课程设计 张修文.doc

Harbin Institute of Technology 机械原理课程设计说明书 课程名称： 机械原理 设计题目： 产品包装生产线（方案2） 院 系： 机电工程学院 班 级： 1108102 设 计 者： 张修文　 学 号： 1110810213 指导教师： 陈照波 设计时间： 2012年 7月1日— 7月7日 题目要求 产品包装生产线使用功能描述 如图中所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长宽高=600200200，采取步进式输送方式，将小包装产品送至A处（自由下落），达到3包时，被送到下一个工位进行包装。原动机转速为1430rpm，，产品输送数量分三档可调，每分钟向下一工位可以分别输送12，21，30件小包装产品。 图1 产品包装生产线（方案二）功能简图 设计机械系统运动循环图 由设计题目可以看出，推动产品在输送线1上运动的是执行构件1，在A处把产品推到下一工位的是执行构件2，这两个执行构件的运动协调关系如图2所示。 T1 T1 T1 执行构件 运 动 情 况 执行构件1 进 退 进 退 进 退 执行构件2 停 止 进 退 T`2 T2 图2 生产包装线方案2 运动循环图 图2中是执行构件1的工作周期，是执行构件2的工作周期，是执行构件2的动作周期。因此，执行构件1是做连续往复运动，执行构件2是间歇运动，执行构件2的工作周期是执行构件1的工作周期T1的3倍。执行构件2的动作周期则只有执行构件1的工作周期的二分之一左右，因此，执行构件2大多数时间是在停歇状态。 三、 设计机械系统运动功能系统图 根据分析，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3所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的往复运动，主动件转动一周，从动件（执行构件1）往复运动一次，主动件转速分别为12,21,30转/分。 14,22,30rpm 图3执行机构1的运动功能 由于电动机的转速为1430转/分，为了在执行机构1的主动件上分别的到12,21,30转/分的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比iz有3种，分别为 iz1==119.17 iz2==68.09 iz3==47.67 总传动比由定传动比ic和变传动比iv两部分构成，即 iz1=iciv1 iz2=iciv2 iz3=iciv3 3种总传动比中iz1最大，iz3最小。由于定传动比ic是常数，因此，3种变传动比中iv1最大，iv3最小。若采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不大于4，即 iv1=4 于是定传动比为 ic= ==29.79 变传动比的其他值为 iv2= ==2.29 iv3===1.60 于是，传动系统的有级变速功能单元如图4所示。 i=4,2.29,1.60 图4有级变速运动功能单元 为了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功能还具有减速功能，如图5所示。 i=2.5 图5 过载保护运动功能单元 整个传动系统仅靠过载保护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 i= ic/2.5=29.79/2.5=11.92 减速运动功能单元如图6所示。 i=11.92 图6 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7所示。 为了使用统一原动机驱动执行构件2，应该在图7所示的运动功能系统图中加一运动分支功能单元，其运动分支驱动执行构件2，该运动分支功能单元如图8所示。由于执行构件2的工作周期T2是执行构件1的工作周期T1的3倍，也就是说，运动分支在驱动执行构件2之前应该减速，使其转速等于执行机构1的主动件转速的;由于执行构件2与执行构件1的运动平面相互垂直，因此，该减速运动功能单元如图9所示。 1430rpm i=2.5 i=4,2.29,1.60 i=11.92