搖擺式輸送機設計（機械課程設計）
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機械原理課程設計說明書
題目： 搖擺式輸送機
學院：
班級：
學號：
設計者：
指導教師：
年 月 日
一、 機械原理課程設計的目的和內容
1.1課程設計的目的
機械原理課程設計是高等工業(yè)學校機械類專業(yè)學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析的訓練，是機械原理課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的是：
（1）、進一步加深學生所學的理論知識。
（2）、培養(yǎng)學生獨立解決有關本課程實際問題的能力，使學生對于機
械運動學和動力學的分析與設計有一較完整的概念。
（3）、通過對具體問題的分析、計算、制圖、技術資料的使用，電算程序的編制及計算機使用等各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的工程技術能力。
1.2課程設計的題目
搖擺式輸送機
1.3工作原理
搖擺式輸送機是一種水平傳送材料用的機械，由齒輪機構和六連桿機構等組成。如圖所示，搖桿3左右對稱擺動，6為料槽，往復運動，物料7在料槽上，當料槽向右運動時，加速度比較小，能與料槽一起運動；而當料槽向左運動時，加速度足夠大，使物料和料槽間產生滑動，從而完成物料搬運工作。圖中凸輪機構為潤滑機器的油泵的控制機構。凸輪機構遠休時，油泵供油。
1.4 設計要求和原始數(shù)據(jù)
設計要求：
該布置要求電機軸與曲柄軸垂直，使用壽命為5年，每日二班制工作。輸送機在工作過程中，載荷變化較大，允許曲柄轉速偏差為±5%，六連桿執(zhí)行機構的最小傳動角不得小于40°，執(zhí)行機構的傳動效率按0.95計算，按小批量生產規(guī)模設計。
原始數(shù)據(jù)：
題 號
1
運輸速度(次/min)
49
電機轉速(r/min)
1460
行程速比系數(shù)K
1.4
推程運動角δ0(°)
95
回程運動角δ’0(°)
70
L3 (mm)
300
H (mm)
300
LO3B (mm)
200
二、搖擺式輸送機設計過程
2.1 其他設計方案
圖2-1
圖2-2
以上兩種機構的分析對比：圖2-1為六桿機構，直接通過電動機帶動曲柄滑塊轉動從而是連桿1回轉終使滑塊左右運動，從而達到輸送貨物的效果。其優(yōu)點是成本比較低，結構簡便，缺點是摩擦大，耗費能量多。圖2-2通過送電動機帶動曲柄4回轉，從而使8往復移動達到輸送貨物的效果。該機構的滑塊8和作平面復雜運動的連桿的動平衡比較容易，但是該機構的設計和計算比較復雜。最終確定方案為圖2-2方案。
2.2圖解法確定機構的運動尺寸
圖2-3
設計步驟：
① 根據(jù)原始數(shù)據(jù)，可求得；
② 作出搖桿的兩個極限位置，利用公式，計算出；
③ 選取一點P，使。P點的簡單做法是做和（與成）的交點。通過三點作圓；
④ 在圓周上任取一點作為曲柄的軸心，則機構的極位夾角均等于，作直線l與此圓的交點O，此即為曲柄中心O。然后你標出相應數(shù)據(jù)。
設計結果：
由，可得：
2.3 連桿機構的運動分析
2.31圖解法分析
如下圖2-4所示，選取桿6與垂直線的夾角為30°時的位置,用圖解法進行分析。
圖2-4
根據(jù)原始數(shù)據(jù)要求，桿件4的轉速，則其角速度為：
（一）、速度分析
A點的線速度
大?。?？ √ ？
方向：⊥DB ⊥OA ⊥AB
選取速度比例尺，作速度分析圖（如下圖所示）可得：
圖2-5
由此可得：
桿5的角速度為：
搖桿6的角速度為：
C點的速度為：
大?。?？ √ ？
方向：水平 ⊥DC 垂直
其中。
選取速度比例尺，作速度分析圖（如下圖所示）可得：
圖2-6
（二）、加速度分析
A點的加速度為：
B點相對于D點的法向加速度為：
B點相對于A點的法向加速度為：
大?。? 0 √ ？ √ √ ？
方向： B→D ⊥DB A→O B→A ⊥AB
選取加速度比例尺，作加速度分析圖，如圖2-7可得：
圖2-7
由此可得：
搖桿6的角加速度為：
C點的加速度為：
大?。? ？ √ √ ？
方向： 水平 C→D 水平 垂直
其中，
則選取加速度比例尺，作加速度分析圖（如上圖所示）可得：
圖2-8
2.32用SolidWorks建模仿真所得運動曲線圖如下（機構模型圖見后面）：
推桿4的位移曲線：
推桿4的速度曲線：
推桿4的加速度曲線：
搖桿3的角速度曲線：
搖桿3的角加速度曲線：
2.4機構的動態(tài)靜力分析
在物料上添加一個摩擦力，大小為：
方向為水平向左。
此摩擦力在0.23s內為9604N，在0.23～0.504s內為0。
表達式為：
IF(time-0.23:9604,9604,0)
最大平衡力矩為：
功率為：
輸送機模型圖：
第三章:課程設計總結
這次課程設計，由于理論知識掌握的不夠扎實，再加上沒有設計經驗，剛開始拿到設計題目的時候有點手忙腳亂，不知道從何入手，但是通過指導老師和同學們的幫助下使我很快地理解了設計內容并掌握了方法。
在做本次課程設計的過程中，我感觸最深的當屬用AutoCAD畫圖和用SolidWorks建模仿真。在制作過程中，我對以前學過的技術更加熟練，同時又學到了更多的技術。
兩周的課程設計雖然已經結束了，但是從中學到的知識會讓我受益終身。相信這次設計帶給我們的嚴謹?shù)膶W習態(tài)度和一絲不茍的科學作風將會給我們未來的工作和學習打下一個更堅實的基礎。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學習、工作和生活中。?
參考文獻
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[2] 孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理（第七版）.北京:高等教育出版社,2007
[3] 羅洪田.機械原理課程設計手冊.北京：高等教育出版社,1998
[4] 成大先.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社2007
[5]《SolidWorks及COSMOSMotion機械仿真設計》 張晉西 郭學琴 編著 清華大學出版社，2007.1
[6]《COSMOS高級教程：COSMOSMOtion》 葉修梓 陳超祥 主編 機械工業(yè)出版社，2008.7
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