摇摆式输送机设计

自动机械课程设计说明书题目：摆式送料机构总体设计姓名学号：专业：农业机械化及其自动化班级:学院：农业工程与食品科学学院指导教师2015年7月15日目录前言 (2)第一章课程设计的指导书 (3)§1-1 课程设计目的 (3)§1-2 课程设计任务 (3)第二章摇摆式输送机设计过程 (4)§2-1 工作原理 (4)§2-2 设计要求及原始数据 (5)§2-3 设计内容及工作量 (5)§2-4 其他设计方案 (5)§2-5 利用解析法确定机构的运动尺寸 (6)§2-6 连杆机构的运动分析 (12)第三章传动系综合 (14)§3-1 电机的初步选择 (14)§3-2 V带的初步选择 (15)第四章课程设计总结 (18)第五章参考文献 (18)前言自动机械设计是一门以机构为研究对象的学科。

自动机械课程设计是使学生较全面的、系统的巩固和加深自动机械课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生“初步具有确定机械运动方案，分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手段。

我们将从机构的运动学以及机器的动力学入手，研究机构运动的确定性和可能性，并进一步讨论机构的组成原理，从几何的观点来研究机构各点的轨迹、位移、速度和加速度的求法，以及按已知条件来设计新的机构的方法。

第一章自动机械设计课程设计指导书一．自动机械设计课程设计的目的自动机械设计课程设计是自动机械设计课程教学中最后的一个重要的实践性教学环节，是培养学个进行自动机械总体方案设计、运动方案设计、执行机构选型设计，传动方案设计控制系统设计以及利用用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一个重要的川练过程。

其目的如下：(1)通过课程设计，综合运用所学的知识，解决工程实际问题。

并使学生进一步巩固和加深所学的理论知识。

(2)使学生得到拟定机械总体方案、运动方案的训练，并且有初步的机械选型与组合及确定传动方案的能力，培养学生开发、设计、创新机械产品的能力。

(3)使学生掌握自动机械设计的内容、方法、步骤，并对动力分析与设计有个较完整的概念。

(4)进一步提高学生的运算、绘图、表达及运用计算机和查阅有关技术资料的能力。

(5)通过编写说明书，培养学生的表达、归纳及总结能力。

二．自动机械课程设计的任务自动机械课程设计的任务一般分为以下几部分。

(1)根据给定机械的工作要求，合理地进行机构的选型与组合。

(2)拟定该自动机械系统的总体、运动方案(通常拟定多个)，对各运动方案进行对比和选择，最后选定一个最佳方案作为个设计的方案，绘出原理简图。

(3)传动系统设计，拟定、绘制机构运动循环图。

三．课程设计步骤1．机构设计和选型（1）根据给定机械的工作要求，确定原理方案和工艺过程。

（2）分析工艺操作动作、运动形式和运动规律。

（3）拟定机构的选型与组合方案，多个方案中选择最佳的。

（4）设计计算。

（5）结构设计、画图。

（6）编写设计计算说明书。

2．自动机械总体方案设计（1）根据给定机械的工作要求，确定实现功能要求原理方案。

（2）根据原理方案确定工艺方案和总体结构。

（3）拟定工作循环图。

（4）设计计算。

（5）画图。

（6）编写设计计算说明书。

3．自动机械传动系统设计（1）分析工艺操作动作、各机构运动形式和运动规律选择动力机。

（2）确定传动机构方案和采用的传动形式，多个方案中选择最佳的。

（3）传动比分配、设计计算。

（4）传动系统结构设计。

（5）结构设计、画图。

（6）编写设计计算说明书。

四．基本要求1．课程设计必须独立的进行，每人必须完成设计图样A3一张，能够较清楚地表达所设计内容的原理、空间位置及有关结构。

2．根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。

3．进行相关的设计计算。

4．正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。

5．编写设计计算说明书，说明方案确定的方法、依据，并进行分析和有关设计计算，把设计中所涉及的问题说明清楚。

说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整、插图清晰，5000字左右。

五．时间安排共一周5天查资料1天确定方案1天设计计算1天绘图1天写设计说明书1天六．需交材料1．A3图纸一张（手画和计算机绘图均可）。

2．设计计算说明书一份（手写和打印均可）。

第二章摆式送料机构总体设计过程一工作原理1．工作原理摆动式搬运机是生产中经常用来对较笨重的货物或工件进行移位搬运的机械，其工作原理如图所示，电动机通过减速轮系(减速器)驱动一个六杆机构，原动构件A，而滑块5为其输出构件，利用沿块5的往复移动来搬运货1为该机构的物柄O1物或工件。

2．设计数据设计数据见表。

3．设计提示为机器运转平稳曲柄轴应设有飞轮。

二设计方案1.电机2.传动装置3.执行机构4.曲柄5.连杆Ⅰ6.加杆Ⅱ7.滑块8.连杆Ⅲ9.料槽 10.物料图2-2图2-3以上两种机构的对比：图2-2所示送料的往复运动，我们用曲柄滑块机构实现，当输入构件匀速转动时，输出构件带动滑块作往复移动，机构具有急回特性，但该方案中不但设计计算比较复杂，滑块5和作平面复杂运动的连杆3和4的动平衡也比较困难。

图2-3为六杆机构，直接通过电动机带动曲柄滑块转动从而使连杆2摆动最终使滑块左右运动，从而达到输送货物的效果。

其优点是成本比较低，结 构简单，缺点是摩擦大，耗费能量多。

三 利用解析法确定机构的运动尺寸如下图所示，选取摇杆分别处于左、右极限位置时，由解析法进行分析。

机构的自由度为：L H F=3n 2P P =35270=1--??根据设计数据的要求，曲柄4的转速n 4=114r/min,其角速度ω4为： 41142/11.94/60rad s rad s pw ´==极位夹角：00K 1 1.21=16.36K 1 1.21=180180--?++q对曲柄机构进行分析与设计：图2-3 曲柄摇杆机构如下图为另一部分的摇杆机构：图2-4 摆杆滑块机构O1ABO3构成了曲柄摇杆机构，由极限位置角φ1，φ2，和极位角θ求得O1A,AB,O3B杆长。

方程式如下：()()()()()()()222222123322222212332222312121212()2c o s (a r c t a n ())**()2c o s (a r c t a n ())**4s i n (/2)2c o s l l l a b b a l a b l l l a b b a l a b l l l l l l l l l θ1221-=++-ϕ--++=++-ϕ--+ϕ-ϕ=-++--+ 解得：1l =0.1074m ，2l =0.5306 m ，3l =0.5648m 。

摆杆滑块机构O 3CD 中，由导程H ，极限位置Lmin 可求得4l ，5l 杆长。

方程式如下：()()()()()22222254m i n 4m i n 1m i n22222254m i n 4m i n m i n()2c o s/2a r c t a n (/)()2c o s/2a r c t a n (/)l l b L lb L L b l l bH L lbH L H Lb ππ2=++-+-ϕ+=+++-++-ϕ++解得：4l =0.2924m ，5l =1.2099m 2.1.3 机构简图的分解：将连杆机构分解为原动件A: O 1A, 一个RRR 杆组AO 3B,一个RRP 杆组O3CD 。

杆组分析：图2-5 原动件A 图2-6 RRR 杆组图2-7 RRP杆组2.2 运动分析机构的运动分析是按给定机构的尺寸、原动件的位置和运动规律，求解机构中其余构件上特定点的位移、速度和加速度，以及各构件的对应位置、角位移、角速度、和角加速度。

本次对机构的分析主要是速度和加速度的分析，对搬运机进行运动分析，就是如何分析它运动过程中各个杆的情况.（1）计算连杆2 , 3 , 4的角度和滑杆的位置:L1+L2=L3+L ADL1cosθ1+L2cosθ2=L3cosθ3+L ED cosθ3L1sinθ1+L2sinθ2=L3sinθ3+L ED sinθ3θ4=arcsin((b-L3sinθ3)/L4)从上式可得：θ2 ，θ3，θ4（2）计算杆和角速度和滑块的速度，对以上的函数求导即可得：ω3=(L1sin(θ1-θ2)ω1)/(L3-Lce)sin(θ3-θ2)ω2=(ω3(L3-L ce)sin(θ3)-ω1L1sin(θ1))/(L2sin(θ2))ω4=-(ω3L3cos(θ3))/(L4cos(θ4))v f=-ω3L3sin(θ3)-ω4L4sin(θ4)对上面的函数求导计算连杆的角加速度和滑块的加速度：ε3=(Dcos(θ2)-Esin(θ2))/((L3-L ce)sin(θ2-θ3))ε2=(D+(L3-L ce) ε3sin(θ3))/(L2sin(θ2))ε4=(L4ω4ω4cos(θ4)-L3(ε3cos(θ3)-ω3ω3sin(θ3)))/(L4cos(θ4))a f=-L3(ε3sin(θ3)+ω3ω3cos(θ3))-L4(ε4sin(θ4)+ω4ω4cos(θ4))D=(L3-L ce)ω3ω3cos(θ3)-L1(ε1sin(θ1)+ω1ω1cos(θ1))-L2ω2ω2cos(θ2);E=-(L3-L ce)ω3ω3sin(θ3)-L1(ε1cos(θ1)-ω1ω1sin(θ1))+L2ω2ω2sin(θ2);2.3 做速度和加速度多边形做出机构位置的速度和加速度多边形，由上面的计算结果我们可以知道C1点的运动为复合运动。

A点绕O1做圆周运动，B点绕O3做圆周运动，D点在杆上做往复运动。

由此，（1）做出C1速度多边形如下图：图2-8 C1点速度多边形列方程错误！未找到引用源。

大小√错误！未找到引用源。

方向√错误！未找到引用源。

方程两边的所有速度矢量首尾相接成为速度链，两边速度链中第一个矢量始点同汇于极点P，最后一个矢量末点同汇于一点。

（2）做出C1点加速度多边形，如下：图2-9 C 1点加速度多边形列出加速度方程式：错误！未找到引用源。

大小 ： √ BC 2错误！未找到引用源。

α﹒BC方向 ： √ ∥BC ⊥BCC 点的加速度等于B 点加速度加C 点相对与B 点的加速度之和，如2-8中已经显示出来是叠加了。

（3）做C 2点的速度多边形：图2-10 C 2点速度多边形列出C2点的速度方程式： 1212C C C C V V V +=绝对 牵连 相对（4）做出C2点加速度多边形，如下：图2-11 C 2点加速度多边形对C 2进行列出方程式分析：rC C KC C C C a a a a 121212++=绝对 牵连rC C V 1212⋅⋅ω 相对 ⊥ rC C V 12由上式可以知道C 2 加速度由三个加速度所合成。