[工學(xué)]河南理工大學(xué)機械設(shè)計學(xué)課件張小明第四章機械產(chǎn)品的實用化設(shè)計-資料下載頁
2024-10-16 18:37本頁面
【正文】 一．選擇機構(gòu)的類型和擬定機構(gòu)簡圖 機構(gòu)按完成的功能 :可分為執(zhí)行機構(gòu)和傳動機構(gòu)兩大類。執(zhí)行機構(gòu)是根據(jù)工作頭的功能去實現(xiàn)軌跡、運動和力的變換和傳遞。一般情況下．執(zhí)行機構(gòu)與動力源有著不同的運動形式，不同的速度和不同的動力等要求，而運動和動力通常要由高速旋轉(zhuǎn)的原動機提供，因此，要滿足執(zhí)行機構(gòu)的要求，必須進行運動形式的轉(zhuǎn)換和變速。這就要有相應(yīng)的傳動機構(gòu)來完成。傳動機構(gòu)聯(lián)系起來，就組成了傳動鏈，傳動鏈可能是一條或若干條，匯總起來就構(gòu)成了設(shè)備的傳動系統(tǒng)。 84 1．機械傳動系統(tǒng) 它包括定傳動比機構(gòu)、變速機構(gòu)、運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)和操縱控制機構(gòu)等幾部分組成。按其能量流動路線的不同，傳動系統(tǒng)可分為： 85 (1)單流傳動 單流傳動是指動力輸出能量依次經(jīng)過每一個傳動件的傳動形式。這樣傳動級數(shù)越多。傳動效率就越低。因此多用于小功率、傳動鏈短的機器。單流傳動框圖如圖 5— 23。 (2)分流傳動 分流傳動是指動力輸出的能量分成多個分支傳到各執(zhí)行機構(gòu)的傳動形式，顯示分流傳動有利于靈活安排傳動線路、提高傳動效率、縮小傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸，一般適合于執(zhí)行件較多的機器。圖 5— 24所示 (3)匯流傳動 所謂匯流傳動就是動力源經(jīng)幾條線路匯交于執(zhí)行機構(gòu)，圖 5— 24。 86 這種能量流動路線的特點是將低速、重載、大功率機器的動力源配備為多臺中小型動力機，以減小傳動機構(gòu)．提高傳動效率。使執(zhí)行機構(gòu)有效地完成所需的復(fù)合運動形式及速度變化節(jié)拍，然而為了保證各動力機均載和同步，要在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中設(shè)有浮動或柔性的構(gòu)件。 (4)混流傳動 所謂混流傳動，就是傳動系統(tǒng)中既有分流傳動又有匯流傳動，是前述三種傳動形式組合的傳動系統(tǒng)。 對于輕工機械多采用一個原動機帶動多個執(zhí)行機構(gòu)如圖 526。而重型機械常采用一個原動機帶動一個執(zhí)行機構(gòu)，如單獨驅(qū)動的起重機運行機構(gòu) (如圖 527)，有時甚至用多個原動機共同驅(qū)動一個執(zhí)行機構(gòu)，如圖52圖 529。 87 88 圖 528為懸掛式多點嚙合柔性傳動，用于轉(zhuǎn)爐、回轉(zhuǎn)窯等多種重型機械上．用多個各自帶有初級減速器的小齒輪帶動同一個末級大齒輪。這樣可以大大減小末級大齒輪和整套機構(gòu)的尺寸和重量．而軸的撓曲變形不影響齒輪副的正常嚙合，懸掛箱體則用柔性防扭裝置來支承。因而傳動平穩(wěn)，降低了動載荷，安全性能也好。 89 2．機械傳動鏈的類型 設(shè)計機械傳動系統(tǒng)時，首先要考慮采用什么樣的傳動路線 (即傳動鏈 )．來保證所需的運動。圖 5—30和圖 5— 31為自動機械原理圖，它表示了傳動鏈的情況。 u u2為 ‘‘ 換置器官 ” ，它代表定傳動比或變傳動比的傳動機構(gòu)。 外聯(lián)傳動鏈：聯(lián)系動力源和執(zhí)行件 (如機械主軸或分配軸 )的傳動鏈、是運動和外部 (動力源 )的聯(lián)系，稱為外聯(lián)傳動鏈。 內(nèi)聯(lián)傳動鏈：復(fù)合運動的內(nèi)部聯(lián)系，如分配軸至各執(zhí)行件，稱為內(nèi)聯(lián)傳動鏈。只有復(fù)合運動才有內(nèi)聯(lián)傳動鏈，無論是簡單運動還是復(fù)合運動．都必須有一條外聯(lián)傳動鏈。 90 如：圖 530中的 ul和 u2均為外聯(lián)傳動鏈。而從分配軸至各執(zhí)行件，都可以看作為內(nèi)聯(lián)傳動鏈，圖531的 u2為內(nèi)聯(lián)傳動鏈，它決定加工對象的特性，如螺紋的導(dǎo)程等。 91 所以內(nèi)聯(lián)傳動鏈必須用傳動比準確的傳動副，而不能用摩擦傳動副 (如帶、摩擦無級變速器 )、液壓傳動等。外聯(lián)傳動鏈則沒有這種要求，傳動比的誤差對加工或處理產(chǎn)品的質(zhì)量不會有什么影響。因此可以用傳動比不太準確的傳動副。設(shè)計外聯(lián)傳動鏈時，主要應(yīng)保證要求的速度和傳遞的功率；設(shè)計內(nèi)聯(lián)傳動鏈時主要應(yīng)保證傳動比精度。兩者考慮的重點是個同的。 二、機械驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計步驟 機器的驅(qū)動系統(tǒng)又稱傳動系統(tǒng)，它是指原動機、傳動機構(gòu)、工作機構(gòu)和工作構(gòu)件的整個機械系統(tǒng)，圖 5— 32為驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計步驟。 92 93 第八節(jié) 機械的總體設(shè)計實例 粒狀巧克力糖包裝機設(shè)計 一、原始資科 1．產(chǎn)品 (如圖 5— 33所示 ) 本機的加工對象是圓臺形柱狀巧克力糖 2．包裝材料 巧克力糖采用厚為 。 3．關(guān)于自動機生產(chǎn)能力的要求 根據(jù)給定生產(chǎn)定額每班產(chǎn) 570kg。約合自動機正常生產(chǎn)率為 120塊／ min。采用無級調(diào)速自動機的生產(chǎn)率可調(diào)范圍為 70— 130塊／ min 。 94 二、包裝工藝的確定 對人工包裝動作順序進行加工提高，使能適合機械動作要求。巧克力糖不能采用料斗式上料機構(gòu)，要求解決白動上料問題。第一次工藝試驗．采用剛性整體錐形模腔。迫使鋁箔紙緊貼巧克力糖的圓錐面上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)糖塊粘模、破紙等問題，第二次工藝試驗時，將剛性的錐形模腔收成具有一定彈性的鉗糖機械手夾子。組成了比較完善的工藝方案。 三、包裝機總體設(shè)計 1．機型選擇 從產(chǎn)品的數(shù)量看，屬于大批量生產(chǎn)。因此，選擇全自動機型。 95 從產(chǎn)品工藝過程看，選擇回轉(zhuǎn)式工藝路線多工位自動機型。 根據(jù)工藝路線分析，實際需要兩個工位，一個是進料、成型、折邊工位，另一個是出料工位。自動機采用六槽槽輪機構(gòu)作工件步進傳送。 2．自動機的執(zhí)行機構(gòu) 根據(jù)巧克力糖的包裝工藝，可確定自動機執(zhí)行機構(gòu)為送糖機構(gòu)、供紙機構(gòu)、接糖和頂糖機構(gòu)、抄紙機構(gòu)、撥糖機構(gòu)、鉗糖機械手的開合機構(gòu)、轉(zhuǎn)盤步進傳動機構(gòu)等七種。 96 (1)機械手及進、出糖機構(gòu) 如圖 5— 34所示送糖盤 7從輸料帶 10上取得糖塊，并與鉗糖機械手反向同步旋轉(zhuǎn)至進料工位I，經(jīng)頂糖、折邊后，產(chǎn)品被機械手送至出糖工位 II 后落下或由撥糖桿推下。 機械手開閉由機械手開合凸輪 1控制，該凸輪的輪廓線是由兩個半徑不同的圓弧組成，機械手的夾緊主要靠彈簧力。 97 (2)頂糖和接糖機構(gòu) 圖 5— 35。接糖桿的運動，不僅具有時間上的順序關(guān)系，而且具有空間上的相互干涉關(guān)系。因此它們的運動循環(huán)設(shè)計必須遵循空間同步化的設(shè)計原則，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)予以充分重視。 此外，當接糖桿與頂糖桿同步上升時應(yīng)使糖塊上夾緊力不能太大、以免損傷糖塊，同時，應(yīng)使夾緊力保持穩(wěn)定。因此在接糖桿的頭部采用橡皮類彈性元件制成。 98 (3)抄紙和撥糖機構(gòu) 抄紙和撥糖機構(gòu)如圖 5— 36所示。 99 （ 4)工位間步進傳送機構(gòu) 工件在工位間的步進傳送，即鉗糖機械的間歇轉(zhuǎn)位．由六槽槽輪機構(gòu)帶動兩組螺旋齒輪副分別傳動機械手的轉(zhuǎn)盤和送糖盤．見圖 538 100 巧克力糖包裝機的總體布置 將上述各機構(gòu)組裝在一起，形成巧克力糖包裝機的總體布置如圖 537所示。 101 巧克力糖包裝機傳動系統(tǒng)設(shè)計 粒狀巧克力糖包裝機系專用自動機。宜采用械傳動方式。圖 5— 38為該機的傳動系統(tǒng)圖。 102 粒機狀巧克力糖包裝機的工作循環(huán)圖 巧克力糖包裝機的工作循環(huán)圖如圖 539所示。 隨后的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括總裝配圖、部件裝配圖和零件工作圖的設(shè)計等．此處從略。
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