2022年机械原理课程设计xin.docx
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1、精品学习资源高新学院机械原理课程设计题目:书本打包机设计专业班级:机械设计制造及自动化(单)1002班姓名:孙晓敏学 号: 1001140613指导老师:程安静时间: 2021年 07月 13日欢迎下载精品学习资源任务书姓名孙晓敏学号1001140613专业及班级机单 1002题目: 书本打包机课程设计完成时间: 2021 年 7 月 13 日详细内容及进度要求: 1设计要求:设计书本打包机,在连续生产线上实现自动送书,用牛皮纸将一摞( 5 本)书包成一包,并在两端贴好标签;2功能分析:(1) )机构横向纵向推书,因此需设计相应的推书机构;(2) )包装书本,需设计相应的包装机构:送纸剪纸机构
2、这上下边,折前角,折后角;(3) )涂浆糊,贴标签,所以需设计相应的机构对三个的运动功能做进一步分析,可知它们分别应当实现以下基本运动; 推书机构为前后的直线往复运动 包装书本机构,剪纸为直线往复运动,折前角为凸轮回转运动 涂浆糊,贴标签可用一个机构实现,凸轮滑块往复运动3时间支配:第一阶段查阅资料、熟识书本打包机7月 2 日其次阶段方案分析、比较选取最优方案7 月 3、4 日第三阶段平面机构尺度综合、运动分析运算7 月 5、6 日第四阶段平面动态静力分析 7 月 9、10 日第五阶段绘制方案图、整理设计说明书7 月 11、12 日第六阶段论文答辩7月 13 日欢迎下载精品学习资源设计时间为:
3、 7.1 日 7.13 日 共计两周2021年 07 月 13 日指导老师:程安静欢迎下载精品学习资源书本打包机设计机械原理课程是以确定“以设计为主线、分析为设计服务,落脚点为机械系统方案设计”的新课程体系;机械原理课程设计是机械类各专业同学在学习了机械原理课程后进行的一个重要的实践性教案环节,是为提高同学气械系统运动方案设计、创新设计、创新设计和解决工程实际问题才能服务的;机械原理课程设计引导我们综合应用所学过的机构组成原理及各类常用机构的结构组成、运动原理、工作特点及应用场合等学问,进行机构的选型、组合与创新、分析与综合;注意介绍学科进展的新方向、新内容和新方法,引导我们摆脱纯机械模式的束
4、缚,奇妙利用机、光、电、液等现代交叉学科进行机械系统创新设计;强化应用优化设计、运算机帮助设计等现代设计方法和手段,完成机构分析、综合与仿真的全过 程,培育我们应用现代设计理论、手段和方法解决工程实际问题的思维方法和基本技能;一打包机的功能描述 一 、书摞的包、封工艺次序1 书本打包机工艺分解,如下图所示:送纸送书推书推书包三面c折侧边cadbd后角推书折前角折后角涂浆糊贴封签 烘干书本打包机的工序图 二 、书摞的包、封工艺位置2书本打包机包、封工艺位置欢迎下载精品学习资源推书行程abcdefgh挡板包、封工艺位置示意图3 包封工艺位置对应功能分解1. 横向送书(送一摞书);2. 纵向推一摞书
5、前进到工位 a,使它与工位 b g 上的六摞书贴紧在一起;3. 送纸,书推到工位 a 前,包装纸已经先送到位;包装牛皮纸使用整卷筒纸,由上向下送够长度后裁切;4. 连续推书前进到工位 b,在工位 b 书摞上下方设置有挡板,以拦住书摞上下方的包装纸,所以书摞被推到工位b 时实现三面包装,这一工序共推动a g 的七摞书;5. 推书机构回程,折纸机构动作,先折侧边将纸包成筒状,再折两端上、下边;6. 连续折前角,将包装纸折成如图2 1 实线所示位置的外形;7. 再次推书前进折后角,推书机构又进到下一循环的工序4,此时将工位 b 上的书推到工位 c;在此过程中,利用工位 c 两端设置的挡板实现折后角;
6、8. 在实现上一步工序的同时,工位c 的书被推至工位 d;9. 在工位 d 向两端涂浆糊;10. 在工位 e 贴封签;11. 在工位 f 、g 用电热器把浆糊烘干;12. 在工位 h,人工将包封好的书摞取下;综上分析,可以看出:书本打包机中的主要机构包括:横向送书机构、纵向送书机构、送纸机构、裁纸欢迎下载精品学习资源机构、折角机构、涂浆糊贴标签机构以及烘干机构;二 设计方案及数据分析 一 、结构描述1 书本打包机是用牛皮纸将一摞书( 5 本一摞)包成一包,并在两端涂浆糊和贴好标签,如下图所示:书本打包机的总体功用 二 、原始数据及设计要求2 下图所示为由总体设计规定的各部分的相对位置和有关尺寸
7、;打包机各部分的相对位置及有关尺寸和范畴其中 O为机器主轴的位置, A 为机器中机构的最大答应长度, B 为最大答应高度, 为工作台面距主轴的高度,( x, y)为主轴的位置坐标,( )为纸卷的位置坐标;欢迎下载精品学习资源3 书本打包机详细技术要求为:1. 机构的尺寸范畴A= 2000 mm, B= 1600 mm;工作台面位置: = 400 mm主轴位置: x = 1000 1100 mm,y = 300 400 mm;纸卷位置: = 300 mm, = 300 mm;为了保证工作安全、台面干净,推书机构最好放在工作台面以下;2. 工艺要求的数据书摞尺寸:宽度 a= 130140 mm;
8、长度 b= 180220 mm;高度 c= 180220 mm;推书起始位置: = 200 mm;推书行程: H= 400 mm;推书次数(主轴转速): n= 10 0.1 r/min(电动机转速: 1440 r/min );主轴转速不匀称系数: 1/4 ;纸卷直径: d= 400 mm; 三 、设计任务1) 依据给定的原始数据和工艺要求,构思并选定机构方案;内容包括纵向推书机构、送纸机构、裁纸机构、折角机构、涂浆糊机构,以及从电动机到主轴之间的传动机构;确定传动比安排;2) 书本打包机一般应包括凸轮机构、齿轮机构、平面连杆机构等三种以上常用机构;3) 按比例画出机构运动简图,标注出主要尺寸;
9、画出包、封全过程中机构的运动循环图(全部工艺动作与主轴转角的关系图);4) 设计平面连杆机构并进行运动分析;绘制从动件运动线图;5) 设计凸轮机构;确定从动件运动规律,挑选基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径,运算凸轮廓线;6) 设计运算其中一对齿轮机构;7) 书本打包机进行三维造型和动态仿真,并输出送纸机构、推书机构、裁纸机构的位移、速度、加速度曲线;欢迎下载精品学习资源三 机构设计方案初选机构设计主要包括横向送书机构、纵向送书机构、送纸机构、裁纸机构、折角机构、涂浆糊贴标签机构以及烘干机构的设计,以实现书本打包的功能;方案一横向送书机构1书本打包机横向送书机构横向送书机构的主要执行机构为
10、凸轮机构和齿轮齿条机构,其机构简图如图31所示:横向推书机构2横向推书机构的工作原理:(1) 、横向推书机构的工作流程:通过主动件凸轮的转动将速度通过齿条2齿条 2 带动齿轮 1,2 转动,并且由齿轮 1,2 掌握不同的传动比齿轮 1 带动齿条 1 和其上推头横向运动完成横向推书欢迎下载精品学习资源动作;(2) 、机构运动循环图横向送书机构运动循环图横向推书机构在120 360期间进行推书运动:120 240推头推书, 240360推头退回, 0 120推头不动,横向推书行程 H=380mm;三、齿轮设计一个横向推书过程,设计齿轮1 转动一圈;由 H=380mm 得,齿轮 1 的直径为120m
11、m 左右;设计齿轮直径为120mm;使用标准齿轮,压力角为20,模数是8,齿数为 15;齿轮 2 直径为 40mm,使用标准齿轮,压力角 20,模数为 4;各个齿轮齿条的数据参数:全部使用标准齿轮齿轮-1 直径 D=120mm M=8 Z=15齿轮-2 直径 D=40mmM=4 Z=15齿条-1 有效长度 380mm齿条-2 有效长度 126mm 四、凸轮设计由上面得知凸轮推程运动角为120;为了防止推书过程中书本显现洒落要求推书过程中加速度从零开头,依据要求凸轮的加速度按正弦规律变化;回程过程中加速度没有要求,我们仍然按正弦加速度规律设计凸轮;凸轮的行程有齿轮1可知, h=125.6mm,设
12、计凸轮从动件是直动型的,采纳压力角为32,基圆半径80mm;欢迎下载精品学习资源凸轮运动位移、转角示意图3 横向推书机构对比机构横向推书机构对比机构图所示的连杆滑块机构也可以实现横向推书的功能,但是通过对比凸轮齿条机构结构简洁,易于实现复杂的运动要求比较简洁设计各种传动比的要求,而且结构紧凑;连杆滑块机构制造简洁,但设计较为困难,连杆机构随着构件和运动副数目的增加,积存误差较大,传动精度不高;因此我们确定凸轮齿条方案为横向推书机构;方案二纵向送书机构 一1书本打包机纵向送书机构纵向送书机构的主要执行机构为凸轮机构和连杆滑块推头机构,其机构见图如下列图:欢迎下载精品学习资源纵向推书机构2 纵向送
13、书机构的工作原理一、纵向送书机构的工作流程:通过主动件凸轮的转动带动连杆摇摆再带动滑块做往复运动,从而完成纵向推书动作;(二)、机构运动循环图纵向推书机构运动循环图纵向推书机构在机构在0 120向推书机构在期间完成纵向推书动作:080完成单摞推书, 80120完成七摞推书, 120 220推头回退, 220360推头不动;3 纵向送书机构对比机构欢迎下载精品学习资源下图所示机构也能实现纵向推书功能,详细分析同横向推书机构对比机构;纵向推书机构送纸机构1 书本打包机送纸机构送纸机构的主要执行机构为连杆弹簧机构和凸轮机构,其机构简图如图3 8 所示:送纸机构2 送纸机构的工作原理: 一、送纸机构工
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