摇摆式输送机设计说明书

v8 vC7 v8C 7
大小： ？ 方向：水平 其中 C7 C 1.40 m s 。 √ ⊥DC ？ 垂直
m s ，作速度分析图（如下图所示）可 选取速度比例尺 0.01 mm
8
得：
8C7 0.01 70 m s 0.70 m s
8 0.01 121 m s 1.21 m s
1——电机 2——传动装置 3——执行机构 图 1 摇摆式输送机示意图
2
§ 1-2 设计要求和原始数据
设计要求： 该布置要求电机轴与曲柄轴垂直，使用寿命为 5 年，每日二班制 工作。输送机在工作过程中，载荷变化较大，允许曲柄转速偏差为± 5%，六连杆执行机构的最小传动角不得小于 40°，执行机构的传动 效率按 0.95 计算，按小批量生产规模设计。 原始数据： 题 号 1 3000 110 1.12 60 70 280 360 270
由 lOB1 207.65mm ， lOB2 386.54mm 可得：
lOA l AB lOB2 lOB1 89.45mm 2 lOB2 lOB1 297.09mm 2
6
§ 1-5 连杆机构的运动分析
如下图所示，选取杆 6 与垂直线的夹角为 30°时的位置,用图解法进 行分析。
过程等。
4
§ 1-4 利用作图法确定机构的运动尺寸
根据原始数据，可求得 l DB 0.6l DC 0.6 0.27 m 0.162 m ，并作出摇 杆的两个极限位置 DB1、DB2 ，利用公式 180 ，计算出 （ K-1)/ （ K+1)
5
选取一点 P， 使 B1PB2 。 P 点的简单做法是做 B2 M ( B1B2 ) 10.19 。 和 B1 N （与 B1 B2 成 900 ）的交点。通过 P, B1 , B2 三点作圆。可知圆周 上任取一点作为曲柄的轴心，机构的极位夹角均等于 ，此圆与直线 GH 的交点即为曲柄中心 O。这样的位置有两个，可以验证以 O＇为曲 柄中心的传动角γ1 小于 400（最小传动角发生在曲柄与机架的两个共 线位置，如下图所示） ，与要求相矛盾，故排除。
k r a8 aC7 a8 C7 a8C7
大小： ？ 方向： 水平
√ C→D
10
√ 水平
？ 垂直
其中 aC7 aC 7.27 m
s2
，a8kC7 26 8C7 2 5.19 0.70 m
s2
7.27 m
s2
m s2 0 . 1 选取加速度比例尺 a 作加速度分析图 （如上图所示） mm ，
求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。 3、 连杆机构的运动分析。 选任一位置用图解法分析出滑块 8 的位
3
移、速度、加速度及摇杆 6 的角速度和角加速度。 4、 机构的动态静力分析。物料对输料槽的摩擦系数 f =0.35, 设
摩擦力的方向与速度的方向相反，用图解法求出外加力大小，求出曲 柄最大平衡力矩和功率。 5、 编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算
物料的重量 G (kg) 曲柄转速 n4 (r/min) 行程速比系数 K 位置角 Φ1 (°) 摇杆摆角角 Φ2(°) l h (mm) (mm)
lCD (mm)
§ 1-3 设计内容及工作量
1、 2、 根据摇摆式输送机的工作原理，画出机械系统传动简图。 根据设计数据确定六杆机构的运动尺寸，取 lDB=0.6lDC 。要
根据原始数据要求，杆件 4 的转速 n 110 r min ，则其角速度 4 为：
4
110 2 rad 11.52 rad s s 60
（一） 、速度分析
A 点的线速度 A 4 l OA 11.52 0.08945 m s 1.03 m s
vB v A vBA
7
大小： ？ 方向：⊥DB
√ ⊥OA
？ ⊥AB
m s ，作速度分析图（如下图所示）可 选取速度比例尺 0.01 mm
得：
B pb 0.01 84 m s 0.84 m s
BA ab 0.01 32 m s 0.32 m s
输送机模型图：...........................................................................14
1
第一章 :摇摆式输送机设计过程
§ 1-1 工作原理
摇摆式输送机是一种水平传送材料用的机械，由齿轮机构和六 连杆机构等组成。如图 1 所示，电动机 1 通过传动装置 2 使曲柄 4 回 转，再经过六连杆机构使输料槽 9 作往复移动，放置在槽上的物料 10 借助摩擦力随输料槽一起运动。物料的输送是利用机构在某些位 置输料槽有相当大加速度， 使物料在惯性力的作用下克服摩擦力而发 生滑动，滑动的方向恒自左往右，从而达到输送物料的目的。
（二） 、加速度分析
2 2 A 点的加速度为： a A 4 lOA 11.52 0.08945 m
s2
11.87 m
s2
B 点相对于 D 点的法向加速度为：
n a BD 6 l DB 5.19 2 0.162 m 2
s2
4.36 m
s2
B 点相对于 A 点的法向加速度为：
由此可得： 杆 5 的角速度为： 5
BA
l AB

0.32 rad 1.08 rad s s 0.29709
摇杆 6 的角速度为： 6
B
l DB

0.84 rad 5.19 rad s s 0.162
C 点的速度为： C 6 l DC 5.19 0.27 m s 1.40 m s
用 Solidworks 模拟，在物料上添加一个摩擦力，摩擦系数 f=0.35 ， 大小为：
F阻 f G g 0.35 3000 9.8 N 10290 N
方向与运动方向相反.
由图表知:曲柄受到的最大力 F= 21885 N 则 最 大 平 衡 力 矩
M max Fmax loa 21885 0.08945 1957 .613N m
n a BA 5 l AB 1.08 2 0.29709 m 2
s2
0.35 m
s2
n n aB aD aBD a BD a A a BA a BA
大小： 方向：
0
√ B→D
？ ⊥DB
√ A→O
√ B →A
？ ⊥AB
9
m s 2 ， 选取加速度比例尺 a 0.1 （如上图所示） mm 作加速度分析图
机械原理课程设计说明书
题目： 学院： 班级： 学号：
摇摆式输送机 机电工程学院 机械 121
设计者 指导教师 2015 年 1 月 2 日
目录
第一章:摇摆式输送机设计过程 .......................................................... 2 § 1-1 § 1-2 § 1-3 § 1-4 § 1-5 工作原理 ............................................................................ 2 设计要求和原始数据.......................................................... 3 设计内容及工作量.............................................................. 3 利用作图法确定机构的运动尺寸 ....................................... 5 连杆机构的运动分析.......................................................... 7
可得：
a B 0.1124.7 m
a BD
12.47 m 2 s2 s 0.1116.8 m 2 11.68 m 2 s s
由此可得：
a 11.68 rad BD rad 2 2 72.10 摇杆 6 的角加速度为： 6 s s l DB 0.162
2 C 点的加速度为： aC 6 l DC 5.19 0.27 m s 2 7.27 m s 2 2
可得：
a8 0.1 36.3 m
s
2
3.63 m
s2
用 SolidWorks 建模仿真所得运动曲线图如下（机构模型图见后 面） ：
推杆 8 的位移曲线：
11
推杆 8 的速度曲线：推杆 8的加速度曲线：摇杆 6 的角速度曲线：
摇杆 6 的角加速度曲线：
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§ 1-6 机构的动态静力分析
3、 《机械原理课程设计》 沈乃勋等编 高等教育出版社 公开出版 1998 年。 4、 《SolidWorks 机械仿真设计》 张晋西 郭学琴 编著 清华大学出版社， 2007.1
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最大功率 Pmax M max 4 1957 .613 11.52 22551 .7W
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输送机模型图：
参考文献
1、 机械设计课程设计指导书 龚溎义 罗圣国 李平林 张力乃 黄少颜 编 龚溎义 主编高等教育出版社 1990 年 4 月第二版机械设计课程设计图册 2、 《机械原理》 （第七版） 孙桓 陈作摸 葛文杰 主编 高等教育出版社， 2006.5
（一） 、速度分析 .................................................................... 7 （二） 、加速度分析................................................................. 9 § 1-6 机构的动态静力分析.........................................................13