产品包装生产线设计——课程设计说明书

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

课程设计说明书（论文）

课程名称：机械原理课程设计

设计题目：产品包装生产线（方案一）

院系：

班级：

设计者：Kingsley_Liu

学号：

指导教师：

设计时间：

哈尔滨工业大学

设计说明书

一、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14，22，28件小包装产品。

图1 产品包装生产线（方案一）功能简图

二、 工艺方法分析

由设计题目和图1可以看出，使产品在输送线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2所示。

T 1 T 1

执行构件 运 动 情 况

执行构件1 进 进

执行构件2

进

退

停止

T '

2 T 2

图2 产品包装生产线（方案1 ）运动循环图

图2中1T 是执行构件1的工作周期， 2T 是执行构件2的工作周期，

'

2T 是执行构件2的动作周期。

因此，执行构件1是做连续运动，执行构件2是简谐运动，执行构件2的工作周期2T 是执行构件1的工作周期1T 的2倍。执行构件2的动作周期'

2T 则只有执行构件1的工作周期1T 的二分之一左右，因此，执行构件2大多数时间是在停歇状态。

三、 运动功能分析及运动功能系统图

根据前面的分析可知，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3所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的单向直线运动，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）单向直线运动一段距离，主动件转速分别为14、22、28转/分。

14、22、28 rpm

图3 执行机构1的运动功能

由于电动机的转速为1430转/分，为了在执行机构1的主动件上分别的到14、22、28转/分的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比z i 有3种，分别为

143.102141430

1==

z i 652214302==z i

071.5128

14303==z i

总传动比由定传动比c i 和变传动比v i 两部分构成，即

11v c z i i i = 22v c z i i i =

33v c z i i i =

3种总传动比中1z i 最大，3z i 最小。由于定传动比c i 是常数，因此，3种变传动比中1v i 最大，3v i 最小。若采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不大于4，即

41=v i

于是定传动比为

54.254

14.10211===

v z c i i i 变传动比的其他值为

55.254.256522===

c z v i i i 254

.25071

.5133===

c z v i i i

于是，传动系统的有级变速功能单元如图4所示。

i=4，2.55，2

图4 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。过载保护运动功能单元可采用带传动实现，这样，该运动功能单元不仅具有过载保护功能还具有减速功能，如图5所示。

i=2.5

图5 过载保护运动功能单元

整个传动系统仅靠过载保护运动功能单元不能实现其全部定传动比，因此，在传动系统中还要另加减速运动功能单元，其减速比为

22.105

.254.255.2===

c i i 减速运动功能单元如图6所示。

i=10.22

图6 减速运动功能单元

根据上述运动功能分析，可以得到实现执行构件1运动的运动功能系统图，如图7所示。

为了使用统一原动机驱动执行构件2，应该在图8所示的运动功能系统图中加一运动分支功能单元，其运动分支驱动执行构件2，该运动分支功能单元如图7所示。由于执行构件2的工作周期2T 是执行构件1的工作周期1T 的2倍，也就是说，运动分支在驱动执行构件2之前应该减速，使其转速等于执行机构1的主动件转速的一半；由于执行构件2与执行构件1的运动平面相互垂直，因此，该减速运动功能单元如图9所示。

1430rpm i=2.5 i=4，2.55，2 i=10.22

图7 实现执行构件1运动的运动功能系统图

图8 运动分支功能单元

i=2

图9 减速运动功能单元

由于执行构件2是间歇运动，且由图1可以看出执行构件2的间歇时间是工作周期2T 的3/4，即其运动时间是其工作周期2T 的1/4。因此，间歇运动功能单元的运动系数为

4

1=

τ

间歇运动功能单元如图10所示

τ=0.25

图10 间歇运动功能单元

由于执行构件2的动作周期'

2T 是执行构件1的工作周期1T 的一半，因此，驱动执行构件2的驱动机构2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11所示。

i=0.25

图11 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实现执行构件2的运动功能。由于执行构件2做往