机械原理课程设计---产品包装生产线

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1）

院系：机电学院

班级：

设计者：

学号：

指导教师：

设计时间：

一、绪论

机械原理课程设计是在我们学习了机械原理之后的实践项目，通过老师和书本的传授，我们了解了机构的结构，掌握了机构的简化方式与运动规律，理论知识需要与实践相结合，这便是课程设计的重要性。我们每个人都需要独立完成一个简单机构的设计，计算各机构的尺寸，同时还需要编写符合规范的设计说明书，正确绘制相关图纸。

通过这个项目，我们应学会如何收集与分析资料，如何正确阅读与书写说明书，如何利用现代化的设备辅助工作。这种真正动手动脑的设计有效的增强我们对该课程的理解与领会，同时培养了我们的创新能力，为以后机械设计课程打下了坚实的基础。

二、设计题目

产品包装生产线使用功能描述

图中所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长⨯宽⨯高=600⨯200⨯200，小包装产品送至A处达到2包时，被送到下一个工位进行包装。原动机转速为1430rpm，每分钟向下一工位可以分别输送14，22，30件小包装产品。

产品包装生产线（方案一）功能简图

三、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所示。

ϕ1ϕ1

执行构件一

执行构件二

ϕ01 ϕ

02

运动循环图

图中ϕ1 是执行构件1的工作周期，ϕ01 是执行构件2的工作周期，ϕ02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ϕ01 是执行构件1的工作周期T1的2倍。执行构件2的动作周期ϕ02则只有执行构件1的工作周期T1的二分之一左右。

四、 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，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）往复运动一次，主动件转速分别为14,22,30rpm

14,22,30rpm

执行机构1的运动功能

由于电动机的转速为1430rpm ，为了在执行机构1的主动件上分别得到14、22、30rpm 的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种，分别为

i z1=

141430

=102.14 i z2=221430=65.00

i z3=30

1430=47.67

总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成，即

i z1=i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3

3种总传动比中i z1最大，i z3最小。由于定传动比i c 是常数，因此，3种变传动比中i v1最大，i v3最小。为满足最大传动比不超过4，选择i v1 =4 。 定传动比为 i c =

v1

z1i i =4102.14=25.54

变传动比为 i v2=

c

z2i i =54.2565=2.55

i v3=

c z3i i =54

.2547.67=1.87 传动系统的有级变速功能单元如图所示。

i=4,2.55,1.87

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。过载保护同时还具有减速功能。

i=2.5

在传动系统中还要加减速运动功能单元，其减速比为

i=10.22

为了避免齿轮过大，采用两级减速。

i 1=i 2=3.2

减速运动功能单元如图6所示。

i 1=i 2=3.2

减速运动功能单元

至此，驱动执行机构一的全部机构已经设计完毕，其总体结构如下图。 1430rpm i=2.5 i=4,2.55,1.87

i 1=3.2 i 2=3.2

由于只有一个原动件，为了同时驱动执行机构一、二，需要一个运动分支单元。

运动分支单元

执行构件一

减速运动功能单元

由于执行构件二为间歇运动，且间歇时间是工作周期T 2的3/4，即其运动时间是其工作周期T 2的1/4。因此，间歇运动功能单元的运动系数为

τ=

4

1 间批歇运动功能单元如图所示

τ=0.25

间歇运动功能单元

由于执行构件1的工作周期T 1是执行构件2的工作周期T 2的2倍，因此，驱动执行构件2的驱动机构的主动件的转速应该是驱动执行构件1的驱动机构1的主动件的转速的2倍左右。所以，间歇运动功能单元输出的运动应经过增速运动功能单元增速，如图所示。

i=0.25

增速运动功能单元

增速运动功能单元输出的运动驱动执行机构2实现其运动功能。由于执行构件2做往复直线运动，因此，执行构件2的运动功能是把连续转动转换为往复直线运动，如图所示。

执行机构2的运动功能单元

根据上述分析，整个系统的运动功能系统图，如图所示。

1430rpm i=2.5 i=4,2.55,1.87

i 1=3.2 i 2=3.2

执行构件一

1 2

3 4 5 6

7

五、选定电动机转速、拟定机械系统运动方案

根据上图所示的运动功能系统图，选择适当的机构替代运动功能系统图中的各个运动功能单元，便可拟定出机械系统运动方案。

上图中的运动功能单元1是原动机。根据产品包装生产线的工作要求，可以选择电动机作为原动机，如图所示。

电动机

运动功能单元2是过载保护功能单元兼具减速功能，可以选择带传动代替，如图所示。

皮带传动

图中的运动功能单元3是有级变速功能，可以选择滑移齿轮变速传动代替，如图所示。

1430rpm

执行构件二

i=2.5

8

9

10 11