機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)洗瓶機(jī).doc

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1、27 機(jī) 械原 理 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 洗瓶機(jī) 起止日期： 2015 年 5月21 日 至 2015 年 5 月 28 日 學(xué)生姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào) 成績(jī) 指導(dǎo)教師 劉楊 機(jī)械與電子工程（系） 2015年 5 月27 日 目　錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ……………………………………………………3 第1章 工作原理和工藝動(dòng)作分解 ……………………………………4 第2章 根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 …………………5 第3章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 ………………………………………………6 第4章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)

2、方案的選擇和評(píng)定 …………………………………8 第5章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比變速機(jī)構(gòu) ……………………………10 第6章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖…………………………………………………12 第7章 洗瓶機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)…………………………………………14第8章 洗瓶機(jī)構(gòu)速度與加速度分析 ………………………………22 第9章 設(shè)計(jì)總結(jié) ……………………………………………………25 第10章 參考資料 ……………………………………………………26 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2014 —2015 學(xué)年第 2 學(xué)期 機(jī)械與電子工程 學(xué)院（系、部

3、） 專(zhuān)業(yè) 班級(jí) 課程名稱(chēng)： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 洗瓶機(jī) 完成期限：自 2015 年 5 月 21日至 2015 年5 月 28 日共 1 周 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 一、設(shè)計(jì)的任務(wù)與主要技術(shù)參數(shù) 將瓶子推入同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥

4、帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子就可以將瓶子刷干凈。 其工藝過(guò)程是： (1) 將到位的瓶子沿著導(dǎo)輥推動(dòng)； (2) 瓶子推動(dòng)過(guò)程利用導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)將瓶子轉(zhuǎn)動(dòng)； (3) 作為清洗工具的刷子的轉(zhuǎn)動(dòng)； 其余設(shè)計(jì)參數(shù)是： （1） 瓶子尺寸 大端直徑d=80mm , 長(zhǎng)l=200mm ； （2）推進(jìn)距離L=600mm ；推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。 （3）按生產(chǎn)率的要求，退成平均速度v=45mm/s，返回時(shí)的平均速度為工作形成平均速度的3倍。 （4）、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440 r/m

5、in。 （5）、急回系數(shù)3。 二、設(shè)計(jì)工作量 要求：對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)課題進(jìn)行工作原理和工藝動(dòng)作分解，根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型，構(gòu)思該機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，并進(jìn)行的選擇和評(píng)定，確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的總體方案，根據(jù)任務(wù)書(shū)中的技術(shù)參數(shù)，確定該機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比，作出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，對(duì)相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體尺度進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。 要求有設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，相關(guān)圖紙一至兩張。 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 6.4-6.5 構(gòu)思該機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案 6.6.-6.7 運(yùn)動(dòng)分析及作圖 6.8 整理說(shuō)明書(shū) 參考 資料 ［1］ 朱理．機(jī)械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，200

6、8：15-200 ［2］ 鄒慧君．機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2009：15-250 指導(dǎo)教師： 2015年5 月 27 日 第1章 工藝動(dòng)作分解和工作原理 1、根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，該機(jī)械的應(yīng)有的工藝過(guò)程及運(yùn)動(dòng)形式為： (1) 需將瓶子推入導(dǎo)輥上，推頭的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1-1所示。 圖1-1 推瓶機(jī)構(gòu)的推頭軌跡圖 (2) 導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)瓶的轉(zhuǎn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1-2所示。 圖1-2導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)瓶的轉(zhuǎn)動(dòng) (3) 刷子的轉(zhuǎn)動(dòng)。其轉(zhuǎn)動(dòng)形式大致如圖1-3所示。 圖1-3刷子的轉(zhuǎn)動(dòng)

7、 （4）傳送帶的傳動(dòng)帶動(dòng)瓶子。其運(yùn)動(dòng)形式大致如圖1-4所示。 圖1-4 瓶子的運(yùn)動(dòng) 第2章.根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的目的是確定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的先后順序、相位，以利于設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。3 推頭的設(shè)計(jì)要求，推頭在長(zhǎng)為600mm的工作行程中，作速度為45mm/s的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在工作段前后有平均速度為135mm/s的變速運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)具有k=3的急回特性。 其總體的循環(huán)圖如2-1所示。 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu) 勻速旋轉(zhuǎn) 洗瓶機(jī)構(gòu)（刷子） 勻速旋轉(zhuǎn) 導(dǎo)輥機(jī)構(gòu) 360 推瓶機(jī)構(gòu)（推頭M） 27

8、0 90 圖2–1 各機(jī)構(gòu)的循環(huán)圖 第3章.執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 由上述分析可知，洗瓶機(jī)機(jī)構(gòu)有三個(gè)運(yùn)動(dòng)：一為實(shí)現(xiàn)推動(dòng)瓶子到導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)上的推瓶機(jī)構(gòu)，二為實(shí)現(xiàn)清洗瓶子的刷子的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；三是實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)。此外，當(dāng)各機(jī)構(gòu)按運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定的相位關(guān)系安裝以后應(yīng)能作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，故在機(jī)構(gòu)之間還需設(shè)置能調(diào)整相位的環(huán)節(jié)(也可能是機(jī)構(gòu))。 主加壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程： 實(shí)現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)功能： 1)推頭的行程是600mm，速度是45mm/s。所以推程的時(shí)間就是13.3s，回程的速度是推程速度的3倍，就是135mm/s，時(shí)間就是4.4s。以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力，則推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)有運(yùn)動(dòng)縮

9、小的功能 2)因推瓶是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故機(jī)構(gòu)要有運(yùn)動(dòng)交替的功能 3)原動(dòng)機(jī)的輸出運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)，推頭的運(yùn)動(dòng)是直移運(yùn)動(dòng)，所以機(jī)構(gòu)要有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能 取上述三種必須具備的功能來(lái)組成機(jī)構(gòu)方案。若每一功能僅由一類(lèi)基本機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖3-1所示，可組合成3*3*3＝27種方案。 圖3-1各個(gè)機(jī)構(gòu)的功能-技術(shù)矩陣圖 按給定的條件，盡量使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單等等要求來(lái)選擇方案。所以可以得出以下三種機(jī)構(gòu)的見(jiàn)圖 圖3-2 機(jī)構(gòu)的方案 第4章.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定 根據(jù)第三章的分析，可以選出如下圖3-2所示的三種方案作為評(píng)選方案。 方案一 搖桿機(jī)構(gòu)

10、方案二 連桿機(jī)構(gòu) 方案三 凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 圖4-1推瓶機(jī)構(gòu)的方案構(gòu)思圖 圖3-2所示的推瓶運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案中的優(yōu)缺點(diǎn) 方案一：方案一的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。但組合機(jī)構(gòu)行程過(guò)長(zhǎng)，生產(chǎn)效率較低不能滿(mǎn)足要求。 方案二：結(jié)構(gòu)合理但運(yùn)動(dòng)軌跡不能滿(mǎn)足要求，而且計(jì)算量要求過(guò)于復(fù)雜，精確度不高。 方案三：（最終采納方案） 凸輪設(shè)計(jì)合理，行程滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)效率滿(mǎn)足，偏差小，故采納此設(shè)計(jì)方案。也只有方案三采用了凸輪機(jī)構(gòu)如圖4-1所示。 圖4-2 凸輪-鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 第5章.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu) 總傳動(dòng)比計(jì)算： I總=14

11、40/3=480r/min （5-1） 第一級(jí)為蝸 輪蝸桿，選取傳動(dòng)比為80.第二級(jí)為齒輪減速，傳動(dòng)比為3.第三級(jí)為錐齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為2。 按照設(shè)計(jì)要求，每分鐘要求清洗三個(gè)瓶子，所以在凸輪機(jī)構(gòu)中分配軸2的轉(zhuǎn)速為3r/min，選取額定轉(zhuǎn)速為1440r/min的電動(dòng)機(jī)，總傳動(dòng)比I總=1440/3=480r/min，傳動(dòng)系統(tǒng)采用3級(jí)減速機(jī)構(gòu)，第一級(jí)為蝸輪蝸桿，選取傳動(dòng)比為80.第二級(jí)為齒輪減速，傳動(dòng)比為3.第三級(jí)為錐齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為2。 具體計(jì)算如下： 圖 5-2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)急回系數(shù)及工作行程設(shè)計(jì)了如圖5-1、5-2機(jī)構(gòu)所示，分析其速度。設(shè)已知行程，急回系

12、數(shù)為，回程時(shí)間為，生產(chǎn)率為個(gè)每分則工作行程時(shí)間為，加工一個(gè)工件的平均速度為， ，，。推程速度，而，其中為曲柄的固定鉸至行程中點(diǎn)的距離進(jìn)而求出曲柄角速度。又因?yàn)?，所以曲柄轉(zhuǎn)速。 根據(jù)以上分析計(jì)算得到參數(shù)如下表5-3的參數(shù)列表。 從帶輪1傳動(dòng)到錐齒輪8的傳動(dòng)比，其中為所設(shè)計(jì)的行星輪系的傳動(dòng)比，，，分別為帶輪1和2 的半徑。 ，，分別為嚙合齒輪3,4的齒數(shù)，，分別為帶輪5,6的半徑。 綜合考慮，齒數(shù)分配如下： ，其中為漸開(kāi)線(xiàn)齒輪行星傳動(dòng)比， i18=1440/3=300/150*600/30*120=480； ； 表 5-3各參數(shù)列表 項(xiàng)目 值 電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min)

13、 1440 推程位移(mm) 600 生產(chǎn)率(個(gè)/min) 3 平均每個(gè)耗時(shí)(s) 20 急回系數(shù)K 3 推程用時(shí)(s) 13.3 推程平均速度(mm/s) 45 曲柄鉸至中點(diǎn)距離(mm) 104.9 曲柄轉(zhuǎn)速(r/min) 4.879208154 總傳動(dòng)比 480.13 根據(jù)以上分析，設(shè)計(jì)了如圖5-4所示的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：從電動(dòng)機(jī)傳出的動(dòng)力經(jīng)過(guò)帶輪1、2減速，傳給一對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪3、4第二次減速，從齒輪4傳出的動(dòng)力開(kāi)始分支：一部分傳給帶輪5、6進(jìn)一步減速輸送給毛刷傳動(dòng)齒輪，各毛刷的轉(zhuǎn)速大小一致，另一部分由于速度仍然比較大，選用3K型的NGWN型漸開(kāi)線(xiàn)行

14、星輪系進(jìn)一步減速。最終速度減為所需速度，直接由8處的動(dòng)力帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，通過(guò)一對(duì)圓錐齒輪將速度變向，傳遞給兩個(gè)導(dǎo)輥，其間的傳動(dòng)比都為1。如此，整個(gè)洗瓶機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)便完成了。詳見(jiàn)圖5-4所示。 圖5-4 第6章.洗瓶機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 綜合本組黨飛、林尚旗同學(xué)的機(jī)構(gòu)選型，做出洗瓶機(jī)的總體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖6-1所示 圖6-1洗瓶機(jī)的總體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 方案說(shuō)明 首先動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)輸出，因?yàn)樾枰乃俣炔皇呛芨?，所以要?jīng)過(guò)減速箱減速，再經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)傳給齒輪1，齒輪一又傳給齒輪2帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。 導(dǎo)輥傳動(dòng)：由齒輪3帶動(dòng)齒輪4使外面一根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)

15、動(dòng)；再由齒輪4帶動(dòng)齒輪5，齒輪5 又帶動(dòng)齒輪6使里面那根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)辇X輪4和齒輪6大小一樣，齒輪5主要是保證兩導(dǎo)輥轉(zhuǎn)向一致，這樣既保證速度一樣，也保證了旋轉(zhuǎn)方向一樣。 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助齒輪4帶動(dòng)齒輪7，又由齒輪7帶動(dòng)的軸旋轉(zhuǎn)，再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿B，然后蝸輪蝸桿B帶動(dòng)齒輪9，再由齒輪9帶動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進(jìn)。 洗瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：洗瓶機(jī)構(gòu)是通過(guò)齒輪6帶動(dòng)齒輪8，齒輪8帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿C，然后再通過(guò)蝸輪10傳給齒輪13，而齒輪13通過(guò)左右各一個(gè)小齒輪（齒輪12和齒輪14）傳給同尺寸的齒輪11和齒輪15，這樣也保證了它們?nèi)齻€(gè)齒輪（齒輪11、齒輪13和齒輪15）

16、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同。三個(gè)齒輪又把動(dòng)力傳給刷子，通過(guò)三個(gè)外刷子的旋轉(zhuǎn)來(lái)清洗瓶子的外表面。 推瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：由蝸輪蝸桿A帶動(dòng)齒輪16，再由齒輪16傳給凸輪的齒輪，再由凸輪的齒輪帶動(dòng)凸輪--鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 第7章機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) 推瓶機(jī)構(gòu)中凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)方案 如7-1所示，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿2上點(diǎn)M走近似于所要求的軌跡，M點(diǎn)的速度由等速轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪通過(guò)構(gòu)件3的變速轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制。由于此方案的曲柄1是從動(dòng)件，所以要注意度過(guò)死點(diǎn)的措施。 圖7-1凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案 一、凸輪的基本參數(shù) 1.

17、 凸輪的壓力角表達(dá)式： 2. 凸輪基圓半徑的確定 圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)路位于右側(cè)。運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定之后，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角α與基圓半徑r0直接相關(guān)。 P點(diǎn)為相對(duì)瞬心 OP= v/ω= [ds/dt] / [dδ/dt] =[ds/dδ] 由△BCP得: tgα=(OP-e)/BC =(ds/dδ-e)/(s0+s) 其中： s0=(r2o-e2)1/2 3. 基圓半徑受到以下三方面的限制： ① 基圓半徑rb應(yīng)大于凸輪軸的半徑rs； ② 應(yīng)使機(jī)構(gòu)的最大壓力角αmax小于或等于許用壓力角[α]； ③ 應(yīng)使凸輪實(shí)際廓線(xiàn)的最小曲率半徑大于許用值，即ρsmin ≥[ρs]。

18、 4. 滾子半徑的確定 工程上：最小曲率半徑的許用值[ρs]（一般3-5mm） 二、凸輪機(jī)構(gòu)的組成 　　1. 凸輪是一個(gè)具有曲線(xiàn)輪廓或凹槽的構(gòu)件。凸輪通常作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，但也有作往復(fù)擺動(dòng)或移動(dòng)的。推桿是被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件。因?yàn)樵谕馆啓C(jī)構(gòu)中推桿多是從動(dòng)件，故又常稱(chēng)其為從動(dòng)件。凸輪機(jī)構(gòu)就是由凸輪、推桿和機(jī)架三個(gè)主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。 2. 凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力 　　直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)在考慮摩擦?xí)r，其凸輪對(duì)推桿的作用力 F 和推桿所受的載荷(包括推桿的自重和彈簧壓力等) G 的關(guān)系為 F = G /［cos(α+φ1) - (l+2b/l)sin(α+φ

19、1)tanφ2］ 3. 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 　　推桿所受正壓力的方向(沿凸輪廓線(xiàn)在接觸點(diǎn)的法線(xiàn)方向)與推桿上作用點(diǎn)的速度方向之間所夾之銳角，稱(chēng)為凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角，用α表示 　　在凸輪機(jī)構(gòu)中，壓力角α是影響凸輪機(jī)構(gòu)受力情況的一個(gè)重要參數(shù)。在其他條件相同的情況下，壓力角α愈大，則分母越小，作用力 F 將愈大；如果壓力角大到使作用力將增至無(wú)窮大時(shí)，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖，而此時(shí)的壓力角特稱(chēng)為臨界壓力角αc ，即 αc＝arctan{1/[(1+2b/l)tanφ2]}-φ 1 為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)使其最大壓力角αmax小于臨界壓力角αc 。在生產(chǎn)實(shí)際中，為了提高機(jī)構(gòu)的效率

20、、改善其受力情況，通常規(guī)定凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角αmax應(yīng)小于某一許用壓力角[α]。其值一般為： 推程對(duì)擺動(dòng)推桿取[α] ＝35～45 ； 　 回程時(shí)通常取[α]′ ＝70～80。 其中凸輪設(shè)計(jì)原理如圖7-2。 圖7-2 凸輪設(shè)計(jì)原理 4.根據(jù)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容確定出凸輪設(shè)計(jì)曲線(xiàn)圖如線(xiàn)圖（圖7-3）所示。 圖7-3凸輪設(shè)計(jì)曲線(xiàn)圖 凸輪的輪廓主要尺寸是根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)推頭所要達(dá)到的工作行程和推頭工作速度來(lái)確定的，初步定基圓半徑r0=50m，溝槽寬20mm，凸輪厚25mm, 孔r=15mm ,滾子半徑rr=10mm。 凸輪的理論輪廓曲線(xiàn)的坐標(biāo)公式為： ，

21、 （A） 5.求凸輪理論輪廓曲線(xiàn)： a)推程階段 δ01=216=1.2 = b）遠(yuǎn)休階段 = 7.5 c)回程階段 d) 近休階段 = e)推程段的壓力角和回程段的壓力角 將以上各相應(yīng)值代入式（A）計(jì)算理論輪廓曲線(xiàn)上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。在計(jì)算中時(shí)應(yīng)注意：在推程階段取，在遠(yuǎn)休階段取，在回程階段取，在近休階段取。 根

22、據(jù)推瓶機(jī)構(gòu)原理，推瓶機(jī)構(gòu)所需達(dá)到的工作要求來(lái)設(shè)計(jì)凸輪，凸輪的基本尺寸在近休時(shí)尺寸為50mm,達(dá)到最遠(yuǎn)距離是尺寸為180.9mm。 6. 求工作輪廓曲線(xiàn)： 有公式的 其中： 1﹚ 推程階段 = 2﹚ 遠(yuǎn)休階段 3﹚回程階段 4﹚ 近休階段 計(jì)算結(jié)果可以得凸輪工作輪廓曲線(xiàn)個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)見(jiàn)下表7-1： 表7-1

23、 x y 0 5 10 … 350 355 360 0.0 4.359 8.705 … -8.682 -4.358 0.0 50.0 49.826 49.370 … 49.246 49.810 50.0 0.0 3.602 7.409 … -6.946 -3.486 0.0 40.0 39.855 39.455 … 39.392 39.847 40.0 三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)按照給定的急回要求設(shè)計(jì)

24、，利用解析法求解此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，主要利用機(jī)構(gòu)在極為是的特性。又已知的行程速比系數(shù)K和搖桿擺角φ=69度，在由圖7-4查的最小傳動(dòng)角的最大值maxγmin及β的大小在計(jì)算各桿的長(zhǎng)度。 圖7-4 搖桿擺角ψ的變化 查表可知maxγmin=45，β=75則： =180（K-1）/（K+1）=90 ， a/d=sin(/2)sin(/2+β)/cos(/2-/2) b/d= sin(/2)sin(/2+β)/sin(/2- /2) ， (c/d)=(a/d+b/d)+1-2(a/d+b/d)cosβ 選定機(jī)架長(zhǎng)度d就可以確定其他各干長(zhǎng)度。 根據(jù)推瓶的行程來(lái)確定各桿的長(zhǎng)度及擺角大小，搖

25、桿所轉(zhuǎn)的角度=69度，行程速比系數(shù)K=3。得 L1=477.64mm L2=290.22mm L3=577.3mm L3a=229.3mm L4=500mm L4a=200mm 圖7-5 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)解析 連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副。其運(yùn)動(dòng)元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤(rùn)滑較好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何封閉。能很好的保證工作可靠性。 對(duì)于四桿機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，當(dāng)其鉸鏈中心位置確定后，各桿的長(zhǎng)度也就確定了，用作圖法進(jìn)行設(shè)計(jì)，就是利用各鉸鏈之間的相

26、對(duì)運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系，通過(guò)作圖法確定各鉸鏈的位置，從而得出各桿的長(zhǎng)度。圖解法的優(yōu)點(diǎn)是直觀，簡(jiǎn)單，快捷，對(duì)三個(gè)設(shè)計(jì)位置下的設(shè)計(jì)十分方便，其設(shè)計(jì)精度也能滿(mǎn)足工作要求。根據(jù)第3章四桿機(jī)構(gòu)的尺寸來(lái)設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 連桿材料為45#鋼調(diào)制處理，桿粗為20mm，根據(jù)各干長(zhǎng)度尺寸現(xiàn)用CAD軟件繪制連桿機(jī)構(gòu)圖如下，這三幅圖分別為連桿滑塊在凸輪上轉(zhuǎn)到近休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置（圖7-6所示, 連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪遠(yuǎn)休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置（圖7-7）所示。 圖7-6 圖7-7 凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)組合運(yùn)動(dòng)圖 圖7-8是通過(guò)連桿在凸輪上的滾子推動(dòng)連桿，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的擺桿2運(yùn)動(dòng)到了任意位置的各桿的位置關(guān)系

27、圖。 圖7-8凸輪-鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的位置關(guān)系圖 速度分析如圖7-9所示 有 (順) Ve= *GE*ω3 = 45mm/s 得 ω3= 7.810-2 rad/s ∵Vb= *HB*ω3 = 38.7mm/s 圖 7-9 瞬心法速度分析 （逆） 圖7-10 圖解法速度分析 加速度矢量圖如圖7-11所示

28、 由Ve =45mm/s 近似勻速運(yùn)動(dòng)， 但是不為0，所以存在角加速度α ac =* aCB=* α2=atCB/lBC=*/ lBC α3 =atc/lCD=*/ lCD 圖7-11 圖解法加速度分析 第8章,推瓶機(jī)構(gòu)速度與加速度分析 洗瓶機(jī)推頭的速度曲線(xiàn)及說(shuō)明： 速度曲線(xiàn)如圖所示：在推頭開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的一段時(shí)間時(shí)，速度略有上升，在推頭推進(jìn)的途中，推頭的速度基本保持勻速運(yùn)動(dòng)，稍微有點(diǎn)波動(dòng)，可能就

29、是因?yàn)槲议T(mén)的推頭結(jié)構(gòu)不緊湊和不夠完善而造成的。 在推頭運(yùn)動(dòng)13.3s前進(jìn)到極位時(shí)，推頭的速度急速上升，上升到前進(jìn)速度的3倍，然后再運(yùn)動(dòng)4.4秒后到達(dá)開(kāi)始位置，速度下降到零，然后進(jìn)入下一個(gè)周期。 從速度圖來(lái)看，我們的機(jī)構(gòu)基本達(dá)到了預(yù)期的效果，但可能在機(jī)構(gòu)造型是有些零件尺寸不是特別精確而影響了運(yùn)動(dòng)結(jié)果。 加速度曲線(xiàn)及說(shuō)明： 下圖為此機(jī)構(gòu)的加速度仿真曲線(xiàn)。從圖中可以看出，在機(jī)構(gòu)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，推頭是有加速度的，這必然會(huì)對(duì)剛放上來(lái)的瓶子有沖擊，所以我們?cè)诜牌孔拥臅r(shí)候就應(yīng)避開(kāi)這個(gè)時(shí)后讓放瓶子的位置離推頭的初始位置一段距離，這樣瓶子就會(huì)避免沖擊了。 在加速度第一次到達(dá)零之后

30、，基本保持不變，略微有所波動(dòng)，基本達(dá)到了題目要求的推頭推出速度為勻速的，然后在推到極位后，加速度急速上升又急速下降。但有一個(gè)不太明白為什么加速度有兩次上升兩次下降才進(jìn)行下一個(gè)周期。 位移曲線(xiàn)及說(shuō)明： 可能是在模擬時(shí)推頭不是從坐極限位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，所以在曲線(xiàn)開(kāi)始的時(shí)候有所下降，推頭的起始位置是從位移為零之后，在推頭前進(jìn)的途中，位移曲線(xiàn)的斜率基本保持不變，略微有所波動(dòng)，有一次說(shuō)明在推頭前進(jìn)時(shí)速度是勻速的。 在回程的時(shí)候，曲線(xiàn)的斜率也基本保持不變，位移為一條直線(xiàn)，這也說(shuō)明回程時(shí)推頭基本以3倍推出速度急回 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖2-1所

31、示。 位移圖 速度圖 加速度圖 位移、速度、加速度線(xiàn)圖 圖2-1 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 第9章設(shè)計(jì)總結(jié) 緊張而有辛苦的七天的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了．當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我的任務(wù)的時(shí)候，我仿佛經(jīng)過(guò)一次翻山越嶺，登上了高山之顛，課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程． “千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔

32、跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多理論課上無(wú)法得到的收獲。以前原理課上只知道什么構(gòu)件可以實(shí)現(xiàn)什么運(yùn)動(dòng)，而通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，在老師的指導(dǎo)下我們知道什么樣的能力干什么樣的活，不要大才小用，殺雞用宰牛刀。這既是一種浪費(fèi)增加了機(jī)器的成本，也是對(duì)設(shè)計(jì)的不負(fù)責(zé)任。．這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練．短短五天的課程設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，今后需要繼續(xù)努力。 作為機(jī)械系的學(xué)生，我覺(jué)得類(lèi)似的課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。布局的合理性以及產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益更是我們?cè)诮窈笤O(shè)計(jì)課程中所要關(guān)注的。在思維

33、能力，動(dòng)手能力加強(qiáng)的同時(shí)，我們團(tuán)隊(duì)合作精神又得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。所以，在今后的學(xué)習(xí)中,一定要戒驕戒躁,態(tài)度端正,虛心認(rèn)真….要永遠(yuǎn)的記住一句話(huà):態(tài)度決定一切. 第10章.參考資料 （1） 朱理. 機(jī)械原理. 第二版. 北京. 高等教育出版社，2010.4. （2） 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì). 8版. 北京. 高等教育出版社，2006.5. （3） 裘建新，《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 （4） 申永勝，《機(jī)械原理教程》 （5） 孫桓、陳作摸主編， 機(jī)械原理（第六版） （6） 鄒慧君,張青. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì).第二版. 北京. 高等教育出版社，2010.6.