哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） Harbin Institute of Technology 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 說(shuō)說(shuō) 明明 書書 （ 論論 文文 ） 課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案 8） 院 系： 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011.06.27-2011.07.03 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線 (方案 8) 1.題目要求 如圖 1 所示，輸送線 1 上 為 小包裝產(chǎn)品，其尺寸為長(zhǎng) *寬 *高 =600*200*200，采取步進(jìn)式輸送方式，送第一包產(chǎn)品至托盤 A 上（托盤 A 上平面與輸送線 1 的上平面同高）后 ，托盤 A 下降 200mm，第 二 包產(chǎn)品送到后，托盤 A 上升 205mm、順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 90，把產(chǎn)品推入輸送線 2，托盤 A 順時(shí)針回轉(zhuǎn) 90、下降 5mm。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1430rpm，產(chǎn)品輸送量分三檔可調(diào)，每分鐘向輸送線 2 分別輸送12、 18、 26 件小包裝產(chǎn)品。 圖 1 功能簡(jiǎn)圖 2.題目解答 （ 1）工藝方法分析 由題目和功能簡(jiǎn)圖可以看出，推動(dòng)產(chǎn)品在輸送線 1 上運(yùn)動(dòng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1，在 A 處使產(chǎn)品上升、轉(zhuǎn)位的是執(zhí)行構(gòu)件 2，在 A 處把產(chǎn)品推到下一個(gè)工位的是執(zhí)行 構(gòu)件 3，三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系如圖所示。 下圖中 T1 為執(zhí)行構(gòu)件 1 的工作周期， T2 是執(zhí)行構(gòu)件 2 的工作周期， T3 是執(zhí)行構(gòu)件 3 的 工作 周期 ， T3是執(zhí)行構(gòu)件 3 的 動(dòng)作 周期 。由圖 2 可以看出，執(zhí)行構(gòu)件 1是作連續(xù)往復(fù)移動(dòng)的，而執(zhí)行構(gòu)件 2則有一個(gè)間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行構(gòu)件 3 作一個(gè)間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的工作周期 關(guān)系為： 2T1= T2= T3。執(zhí)行構(gòu)件 3 的動(dòng)作周期為其工作周期的 1/20。 T2= T3 T1 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)情況 執(zhí)行構(gòu)件 1 進(jìn) 1/2 T1 退 1/2 T1 進(jìn) 1/2 T1 退 1/2 T1 執(zhí)行構(gòu)件 2 停 升 停 升 停 降 停 轉(zhuǎn)+90 停 轉(zhuǎn)+90 停 執(zhí)行構(gòu)件 3 停 進(jìn) 退 停 T3 圖 2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） （ 2）運(yùn)動(dòng)功能分析及運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖 根據(jù)前面的分析可知，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件 1 工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有運(yùn)動(dòng)功能如圖 3 所示。該運(yùn)動(dòng)功能把一個(gè)連續(xù)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的往復(fù)移動(dòng)，主動(dòng)件每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件 1）往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，主動(dòng)件的轉(zhuǎn)速分別為 12、 18、26 rpm。 12、 18、 26 rpm 圖 3 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1 的運(yùn)動(dòng)功能 由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1430rpm，為了在執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1 的主動(dòng)件上分別得到 12、 18、26 rpm的轉(zhuǎn)速，則由電動(dòng)機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1 之間的傳動(dòng)比 iz 有 3 種分別為： iz1=143012 = 119.1667 iz2=143021 = 79.4444 iz3=143027 = 55 總傳動(dòng)比由定傳動(dòng)比 ic 與變傳動(dòng)比 iv 組成，滿足以下關(guān)系式： iz1 = ic*iv1 iz2=ic*iv2 iz3=ic*iv3 三種傳動(dòng)比中 iz1 最大， iz3 最小。由于定傳動(dòng)比 ic 是常數(shù)，因此 3 種傳動(dòng)比中 iv1 最大， iv3 最小。若采用滑移齒輪變速，其最大傳動(dòng)比最好不要大于 4，即： iv1=4 則有： ic= iz1 iv1= 29.7917 故 定傳動(dòng)比的其他值為 ： iv2= iz2 ic= 2.6667 iv3= iz3 ic= 1.8462 于是，有級(jí)變速單元如圖 4： i = 4, 2.6667, 1.8462 圖 4 有級(jí)變速運(yùn)動(dòng)功能單元 為保證系統(tǒng)過(guò)載時(shí)不至于損壞，在電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)之間加一個(gè)過(guò)載保護(hù)環(huán)節(jié)。過(guò)載保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能單元可采用帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，這樣，該運(yùn)動(dòng)功能單元不僅具有哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 過(guò)載保護(hù)能力，還具有減速功能，如圖 5 所示。 圖 5 過(guò)載保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能單元 整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)僅靠過(guò)載保護(hù)功能單元的減速功能不能實(shí)現(xiàn)全部定傳動(dòng)比，因此，在 傳動(dòng)系統(tǒng)中 還要另加減速運(yùn)動(dòng)功能單元，減速比為 i = ic 2.5 = 11.9167 減速運(yùn)動(dòng)功能單元如圖 6 所示。 圖 6 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1 的運(yùn)動(dòng)功能 根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)功能分析，可以得到實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件 1 運(yùn)動(dòng)的功能系統(tǒng)圖，如圖7 所示。 1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.6667, 1.8462 i = 11.9167 圖 7 實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件 1 運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖 為了使用同一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件 2，應(yīng)該在圖 7 所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖加上 1 個(gè)運(yùn)動(dòng)分支功能單元，使其能夠驅(qū)動(dòng)分支執(zhí)行構(gòu)件 2，該運(yùn)動(dòng) 分支功能單元如圖 8 所示。執(zhí)行構(gòu)件 2 有兩個(gè)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是間歇往復(fù)移動(dòng)，另一個(gè)是間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)。執(zhí)行構(gòu)件 3 有一個(gè)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，為間歇往復(fù)移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向與執(zhí)行構(gòu)件 1 的運(yùn)動(dòng)方向垂直。為了使執(zhí)行構(gòu)件 2 和執(zhí)行構(gòu)件 3 的運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行構(gòu)件 1 的運(yùn)動(dòng)保持正確的空間關(guān)系，可以加一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換功能單元，如圖 9 所示。 圖 8 運(yùn)動(dòng)分支功能 單元 i=2 圖 9 運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)功能單元 經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元輸出的運(yùn)動(dòng)需要分成三個(gè)運(yùn)動(dòng)分支分別驅(qū)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件 2 的 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行構(gòu)件 3 的一個(gè)運(yùn)動(dòng)。因此，需要加一個(gè)運(yùn)動(dòng)分支執(zhí)行構(gòu)件 1 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 功能 分支 單元，如圖 10 所示。 圖 10 運(yùn)動(dòng)分支功能單元 執(zhí)行構(gòu)件 2 的 一個(gè)運(yùn)動(dòng)是間歇往復(fù) 移動(dòng) ， 考慮采用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)，再轉(zhuǎn)換成間歇往復(fù)移動(dòng)。 如圖 11 所示。 圖 11 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元 執(zhí)行構(gòu)件 2 的另一個(gè)運(yùn)動(dòng)是間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)，且其運(yùn)動(dòng)平面與第一個(gè)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平面垂直 ， 因此，可以選用運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元，如圖 12 所示。 圖 12 運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)功能單元 經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能單元后的運(yùn)動(dòng)，可以通過(guò)另一個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 13 所示。 圖 13 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇 單向 轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元 根據(jù)上述分析可以得出實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件 1 和執(zhí)行構(gòu)件 2 運(yùn)動(dòng)功能的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖 14 所示。 1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.6667, 1.8462 i = 11.9167 圖 14 執(zhí)行構(gòu)件 1、 2 的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖 執(zhí)行構(gòu)件 3 需要進(jìn)行間歇往復(fù)移動(dòng)，為此， 需要 將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。由圖 2 可以看出，執(zhí)行構(gòu)件 3 在一個(gè)工作周期內(nèi)，其間歇時(shí)間很長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很執(zhí)行構(gòu)件 1 執(zhí)行構(gòu)件 2 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 短 ，這樣會(huì)導(dǎo)致使用的槽輪機(jī)構(gòu)槽數(shù)過(guò)大。 因此， 需要 采用一個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的放大單元，使槽輪機(jī)構(gòu)的時(shí)間系數(shù) 增大 ，如圖 15 所示 。 再采用一個(gè)運(yùn)動(dòng)系數(shù)為 = 0.25的間歇運(yùn)動(dòng)單元，如圖 15 所示。 i = 1/2.5 = 0.25 圖 15 運(yùn)動(dòng)放大功能單元 和間歇運(yùn)動(dòng)功能單元 盡管 執(zhí)行構(gòu)件 3 在一個(gè)工作周期內(nèi)，其間歇時(shí)間很長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，但是當(dāng)其運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)則是連續(xù)的、周期的。因此，需要把圖 15 中的運(yùn)動(dòng)功能單元的輸出運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為整周運(yùn)動(dòng)，于是在其后加一個(gè)運(yùn)動(dòng)放大功能單元，如圖 16 所示。然后，再把該運(yùn)動(dòng)功能單元輸出地運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)功能單元如圖 17 所示。 i =1/4 圖 16 運(yùn)動(dòng)放大功能單元 圖 17 把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元 根據(jù)上述分析，可以畫出整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖 18 所示。 1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.6667, 1.8462 i = 11.9167 圖 18 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案 8）的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖 （ 3）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案擬定 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 根據(jù) 圖 18 所示的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖 ,選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元 ,便可擬定出機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案。 圖 18 中的運(yùn)動(dòng)功能單元 1 是原動(dòng)機(jī)。根據(jù)產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線的工作要求，可以選擇電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。如圖 19 所示。 1430rpm 1 圖 19 電動(dòng)機(jī)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 1 圖 18 中的運(yùn)動(dòng)功能單元 2 是過(guò)載保護(hù)單元兼具減速功能，可以選擇帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，如圖 20 所示。 2 圖 20 圖 18 中的運(yùn)動(dòng)功能單元 3 是有級(jí)變速功能單元，可以選擇滑移齒輪變速傳動(dòng)替代，如圖 21 所示。 圖 21 滑移齒輪變速替代運(yùn)動(dòng)功能單元 3 圖 18 中的運(yùn)動(dòng)功能單元 4 是減速功能，可以選擇 2 級(jí)齒輪傳動(dòng)代替，如圖22 所示。 圖 22 2 級(jí)齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 4 圖 18 中的運(yùn)動(dòng)功能單元 6 將連續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)擺動(dòng)，可以選擇導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)替代，如圖 23 所示。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 圖 23 導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 6 圖 18 中的運(yùn)動(dòng)功能單元 7 是運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能 和減速運(yùn)動(dòng)功能單元 ，可以用圓錐齒輪傳動(dòng)替代，如圖 24 所示。 i = 2 圖 24 圓錐齒輪傳動(dòng)替代 減速 運(yùn)動(dòng)功能單元 7 圖 18 中運(yùn)動(dòng)功能單元 5 是運(yùn)動(dòng)分支功能單元，可以用運(yùn)動(dòng)功能單元 7 錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪、運(yùn)動(dòng)功能單元 6 導(dǎo)桿滑塊結(jié)構(gòu)的曲柄與運(yùn)動(dòng)功能單元 4 的運(yùn)動(dòng)輸出齒輪固連替代，如圖 25 所示。 圖 25 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元的主動(dòng)件固聯(lián)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 5 圖 18 中運(yùn)動(dòng)功能單元 9 和 10 將連續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇 往復(fù)移動(dòng) ，由于運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，可以選 用 不完整齒和凸輪機(jī)構(gòu) 固聯(lián)來(lái) 共同完成要求。 不完全齒輪在一個(gè)工作周期內(nèi)有三次停歇和和三次轉(zhuǎn)動(dòng)，且三次停歇的時(shí)間不相同。于是，可以用不完全齒輪和凸輪機(jī)構(gòu)固聯(lián)來(lái)代替這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元。 如圖 26 所示。 圖 26 不完整齒和凸輪機(jī)構(gòu)固聯(lián)替代功能單元 9 和 10 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 圖 18 中運(yùn)動(dòng)功能單元 11 是運(yùn)動(dòng)傳遞方向轉(zhuǎn)換功能，可以用圓錐齒輪傳動(dòng)代替，如圖 27 所示。 i = 1 圖 27 圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)代替運(yùn)動(dòng)功能單元 10 圖 18 中運(yùn)動(dòng)功能單元 12 是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，由運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可知該運(yùn)動(dòng)功能單元在一個(gè)工作周期之內(nèi)有兩次停歇和兩次轉(zhuǎn)動(dòng)，且兩次停歇時(shí)間不同，于是可以用不完全齒輪機(jī)構(gòu)代替該運(yùn)動(dòng)功能單元，如圖 28所示。 圖 28 用不完全齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 12 圖 18 中運(yùn)動(dòng)功能單元 8 是運(yùn)動(dòng)分支功能單元，可以用運(yùn)動(dòng)功能單元 10、運(yùn)動(dòng)功能單元 11 錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪、運(yùn)動(dòng)功能單元 13 齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)功能單元 7 的運(yùn)動(dòng)輸出齒輪固聯(lián)代替，如圖 29 所示。 圖 29 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元的主動(dòng)件固聯(lián)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 8 圖 18 中 運(yùn)動(dòng)功能單元 13 是加速功能，可以選擇齒輪傳動(dòng)代替，傳動(dòng)比為 1/2.5，如圖 30 所示。 圖 30 用齒輪傳動(dòng)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 13 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 圖 18 中運(yùn)動(dòng)功能單元 14 是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，可以用槽輪機(jī)構(gòu)替代。該運(yùn)動(dòng)功能單元的運(yùn)動(dòng)系數(shù)為 = 0.25 由槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)系數(shù)的計(jì)算公式有： = Z 22Z 式中， Z 槽輪的徑向槽數(shù)。 則，槽輪的徑向槽數(shù)為： Z = 21 2 = 21 2 0.25 = 4 該槽輪機(jī)構(gòu)如圖 31 所示。 圖 31 用槽輪機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 14 圖 18 中的運(yùn)動(dòng)功能單元 15 是運(yùn)動(dòng)放大功能單元，把運(yùn)動(dòng)功能單元 14 中槽輪在一個(gè)工作周期中輸出的 1/4 周的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一周的運(yùn)動(dòng)，用圓柱齒輪機(jī)構(gòu)替代，其傳動(dòng)比為 i=1/4。圓柱齒輪傳動(dòng)如圖 32 所示。 圖 32 用圓柱齒輪傳動(dòng) 替代運(yùn)動(dòng)功能單元 15 圖 18 中運(yùn)動(dòng)功能單元 16 是把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連續(xù)往復(fù)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能單元，可以用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代，如圖 33 所示。 圖 33 用 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替代運(yùn)動(dòng)功能單元 15 根據(jù)上述分析，按照?qǐng)D 18 各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元連接順序把個(gè)運(yùn)動(dòng)功能單元的替代機(jī)構(gòu)一次連接便形成了產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案 8）的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，如圖 34 所示。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） （ a） （ b） （ c） 圖 34 產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案 8）的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） （ 4） 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 1） 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1 的設(shè)計(jì) 該執(zhí)行機(jī)構(gòu)是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由曲柄 15，滑塊 18，導(dǎo)桿 19，連桿 20 和滑枕 21 組成。其中大滑塊的行程 h=480mm,現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。 該機(jī)構(gòu)具有急回特性，在導(dǎo)桿 19 與曲柄 15的軌跡圓相切時(shí)候，從動(dòng)件處于兩個(gè)極限位置，此時(shí)導(dǎo)桿的末端分別位于 C1和 C2位置。取定 C1C2的長(zhǎng)度，使其滿足： hCC 21 利用平行四邊形的特點(diǎn)，由下圖可知滑塊移動(dòng)的距離 E1E2= C1C2=h，這樣就利用了機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性，使滑塊移動(dòng)了指定的位移。 設(shè)極位夾角為，顯然導(dǎo)桿 19 的擺角就是，取機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.4，由此可得極位夾角和導(dǎo)桿 19的長(zhǎng)度。 001 1 8 0 3 01/29 2 7 . 2 8 9s i n2kkhl m m 圖 35 導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 先隨意選定一點(diǎn)為 D，以 D 為圓心， l 為半徑做圓。再過(guò) D作豎直線，以之為基礎(chǔ)線，左右各作射線，與之夾角 15，交圓與 C1和 C2點(diǎn)。則弧 C1C2即為導(dǎo)桿頂部轉(zhuǎn)過(guò)的弧線，當(dāng)導(dǎo)軌從 C1D擺到 C2D 的時(shí)候，擺角為 30。接著取最高點(diǎn)為 C,在 C 和 C1之間做平行于 C1C2的直線 m，該線為滑枕 21 的導(dǎo)路，距離 D 點(diǎn)的距離為 c o s 22llsl 在 C1點(diǎn)有機(jī)構(gòu)最大壓力角，設(shè)導(dǎo)桿 21 的長(zhǎng)度為 l1，最大壓力角的正弦等于 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 1m a x 22c o ss inlll 要求最大壓力角小于 100，所以有 01 0m a xs i n 1 c o s 1 529 2 7 . 6 8 9 9 1 . 0 22 s i n 2 s i n 1 0lll m m l1越大，壓力角越小，取 l1=200400mm。 曲柄 15 的回轉(zhuǎn)中心在過(guò) D 點(diǎn)的豎直線上，曲柄越長(zhǎng)，曲柄受力越小，可選 llAD 3221 取 AD=500mm，據(jù)此可以得到曲柄 15的長(zhǎng)度 02 s i n 5 0 0 s i n 1 5 1 2 9 . 4 12l A D m m 2） 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2 的設(shè)計(jì) 如圖 34（ b）所示， 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2 由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成。其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，由不完全齒輪 26、 27 實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)運(yùn)動(dòng)是將連續(xù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇往復(fù)移動(dòng)，可以選用不完整齒傳動(dòng)（ 30、 31）和直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)（ 28、 29）固聯(lián)來(lái)共同完成要求。 不完全齒輪 26、 27 的設(shè)計(jì) 不完全齒輪 27 在一個(gè)工作周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為 設(shè)其傳動(dòng)比為 1/3， 可知 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系為 齒輪 27 可按可按最小不根切齒數(shù)確定，但為了使不完全齒輪 26 的齒數(shù)為整數(shù)，取 z27=20，則 主動(dòng)輪的假想齒數(shù)為 z26=60。 取模數(shù)為 2 mm， 齒輪 27 為完全齒輪，其集合尺寸可按照標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。齒輪 27 為不完全齒輪，其上的有兩段齒數(shù)均為 5 的齒形，夾角為 60 。 轉(zhuǎn) +90（ 1/40T2） 停 （ 1/20 T2） 轉(zhuǎn) +90（ 1/40T2） 停 （ 18/20 T2） 轉(zhuǎn) 30 轉(zhuǎn) 60 轉(zhuǎn) +240 轉(zhuǎn) 30 轉(zhuǎn) 90 停 轉(zhuǎn) 90 停 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 圖 35 不完全齒輪傳動(dòng) 26、 27 設(shè)計(jì) 不完全齒輪 30、 31 的設(shè)計(jì) 不完全齒輪 30 在一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為： 取其傳動(dòng)比為 1/5。齒輪 30 可按可按最小不根切齒數(shù)確定，但為了使不完全齒輪 31 的齒數(shù)為整數(shù)，取 z30=20，則主動(dòng)輪的假想齒數(shù)為 z31=100。 取模數(shù) m=2 mm,齒輪 30 為完全齒輪，其 幾何 尺寸可按照標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。齒輪 31 為不完全齒輪，其上有 30 固聯(lián) 三段齒數(shù)分別為 9、 10 和 1 的齒形，夾角分別為 90、 50.4、 147.6。 圖 36 不完全齒輪傳動(dòng) 30、 31 設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作周期的運(yùn)動(dòng)為 凸輪的主動(dòng)件與齒輪 30 固聯(lián)，其 停歇和運(yùn)動(dòng) 由齒輪 30 控制，故凸輪無(wú)休止行程。采用 平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，由上面分析可得凸輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為： 升程 升程運(yùn)動(dòng)角 回程運(yùn)動(dòng)角 205mm 180 180 3） 槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 確定槽輪槽數(shù) 根據(jù)圖 31 可知，在撥盤圓銷數(shù) k=1 時(shí)，槽輪槽數(shù) z=4。 槽輪槽間角 停 0.41T2 轉(zhuǎn) 0.09 T2 停 0.25T2 停 0.14 T2 轉(zhuǎn) 0.1 T2 轉(zhuǎn) 0.01 T2 停 0.41T2 向下 200mm（ 0.09T2） 停 0.25T2 向上 205mm（ 0.1T2） 停 0.14T2 向下 5mm（ 0.01T2） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 2 =360z = 90 槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)撥盤的轉(zhuǎn)角 2 =180 -2 =90 中心距 槽輪機(jī)構(gòu)的中心距應(yīng)該根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定，在結(jié)構(gòu)尚不確定的情況下暫定為 a=150mm 撥盤圓銷的回轉(zhuǎn)半徑 =ra = sin = 0.7071 r= *a=0.7071*150=106.065 mm 槽輪半徑 =Ra = cos = 0.7071 R= *a=0.7071*150=106.065 mm 鎖止弧張角 =360 -2 =270 圓銷半徑 rA r6 = 106.0656 = 17.6675 mm 圓整 ： rA = 18 mm 槽輪槽深 h( + -1)*a+rA=80.13 mm 鎖止弧半徑 rS rA = 88.065 mm 取 rS = 80 mm 4） 滑移齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 確定齒輪齒數(shù) 如圖 21 中齒輪 5， 6， 7， 8， 9， 10 組成了滑移齒輪有級(jí)變速單元，其齒數(shù)分別為 z5， z6 ， z7 ， z8 ， z9 ， z10。由前面分析可知， iv1=4 iv2= iz2 ic= 2.6667 iv3= iz3 ic= 1.8462 按最小不根切齒數(shù)取 z9=17，則 z10= iv1 z9=4*17=68 為了改善傳動(dòng)性能應(yīng)使相互嚙合的齒輪齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，取 z10= 69。 其齒數(shù)和為 z9+ z10=17+69=86， 另外兩對(duì)嚙合齒輪的齒數(shù)和應(yīng)大致相同 ，即 z7+ z8 86， z5+ z6 86 iv2= 86z7z7= 2.6667 z7 24 ,z8=86-z7=62 為了更接近所要求的傳動(dòng)比，可取 z7 = 23， z8=62， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 同理可取 z5 = 30 ， z6 = 56 計(jì)算齒輪幾何尺寸 取 模數(shù) m=2 mm，則 5， 6， 9， 10 這兩對(duì)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距相同 a=m2 (z5 + z6) = m2 (z9 + z10) = 86 這兩對(duì)齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其幾何尺寸可按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。 由上面知齒輪 7,8 的齒數(shù)和比 5,6 的齒數(shù)和小，為了使齒輪 7,8 的實(shí)際中心距與齒輪 5,6 的標(biāo)準(zhǔn)中心距相同，齒輪 7,8 應(yīng)采用正變位。齒輪 7,8 為正傳動(dòng)，其幾何尺寸按變位齒輪計(jì)算。 5） 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 由圖可知，齒輪 11、 12、 13、 14 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元 4 的減速功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為 11.9167。由于齒輪 11、 12、 13、 14 是 2 級(jí)齒輪傳動(dòng)，這 2級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比可如此確定 z11 = z13 = 17， 于是 z12 = z14 = 3.4521z11 59 為使傳動(dòng)比更接近于運(yùn)動(dòng)功能單元 4 的傳動(dòng)比 11.9167，取 z11 = 17z12 = 58z13 = 17z14 = 59取模數(shù) m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。 由圖 34-（ b）可知，齒輪 32、 33 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元 13 的放大功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為 1/2.5,。齒輪 32 可按最小不根切齒數(shù)確定，即 z32 = 17 則齒輪 33 的齒數(shù)為 17*2.5=43 為使傳動(dòng)比更接近于要求，取 z32 = 18z12 = 45齒輪 32、 33 的幾何尺寸，取模數(shù) m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。 由圖 34-（ b）可知，齒輪 36、 37 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能單元 15 的放大功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為 0.25,。齒輪 37 可按最小不根切齒數(shù)確定，即 z37 = 17 則齒輪 36 的齒數(shù)為 17/0.25=68 齒輪 36、 37 的幾何尺寸，取模數(shù) m=2 mm，按標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算。 圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 由圖 34-（ a）可知，圓錐齒輪 16、 17 實(shí)現(xiàn)圖 18 中的運(yùn)動(dòng)功能單元 7 的減速運(yùn)動(dòng)功能，它所實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比為 2，兩圓錐的齒輪的軸交角為 =90 圓錐齒輪 17 的分度圓錐角為 17 =