机械原理课程设计包装机包装机构设计说明书.doc

目录第一章设计题目1.1 设计数据与要求1.2 设计任务第二章功能分解第三章机构设计3.1 机构选型3.2 机构最终成型与凸轮设计第四章其他推包机构的设计方案第五章推包机构设计方案的评定与选择第六章推包设计方案的最终简图第七章心得体会第八章参考文献第一章 设计题目现需设计某一包装机的推包机构，要求待包装的工件1（见附图33）先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头2将工件由a 处推至b 处（包装工作台），再进行包装。

为了提高生产率，希望在推头2结束回程（由b 至a ）时，下一个工件已送到推头2的前方。

这样推头2就可以马上再开始推送工件。

这就要求推头2在回程时先退出包装工作台，然后再低头，即从台面的下面回程。

因而就要求推头 2 按图示的abcdea 线路运动。

即实现“平推—水平退回－下降－降位退回－上升复位”的运动。

包装工作台d e H s b c 1a 2 附图33 推包机构执行构件运动要求图一推包机构执行构件运动要求1.1、设计数据与要求要求每5～6s包装一个工件，且给定：L＝100mm， S=25mm, H=30mm.行程速比系数K在1.2～1.5范围内选取，推包机由电动机驱动。

在推头回程中，除要求推头低位退回外，还要求其回程速度高于工作行程的速度，以便缩短空回行程的时间，提高工效。

至于“cdea”部分的线路形状不作严格要求。

1.2、设计任务1）、至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计。

2）、确定电动机的功率与转速。

3）、设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制推包机的机构运动简图。

4）、对输送工件的传动系统提出一种方案并进行设计。

5）、对所用到的齿轮进行强度计算，确定其尺寸。

6）、进行推包机结构设计，绘制其装配图。

7）、编写课程设计说明书。

第二章功能分解完成包装机推包机构（见图33）的相关工艺，需实现下列运动功能要求：(1)推头为了实现a、b、c或d、e间的往复运动，需要设计一个滑块导杆机构或者一个摇杆滑块机构或者是一个凸轮导杆机构。

(2) 为了实现推头由a向b平动，以及c向d的下降运动，以及e向a的上升运动的上下往复运动，需要设计一个凸轮机构。

第三章机构设计3.1 机构选型实现改推包机构可以使用偏置滑块机构、往复移动凸轮机构、盘形凸轮机构、导杆机构、凸轮机构机构、双凸轮机构、摇杆机构滑块机构及组合机构。

分别选择相应的机构以实现各项运动功能，见下表。

功能执行构件工艺动作执行机构循环往复运动推头水平往复运动凸轮—导杆弹簧机构上升、下降运动推头上下往复运动凸轮—导杆机构3.2 机构最终成型与凸轮设计各部分机构的运动要求协调配合，可以采用集中驱动，由电动机通过皮带减速后带动减速器，再由减速器主轴带动其他轴从而驱动各机构。

图二最终成型设计图说明：1—电动机、2—v带传动、3—圆柱凸轮、4—盘型凸轮、5—弹簧（未注明型号）、6—包装机工作台面、7—推物品的推头、8—物品运输带、9—待包装物品运动注释：（此处的abcde，均是图一上面的注释）a.当被包装物品放置在推头的a处时，电动机带到传动轴，传动轴带动凸轮3转动，使滑轮8顺着凸轮3的外面轮廓进行上升运动，从而使物品由a处运动到b处，同时，凸轮2的运动要求使导杆7做水平直线运动。

b.当推头6由b处返回a处时，滑轮8由凸轮3的最高点向最低点运动，从而使推头6顺利完成返回。

同时，利用凸轮2表面的特定的形状，使推头6能够完成由c处向d处的下降运动，以及由e处向a处运动的上升运动。

c.当推头6回到a处时，就能继续下一个推物品的循环运动。

从而实现预设的推头6运动路线。

d.由于推头6回到a处时，就能继续下一个推物品的循环运动。

从而实现预设的推头6运动路线。

e.利用弹簧力，使推杆与凸轮保持良好的接触。

凸轮设计示意图：（盘型凸轮）图三盘型凸轮示意图第四章其他推包机构的设计方案方案一：（吕献周设计）双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合。

1工作台2物体3推头4导杆5盘形凸轮6 摇杆7减速器8 电动机9 导杆图3.1导杆机构与凸轮机构的组合机构4.1.1自由度的分析机构中经计算得自由度F=1,该机构有一个主动件，所以该机构可以正常运转。

4.1.2 总体功能分析由运动简图可知此机构可分解为两个运动，凸轮机构控制运输爪的升降，导杆机构控制往复运动，俩者的配合及凸轮的设计可以达到abcde的轨迹。

如图3.1中1、2为主动件，2、3、4和5的导杆机构，可以完成a、b、c间或c、d间的往复运动，1的凸轮与4机构的平底接触，可以使整个4机构上下往复运动，从而有abc与cd间的高度差，通过设计凸轮的参数，配合导杆机构完成整个abcde的运动轨迹。

下面将俩个机构按功能分开分析：功能一导杆机构——实现a、b、c或d、e间的往复运动此处导杆机构中AB=350 mm，为输送爪的输送距离L，OE为摇杆，BC为导杆,长为S=750 mm。

（1）设计简图图3.2 导杆机构设计图（2）设计推导公式=　350OE mm=　，80AB mm=　，750BC mmOE BC ⊥，1sin 2BD AB BC θ==sin OE OC θ=，222CD BD BC +=由上述式得：343sin OE OC θ==mm 222729CD BC BD mm =-=由计算得主动件2的安装位置，和CD 的高。

功能二 凸轮机构——实现4机构的上下往复运动（1） 设计简图图 3.3（a ） 凸轮机构设计图设计说明由设计需求知，此轨迹需近似矩形，abc 段和de 段（图1.1）的直线往复，需将凸轮此时的轮廓设计为圆弧，由图3.3 可知,圆弧```c e d为输送机构轨迹的abc段（图1.1）作支撑，所以为圆弧，圆弧``a b段为其轨迹的de（图1.1）段作支撑，也为圆弧，让运动变的平稳很多。

（2）运动过程（b）（c）（d）当推杆4从接触c`点，转过角度207°到达`d，经过R=100的基圆圆弧，此过程推杆4没有上下运动（静止或者平动）（见图（b））；当推杆4接触`d转过61.5°到达`b，推杆4实现推程运动（见图（c））；由`b转过30°到达`a，推杆4实现远休（见图（d））；功能三曲柄滑块导杆图3.4 导杆机构在图3.4 导杆机构中，已知曲柄的长度错误！未找到引用源。

、转角错误！未找到引用源。

、等角速度错误！未找到引用源。

及中心距i错误！未找到引用源。

，我们来分析下导杆的转角错误！未找到4引用源。

、角速度错误！未找到引用源。

和角加速度错误！未找到引用源。

，以及滑块在导杆上的位置s、滑动速度错误！未找到引用源。

及加速度错误！未找到引用源。

方案二：（黄颖姬设计）4.1.3设定包装机传送系统机构图由电动机提供动力，物品经传送带运至推包机构，再经另一条传送带传送至包装工作台，终成产品。

4.1.4包推机构设计用偏置滑块机构与凸轮机构的组合机构，偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合，见图3-1-4。

在此方案中，偏置滑块机构可实现行程较大的往复直线运动，且具有急回特性，同时利用往复移动凸轮来实现推头的小行程低头运动的要求，这时需要对心曲柄滑块机构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动。

图3-1-4装置A：由构件摇杆机构、滑块机构组成，当被包装物品放置在推头的a处时，原动件带动传动轴，传动轴带动摇杆转动，由此经连接带动滑块做前后运动，实现推头前进、后退的往复动作。

最终使物品由a处运动到b处再返回a处。

装置B：利用凸轮特定的形状，从而使导杆上下运动，实现推头的上下往复运动，使推头能完成由c处向D处的下降运动，以及由e处向a处运动的上升运动4.1.5包装工作台机构设计第五章推包机构设计方案的评定与选择方案一导杆机构与凸轮机构的组合机构相对于其它的设计机构显的简单的多，采用平底从动件，多数平底与其速度方向垂直，因此受力情况好，传动效率高，与凸轮接触面间易形成锲形油膜，易润滑，结构维护简单、体积小，重量轻，但不能与内凹或直线轮廓工作，且平底不能太长。

多用于高速小型凸轮机构。

该设计若L过大则机身过高，对于L较小是比较好的设计—选择为本次最好的设计方案。

方案二由于偏置摇杆的特性，使机构获得急回动运动，使得对零件的强度要求提高；并且由于构件4、5为主要支撑构件，L的长度设计也受到相应限制，载荷量小，否则容易出现永久性损坏；同时，由于构件5、6的约束，导致机构尺寸变大，整体机构灵活调整型下降。

方案三该方案采用的是盘型凸轮、圆柱凸轮及导杆机构的组合。

两个凸轮都是通过适当地设计凸轮的轮廓曲线，从而实现各种预定的运动规律，并且结构简单、紧凑。

但是，凸轮轮廓线与从动件间为点线接触，易磨损，承载能力低，并且，凸轮轮廓加工较困难。

采用两个凸轮，没有急回特性，机构连贯性好。

综合此次设计要求和尺寸要求，经过讨论一致觉得图方案一的机构设计在此设计中较为合理，所以选取方案一。

第六章推包设计方案的最终简图经计算得自由度F=1，该机构有一个主动件，多以该机构可以正常运转。

运动循环图：曲柄导杆机构控制水平向左控制水平向右凸轮机构高度不变控制向下运动高度不变控制向上运动第七章心得体会通过这次课程设计，我学到了很多，大体可归为以下几点：一、温故而知新。

课程设计刚开始的时候，虽然说已经而且是刚刚学过《机械原理》，但依然是思绪全无，举步维艰。

只是生硬而且是不完整地记忆书本理论知识学习让我无从下手。

于是重新拾起刚刚放下的《机械原理》及《机械原理课程设计指导书》，真正用心去思考，去领悟，去讨论总结，终于有所收获，不仅让书本的重点知识记忆更加深刻，同时又领悟到诸多平时学习得难点，掌握了该课程的思维方式，找到了设计的灵感。

二、持之以恒。

这次课程设计难度比较大，尤其是设计初段。

于是，好几次都想就此放弃。

但经过思考还是冷静低坚持下来，再多的挫折，坚持下来了就是胜利。

三、从失败中学习。

失败不要紧，重要的是善于从失败中发现问题，找到对策，总结出经验，这样才能保证下次的成功。

用一颗持之以恒的心做到屡败屡战；用一颗善于学习的心避免屡战屡败。

四、精益求精。

如果没有课程设计，那我们将仅仅满足于课程本身的考核高分，而不去思考我们是否真正掌握了这些知识，是否能灵活运用这些知识。

这次课程设计无疑给了我们一次自我检验的平台，去试试自己的身手，发现了不足，及时去提高。

同时，在设计过程中，虽然已经设计出一、两种方案，但经过比较、思考、讨论又会发现更好的方案。

坚信，精益求精，没有最好，只有更好。

五、开阔思维。

在这次的课程设计中，通过自己的思考、查阅，大家的讨论、总结，让我对机械设计的思路更加宽广，为以后从事此方向的工作打下了一定基础。

同时，此次设计更让我思考问题的方式有了一定提高，这对于我以后的人生都是有帮助的。