鞭炮插引机课程设计说明书

课程设计（课程实习）
机械原理课程设计
院（系、部）：机械工程学院
姓名：
同组成员：
班级：
指导教师签名：
2011年6月28日·北京
目录
0.设计任务书 (2)
1.工作原理和工艺动作分解 (4)
2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (6)
3.执行机构选型 (7)
4.机械运动方案的选择和评定 (9)
5.机械传动系统的速比和变速机构 (11)
6.机构运动简图 (12)
7.切引刀凸轮机构尺度设计 (14)
8,压引板凸轮机构尺度设计 (16)
9.槽轮机构的尺度设计 (18)
10.参考资料 (20)
11.设计总结 (21)
课程设计任务书
2011 —2012学年第2学期
机械工程学院（系、部）过程装备与控制工程专业102班级课程名称：机械原理课程设计
设计题目：鞭炮插引机的设计
完成期限：自2012年6月23日至2012年6月29日共1周
指导教师： 2012年 6月 29 日系（教研室）主任：2012年 6月 29日
1. 工作原理和工艺动作分解
一．工作原理
机构工作原理视图
传动示意图
传动原理示意图
二．工艺动作分解
根据任务书的要求，该机械的应有的工艺过程是，机构应由双胶辊、切引刀、压引板和送料板的运动组成。

各构件的运动形式为：
（1）双胶辊，每一个运动周期的开始转动一定角度将引线进给45mm，做间歇运动，其运动规律如图1-1所示：
90 180 270 360
主轴转角
图1—1双胶辊运动循环图
（2）切引刀，引线向下进给达到指定位置并且压引板压紧引线后，切引刀切断引线，其运动规律如图1—3所示：
S
50
主轴转角
90 180 270 360
图 1—2 切引刀运动循环图
（3）压引板，引线向下进给后，压引板水平方向正向进给30mm压紧引线，切引刀切断引线后再压引板松开，准备下一个运动周期的循环。

其运动规律如图
1—2所示：
S
30
主轴转角
90 180 270 360
图 1—3 压引板运动循环图
（4）送料板，压引板将引线插进鞭炮并松开引线后，水平进给S=8*0.86mm=7mm。

其运动规律如图1—4所示
S
主轴转角
90 180 270 360
图 1—4送料板运动循环图
2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图
根据以上分析，拟定鞭炮插引机运动循环图如图2-1所示，制定运动循环图的目的是确定鞭炮插引机各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。

v
s
s
s
90 180 270 360主轴转角
图2—1 鞭炮插引机运动循环图
3.执行机构选型
由以上各机构工艺动作分解可知该机器共有四个执行机构双胶辊、压引板、切引刀和送料板。

根据运动分析拟定各执行机构的方案如下：
3.1 双胶辊的机构方案
由以上双胶辊的工艺动作分解可知双胶辊机构需要实现间歇性的旋转运动，切动停比为1:3，根据要求拟定如下两种方案，如图3—1不完全齿轮，图3—2槽轮机构所示。

图 3—1 不完全齿轮图 3—2 槽轮机构
3.2压引板机构方案
由以上压引板的工艺动作分解，压引板为水平间歇运动且在最远端停休。

根据要求拟定如下方案，如图3—3凸轮机构
,
图 3—3凸轮机构
3.3切引刀机构方案
由以上切引刀的工艺动作分解可知切引刀机构需要实现间歇性水平的往复摆动运动，根据要求拟定如下两种方案，如图3—5曲柄滑块机构，图3—6凸轮机构所示。

图3—4 曲柄滑块机构
图3—5 凸轮机构
3.4送料板
由以上送料板的工艺动作分解可知送料机构需要实现间歇性的单向进给运动，根据要求拟定如下两种方案，如图3—6槽轮机构，图3—7棘轮机构所示。

图 3—6槽轮机构图 3-7 棘轮齿条机构
4. 机械运动方案的选择和评定
4.1机械运动方案的拟定
综合以上机构选型以及功能要求，拟定以下三种方案
方案一:
图 4—1
方案二图4—2
方案三：
图 4—3
4.2双绞辊机构选择比较
如图，因为不完全齿轮机构可设计（或选取）的参数较多，如两轮圆周上设想
布满齿时的齿数z
1、z
2
；主、从动轮上锁止弧的数目M、N；及锁止弧间的齿数、
等均可在相当宽广的范围内自由选取。

因而标志间歇运动特性的各参数，如主动轮每转一周从动轮停歇的次数、从动轮每转一周停歇的次数、每次运动转过的角度、每次停歇的时间长短等，允许调整的幅度比槽轮机构大得多，故设计比较灵活。

不完全齿轮机构和普通齿轮机构的区别，不仅在轮齿的分布上，而且在啮合传动中，当首齿进入啮合及末齿退出啮合过程中，轮齿并非在实际啮合线上啮合，因而在此期间不能保证定传动比传动。

由于从动轮每次转动开始和终止时，角速度有突变，故存在刚性冲击。

相比之下，槽轮机构构造简单，外形尺寸小，机械效率高，运动平稳，柔性冲击。

因此选用槽轮机构。

4.3切引刀机构选择比较
如图，曲柄滑块运动空间较大，无间歇运动，消耗功率较大，而且如果切引刀持续工作对于生产安全不利。

如果选用凸轮机构，动量较小，消耗功率较小，结构简单，所需工作空间较小而且传递机械效率效果较好。

所以选用凸轮机构。

4.4传送带机构选择比较
如图，棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠，并且棘轮的转角可以根据需要进行调节等优点。

缺点是：传动力小、工作时有冲击和燥声。

槽轮机构的优点是：结构简单、工作可靠、机械效率高。

缺点是：制造与装配精度要求高、转角大小不能调节。

然而传送带所需的动停比为1:3，且每分钟做60周期循环，选用棘轮使其告诉运动可能影响传动精确度，相比之下槽轮运行更为稳定，选用槽轮更合适。

综上所述，我们从提出的三种方案中选择了方案二为最佳方案。

5.机械传动系统的速比和变速机构
总传动比计算：
第一级采用一级齿轮减速器，传动比为2，第二级采用二级齿轮减速器，传动比为3，第三级采用三级齿轮减速器，传动比为4
变速机构如图5—1所示。

图 5—1系统变速机构
确定齿轮模数m为3
Z1=20 d1=60
Z2=40 d2=120
Z3=20
Z4=60 d3=180
Z5=20
Z6=80 d6=240
6.插引机机构运动构简图
根据传动系统绘制总机构运动简图，如下图6—1所示。

图6—1总机构运动简图
鞭炮插引机的动作执行机构有双胶辊、切引刀、压引板和送料板。

双胶辊，由槽轮与标准齿轮组成;
切引刀，由凸轮组成，齿轮做传动机构；
压引板，由凸轮压引板组成，标准齿轮传动；
送料板，由槽轮和皮带式输送机组成，传送带作为传料机构；
齿轮构成的减速器作为减速机构。

一个周期内的运动规律：每一个运动周期的开始双胶辊先转动一定角度将引线进给45mm插入引线，然后停止转动；引线向下进给后，压引板水平方向正向进给30mm压紧引线；压引板压紧引线后，切引刀摆到切割位置切断引线；压引板车去进给的同时送料板水平进给S=7mm，准备下一个运动周期的循环。

7.切引刀凸轮机构的尺度设计
切引刀的运动不具高速和大负载，可选用等加等减速运动形式，转速为60r/min，由要求和已知条件可知推程h=50，压力角设置为45°。

由切引刀凸轮工艺动作分解得到以下凸轮基本参数：推程角Φ=50°远休角Φs=30°回程角Φ1=50°近休角Φs1=230°
r0基圆半径
平底宽度l计算
位置确定x，y
r0max=52 确定r0=150
l=32.13 确定l=33
EXCEL部分相关数据如下表
切引刀凸轮外形
切引刀凸轮推杆位移
8,压引板凸轮机构尺度设计
压引板的运动不具高速和大负载，可选用等加等减速运动形式，转速为60r/min，由要求和已知条件可知推程h=30，压力角设置为45°。

由切引刀凸轮工艺动作分解得到以下凸轮基本参数：推程角Φ=30°远休角Φs=120°回程角Φ1=30°近休角Φs1=180°
r0基圆半径
平底宽度l计算
位置确定x，y
r0max=33 确定r0=200
l=32 确定l=33
压引板凸轮外形
压引板凸轮推杆位移
8.槽轮机构的尺度设计
根据槽轮所需运动条件，形成动停比为1:3，及相关尺寸，确定槽轮各部分基本尺寸如下：
(1)中心距c=120
(2)拨销与轮槽底部径向间隙
(3)模数m=1
(4)槽轮在槽口出厚度b=4
(5)停休比
(6)圆柱销数k=1
(7)圆销半径RT=8
(8)拨盘角速度w1=2
(9)槽轮运动角2β，。

(10)拨盘运动角2ａ，。

，。

(11)圆销中心轨迹半径Ｒ
1
(12)槽轮外径Ｒ
，。

2
(13)轮槽深度h，h=R1+R2-C+RT+8=47.08
(14)拨盘回转轴直径d1，d1
(15)槽轮轴直径d2，
(16)拨盘锁止弧张角γ，。

(17)锁止弧半径R0，
(18)圆销中心轨迹半径R1与中心距c的比/2
(19)槽轮角位移
(20)槽轮角速度
(21)槽轮角加速度
Excel表格计算如下：
槽轮角速度曲线
槽
轮角加速度
10．参考资料
[1] 刘会英．机械原理［Ｍ］．北京：机械工业出版社
[2] 邹慧君殷鸿梁.简谐运动机构设计与应用创新［Ｍ］．机械工业出版社
[3] 王淑仁.机械原理课程设计［Ｍ］．科学出版社.
11.设计总结
通过本次课程设计，我们更加熟练的掌握了机械原理的相关知识，将课本上所学的到的相关知识熟练应用于生活实际中，只有通过亲身参与这种课程设计才能更好的了解机械设计中所需要的一些设计常识，积累更多的设计经验，这更有利于我们今后的实际设计工作，而且通过三人一组的合作形式，更有利于我们培养团队合作精神，在合作中我们彼此弥补相互的不足，提出更加合理的设计方案，更有利于我们的设计，而且也为我们在今后的实际工作中的能够更好的参与团队
合作打下良好的基础。