棒料输送线布料装置设计说明书

16
a； b。
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2、滑移齿轮传动设计 1) 确定齿轮齿数 结构简图 24 中齿轮 5、 6 、 7 、 8、 9、 10 组成了滑移齿轮有级变速运动功能单元，其齿 数分别为
150 mm
r
16) 槽轮半径
sin sin 45 0 .7071 a a 0 .7071 150 106 .065 mm R a
2
r
cos
1
0 .7071
R
17) 锁止弧张角
a
0.7071 150
106 .065 mm
360
18) 圆销半径
2
360
90
270
rA
圆整
r 6
106 .065 6
17.6675mm
2
r
cos
1
0 .7071
R
a
0.7071 150
14
106 .065 mm
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7)
锁止弧张角
360
8) 圆销半径
2
360
180
180
rA
圆整
r 6
106 .065 6
17.6675mm
rA
9) 槽轮槽深 相对槽深
18mm
h a
rA
1
h
10) 锁止弧半径
(
1) a
rA
图 1-1 棒料输送装置（方案
12）功能简图
二、工艺动作分析
根据设计题目，各个执行构件的运动循环图如图 1-1 所示。 T1
|| 执行机构 执行构件 1 执行构件 1 执行构件 1 执行构件 1 进 停 进 停
T2 图 1-2 棒料输送线布料装置运动循环图 说明： 1 、执行构件 1 为钢料装料机构； 执行构件 2 为铜料装料机构； 执行构件 3 为铝料装料机构；
槽轮机构替代。该运动功能单元的运动系数为 τ= 0.25 由槽轮机构运动系数的计算公式有： τ= 式中， Z——槽轮的径向槽数。 则，槽轮的径向槽数为： Z= 2 = = 4 1 - 2 τ 1 - 2 ? 0.25 2 Z- 2 2Z
该槽轮机构如图
31 所示。
图 4-10 用槽轮机构替代运动功能单元
2、 3 的间歇时间是工作周期
1/4 ，
τ =0.25
图 3-4
间歇运动功能单元
由于执行构件
1、 2、 3 的动作周期是执行构件
4 的工作周期的
1/4 ，因此，驱动执行构
件 1、2 、3 的驱动机构的主动件的转速应该是驱动执行构件
4
1 的驱动机构 1 的主动件的转速
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图 3-2 减速运动功能单元
由于执行构件
1 是间歇运动， 且由图 1-1 可以看出执行构件
1 的间歇时间是工作周期
T2
的 1/2 ，因此，间歇运动功能单元的运动系数为 τ 1=0.5
间歇运动功能单元如图
3-3 所示 τ =0.25
图 3-3
间歇运动功能单元
构件 2、 3 也是间歇运动， 由图 1-1 可以看出执行构件 因此间歇运动功能单元运动系数 τ 2=τ 3=0.25 其运动功能单元与构件 1 相同，如图 3-4
2
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图 2-2
有级变速运动功能单元 这样，该运动功能单元不仅具有过载保护功能还 i=2.2
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， 具有减速功能，如图 2-3 所示。
图 2-3 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， 中还要另加减速运动功能单元，其减速比为 I=Ic/2.2=17.875/2.2=8.125 减速运动功能单元如图 2-4 所示。 i=8.125 因此， 在传动系统
的 4 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
3-5
图 3-5
增速运动功能单元 1、 2、 3 实现执行构件 1、 2、 3 的运动功能。
增速运动功能单元输出的运动驱动执行机构 由于执行构件 往复直线运动，如图 3-6 所示。
1 、2 、3 做往复直线运动， 因此，执行构件
， 18 ， 22,23 ， 24 ， 25 ， 26， 27， 30， 31 ， 32 ， 33 ， 39,40 ， 46,47,54. 圆柱
15 ， 28 ， 37 ， 44 拨盘 36， 43， 50. 滑块
16 ， 29 ， 38 ， 45. 槽轮
19， 34， 41， 48. 曲柄
图 4-12 棒料输送装置的运动方案简图
1
运动情况 退 停 退 进 进 停 停 停 退 停 停 进 停 进 停 停 停 退 停 进 停 停 停 停 停 停 停 进
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执行构件 4 为输送线推动机构； 2、 T1 是执行构件 1、 2、 3 的工作周期； T2 是执行构件 4 的工作周期。
三、运动功能分析及功能系统图
10
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11
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b
c
d
12
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e
1. 电动机
2,4,19 ， 5ຫໍສະໝຸດ ， 52 ， 53. 皮带轮3,50. 皮带
5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,17 齿轮 20 ， 21. 圆锥齿轮 35， 42， 49. 连杆
4-5 所示。
图 4-5 6、图 3-7 中的运动功能单元 4-6 所示。
动功能单元 5
6 是增速运动功能单元，可以用圆柱齿轮传动替代，如图
i=0.5
6
7
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图 4-6
圆柱齿轮传动替代增速运动功能单元
6
7、图 3-7 中运动功能单元
7 是把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元，可以用槽
2
3) 槽轮每次转位时拨盘的转角
360 z
360 4
90
2
4) 中心距
180
2
90
槽轮机构的中心距应该根据具体结构确定，在结构尚不明确的情况下暂定为
a
5) 拨盘圆销回转半径
150 mm
r
6) 槽轮半径
sin sin 45 0 .7071 a a 0 .7071 150 106 .065 mm R a
rA
19) 槽轮槽深 相对槽深
18mm
h a
rA
1
h
20) 锁止弧半径
(
1) a
rA
(0 .7071
0 .7071 1) 150
18
80 .13mm
rS
取
r
rA
106.065 18
88.065mm
rS
80mm
执行机构 4 和执行机构 1 的槽轮机构一样，设计方法如上述 执行机构 3 和执行机构 3 的槽轮机构一样，设计方法如上述
轮机构替代。该运动功能单元的运动系数为
τ= 0.5
由槽轮机构运动系数的计算公式有：
τ= k
式中， Z——槽轮的径向槽数。 K——圆柱销数； 取 k=2; Z=4 。 该槽轮机构如图 3-7 所示。
Z- 2 2Z
图 4-7 用槽轮机构替代运动功能单元
7
9 8、图 3-7 中的运动功能单元 链传动机构代替，如图 4-8 所示。 8 是把连续转动转换为直线移动的运动功能单元，可以用
2 的运动功能是把连续转动转换为
图 3-6
执行机构 3-6 的运动功能单元 3-7 所示。
根据上述分析，可以画出整个系统的运动功能系统图，如图
5
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图 3-7 棒料输送装置（方案
12）的运动功能系统图
四、系统运动方案拟定
1 根据图 3-7 所示的运动功能系统图， 动功能单元，便可拟定出机械系统运动方案。 图 3-1 中的运动功能单元 机作为原动机，如图 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 4-1 所示。 1430rpm 选择适当的机构替代运动功能系统图中的各个运
2 ，该运动分支功能单元如图
图 3-1
运动分支功能单元
3
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由于执行构件 支在驱动执行构件
2 的工作周期
T2 是执行构件 1 的工作周期 T1 的 4 倍，也就是说，运动分
1 的主动件转速的 1/4 ；由于执 3-2 所示。
2 之前应该减速，使其转速等于执行机构
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 i=2
图 4-8 9、图 3-7 中的运动功能单元 可以用锥齿轮替代，如图 4-9 所示。
链传动机构代功能单元
8
9 是减速功能，且其运动输入轴与运动输出轴相互垂直，
8
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i=4
图 4-9
圆锥齿轮传动替代运动功能单元
9
10、图 3-7 中运动功能单元
12 是把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元，可以用
1、根据分析可知，驱动执行构件 4 工作的执行机构应该具有的功能如图 2-1 所示，该 功能单元把连续的单项转动变为连续直线运动，带动输送线前进。
图 2-1 执行机构 4 的运动功能单元 2、电动机转速为 总传动比 Iz 有 3 中 : Iz1=1430/40=30.75 Iz2=1430/60=23.83 Iz3=1430/80=17.875 总传动比由定传动 Iz1=Ic*Iv1 Iz1=Ic*Iv1 Iz1=Ic*Iv1 采用狐疑齿轮变速，变速后的转速比满足 n1:nn2:nn3=40:60:80=2:3:4 由于最大传动比最好不要大于 4，取 Iv1=4 Ic=Iz1/Iv1=8.9375 Iv2=Iz2/Ic=23.83/8.9375=2.67 Iv2=Iz3/Ic=17.875/8.9375=2 于是传动系统有级变速功能单元如图 2-2 i=4 ， 2.67 ， 2 Ic 比和动传动比 Iv 两部分组成，即 1430 转 / 分，为了得到 40、 60、 80 转 / 分的转速，电动机执行机构的