【正文】 案選擇：從多種方案中，對傳動方案作定性的分析如表 2－2 所示。表 2－2 傳動方案分析齒輪傳動 帶傳動 鏈條傳動特點(diǎn),吸收震動。,微波等惡劣工況實(shí)際工況:較長距離輸送, ,防止筐料輸送紊亂。進(jìn)過簡單的定性分析，我們列舉四種常用的系統(tǒng)解，并對其成本、結(jié)構(gòu)、操作性、安裝、控制、減振效果方面進(jìn)行一定的評價 。四種常用系統(tǒng)解如圖 2－2 所示。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 22 頁圖 2－2 推進(jìn)機(jī)構(gòu)功能模型解將綜合表所得的四種方案，通過調(diào)研與市場調(diào)查和通過實(shí)踐分析之后，我們對幾種方案進(jìn)行了簡單的評價。簡單評價法，用“＋＋”表示“很好” ， “＋”表示“好” ， “－”表示不好。其評價結(jié)果列與表 2－2。表 2－2 四種方案評價表方案 方案 1 方案 2 方案 3 方案 4成本低 ＋＋ ＋ ＋ ＋＋結(jié)構(gòu)簡單 ＋ ＋ ＋ －操作方便 ＋ ＋ ＋ －便于安裝 ＋ － ＋ －控制準(zhǔn)確 － ＋＋ ＋＋ －減振好 ＋ ＋＋ ＋＋ ＋總計(jì) 5“＋” 6“＋” 8“＋” 1“－”總計(jì)結(jié)果表明，方案（3）為較理想的方案。其結(jié)果組合成：伺服電機(jī)+鏈傳動 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 23 頁+軌道移位+ 橡膠圈減振 +分離式推塊。此機(jī)構(gòu)剛開始設(shè)計(jì)為由帶輪通過干燥設(shè)備，利用皮帶與物料的靜摩擦力將物料從入口帶到出口實(shí)現(xiàn)物料的輸送。經(jīng)過實(shí)踐與分析我們看到了帶傳動存在問題。①傳動方式上，依舊采用古樸的設(shè)計(jì)年代久遠(yuǎn)的帶輪連續(xù)傳動輸送物料。②由于微波對極性分子有強(qiáng)烈的吸收作用，目前成熟的帶是橡膠夾層結(jié)構(gòu),不能勝任有微波強(qiáng)烈輻射的工況。帶傳動不易干燥顆粒性物料。因?yàn)閹г趥鲃舆^程中由于機(jī)器振動和物料會由帶邊滑下，撒在干燥隧道內(nèi)。這會造成物料的浪費(fèi)以及損害設(shè)備。若給帶加邊，則造成制造成本過高。齒輪傳動系統(tǒng)不適合當(dāng)前的大中心距工況要求。根據(jù)分析與排除我們初步步確定了推進(jìn)機(jī)構(gòu)的組合為伺服電機(jī)+鏈傳動+軌道移位+ 橡膠圈減振+ 分離式推塊。從功能方面分析我們得到了較為理想的推進(jìn)機(jī)構(gòu)，由于本課題旨在研究改進(jìn)推進(jìn)機(jī)構(gòu)，所以我們從機(jī)構(gòu)構(gòu)型方面亦對其作以分析，以便較全面、較理想的機(jī)構(gòu)。 推進(jìn)機(jī)構(gòu)構(gòu)型 機(jī)構(gòu)構(gòu)型的途徑及傳輸機(jī)構(gòu)特性分析 [14]根據(jù)機(jī)構(gòu)裝置的用途和要求，構(gòu)造出實(shí)現(xiàn)其功能的機(jī)構(gòu)型式，并通過機(jī)構(gòu)簡圖表達(dá)出來的過程和結(jié)果，稱為機(jī)構(gòu)構(gòu)型。 迄今為止，還沒有一套系統(tǒng)完整的方法能夠直接引導(dǎo)設(shè)計(jì)者對機(jī)構(gòu)（裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)）進(jìn)行創(chuàng)造和發(fā)明。但是，遠(yuǎn)在機(jī)構(gòu)作為一門學(xué)科知識之前，人們就在生產(chǎn)和生活實(shí)踐中，創(chuàng)造發(fā)明了形形色色的各類機(jī)構(gòu)；可見設(shè)計(jì)者是根據(jù)自己的知識、經(jīng)驗(yàn)、想象、天賦、直覺或靈感，來獲得創(chuàng)新設(shè)計(jì)概念的。嚴(yán)格地講，機(jī)構(gòu)構(gòu)型是一項(xiàng)帶有創(chuàng)始意念的設(shè)計(jì)活動。 從應(yīng)用角度來講，機(jī)構(gòu)構(gòu)型的途徑大致有四種： 1）從機(jī)構(gòu)功能要求的類比法出發(fā)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)型：此法適于適應(yīng)性設(shè)計(jì)，變 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 24 頁參數(shù)設(shè)計(jì)，對已有產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)，或者在引進(jìn)技術(shù)、樣機(jī)基礎(chǔ)上的二次設(shè)計(jì)。2）從機(jī)構(gòu)運(yùn)動副合理配置出發(fā)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)型：此法可以在確定構(gòu)件數(shù)及自由度后，獲得所有可能的機(jī)構(gòu)方案，此法與所要達(dá)到的運(yùn)動功能無直接聯(lián)系。3）從機(jī)構(gòu)的變異組合法出發(fā)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)型：此法是按運(yùn)動功能得到機(jī)構(gòu)方案。4）從機(jī)構(gòu)的變異組合與運(yùn)動副合理配置的交互出發(fā)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)型：此法采用取長補(bǔ)短的交互法來構(gòu)型，即先用變異組合法按若干主要運(yùn)動功能得出初步的機(jī)構(gòu)方案，然后，按此結(jié)構(gòu)鏈的構(gòu)件數(shù)和自由度數(shù)，列出其所有的基本結(jié)構(gòu)鏈，且判定有效方案。一般來說，上述幾個構(gòu)型途徑，都要經(jīng)過機(jī)構(gòu)功能運(yùn)動化這個環(huán)節(jié)。機(jī)構(gòu)功能的運(yùn)動化 從工程觀點(diǎn)看，機(jī)構(gòu)” 重在應(yīng)用，難在構(gòu)型 ”，而機(jī)構(gòu)的功能運(yùn)動化是機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要的一般步序，構(gòu)型方案均源于此，所以它是十分重要的一步。所設(shè)計(jì)的多點(diǎn)分散小功率微波干燥設(shè)備料筐推進(jìn)機(jī)構(gòu)功能運(yùn)動化的過程和步驟如下：（1）機(jī)構(gòu)功能的合理表達(dá)與分解 功能是機(jī)器的生命，也是機(jī)器設(shè)計(jì)的目標(biāo)和歸宿。因此，在機(jī)器設(shè)計(jì)的前期，應(yīng)對來自用戶提出的或來自市場預(yù)測自行擬定的功能要求進(jìn)行確認(rèn)，從技術(shù)角度進(jìn)行認(rèn)真思考、反復(fù)研究，并恰當(dāng)表述。 我們的設(shè)計(jì)將定位為實(shí)現(xiàn)物料筐步進(jìn)的輸送，這樣的表述比較抽象，思路就會大大拓寬。在驅(qū)動上設(shè)計(jì)為普通電機(jī)傳動、氣液動力、靠料筐自重斜坡下滑等。傳動方面，就能描述為能提供料筐推力實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)如：齒輪齒條、曲柄滑塊、直動推桿盤狀凸輪、氣壓、鏈條傳動、螺桿傳動等。（2）實(shí)現(xiàn)功能的技術(shù)原理分析 在機(jī)構(gòu)創(chuàng)始意念設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)而選擇的技術(shù)原理，決定著機(jī)器總體性能的品質(zhì)和操作式。在滿足機(jī)器或裝置的用途的前提下，選擇合適的技術(shù)原理，可得到簡單經(jīng)濟(jì)的技術(shù)方案，因此，在具體進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)很好地分析功能 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 25 頁和技術(shù)原理的合理性，必要時提出修改技術(shù)任務(wù)和技術(shù)原理的建議，以取得更合理的機(jī)構(gòu)和機(jī)器方案。本文要進(jìn)行的料筐步進(jìn)式推進(jìn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)這一功能的技術(shù)原理較多，但各有利弊，具體分析如下： 動力靠料筐自重斜坡下滑時：提供的推力不是很大，這樣就很難用克服料筐傳輸過程中的能量損耗。為了減小摩擦力，料筐就須加滾輪將滑動摩擦變成滾動摩擦。但進(jìn)過市場調(diào)查得到滾輪加工費(fèi)用過高，不宜使用。且斜坡需要占用很大的面積，造成結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。 電機(jī)驅(qū)動：可以提供較大的動力，用來克服料筐與軌道之間的摩擦力。節(jié)省費(fèi)用。干燥的普洱茶重量不是很大，電機(jī)功率就不大，節(jié)省能源。靠摩擦傳動：用料筐可以避免物料外漏，但帶輪不適宜微波高輻射工況。履帶可以實(shí)現(xiàn)，但履帶加工費(fèi)時，加工與制造成本高。 提供推力靠料筐相互作用推動：實(shí)現(xiàn)此功能的機(jī)構(gòu)很多，即可實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)即可，從中我們可以進(jìn)過實(shí)踐與分析得到即經(jīng)濟(jì)有使用的機(jī)構(gòu)形式。本設(shè)計(jì)主要的內(nèi)容在位移傳動方面，所以我將對能實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖與傳輸特性作以概述：（1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖 2－3 所示。圖 2－3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的在用以推力機(jī)構(gòu)所具有的特點(diǎn) [15]：1）有一次推進(jìn)動作之后，當(dāng)設(shè)計(jì)時保證一定大小的極位夾角 θ 時，機(jī)構(gòu)就會有一定的急回特性。這樣就可提高 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 26 頁下一個料筐進(jìn)入的時間，能有效提高效率。2）結(jié)構(gòu)簡單。3）成本低。4）傳力效率差。5）傳動過程中會出現(xiàn)死點(diǎn)。（2）直動推桿盤狀凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖 2－4 所示。圖 2－4 直動推桿盤狀凸輪機(jī)構(gòu)直動推桿盤狀凸輪機(jī)構(gòu)在用以推力機(jī)構(gòu)所具有的特點(diǎn) [16]：1）由于課題中的動機(jī)構(gòu)是用來輸送 400mm450mm 的料筐，則需要較大的凸輪輪廓才能保證傳輸?shù)轿?。加工困難，成本較高。2）由于送料機(jī)構(gòu)水平布置，推桿返回需要提供一定的回復(fù)力，這樣就需要增加提供回復(fù)力的裝置。造成結(jié)構(gòu)的不簡潔。3）返回工程中，隨著凸輪輪廓快速減小。具有一定的急回特性，較能提高傳輸效率。（3）圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖 2－5 所示。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 27 頁圖 2－5 圓柱凸輪傳動機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)在用以推力機(jī)構(gòu)所具有的特點(diǎn) [16]：1）比之盤狀凸輪機(jī)構(gòu)，它可以實(shí)現(xiàn)較大距離的輸送。2）適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)輪廓線，可以有一定的迅速返回過程。能有效提高效率。3）圓柱凸輪廓線復(fù)雜，加工費(fèi)用高。4）傳輸距離大，它雖能滿足，但一樣需要較長的圓柱體去加工輪廓線。成本較高。（4）氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖 2－6 所示。圖 2－6 氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在用以推力機(jī)構(gòu)所具有的特點(diǎn) [17]：1）食品與茶葉干燥，不能用液 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 28 頁壓傳動，氣動能滿足推進(jìn)機(jī)構(gòu)的基本要求。且不污染產(chǎn)品。2）在執(zhí)行過程中可以通過氣體壓力的調(diào)節(jié)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)—工進(jìn)—快退”的工作過程，提高料筐傳輸效率。3）氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要提供一定量的壓縮空氣，如空氣壓縮機(jī)、分水濾氣器、油霧氣等外置設(shè)備增加，所需的費(fèi)用很高。應(yīng)用在小型推進(jìn)機(jī)構(gòu)上所需的成本相當(dāng)高。4）機(jī)構(gòu)復(fù)雜。5）安裝極不方便。（5） 齒輪齒條機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖 2－7 所示。圖 2－7 齒輪齒條機(jī)構(gòu)齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)用以推理機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) [18]：1）機(jī)構(gòu)簡單。2）此機(jī)構(gòu)能完成往復(fù)運(yùn)動，但它的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)要靠轉(zhuǎn)動電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，不便于控制。3）傳輸過程中運(yùn)動速度恒定，不能迅速返回，輸送效率很差。4）安裝時中心距要求較為嚴(yán)格，不便于安裝。（6）鏈條附帶推桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖 2－8 所示。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 29 頁圖 2－8 鏈傳動機(jī)構(gòu)鏈傳動推力機(jī)構(gòu)所具有的特點(diǎn) [19]：1）由圖可以看出，推桿推進(jìn)一個料筐后，會自動轉(zhuǎn)到底下，不會干涉下一個料筐的進(jìn)入。推進(jìn)效率大大提高。2）所需的輔助裝置不多，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。3）在設(shè)備上的安裝可靠易行。4）所需成本很低。5）由于鏈容易發(fā)生繞曲變形，因此它只能承受部分壓力，傳力效果較低。本章應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法從推進(jìn)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)分析出發(fā)，對推進(jìn)機(jī)構(gòu)作了功能元分析。從“整體功能要求—分解各功能元局部解—求解綜合”得到了在功能實(shí)現(xiàn)方面較優(yōu)的推進(jìn)機(jī)構(gòu)。為“伺服電機(jī)+ 鏈傳動+ 軌道移位+橡膠圈減振 +分離式推塊。 ”緊接著從能實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動的幾種推力機(jī)構(gòu)在用于多點(diǎn)分散式小功率微波干燥設(shè)備的推進(jìn)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)入手。著手分析了推進(jìn)機(jī)構(gòu)的主要部分推力機(jī)構(gòu)的傳輸特性。我們進(jìn)一步看到了鏈傳動所表現(xiàn)出來的優(yōu)越性。從機(jī)構(gòu)構(gòu)型及其特性上分析我們得到了較優(yōu)的推進(jìn)機(jī)構(gòu)也為鏈傳動機(jī)構(gòu)。從以上分析可以看出，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)機(jī)構(gòu)的較優(yōu)機(jī)構(gòu)為鏈傳動機(jī)構(gòu)。 鏈傳動中的電機(jī)布置形式分析從上一節(jié)中我們得到了各方面性能都較優(yōu)越的推進(jìn)機(jī)構(gòu)鏈傳動機(jī)構(gòu)，為了設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)在力學(xué)性能方面也能合理優(yōu)越，在此我們對電機(jī)與鏈輪的布置形式作以 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 30 頁簡要分析。由于鏈傳動推進(jìn)機(jī)構(gòu)所需的功率相當(dāng)小，電機(jī)與鏈輪的連接。是在傳動軸上開孔電機(jī)輸出軸插入傳動軸的孔中靠螺紋加緊。功能元分析和傳輸機(jī)構(gòu)的有缺點(diǎn)陳列法分析，都是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中最為突出的特點(diǎn)。其目的就是能在方法上對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)的走向現(xiàn)代設(shè)計(jì)。功能元分析可以在多種方案中，積極的調(diào)動思維能力，括展思維空間能盡可能的提出多種解決方案。通過分析與決策我們可以從中得到多種啟示，使得產(chǎn)品在功能應(yīng)用方面表現(xiàn)出優(yōu)秀的性能，同時也是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)要滿足的基本要求。對于結(jié)構(gòu)布置的方案分析，是在滿足功能要求方面和在保證其成本的前提下，盡量的做到受力合理，同時合理的受力形式會使所用的軸徑減小。使其成本再次在結(jié)構(gòu)布置上有所降低。鏈輪與輸入軸的連接方式分為 a：懸臂梁支撐，b：對稱式支撐。其結(jié)構(gòu)如圖2－9 所示。圖 2－9 電機(jī)布置方式兩種布置形式的優(yōu)缺點(diǎn)在表 2－3 中列出。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 31 頁表 2－3 兩種布置方式的優(yōu)缺點(diǎn)A 懸臂梁式 B 對稱式特點(diǎn)懸臂梁支撐, 承受扭距和彎距,電機(jī)容易燒毀連軸器連接,對稱布置支撐,電機(jī)軸只承受扭距,電機(jī)不易損壞可選方案 不可選 可選梁懸臂布置的實(shí)物圖如圖 2－10 所示。圖 2－10 懸臂梁布置梁懸臂布置時的彎矩圖如圖 2－11 所示。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 32 頁圖 2－11 懸臂梁布置時的彎矩圖對稱布置的實(shí)物圖如圖 2－12 所示。圖 2－12 對稱布置對稱布置的彎矩圖如圖 2－13 所示。圖 2－13 對稱布置的彎矩圖 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 33 頁由以上彎矩圖可以看出，采用懸臂梁布置時的危險(xiǎn)截面遠(yuǎn)比對稱布置時危險(xiǎn)截面的彎矩大，在設(shè)計(jì)軸時所要設(shè)計(jì)的截面就要大，這樣就浪費(fèi)材料。綜合以上方案分析我們從中得出了推進(jìn)機(jī)構(gòu)較優(yōu)方案，由功能元分析及求解法和機(jī)構(gòu)構(gòu)型中用機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)陳列法求得推進(jìn)機(jī)構(gòu)為：“伺服電機(jī)+鏈傳動+軌道移位+橡膠圈減振+ 分離式推塊。 ”在對電機(jī)的兩種布置形式進(jìn)行分析后，以對稱布置有較優(yōu)特性，故此布置形式確定為對稱式布置。