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机械原理课程设计题目棒料输送线布料装置（方案8）专业学号学生指导教师一、棒料输送线布料装置使用功能描述已知技术参数和设计要求：如下图1所示棒料输送线布料装置的功能简图。
料斗中分别装有直径35mm，长度150mm的钢料和铜料。
在输送线上按照图2所示的规律布置棒料。
原动机转速为1440rpm，每分钟布置棒料40,75,90块，分3档可以调节。
二、工艺动作分析有设计要求可知，该棒料输送线布料装置需要由四个部分共同构成，各原动件为皮带轮（主动轮）、曲柄、槽轮1和槽轮2，由此绘制出机械运动循环图。
图3 棒料输送线布料装置运动循环图总时间为T ，表示构件完成一个运动循环所用总时间。
皮带轮做间歇转动，输出皮带做间歇移动；曲柄做间歇整周回转，带动滑块往复直线移动。
皮带与曲柄滑块的周期是槽轮的的五分之一左右。
三、运动功能分析根据前面的分析可知，槽轮1,2工作的执行机构应该具有的运动功能如图4所示。
运动功能单元把一个连续的单向传动转换为间歇转动，由题意知要求达到的转速分别为18rpm ，15rpm ，8rpm图4 槽轮1,2的运动功能由于电动机的转速为1440rpm ，为了分别得到18,15,8rpm 的转速，则由电动机到槽轮之间的总传动比z i 有3种，分别为1114408018z n i n === 2214409615z n i n === 3314401808z n i n === 总传动比由定传动比c i 和变传动比v i 两部分构成，即11v c z i i i =22v c z i i i =33v c z i i i =3种总传动比中1z i 最小，3z i 最大。
由于定传动比c i 是常数，因此，3种变传动比中1v i 最小，3v i 最大。
由于槽轮机构与皮带机构不在同一平面上，需采用一个圆锥齿轮,传动比为i d图5 圆锥齿轮运动功能 取i d =4，即Z12 = 20，Z13 = 81由设计图纸，为了完成传动和合理输出，令601=c d i i则定轴传动比为15而33.1608011===c z v i i i 6.1609622===c z v i i i 36018033===c z v i i i 于是，传动系统的有级变速功能单元如图6所示。
目录一、题目要求 (2)二、机械系统运动功能图 (2)三、机械系统运动功能分析 (2)四、系统运动方案拟定 (5)五、机械系统运动尺寸 (8)六、机械系统运动简图 (14)七、机械系统实际运动循环图 (15)棒料输送线布料装置（方案1）一、题目要求棒料输送布料装置（方案1）功能描述如下图所示棒料输送线。
料斗中分别装有直径35mm，长度150mm的钢料和铜料。
在输送线上按照下图所示的规律布置棒料。
原动机转速为1430r/min，每分钟布置棒料50,80,110块，分3档可以调节。
二、机械系统运动功能图经分析可知，钢料和铜料分两个步骤放置，首先钢料放置，铜料不动，之后钢料和铜料同时放置即可满足如图所示棒料布置规律。
所以可以有如下运动功能图。
钢料开关放料停车放料停车铜料开关停车放料停车工作台停车移动停车移动三、机械系统运动功能分析布料装置由一台原动机驱动，有三个执行构件（钢料控制开关，铜料控制开关，工作台）协调工作。
布料装置的运动传递路径如图所示主传动链分析：如题所述，布料装置需要每分钟布料50,80,110块，而原动机转速为1430r/min，这就需要在运动当中添加减速装置和换挡装置。
（1）原动机运动功能题中所给电动机的转速为n=1430r/min，因此棒料输送线布料装置原动机的运动功能单元表达符号如图所示。
n=1430r/min（2）过载保护功能原动机与传动部分之间需要一个过载保护单元，以便在过载时保护机床免受破坏。
多数情况下，这一过载保护功能单元同时还具有减速功能（i>1），因此，其符号表达如图所示。
i c=4（3）主传动链减速运动功能每分钟布置棒料50,80,110块，需要执行构件转速分别为50r/min，80r/min，110r/min。
因此，由原动机到执行机构的运动传递需要减速，其减速比分别为1143028.6 50zi==2143017.9 80zi==3143013 110zi==1122337.24.53.3z v cz v cz v ci i i i i i i i i ====== 该机械传动部分的运动单元表达符号如图所示。
.课程设计说明书（论文）课程名称：机械原理设计题目：棒料输送线布料装置( 方案 1)目录1、题目要求 (2).2．题目解答 (3)（1）工艺动作剖析 (3)（2）运动功能剖析及运动功能系统图 (3)（3）系统运动方案制定 (7)（4）系统运动方案设计 (11)1）带传动设计 (11)2）滑移齿轮传动设计 (12)3）齿轮传动设计 (14)4）槽轮机构设计 (15)5）不完整齿轮机构设计 (16)6）履行机构 2,3 的设计 (18)（5）运动方案履行构件运动时序剖析 (18)（6）参照文件 (19)棒料输送线布料装置（方案1）1、题目要求.如图下列图1 所示棒料输送线布料装置的功能简图。
料斗中分别装有直径35mm，长度 150mm的钢料和铜料。
在输送线上依据图 2 所示的规律部署棒料。
原动机转速为 1430r/min ，每分钟部署棒料 50,80,110 块分 3 档能够调理。
图1图22．题目解答（1）工艺动作剖析由设计题目和图 1 能够看出，推进输送带运动的是履行构件1，使钢料着落的是履行构件2，使铜料着落的是履行构件3，这三个构件的运动关系如图 3 所示。
T1T1T1T1履行构件运动状况履行构件1运动停止运动停止运动停止运动停止履行构件2停止放料停止放料停止停止停止放料履行构件3停止停止停止放料停止停止停止停止T2、T3图3 棒料输送线布料装置运动循环图图3 中 T1是履行构件 1 的工作周期， T2是履行构件 2 的工作周期， T3是履行构件 3 的工作周期。
由图 3 能够看出，履行构件 1 是作间歇转动，履行构件 2 作间歇转动，履行构件 3 也作间歇转动，履行构件 2 和 3 的工作周期相等，且为履行构件 1 的 3 倍。
（2）运动功能剖析及运动功能系统图依据前面的剖析可知，驱动履行构件 1 工作的履行机构应当拥有的运动功能如图 4 所示。
该运动功能单元把一个连续的单向转动变换为间歇转动，主动件每转动 1 周，从动件（履行构件 1）作一次间歇转动。
输送线布料装置课程设计课程设计：输送线布料装置1. 课程目标：- 理解输送线的原理和应用- 学会设计和建立布料输送线装置- 掌握相关机械设计和控制技术2. 课程内容：- 输送线的基本原理和分类- 布料输送线装置的设计要点- 传动装置的选择与设计- 传感器的选用和布置- 控制系统的设计与实现- 安全防护措施的规划3. 实验项目：a. 输送线基本组成部分的调试与操作b. 传动装置的设计与测试c. 传感器的选用和布置实验d. 控制系统的设计与实现实验e. 安全防护措施的规划和测试4. 课程设计流程：a. 理论学习：学习输送线的原理和分类，布料输送线装置的设计要点，传动装置的选择和设计，传感器的选用和布置，控制系统设计原理等基本知识。
b. 设计方案的制定：学生根据实际应用需求，制定布料输送线装置的整体设计方案。
c. 布料输送线装置的建立：按照设计方案，学生设计和制造输送线的各个组成部分，包括输送带、传动装置、传感器等。
d. 控制系统的设计：学生设计和实现布料输送线的控制系统，包括传感器的信号采集、数据处理和控制命令输出等功能。
e. 实验测试与优化：学生对布料输送线装置进行实验测试，分析测试结果，优化设计方案，提高装置的性能和稳定性。
f. 安全防护规划：学生根据实验结果和实际应用需求，规划布料输送线装置的安全防护措施，确保操作人员的安全。
5. 实验设备和材料：- 输送带和输送线装置的组件- 传动装置的各种元件和设备- 传感器和控制系统的相关设备和材料- 布料样品和模拟物料6. 考核方式：- 实验报告：对实验项目的设计、实现和测试结果进行总结和分析。
- 设计方案评估：对布料输送线装置的设计方案进行评估和改进。
- 设计成果展示：学生进行布料输送线装置的现场演示和说明。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械原理课程设计说明书课程名称：机械原理课程设计设计题目：棒料输送线布料装置(方案07) |院系：英才学院班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学/棒料输送线布料装置(方案07)题目要求如图1所示棒料输送布料装置的功能简图。
料斗中分别装有直径35mm，长度150mm的钢料，铜料和铝料。
在输送线上按照图2所示的规律布置料棒。
原动机转速为1430rpm，每分钟布置棒料50,75,90块分3档可以调节。
图1-1'图1-2图1功能简图题目解答一．工艺方法分析由题目和功能简图可以看出，棒料夹在执行构件1（即传送带）的带动下做间歇直线运动，棒料的输送机构分别为执行构件2（即钢料输送机构），执行构件3（即铜料输送机构），当执行构件1将棒料夹传送到指定位置时，执行构件按照一定的运动规律进行配合将钢料，铜料，铝料输送到指定位置。
下图中T1为执行构件1（传送带）的工作周期，T2是执行构件2（钢料输送机构）的工作周期，T3是执行构件3（铜料输送机构）的工作周期。
由图2可以看出，执行构件1是作间歇直线移动，而执行构件2，3做间歇往复直线运动。
四个执行构件的工作周期关系为：5T1=T2=T3。
执行构件2,3的动作周期为其工作周期的5倍。
执行机构|运动情况1进动停止进动停止？进动停止进动停止进动停止2休止|后退前进后退前进3后退前进后退…前进休止后退前进图2 运动循环图！二．运动功能分析及运动功能系统图根据前面的分析可知，驱动执行构件1（皮带传动）工作的执行机构应该具有运动功能如图3所示。
该运动功能把一个间歇的单向转动转换为间歇的直线移动，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）直线运动200mm，主动件的速度分别为35、60、85rpm。
^图3 执行机构1的运动功能由于电动机转速为1430rpm，为了在执行机构1的主动件上分别得到35、60、85 rpm的转速，又本机构欲采用双圆销四槽的槽轮机构，则槽轮主动轴上的转速依次为、30、。
则由电动机到执行机构1之间的传动比i z有3种分别为：i z1= 1430/=i z2= 1430/30=i z3= 1430/=总传动比由带传动比i f定传动比i c与变传动比i v,组成，满足以下关系式：i z1 = i f*i c*i v1{i z2=i f*i c *i v2 i z3=i f*i c *i v3三种传动比中i z1最大，i z3最小。
由于带传动比i f 定传动比i c 是常数，因此3种变传动比中i v1最大，i v3最小。
若采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不要大于4，即：i v1=4则有：i c =故定传动比的其他值为：i v2=、i v3= 于是，有级变速单元如图4：)图4 有级变速运动功能单元为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，这样，该运动功能单元不仅具有过载保护能力，还具有减速功能，其传动比为4，如图5所示。
图5 过载保护运动功能单元—整个传动系统仅靠过载保护功能单元的减速功能不能实现全部定传动比，因此，在传动系统中还要另加减速运动功能单元，减速比为i =减速运动功能单元如图6所示。
$图6 减速运动功能单元另外，要实现皮带的间歇运动，必须利用槽轮结构，如图7所示，其角度转换比25.0=τ，>根据上述运动功能分析，可以得到实现执行构件1运动的功能系统图，如图8所示。
1430rpm i = 4 i = 4, , i =…执行构件1图8 实现执行构件1运动的运动功能系统图为了使用同一原动机驱动执行构件2（钢料输送装置）、构件3（铜料输送装置），应该在图8所示的运动功能系统图加上1个运动分支功能单元，使其能够驱动分支执行构件2、构件3，该运动分支功能单元如图9所示。
`先研究构件2，执行构件2有一个执行运动，即间歇往复直线移动。
它的运动方向与执行构件1的运动方向垂直。
为了使执行构件2和执行构件1的运动保持正确的空间关系，可以加一个运动传动方向转换功能单元，如图10所示。
图9 运动分支功能单元^图10 运动传动方向转换的运动功能单元经过运动传递方向转换功能单元输出的运动需要分成两个运动分支分别驱动执行构件2，执行构件3的运动。
因此，需要加一个运动分支功能分支单元，如图10所示。
图10 运动分支功能单元执行构件2，3的一个运动是间歇往复移动，将连续转动转换成间歇转动，再转换成间歇往复移动。
如图11所示。
@图11 连续转动转换为间歇往复移动的运动功能单元》根据上述分析可以得出实现执行构件1和执行构件2运动功能的运动功能系统图，如图12所示。
1430rpm i = 4 i = 4, ,i =!i=1/2'图12 执行构件1、2的运动功能系统图由于执行构件2、3运动机理是完全一样的，都是来推动棒料进入固定位置的，所以，3的运动功能系统图和2是完全相同的。
根据上述分析，可以画出整个系统的运动功能系统图，如图13所示。
执行构件1执行构件2N=1430rpm i = 2 i = 4; ; i =-88i=2图13棒料输送线布料装置（方案07）的运动功能系统图—三．系统运动方案拟定根据图13所示的运动功能系统图,选择适当的机构替代运动功能系统图中的各个运动功能单元,便可拟定出机械系统运动方案。
图13中的运动功能单元1是原动机。
根据产品包装生产线的工作要求，可以选择电动机作为原动机。
如图14所示。
1430rpm]图14 电动机替代运动功能单元1图13中的运动功能单元2是过载保护单元兼具减速功能，可以选择带传动实现，如图15所示。
i=4@运动单元2构件1(传送)#构件2（钢）图15 带传动代替运动单元2图13中的运动功能单元3是有级变速功能单元，可以选择滑移齿轮变速传动替代，如图16所示。
i=4，，；图16 滑移齿轮变速替代运动功能单元3图13中的运动功能单元4是减速功能，可以选择2级齿轮传动代替，如图17所示。
i=^图17 2级齿轮传动替代运动功能单元4图13中运动功能单元6是把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元，可以用槽轮机构替代。
该运动功能单元的运动系数为由槽轮机构运动系数的计算公式有：τ=td/(td+tj)该槽轮机构如图19所示。
图19用槽轮机构替代运动功能单元6)图13中运动单元7是将间歇转动转化为间歇直线运动，可以用皮带传动代替，如图20所示。
图20 皮带轮实现将间歇转动转化为间歇直线运动图13中的运动功能单元8是运动传递方向转换功能单元，同时还具有变速功能，可以用圆锥齿轮传动替代，如图21所示。
|i图21 圆锥齿轮传动替代减速运动功能单元7图13中的运动单元9是运动分支单元可以利用同一轴上的两个不完全齿轮实现，如图22所示￥图22 同一轴上的两个不完全齿轮替代运动分支机构图13中运动功能单元10,11,12把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元，由运动循环图可知该运动功能单元在一个工作周期之内有一次停歇和一次转动，且两次停歇时间不同，于是可以用不完全齿轮机构代替该运动功能单元，如图23所示。
图23 用不完全齿轮传动替代运动功能单元10,11—图13中，运动单元12，13把间歇转动转化为间歇往复运动，可以利用六连杆滑块机构实现，如图24所示。
图24 利用六连杆滑块机构实现间歇往复运动，整个机构的过载保护，变速机构，及减速机构的运动简图，如图25所示：图25 部分运动简图四．系统运动方案设计1）$2）皮带传动（执行机构1）的设计该机构采用槽轮机构实现。
该运动功能单元的运动系；,该槽轮机构选择径向槽外接槽轮机构：（1）确定槽轮槽数在拨盘圆销数k=2时，槽轮槽数为Z=4，该槽轮的几何关系如图26所示图26槽轮机构（2）~（3）槽轮槽间角由图可知槽轮的槽间角为：2β=360°/z=90°（4）槽轮每次转位时拨盘的转角：2α=180°-2β=90°（5）中心距槽轮机构的中心距应该根据具体的结构确定，在结构尚不确定的情况下占定为a=75mm（6）拨盘圆销回转半径\λ=r/a=sinβ=r=λa=53mm（7）槽轮半径ζ=R/a=cosβ=R=ζa=53mm（8）锁止弧张角γ=360°-2α=90°（9）圆销半径<Ra=r/6=圆整Ra=9mm（10）槽轮槽深h>(λ+ζ-1)a+Ra=40mm（11）锁止弧半径Rs<r-Ra=44mm取Rs=40mm&皮带轮设计直径为：PI*d/4=200mm所以d=取d=255mm运动情况描述：当圆销转动半周时，槽轮转动90°，所以与槽轮同轴的皮带轮转动1/4周，即皮带向前传动200mm3）推料机构（执行机构2,3）的设计(六连杆滑块机构)，该执行机构是六连杆滑块机构，由曲柄24，滑块25，导杆23，连杆26和滑枕27组成。
其中大滑块的行程h=300mm,现对机构进行参数计算。
该机构具有急回特性，在导杆23与曲柄24的轨迹圆相切时候，从动件处于两个极限位置，此时导杆的末端分别位于C1和C2位置。
取定C1C2的长度，使其满足：CCh12利用平行四边形的特点，由下图可知滑块移动的距离E1E2= C1C2=h，这样就利用了机构急回运动特性，使滑块移动了指定的位移。
设极位夹角为θ，显然导杆23的摆角就是θ，取机构的行程速比系数K=，由此可得极位夹角和导杆的22长度。
θ=（k-1）/(k+1)*180°=30°l（C1D）=h/2/sin(θ/2)=…取l(C1D)=580mm图27 导杆滑块机构设计先随意选定一点为D ，以D 为圆心，l(C1D)为半径做圆。
再过D 作竖直线，以之为基础线，左右各作射线，与之夹角15°，交圆与C 1和C 2点。
则弧C 1C 2即为导杆顶部转过的弧线，当导轨从C 1D 摆到C 2D 的时候，摆角为30°。
接着取最高点为C,在C 和C 1之间做平行于C 1C 2的直线m ，该线为滑枕27的导路，距离D 点的距离为cos 22l l s l θ-=-在C 1点有机构最大压力角，设导杆23的长度为l 1，最大压力角的正弦等于/1max 22cossin l l l θα-=要求最大压力角小于100，所以有L(23)≥*（1-cos15°）/(2*sin10°)=56.862mml 1越大，压力角越小，取l 1=200mm 。
曲柄19的回转中心在过D 点的竖直线上，曲柄越长，曲柄受力越小，可取AD=200mm ，据此可以得到曲柄19的长度L(19)=AD ×sin15°=52mm！取R(19)=52mm4） 实现执行机构2,3间歇运动的设计如图28所示，执行机构2的附加运动是连续转动转换为单向间歇转动，由不完全齿轮17、18（19,20）实现。
