能单元,,如图10所示。

图9 运动分支功能单元

图10 运动传动方向转换的运动功能单元

经过运动传递方向转换功能单元输出的运动需要分成两个运动分支分别驱动执行构件2,执行构件3的运动。因此,需要加一个运动分支功能分支单元,如图10所示。

图10 运动分支功能单元

执行构件2,3的一个运动是间歇往复移动,将连续转动转换成间歇转动,再转换成间歇往复移动。如图11所示。

图11 连续转动转换为间歇往复移动的运动功能单元

根据上述分析可以得出实现执行构件1和执行构件2运动功能的运动功能系统图,如图12所示。

1430rpm i = 4 i = 4, 2.3,1.7

i = 5.1

i=1/2

图12 执行构件1、2的运动功能系统图

由于执行构件2、3运动机理是完全一样的,都是来推动棒料进入固定位置的,所以,3的运动功能系统图和2是完全相同的。

根据上述分析,可以画出整个系统的运动功能系统图,如图13所示。 1430rpm i = 2 i = 4, 2.667, 2.222 i = 3.575

i=2

图13棒料输送线布料装置(方案07)的运动功能系统图

执行构件1

执行构件2

执行构件1

执行构件3

执行构件2

(3)系统运动方案拟定

根据图13所示的运动功能系统图,选择适当的机构替代运动功能系统图中的各个运动功能单元,便可拟定出机械系统运动方案。

图13中的运动功能单元1是原动机。根据产品包装生产线的工作要求,可以选择电动机作为原动机。如图14所示。

1430rpm

1

图14 电动机替代运动功能单元1

图13中的运动功能单元2是过载保护单元兼具减速功能,可以选择带传动实现,如图15所示。

i=4

2

图15 带传动代替运动单元2

图13中的运动功能单元3是有级变速功能单元,可以选择滑移齿轮变速传动替代,如图16所示。

i=4,2.3,1.7

图16 滑移齿轮变速替代运动功能单元3

图13中的运动功能单元4是减速功能,可以选择2级齿轮传动代替,如图17所示。

i=5.1

图17 2级齿轮传动替代运动功能单元4

图13中运动功能单元6是把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元,可以用槽轮机构替代。该运动功能单元的运动系数为

由槽轮机构运动系数的计算公式有:

式中,

Z——槽轮的径向槽数。

则,槽轮的径向槽数为:4

圆销数为:2

该槽轮机构如图19所示。

图19用槽轮机构替代运动功能单元6

图13中运动单元7是将间歇转动转化为间歇直线运动,可以用皮带传动代替,如图20所示。

图20 皮带轮实现将间歇转动转化为间歇直线运动

图13中的运动功能单元8是运动传递方向转换功能单元,同时还具有变速功能,可以用圆锥齿轮传动替代,如图21所示。

i

图21 圆锥齿轮传动替代减速运动功能单元7

图13中的运动单元9是运动分支单元可以利用同一轴上的两个不完全齿轮实现,如图22所示

图22 同一轴上的两个不完全齿轮替代运动分支机构

图13中运动功能单元10,11,12把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元,由运动循环图可知该运动功能单元在一个工作周期之内有一次停歇和一次转动,且两次停歇时间不同,于是可以用不完全齿轮机构代替该运动功能单元,如图23所示。

图23 用不完全齿轮传动替代运动功能单元10,11

图13中,运动单元12,13把间歇转动转化为间歇往复运动,可以利用曲柄滑块机构实现,如图24所示。

整个机构的过载保护,变速机构,及减速机构的运动简图,如图25所示:

图25 部分运动简图

(4)系统运动方案设计

1)执行机构1的设计

该机构采用槽轮机构实现。该运动功能单元的运动系数为

该槽轮机构选择径向槽外接槽轮机构:

(1)确定槽轮槽数

在拨盘圆销数k=2时,槽轮槽数为Z=4,该槽轮的几何关系如图26所示

图26槽轮机构

(2)槽轮槽间角

由图可知槽轮的槽间角为:

2β=360°/z=90°

(3)槽轮每次转位时拨盘的转角:

2α=180°-2β=90°

(4)中心距

槽轮机构的中心距应该根据具体的结构确定,在结构尚不确定的情况下占定为a=150mm

(5)拨盘圆销回转半径

λ=r/a=sinβ=0.7071

r=λa=106.065mm

(6)槽轮半径

ζ=R/a=cosβ=0.7071

R=ζa=106.065mm

(7)锁止弧张角

γ=360°-2α=90°

(8)圆销半径

Ra=r/6=17.6675mm

圆整Ra=18mm

(9)槽轮槽深

h>(λ+ζ-1)a+Ra=80.13mm

(10)锁止弧半径

Rs

取Rs=80mm

皮带轮设计直径为: PI*d/4=200mm

所以 d=254.648mm 取d=255mm

运动情况描述:当圆销转动半周时,槽轮转动90°,所以与槽轮同轴的皮带轮转动1/4周,即皮带向前传动200mm 2) 执行机构2,3的设计(曲柄滑块机构)

该执行机构是曲柄滑块机构,由曲柄24,滑块25,导杆23,连杆26和滑枕27组成。其中大滑块的行程h=300mm,现对机构进行参数计算。

该机构具有急回特性,在导杆23与曲柄24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C 1和C 2位置。取定C 1C 2的长度,使其满足:

h C C 21

利用平行四边形的特点,由下图可知滑块移动的距离E 1E 2= C 1C 2=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23的摆角就是θ,取机构的行程速比系数K=1.4,由此可得极位夹角和导杆19的长度。

θ=(k-1)/(k+1)*180°=30° l=h/2/sin(θ/2)=579.555mm 取l=580mm

图27 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15°,交圆与C 1和C 2点。则弧C 1C 2即为导杆顶部转过的弧线,当导轨从C 1D 摆到C 2D 的时候,摆角为30°。接着取最高点为C,在C 和C 1之间做平行于C 1C 2的直线m ,该线为滑枕27的导路,距离D 点的距离为

cos 22

l l s l θ

-=-

在C 1点有机构最大压力角,设导杆23的长度为l 1,最大压力角的正弦等于

1

max 22cos

sin l l l θ

α-=

要求最大压力角小于100,所以有

l1≥579.555*(1-cos15°)/(2*sin10°)=56.862mm

l 1越大,压力角越小,取l 1=200~400mm 。

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

l l AD 3

2~21=

取AD=500mm ,据此可以得到曲柄15的长度

02sin

500sin15129.412l AD mm

θ

==?= 取130mm

3) 执行机构2,3,附加机构的设计

如图28所示,执行机构2的附加运动是连续转动转换为单向间歇转动,由不完全齿轮17、18(19,20)实现。 不完全齿轮17、18的设计

不完全齿轮18在一个工作周期内的运动为

不完全齿轮18在一个工作周期内的运动为

设其传动比为1

齿轮17可按可按最小不根切齿数确定,但为了使不完全齿轮17的齿数为整数,取z 18=20,则主动轮的假想齿数为z 17=20。

取模数为2 mm ,从动齿轮18、20为完全齿轮,其集合尺寸可按照标准齿轮计算。齿轮17、19为不完全齿轮,其实际齿数分别为理论齿数的2/5和

3/5。若以有齿与无齿的分界线为0,向有齿方向转动为正方向,则不完全齿轮17、19的相位分别为216°和72°

转°(2/5T 5) 停(3/5 T 5)

转°(3/5T 5) 停(2/5 T 5)

图28 不完全齿轮传动17、18设计

不完全齿轮机构19,20(21,22)与不完全齿轮机构17,18相同,只是不完全齿相位相差72°。

4)滑移齿轮传动设计

①确定齿轮齿数

如图21中齿轮5,6,7,8,9,10组成了滑移齿轮有级变速单元,其齿数分别为z5,z6,z7,z8,z9,z10。由前面分析可知,

i v1=4

i v2= 2.3

i v3= 1.7

按最小不根切齿数取z9=17,则z10= i v1 z9=4*17=68

为了改善传动性能应使相互啮合的齿轮齿数互为质数,取z10= 69。

其齿数和为z9+ z10=17+69=86,

另外两对啮合齿轮的齿数和应大致相同,即

z7+ z8≈86,z5+ z6≈86

i v2= 2.3

z7 =26

z8 =60

同理可取(为使其更接近传动比),z5 =39 z6 =47

②计算齿轮几何尺寸

取模数m=2 mm,则5,6,7,8,9,10这三对齿轮的标准中心距相同

a=86

均为标准齿轮

5)齿轮传动设计

圆柱齿轮传动设计

由图可知,齿轮11、12、13、14实现运动功能单元4的减速功能,它所实现的传动比为5.1。由于齿轮11、12、13、14是1级齿轮传动,每一级齿轮传动的传动比可如此确定

Ic= [5.1](1/2)=2.3

为使传动比更接近于运动功能单元4的传动比2.3,取

z11=z13=17, z12=z14=39

取模数m=2 mm,按标准齿轮计算。

圆锥齿轮传动设计

由分析可知,圆锥齿轮15、16实现图13中的运动功能单元7的减速运动功能,它所实现的传动比为1/2,两圆锥的齿轮的轴交角为

Σ=90°

圆锥齿轮15的分度圆锥角为

δ13=45°

圆锥齿轮16的分度圆锥角为

δ14=45°

圆锥齿轮的最小不根切当量齿数为z=17

圆锥齿轮16的齿数可按最小不根切齿数确定,即

Z16=17

则圆锥齿轮15的齿数为,z15= 34

齿轮15、16的几何尺寸,取模数m=2 mm,按标准直齿锥齿轮传动计算。(5)运动方案执行构件的运动时序分析

①曲柄25的初始位置(与曲柄27,29相同)

如图28所示,曲柄25顺时针转动时的初始位置由角确定。由于该曲柄导杆机构的极位夹角θ=30°,因此,当导杆26处于右侧极限位置时,曲柄15与垂直轴的夹角为15°。

图29 曲柄滑块机构

②不完全齿轮的起始位置

若以有齿与无齿的分界线为0,向有齿方向转动为正方向,则不完全齿轮17、19的相位分别为216°和72°主动轮逆时针方向为正方向

不完全齿轮17,18(控制钢料输送)

不完全齿轮19,20(控制铜料输送)

图30 不完全齿轮机构 ③ 拨盘34的起始位置

如图31所示,拨盘34逆时针转动时的初始位置由角确定,拨盘34逆时针转动时的初始位置处于槽轮由停变动的分界位置,因此,拨盘34与水平轴的夹角为45°。

图31 槽轮机构

综上所述,该系统应该选择曲柄15顺时针回转,即电机逆时针转动。如图31所示。

图31 传动系统运动示意图

整个系统的运动循环图:

构件槽轮运动休止运动休止运动休止运动休止运动休止传送带进

停进

停进

停进

停进

停不完全齿轮17连杆机构(钢)进退进退不完全齿轮19连杆机构(铜)进

退

退

进退

休止休止

72-144

144-216

216-288

288-360

0-72 运动情况216-288

288-36072-144

0-72

144-216

哈工大机械原理课程设计棒料输送线布料装置(方案8)

机械原理课程设计题目棒料输送线布料装置(方案8) 专业 学号 学生 指导教师

一、棒料输送线布料装置使用功能描述 已知技术参数和设计要求: 如下图1所示棒料输送线布料装置的功能简图。料斗中分别装有直径35mm,长度150mm的钢料和铜料。在输送线上按照图2所示的规律布置棒料。原动机转速为1440rpm,每分钟布置棒料40,75,90块,分3档可以调节。 二、工艺动作分析 有设计要求可知,该棒料输送线布料装置需要由四个部分共同构成,各原动件为皮带轮(主动轮)、曲柄、槽轮1和槽轮2,由此绘制出机械运动循环图。

图3 棒料输送线布料装置运动循环图 总时间为T ,表示构件完成一个运动循环所用总时间。皮带轮做间歇转动,输出皮带做间歇移动;曲柄做间歇整周回转,带动滑块往复直线移动。皮带与曲柄滑块的周期是槽轮的的五分之一左右。 三、运动功能分析 根据前面的分析可知,槽轮1,2工作的执行机构应该具有的运动功能如图4所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为间歇转动,由题意知要求达到的转速分别为18rpm ,15rpm ,8rpm 图4 槽轮1,2的运动功能 由于电动机的转速为1440rpm ,为了分别得到18,15,8rpm 的转速,则由电动机到槽轮之间的总传动比z i 有3种,分别为 1114408018z n i n === 2214409615 z n i n = == 3314401808 z n i n = == 总传动比由定传动比c i 和变传动比v i 两部分构成,即 11v c z i i i =

22v c z i i i = 33v c z i i i = 3种总传动比中1z i 最小,3z i 最大。由于定传动比c i 是常数,因此,3种变传动比中 1v i 最小,3v i 最大。由于槽轮机构与皮带机构不在同一平面上,需采用一个圆锥齿轮,传动比为i d 图5 圆锥齿轮运动功能 取i d =4,即Z12 = 20,Z13 = 81 由设计图纸,为了完成传动和合理输出,令 601=c d i i 则定轴传动比为15 而 33.1608011===c z v i i i 6.1609622===c z v i i i 360 18033=== c z v i i i 于是,传动系统的有级变速功能单元如图6所示。 3,6.1,33.1=i 图6 有级变速运动功能单元 整个传动系统仅靠圆锥齿轮运动功能单元不能实现其全部定传动比,因此,在传动系统中还要另加减速运动功能单元,其减速比为

哈工大机械原理课设

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理课程设计 课程名称:机械原理课程设计 设计题目:棒料输送线布料装置(方案1)院系:机电工程学院 班级: 姓名:机电雷锋 学号: 电话: 指导教师: 设计时间:2014.6.23~ 2014.6.28 ?哈尔滨工业大学

目录 一、题目要求 (3) 二、机械系统运动功能图 (3) 三、机械系统运动功能分析 (3) 四、系统运动方案拟定 (6) 五、机械系统运动尺寸 (9) 六、机械系统运动简图 (15) 七、机械系统实际运动循环图 (16)

棒料输送线布料装置(方案1) 一、题目要求 棒料输送布料装置(方案1)功能描述如下图所示棒料输送线。料斗中分别装有直径35mm,长度150mm的钢料和铜料。在输送线上按照下图所示的规律布置棒料。原动机转速为1430r/min,每分钟布置棒料50,80,110块,分3档可以调节。 二、机械系统运动功能图 经分析可知,钢料和铜料分两个步骤放置,首先钢料放置,铜料不动,之后钢料和铜料同时放置即可满足如图所示棒料布置规律。 所以可以有如下运动功能图。 三、机械系统运动功能分析

布料装置由一台原动机驱动,有三个执行构件(钢料控制开关,铜料控制开关,工作台)协调工作。布料装置的运动传递路径如图所示 主传动链分析: 如题所述,布料装置需要每分钟布料50,80,110块,而原动机转速为1430r/min,这就需要在运动当中添加减速装置和换挡装置。 (1)原动机运动功能 题中所给电动机的转速为n=1430r/min,因此棒料输送线布料装置原动机的运动功能单元表达符号如图所示。 n=1430r/min (2)过载保护功能 原动机与传动部分之间需要一个过载保护单元,以便在过载时保护机床免受破坏。多数情况下,这一过载保护功能单元同时还具有减速功能(i>1),因此,其符号表达如图所示。 i c=4 (3)主传动链减速运动功能 每分钟布置棒料50,80,110块,需要执行构件转速分别为50r/min,80r/min,110r/min。因此,由原动机到执行机构的运动传递需要减速,其减速比分别为 11430 28.6 50 z i== 21430 17.9 80 z i== 31430 13 110 z i==

哈工大机械原理课程设计-棒料输送线布料装置方案3

Harbin Institute of Technology 课程设计说明书 课程名称:机械原理课程设计 设计题目:棒料输送线布料装置(方案3)院系: 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间:

目录 机械原理课程设计任务书 (1) 一、题目要求 (2) 二、机械系统工艺动作分析 (2) 三、机械系统运动功能分析 (2) 四、系统运动方案拟定 (6) 五、系统运动方案设计 (9) 1、齿轮机构设计 (9) 2、槽轮机构设计 (10) 3、不完全槽轮机构设计 (10) 4、带传动设计 (10) 5、开关设计 (10) 六、系统运动简图 (11)

棒料输送线布料装置(方案3) 一、题目要求 已知技术参数和设计要求: 棒料输送布料装置(方案3)功能描述如下图所示棒料输送线。料斗中分别装有直径35mm ,长度150mm 的钢料和铜料。在输送线上按照下图所示的规律布置棒料。原动机转速为1430rpm ,每分钟布置棒料55,85,115块,分3档可以调节。 图1 图2 二、机械系统工艺动作分析 由设计要求可知,该棒料输送线布料装置需要由三个部分共同构成,各执行构件为传送带轮、钢料料槽开关1和铜料料斗开关2,这三个构件的运动关系如图3所示。 传送带轮 运动 停止 运动 停止 运动 停止 运动 停止 运动 停止 运动 停止 运动 停止 运动 钢料料 槽开关 运动 运动 运动 运动 运动 运动 运动 运动 铜料料 斗开关 运动 运动 运动 运动 运动 运动 运动 运动 表示开关继续运动且无棒料掉落,表示开关运动过程中有棒料掉落 图3 棒料输送线布料装置运动循环图 总时间为T ,表示构件完成一个运动循环所用总时间。传送带轮做间歇转动,传送皮带做间歇移动;料槽开关做不间歇转动。传送带轮的运动周期是料槽开关的三分之一左右。 三、机械系统运动功能分析

棒料输送线布料装置

1.题目要求 如图1所示棒料输送布料装置的功能简图。料斗中分别装有直径35mm,长度150mm的钢料,铜料和铝料。在输送线上按照图2所示的规律布置料棒。原动机转速为1430rpm,每分钟布置棒料50,75,90块分3档可以调节。 图1-1 图1-2 图1功能简图 2.题目解答 (1)工艺方法分析 由题目和功能简图可以看出,棒料夹在执行构件1(即传送带)的带动下做间歇直线运动,棒料的输送机构分别为执行构件2(即钢料输送机构),执行构件3(即铜料输送机构),当执行构件1将棒料夹传送到指定位置时,执行构件按照一定的运动规律进行配合将钢料,铜料,铝料输送到指定位置。 下图中T1为执行构件1(传送带)的工作周期,T2是执行构件2(钢料输送机构)的工作周期,T3是执行构件3(铜料输送机构)的工作周期。由图2可以看出,执行构件1是作间歇直线移动,而执行构件2,3做间歇往复直线运动。四个执行构件的工作周期关系为:5T1=T2=T3。执行构件2,3的动作周期为其工作周期的5倍。

执行构件1进停 进 停进 停 进停进停2进退 进退3进 退 进 退 进 退 运动情况 休止 休止 图2 运动循环图 (2)运动功能分析及运动功能系统图 根据前面的分析可知,驱动执行构件1(皮带传动)工作的执行机构应该具有运动功能如图3所示。该运动功能把一个间歇的单向转动转换为间歇的直线移动,主动件每转动一周,从动件(执行构件1)直线运动200mm ,主动件的速度分别为35、60、85rpm 。 35、60、85 rpm 图3 执行机构1的运动功能 由于电动机转速为1430rpm ,为了在执行机构1的主动件上分别得到35、60、85 rpm 的转速,又本机构欲采用双圆销四槽的槽轮机构,则槽轮主动轴上的转速依次为17.5、30、42.5rpm 。则由电动机到执行机构1之间的传动比i z 有3种分别为: i z1= 1430/17.5=81.7 i z2= 1430/30=47.7 i z3= 1430/42.5=33.7 总传动比由带传动比i f 定传动比i c 与变传动比i v,组成,满足以下关系式: i z1 = i f*i c *i v1 i z2=i f*i c *i v2 i z3=i f*i c *i v3 三种传动比中i z1最大,i z3最小。由于带传动比i f 定传动比i c 是常数,因此3种变传动比中i v1最大,i v3最小。若采用滑移齿轮变速,其最大传动比最好不要大于4,即: i v1=4 则有: i c =20.4 故定传动比的其他值为:

哈工大机械原理课程设计--棒料输送线布料装置

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Harbin Institute of Technology 课程设计说明书(论文) 课程名称:机械原理 设计题目:棒料输送线布料装置(方案1) 院系:机电工程学院 班级: 设计者: 学号:1 指导教师:王洪祥 设计时间: 哈尔滨工业大学

目录 1、题目要求 (4) 2.题目解答 (4) (1)工艺动作分析 (4) (2)运动功能分析及运动功能系统图 (5) (3)系统运动方案拟定 (8) (4)系统运动方案设计 (12) 1)带传动设计 (12) 2)滑移齿轮传动设计 (13) 3)齿轮传动设计 (16) 4)槽轮机构设计 (17) 5)不完全齿轮机构设计 (18) 6)执行机构2,3的设计 (19) (5)运动方案执行构件运动时序分析 (20) (6)参考文献 (21)

棒料输送线布料装置(方案1) 1、题目要求 如图下图1所示棒料输送线布料装置的功能简图。料斗中分别装有直径 35mm,长度150mm的钢料和铜料。在输送线上按照图2所示的规律布置棒料。原动机转速为1430r/min,每分钟布置棒料50,80,110块分3档可以调节。 图1 图2 2.题目解答 (1)工艺动作分析 由设计题目和图1可以看出,推动输送带运动的是执行构件1,使钢料下落的是执行构件2,使铜料下落的是执行构件3,这三个构件的运动关系如图3所示。 T1 T1 T1 T1 执行构件运动情况 执行构件1运动停止运动停止运动停止运动停止 执行构件2停止放料停止放料停止停止停止放料 执行构件3停止停止停止放料停止停止停止停止 T2、T3 图3 棒料输送线布料装置运动循环图 图3中T1是执行构件1的工作周期,T2是执行构件2的工作周期,T3是执行构件3的工作周期。由图3可以看出,执行构件1是作间歇转动,执行构件2

哈工大机械课程设计--棒料输送线布料装置设计

哈工大机械课程设计--棒料输送线布料装置设计

课程设计说明书 课程名称:机械原理 设计题目:棒料输送线布料装置(方案2) 院系:机电工程学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间:2014年6月23日至29日

棒料输送线布料装置设计 1.设计题目:棒料输送线布料装置(方案2) 如下图1所示棒料输送线布料装置的功能简图。料斗中分别装有直径35mm,长度150mm的钢料、铜料和铝料。在输送线上按照图2所示的规律布置棒料。原动机转速为1430rpm,每分钟布置棒料45,75,105块,分3档可以调节。

由图1、2可以看出,该布料输送线装置有两个执行构件。执行构件1为推料滑块,将后方料斗中的最底层棒料推入输送线上相应的槽内。执行构件2为输送线传动带,推动产品在输送线上运动。这两个运动的协调关系如图3所示。 2.工艺动作分析

图3 棒料输送线布料系统运动循环图 由图3可以看出执行构件1和执行构2的总工作周期相等,即T。T1为执行构件1的运动周期,此时执行构件2停止不动。T2为执行构建2的运动周期,同时执行构件1停止不动。并且执行构件1的运动规律为,“推-回—停”间歇的往复直线运动。执行构件2的运动为间歇直线移动。设定T1=T2=T/2,即运动时间和间歇时间相等。 3.运动功能分析 3.1执行机构1功能分析 驱动执行构件1工作的执行机构应具有的运动功能如下图所示。该运动功能单元将连续的单向转动转化为间歇的往复直线移动。经过转速

配合后,要求槽轮主动件(拨盘)每单向转动π/2,从动件(执行构件1)往复运动1次。根据设计题目要求,执行构件1每次推入2块棒料,即主动件转动一周,推入4块棒料。为达到每分钟布置棒料45,75,105块的设计要求,主动件转动需分别达到11.25rpm、18.75rpm、26.25rpm。如下图4所示 图4 执行机构1的运动功能 从连续的单向转动转化为间歇的往复直线移动显然不能一步实现,需要多个构件形成执行机构1。先将连续的单向转动转化为间歇转动,由系统运动循环图可以看出执行构件1的间歇时间是工作周期的二分之一。因此间歇运动功能单元的运动系数τ=0.5。此时执行构件1的工作周期T 为执行构件1的工作周期T的二分之一。 1 如下图5所示

哈工大机械原理课程设计(棒料输送线装置设计)

棒料输送线布料装置(方案4)设计说明书1 题目要求 如图所示棒料输送线布料装置的功能简图。料斗中分别装有直径35mm,长度150mm的钢料和铜料。在输送线上按照图2所示规律布置棒料。原动机转速为1430rpm,每分钟布置棒料35,55,75块分三档可以调节。 2 题目解答 2.1 工艺动作分析 由设计题目和图1可以看出,推动产品在输送线1上运动的是执行构件1,推动棒料在垂直输送线方向运动的是执行构件2和3。这三个执行构件的运动协调关系如图3所示。 图2中T1是执行构件1的工作周期,T2是执行构件2的工作周期,执行构件2和3的动作周期是T2’和T3’。由图2中可以看出,执行构件1是间隙直线运动,执行构件2和3是间歇往复运动,并且T2 =T3=4T1。T2’ =T2’=T1,即构件2和3的运动规律相同。 2.2 运动功能分析及运动功能系统图 根据前面的分析可知,驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图4所示。该运动功能单元把一个连续的单向转动转换为间歇的直线移动,主动件每转一周,从动件(执行机构1)间歇运动一次,主动件的转速分别为35,55,75 r/min。 图4 执行机构1的运动功能 由于电机的转速为1430r/min,为了在执行机构1的主动件上分别得到35,55,75r/min 的转速,则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z有3种,分别为 =40.86(1—1) i z1=1430 35

i z2=1430 55 =26(1—2) i z3=1430 75 =19.07(1—3)总传动比由定轴传动比i c和滑移齿轮传动比i v两部分构成,即 i z1=i c?i v1(1—4) i z2=i c?i v2(1—5) i z3=i c?i v3(1—6)3种总传动比重i z1最大,i z3最小。由于定轴传动比i c是常数,因此3种变传动比中i v1最大,i v3最小。采用滑移齿轮时,其最大传达比最好不大于4,即 i v1=4(1—7)于是定传动比为 i c=i z1 i v1=40.86 4 =10.21(1—8) 变传动比的其他值为i v2=i z2 i c =26 10.21 =2.55(1—9) i v3=i z3 i c =19.07 10.21 =1.87(1—10) 于是传动系统的有级变速功能单元如图5所示。 图5 有级变速运动功能单元 为了保证系统过载时不被损坏,在电动机和传动系统之间加一个过载保护环节。过载保护运动功能单元可采用带传动实现,这样该运动不仅具有过载保护功能还具有减速功能,如图6所示。 图6 过载保护运动功能单元 整个传动系统紧靠过载保护运动功能单元还不能实现其全部的传动比,因此在传动系统中还要另加减速运动功能单元,其减速比为 i=i c 2.5=10.22 2.5 =4.09(1—11) 减速运动功能单元如图6所示。 图7 减速运动功能单元 根据上述运动功能分析,可以得到实现执行构件1运动的运动功能系统图,如图8所示

料仓自动布料设备和布料方法的制作方法

图片简介: 本技术属于布料方法技术领域,尤其是涉及一种料仓自动布料装置和布料方法,其中料仓自动布料装置包括料仓,设置在此料仓上方的皮带输送机,设置在此皮带输送机上的皮带输送机卸料小车,其特征在于还包括皮带输送机卸料小车定位装置,料仓料位检测装置。本技术的料仓自动布料装置和布料方法能够实现全自动均匀布料,避免了空仓或压矿事故,能够实现无人值守,缩减了岗位工人,大大降低了职业病的可能性,既保证了岗位操作工人的健康,又达到减员增效的目的;另外,采用本技术的料仓自动布料装置和布料方法提高了经济效益,可为日常检修工作提供可靠参考,从而减少机电事故和成本投入。 技术要求 1.一种料仓自动布料装置,包括料仓,设置在此料仓上方的皮带输送机,设置在此皮带输送机上的皮带输送机卸料小车,其特征在于还包括皮带输送机卸料小车定位装置,料仓料位检测装置, 所述的皮带输送机卸料小车定位装置包括锚节点A,锚节点B,标签节点,与此标签节点相连接的无线数据传输RF433模块II,与此无线数据传输RF433模块II相连接的控制系统,所述的锚节点A、锚节点B分别与所述的标签节点完成测距,经过空间定位算法后,计算出皮带输送机卸料小车的位置,并将定位结果通过无线数据传输RF433模块II无线传送到控制系统, 所述的料仓料位检测装置包括设置在料仓盖中心顶部的雷达料位计和瞄准器。 2.根据权利要求1所述的料仓自动布料装置,其特征在于所述的锚节点A和锚节点B均包括DW1000定位芯片、STM32微处理器和电源转换模块。 3.根据权利要求1所述的料仓自动布料装置,其特征在于所述的标签节点包括DW1000定位芯片、STM32微处理器、电源转换模块和无线数据传输RF433模块I。 4.根据权利要求1所述的料仓自动布料装置,其特征在于所述的控制系统为PC机或者PLC行车控制系统。 5.根据权利要求1所述的料仓自动布料装置,其特征在于所述的锚节点A、锚节点B分别与所述的标签节点的测距均通过无载波通信进行测距。 6.一种利用料仓自动布料装置的布料方法,其特征在于包括如下步骤: 步骤1:皮带输送机卸料小车的定位方法 步骤1.1:锚节点A和锚节点B与标签节点间采用基于信号到达时间(Timeof Arrival,TOA)的距离测量方法; 步骤1.2:对步骤1.1得到的距离进行均值滤波,提高测距精度; 步骤1.3:对步骤1.2得到的距离结合建立的空间坐标系,计算得到标签节点的坐标; 步骤1.4:对步骤1.3得到的定位结果采用卡尔曼滤波,得到皮带输送机卸料小车位置X;

课程设计报告--棒料输送线布料装置(方案)

课程设计说明书(论文) 课程名称:机械原理 设计题目:棒料输送线布料装置(方案1) 目录 1、题目要求 (2)

2.题目解答 (3) (1)工艺动作分析 (3) (2)运动功能分析及运动功能系统图 (3) (3)系统运动方案拟定 (7) (4)系统运动方案设计 (11) 1)带传动设计 (11) 2)滑移齿轮传动设计 (12) 3)齿轮传动设计 (14) 4)槽轮机构设计 (15) 5)不完全齿轮机构设计 (16) 6)执行机构2,3的设计 (18) (5)运动方案执行构件运动时序分析 (18) (6)参考文献 (19) 棒料输送线布料装置(方案1) 1、题目要求

如图下图1所示棒料输送线布料装置的功能简图。料斗中分别装有直径35mm,长度150mm的钢料和铜料。在输送线上按照图2所示的规律布置棒料。原动机转速为1430r/min,每分钟布置棒料50,80,110块分3档可以调节。 图1 图2 2.题目解答 (1)工艺动作分析 由设计题目和图1可以看出,推动输送带运动的是执行构件1,使钢料下落的是执行构件2,使铜料下落的是执行构件3,这三个构件的运动关系如图3所示。 图3 棒料输送线布料装置运动循环图 图3中T1是执行构件1的工作周期,T2是执行构件2的工作周期,T3是执行构件3的工作周期。由图3可以看出,执行构件1是作间歇转动,执行构件2作间歇转动,执行构件3也作间歇转动,执行构件2和3的工作周期相等,且为执行构件1的3倍。 (2)运动功能分析及运动功能系统图 根据前面的分析可知,驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图4所示。该运动功能单元把一个连续的单向转动转换为间歇转动,主动件每转动1周,从动件(执行构件1)作一次间歇转动。由题意可知,主动件的转速分别为50r/min,80r/min,110r/min。 50、80、110rpm

棒料输送线布料装置(方案7)

棒料输送线布料装置(方案07) 1 任务要求 如图1所示棒料输送布料装置的功能简图。料斗中分别装有直径35mm ,长度150mm 的钢料,铜料。在输送线上按照图2所示的规律布置料棒。原动机转速为1430rpm ,每分钟布置棒料35,60,85块分3档可以调节。 2 布料装置功能描述 根据任务要求和图1及图2可以看出,棒料夹在输送带(即执行构件1)的带动下做间歇式直线运动,棒料的推送机构分别为铜料推送机构(即执行构件2)和钢料推送机构(即执行构件3),当执行构件1将棒料夹传送到指定位置并停止时,执行构件2及执行构件3按照一定的运动规律进行配合,将铜料和钢料从料斗推送到指定位置的棒料夹中,完成后回复到原位置。 3 工艺动作分析 执行构件1做间歇式直线运动,设其周期为T 1。在一个周期内,执行构件1执行五次运动和五次停歇。执行构件2做间歇式往复直线运动,设其周期为T 2。在其一个周期内,需要完成一次铜料推送动作。执行构件3也做间歇式往复直线运动,设其周期为T 3。在一个周期内,需要推送一块钢料。由此可以得到三个执行构件周期之间的关系为: 图1 输送线布料装置功能简图(方案7) 图2 棒料布置规律(方案7)

T 1=5T 2=5T 3。执行构件2和3的动作周期是其周期的 3 2 机械系统运动循环图如图3所示。 4 运动功能分析 根据前面的分析可知,驱动执行构件1(输送带传动)工作的执行机构应该具有运动功能如图4所示。该该机构运动的功能是把一个间歇的单向转动转换为间歇的直线移动。根据任务书中换挡要求,主动件旋转一周,输送带前进200mm ,故此,驱动执行构件1的主动件转速分别为35rpm ,60rpm ,85rpm 。 为了将电动机的连续转动变成间歇式转动,可以采用单圆销槽轮机构,其运动功能 如图5所示。 由于电动机的转速为1430rpm ,要实现主动件(即主动拨盘)的转速为35,60,85rpm ,电动机与执行构件1(输送带)之间的总传动比i z 有三种,分别为: i z1=1403/35=40.86 i z2=1430/60=23.83 i z3=1430/85=16.82 而总传动比i z 由带传动比i p 、定传动比i c 及变传动比i v 组成,满足下列关系: i z1=i p *i c *i v1 i z2=i p *i c *i v2 i z3=i p *i c *i v3 三种总传动比中,i z1最大,i z3最小,由于带传动比和定传动比都是常数,所以最大变传动比是i v1,最小变传动比是i v3。最大传动比不大于4,即 i v1=4 而i p =2.5,则有: i c =4.086 所以有: i v2=2.33 i v3=1.65 于是,机械系统中有级变速功能单元如图6所示。 图4 图5

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