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? ? 机械设计课程设计 ? 设计任务B ? 荧光灯灯丝装架机上料机械手及芯柱传送机构设计 ?夏语冰 指导老师 钱瑞明 ? ? ? ? 报告目录 ? ? ? 1－1…………………………………………………题目要求 ? ? ? 2－5…………………………………………………分析计算 ? ? ? 6－7…………………………………………………心得体会 ? ? ? 8－13…………………………………………………附录 ? ? ? 题目要求： 1. 选择驱使链轮O2作单向间歇转动的机构，要求机构原动件与分配轴Ⅰ或Ⅱ固定作匀速转动，确定机构运动尺寸。链轮间歇转位，每次36° 2. 计算确定O5点位置及摆角ψ。选择使上料机械手作间歇上下移动的机构，要求机构原动件与分配轴Ⅰ或Ⅱ固定作匀速转动，确定机构运动尺寸 3. 选择使上料机械手作间歇往复摆动的机构，要求机构原动件与分配轴Ⅰ或Ⅱ固定作匀速转动，确定机构运动尺寸。 4. 编程计算所设计上述机构中执行构件的位移与分配轴Ⅰ转角的对应关系，绘制位移规律图，并与图2所给位移规律进行比较。 5. 选择电动机型号，确定电动机至分配轴间的减速传动方案，并进行传动比分配和传动机构的工作能力设计计算。 ? 图1 首先考虑轮O2作单向间歇转动的机构，考虑到运动输入取自分配轴Ⅱ，一次链轮转过36°对应于分配轴Ⅰ转过120°停歇过程对应于轴Ⅰ转过240°。采用曲柄摇杆机构＋棘轮机构＋圆锥齿轮机构；考虑到机构存在急回特性，且行程速度变化系数K＝2，可以求出极位夹角，应此采用图解法设计曲柄摇杆机构（具体步骤省略，可以参照《机械设计》p115的详细步骤）同时考虑到分配轴2与链轮之间的距离，最终确定各杆长度，简图和数据如下： 杆长AB＝34mm，BC＝55mm，CD＝134mm，AD＝150mm，棘轮齿数Z＝10，顶圆直径d＝50mm，模数m＝5，齿面倾斜角，棘爪轴心位置角，其中A点位于分配轴Ⅱ正下方，D点为链轮中心，B点位于直径80mm的齿轮上，距齿轮中心距离为34mm。 ??? 曲柄摇杆机构＋棘轮机构??????????? ????????圆锥齿轮机构部分 说明：由于MATLAB问题，且考虑到本机构运用场合载荷不大，所以以下所有凸轮的推程和回程均设为简谐运动。 下面考虑上料机械手作间歇往复摆动的机构，运动输入取自分配轴Ⅰ，考虑采用机构凸轮机构＋圆锥齿轮机构，由图解法解得摆角ψ＝56°，考虑到机构实际位置，凸轮尺寸定义如下，基圆半径R＝40mm，中心距a＝80，摆长L＝56，滚子半径r＝8，行程角7°，推程角48°，回程角48°，近休止角132°，远休止角132°（初值定为56°，但设计后发现摆杆运行过程中出现切齿，最后定为7°，通过齿轮传动进行行程放大）机构简图与尺寸如下 A点位于轴的交点，B点即为图1中的，C点是摆杆的摆动中心。BC间依次为分度圆直径10，20，80的齿轮机构，其中分度圆直径80的为不完全齿轮摆杆BC与不完全齿轮固接。 凸轮机构＋齿轮机构 ???????????????????圆锥齿轮机构 由摆动从动件凸轮理论轮廓曲方程编程得到如下曲线（详细程序见附录）： ?? ??（1-1） 机械手摆动机构凸轮理论轮廓曲线图 下面考虑上料机械手上下移动机构，运动取自分配轴Ⅰ，n=20r/min 考虑采用凸轮机构＋连杆机构，因为从动件在一个周期内上下两次，所以将 凸轮转速提高一倍，以满足设计要求，运动简图和基本尺寸如下所示，为计算方便，特设定凸轮在远休止的时候，摆杆位于水平位置（经画图验证，可行） A为摆杆中心，O为凸轮中心。运动由轴Ⅰ输入，经齿轮1齿轮2带动凸轮转动， 凸轮参数：基圆半径R＝40mm，中心距a＝70，摆长L＝38，滚子半径r＝5，行程角30°，推程角96°，回程角96°，远休止角144° 由摆动从动件凸轮理论轮廓曲方程（1-1）编程得到如下曲线（详细程序见附录）： 上下运动中的凸轮理论轮廓曲线 ? ? 电动机选择及传动系统参数设计： 采用三相异步电动机，主参数的确定：转速1500r/min； 功率750W减速传动系统方案——带传动，根据实际情况我选择使用涡轮蜗杆减速箱，其中带传动，涡轮蜗杆设计以及轴承校核均由机械设计手册（软件版2.0）完成，主要参数如下：（校核结果和详细参数见附录） 综合考虑本项目各因素，最后选择一级蜗杆减速器，由于蜗杆圆周速度V5m/s，所以采用蜗杆下置式。各级转速分配如下：电动机1500 r/min，蜗杆500 r/min，蜗轮20 r/min，联轴器 蜗轮蜗杆传动部分： 蜗杆头数 z1＝2，蜗轮齿数 z2＝50，模数 m＝8.00 (mm) ，中心距 A＝250.00 (mm) 蜗杆节圆直径 d1＝100.00 (mm) ，蜗轮节