摇摆式输送机设计

OB'2 + B'C'2 - OC'2 g1 = arccos = 24.640 < 400 2 OB' B'C'
机构在右极限位置时，在ΔOBC(如图2-5所示)中， 可算得此时机构的传动角：
OB2 + BC2 - OC2 g1 ' = p - arccos = 79.000 2 OB BC
0 g min = g1 = 24.640 < 40，不满足设计要求，故舍 所以，
利用解析法确定机构的运动尺寸
根据设计数据的要求，曲柄4的转速n4=114r/min,其
角速度4为：
114´ 2p w4 = rad / s = 11.94rad / s 60
极位夹角：
K- 1 1.2 - 1 0 q=180 =180 ? K+ 1 1.2 + 1
0
16.360
取右极限位置分析，建立如图坐标系D-XY， 得各点的坐标为： D(0,0) B(-78,78) B'(78,78) C'(130,130) O(225,Oy) C(-130,130) 则：OB=(-303,78-Oy) Oy) BB'=(156,0) OC'=(-95,130-Oy) OB'=(-147,78OC=(-355,130-Oy) OD=(-225,-Oy)
t B
=
在误差允许的范围内，上述理论分析结果与下列曲线上对应时 刻的数据基本一致，故计算是正确的。
摇杆的角速度、角加速度曲线
图2-8
图2-7
图2-9
推杆的位移、速度、加速度曲线
图2-10
图2-12
图2-11
物料所受摩擦力曲线
图2-13
机构的三维模型图
图2-14
仿真动画
传动系综合
初步确定传动系统总体方案：
工作步骤
1、电动机带动齿轮机构转动； 2、来自电动机的源动力经过齿轮机构的减速 增扭后，将动力传递给曲柄； 3、曲柄通过连杆带动摇杆实现60度摆角内有 急回特性的往复运动； 4、摇杆通过转动副带动“滑块推杆机构”实 现水平方向上的往复运动，达到输料的目 的。
基本设计思路
1、首先建立适当的直角坐标系，根据已知的原始数 据计算出机架的位置； 2、根据已确定的机架位置，计算出各杆的杆长； 3、验证计算出的数据是否符合设计要求； 4、用AUTO 2008、CAXA 2007画出平面图并结合 对机构各部分的速度与加速度作理论分析； 5、用ADAMS 2005软件作出机构仿真模型，测试 出各构件的速度、角速度、力的曲线图； 6、仿真运动，并再次验证理论数据是否与仿真测试 数据相符合。
机构在右极限位置时，在ΔOBC(如图2-5所示)中， 可算得此时机构的传动角：
OB2 + BC'2 - OC2 g 4 ' = p - arccos = 2 OB BC
5.360 < 400
所以， g
，不满足设计要求，故舍去。 = g4 ' = 5.360 < 400 min
综上所述，各杆长为： 曲柄OA=70.1006mm 连杆AB=250.3546mm 摇杆CD=260mm 传动角为：
传动比分配
(1)总传动比 由选定的电动机满载转速n0和工作机主动轴转速 n，可得传动装置总传动比为: i=n0/n=980/114=8.6。
(2)传动装置传动比分配 i＝i1×i2式中i1，i2分别为带传动和减速器的 传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取 i1＝3.61，则减速器传动比为： i2＝i/ i1＝8.6/3.61＝2.38。
由余弦定理得：
OB'2 + OB2 - BB '2 cos q = 2 OB' OB
解之得：Oy1=239.4193
Oy2=30.7806
Oy3=562.0679
Oy4=-291.8679
①当Oy1=239.4193时： OA=OA'=70.1006 mm AB=A'B'=250.3546mm OB'=180.2540mm OB=320.4552mm OC'=96.0632mm B'C'=104mm OC=355.2860mm 机构在左极限位置时，在Δ OB'C'中(如图2-5所 示)，可算得此时机构的传动角:
机构在右极限位置时，在ΔOBC(如图2-5所示)中， 可算得此时机构的传动角：
OB2 + BC2 - OC2 g3 ' = arccos = 2 OB BC
65.360
0 gmin = g = 11.000 < 40，不满足设计要求，故舍去。 所以，
3
④当 Oy4=-291.8679时： OA=OA'=35.9956 mm AB=A'B'=487.5601mm OB'=451.5646mm OB=523.5557mm OC'=525.6897mm B'C'=104mm OC=627.1760mm 机构在左极限位置时，在ΔOB'C'(如图2-5所示) 中，可算得此时机构的传动角： 2 OB'2 + B'C' - OC'2 g 4 = p - arccos = 49.000 2 OB' B'C'
2L d - p (d d1 + d d2 ) 2 - 8(d d1 - d d2 ) 2 8
2? 5000 p ? (280 1000) + 2? 5000 p ? (280 1000)2 - 8? (1000 280)2 8
电机的初步选择
电动机所需工作功率为： Pd＝Pw /η ＝ 38/0.867＝43.83kw。执行机构的曲柄转速为n＝ 114r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带 传动的传动比i1＝2～4，一级圆锥齿轮减速器的 传动比i2=2～4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i3 ＝1～8，则总传动比合理范围为i＝4～128，电动 机转速的可选范围为n,＝i×n＝（4～128）×114 ＝456～14592r/min。综合考虑电动机和传动装置 的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为Y2—280S—6的三相异步电动机，额定 功率为45kW，额定电流85.9A，满载转速n0＝980 r/min，同步转速1000r/min。
(4)验算带速V
V=
p d d1n 0 280 980 = p创 = 14.36m / s 60创 1000 60 1000
在１０～２０m/s范围内，Ｖ带充分发挥。 (5)确定中心距和带的基准长度 在 0.7(dd1 + dd2 ) ＃a 0 2(dd1 + dd2 ) 范围内，初 定中心距，所以带长为: = 1500mm
将②式中的各加速度分别在图示的X轴、Y轴上投影：
联解③④得：
a = - 14.71m / s a = 19.4915m / s
t BA t B
CD BD
，方向与图中假设方向相反 2
2
所以，摇杆CD的角加速度为：
抖=
a =
19.4915 ´ 103 rad /s = 124.9457rad /s2 156 BD
………………………① B点的法向加速度为：
a
n B
=
BD
w
2
BD
= 0
由于曲柄OA作匀速转动，则A点得切向加速度为：
a
a
n A
t A
=
OA ¶
2 4
OA
=
0
A点得法向加速度为：
=
OA
w = 70.1006创11.9380
10- 3 m / s2 = 9.9904m / s 2
故①式可变为：
由图得，点B为AB杆的速度瞬心，则连杆AB的角速 度为：
w
AB
=
3
rad / s
3.3429rad / s
摇杆DC上，B点、C点的线速度为：
V
w
B
=
V
CD
C
=
0
0
摇杆DC的角速度为：
=
BD
w
VC = = CD
(二)加速度分析：
图2-7
以A为基点，将B点处的所有加速度作(如图2-7所示) 的分解，则：
去。
②当 Oy2=30.7806 时： OA=OA'=70.1006 mm AB=A'B'=250.3546mm OB'=180.2540mm OB=320.4552mm OC'=216.3583mm B'C'=104mm OC=404.7356mm 机构在左极限位置时，在ΔOB'C'(如图2-5所示) 中，可算得此时机构的传动角： OB'2 + B'C'2 - OC'2 g 2 = p - arccos = 84.640 2 OB' B'C'
g
g
min
=
=
41.000
84.640
max
机构的运动分析
(一)速度分析：
图2-6
为方便分析与计算，取机构处于右极限位置时(如图 2-6所示)的数据分析： A点的1006创11.9380
VA 0.8369 = ? 10AB 250.3546
10- 3 m/s = 0.8369m/s
a0
Ld 0 = 2a 0 +
p (d + 2 d1
(dd2 - dd1)2 dd2 ) + 4d0
= 2´ 1500 +