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1、 机械原理课程设计 摆式送料机构总体设计 机械原理课程设计说明书题目：摆式送料机构总体设计姓名：冯帅学号：专业：班级: 学院：交通与车辆工程学院 指导教师： 2013年7月9日1 机械原理课程设计 摆式送料机构总体设计目录第一章 机械原理课程设计指导书1一机械原理课程设计的目的1二机械原理课程设计的任务2三课程设计步骤2四基本要求2五时间安排3六需交材料3第二章 摆式送料机构总体设计过程3一 工作原理3二 设计方案4三 利用解析法确定机构的运动尺寸5四 连杆机构的运动分析10速度分析10加速度分析11第三章 课程设计总结13第四章 参考文献13第一章 机械原理课程设计指导书一机械原理课程设计的
2、目的机械原理课程设计是机械原理课程教学中最后的一个重要的实践性教学环节，是培养学个进行自动机械总体方案设计、运动方案设计、执行机构选型设计，传动方案设计控制系统设计以及利用用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一个重要的川练过程。其目的如下：(1)通过课程设计，综合运用所学的知识，解决工程实际问题。并使学生进一步巩固和加深所学的理论知识。(2)使学生得到拟定机械总体方案、运动方案的训练，并且有初步的机械选型与组合及确定传动方案的能力，培养学生开发、设计、创新机械产品的能力。(3)使学生掌握自动机械设计的内容、方法、步骤，并对动力分析与设计有个较完整的概念。(4)进一步提高学生的运算、
3、绘图、表达及运用计算机和查阅有关技术资料的能力。(5)通过编写说明书，培养学生的表达、归纳及总结能力。二机械原理课程设计的任务机械原理课程设计的任务一般分为以下几部分。(1)根据给定机械的工作要求，合理地进行机构的选型与组合。(2)拟定该自动机械系统的总体、运动方案(通常拟定多个)，对各运动方案进行对比和选择，最后选定一个最佳方案作为个设计的方案，绘出原理简图。(3)传动系统设计，拟定、绘制机构运动循环图。三课程设计步骤1机构设计和选型（1）根据给定机械的工作要求，确定原理方案和工艺过程。（2）分析工艺操作动作、运动形式和运动规律。（3）拟定机构的选型与组合方案，多个方案中选择最佳的。（4）设
4、计计算。（5）结构设计、画图。（6）编写设计计算说明书。2自动机械总体方案设计（1）根据给定机械的工作要求，确定实现功能要求原理方案。（2）根据原理方案确定工艺方案和总体结构。（3）拟定工作循环图。（4）设计计算。（5）画图。（6）编写设计计算说明书。3自动机械传动系统设计（1）分析工艺操作动作、各机构运动形式和运动规律选择动力机。（2）确定传动机构方案和采用的传动形式，多个方案中选择最佳的。（3）传动比分配、设计计算。（4）传动系统结构设计。（5）结构设计、画图。（6）编写设计计算说明书。四基本要求1课程设计必须独立的进行，每人必须完成设计图样A3一张，能够较清楚地表达所设计内容的原理、空间
5、位置及有关结构。2根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。3进行相关的设计计算。4正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。5编写设计计算说明书，说明方案确定的方法、依据，并进行分析和有关设计计算，把设计中所涉及的问题说明清楚。说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整、插图清晰，5000字左右。五时间安排共一周5天查资料1天确定方案1天设计计算1天绘图1天写设计说明书1天六需交材料1A3图纸一张（手画和计算机绘图均可）。2设计计算说明书一份（手写和打印均可）。 第二章 摆式送料机构总体设计过程一 工作原理 1工作原理摆动式搬运机是生产中经常用来对较笨重的货物或工
6、件进行移位搬运的机械，其工作原理如图所示，电动机通过减速轮系(减速器)驱动一个六杆机构，原动构件1为该机构的物柄O1A，而滑块5为其输出构件，利用沿块5的往复移动来搬运货物或工件。2设计数据设计数据见表。3设计提示为机器运转平稳曲柄轴应设有飞轮。二 设计方案图2-2图2-3以上两种机构的对比：图2-2所示送料的往复运动，我们用曲柄滑块机构实现，当输入构件匀速转动时，输出构件带动滑块作往复移动，机构具有急回特性，但该方案中不但设计计算比较复杂，滑块5和作平面复杂运动的连杆3和4的动平衡也比较困难。图2-3为六杆机构，直接通过电动机带动曲柄滑块转动从而使连杆2摆动最终使滑块左右运动，从而达到输送货
7、物的效果。其优点是成本比较低，结构简单，缺点是摩擦大，耗费能量多。三 利用解析法确定机构的运动尺寸如下图所示，选取摇杆分别处于左、右极限位置时，由解析法进行分析。图2-4机构的自由度为：根据设计数据的要求，曲柄4的转速n4=114r/min,其角速度4为： 极位夹角：以D为原点，建立如图2-4所示的直角坐标系DXY，各点的坐标如下： D(0,0) B(-78,78) B(78,78) C(130,130) O(225,Oy) C(-130,130) 则：OB=(-303,78-Oy) OB=(-147,78-Oy) BB=(156,0) OC=(-355,130-Oy) OC=(-95,130
8、-Oy) OD=(-225,-Oy)由余弦定理得：解之得：Oy1=239.4193 Oy2=30.7806 Oy3=562.0679 Oy4=-291.8679图2-5当Oy1=239.4193时：OA=OA=70.1006 mm AB=AB=250.3546mm OB=180.2540mm OB=320.4552mm OC=96.0632mm BC=104mm OC=355.2860mm 机构在左极限位置时，在OBC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OBC(如图2-5所示)中，可算得此时机构的传动角： 所以，不满足设计要求，故舍去。当 Oy2=30.780
9、6 时：OA=OA=70.1006 mm AB=AB=250.3546mm OB=180.2540mm OB=320.4552mm OC=216.3583mm BC=104mm OC=404.7356mm 机构在左极限位置时，在OBC(如图2-5所示)中，可算得此时机构的传动角： 机构在右极限位置时，在OBC(如图2-5所示)中，可算得此时机构的传动角： 由于，故满足设计要求。当 Oy3=562.0679时：OA=OA=35.9956 mm AB=AB=487.5601mm OB=451.5646mm OB=523.5557mm OC=350.0392mm BC=104mm OC=489.41
10、54mm 机构在左极限位置时，在OBC(如图2-5所示)中，可算得此时机构的传动角： 机构在右极限位置时，在OBC(如图2-5所示)中，可算得此时机构的传动角： 所以，不满足设计要求，故舍去。当 Oy4=-291.8679时：OA=OA=35.9956 mm AB=AB=487.5601mm OB=451.5646mm OB=523.5557mm OC=525.6897mm BC=104mm OC=627.1760mm 机构在左极限位置时，在OBC(如图2-5所示)中，可算得此时机构的传动角： 机构在右极限位置时，在OBC(如图2-5所示)中，可算得此时机构的传动角： 所以，不满足设计要求，故
11、舍去。综上所述：当Oy2=30.7806 时，机构的各参数满足设计要求。 机构的各杆长尺寸如下:曲柄OA=70.1006mm 连杆AB=250.3546mm 摇杆DC=260mm四 连杆机构的运动分析 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点的线速度为： 由图得，点B为AB杆的速度瞬心，则连杆AB的角速度为：摇杆DC上，B点、C点的线速度为：摇杆DC的角速度为：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： B点的法向加速度为： 由于曲柄OA作匀速转动，则A点得切向加速度为： A点得法向加速度为： 故式可变为： 在OBD中，由余弦定理得： 将式中的各加速度分别在图示的X轴、Y轴上投影有：X轴上：Y轴上: 联解得： 方向与图中假设方向相反 所以，摇杆CD的角加速度为： 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。13