02块状物品推送机的机构综合与设计.docx

1 设计题目及其要求 1 2 题目分析 2 3 设计 3 3.1减速系统的设计 3 3.2电动机的选择 3 3.3带轮的选择.........................................................................................................................3 3.4齿轮的选择.........................................................................................................................5 3.5轴的设计.............................................................................................................................6 3.6凸轮的设计.......................................... ### 02块状物品推送机的机构综合与设计 #### 一、设计题目及其要求 本设计旨在解决自动包裹机中的物品转送问题，特别是针对糖果、香皂等块状物品从一个位置向另一个位置的高效转移。设计的具体要求包括但不限于： 1. **推送距离与生产率**：向上推送距离为120mm，每分钟推送物品数量为120件。 2. **原动机选择**：使用同步转速为3000转/分的三相交流电动机作为动力源。 3. **运动周期**：推杆从最低位置移动至最高位置所需的时间为执行机构主动件旋转150°的时间；从最高位置返回最低位置所需的时间为120°；推杆停留在最低位置不动的时间为90°。 4. **负载条件**：上升过程中，推杆承受的物品重量和摩擦力为500N；下降过程中，摩擦力为100N。 5. **使用寿命**：设计使用寿命为10年，每年工作300天，每天工作16小时。 6. **性能要求**：在满足行程要求的前提下，要求推送机具有高效率（推程最大压力角小于35°）、结构紧凑且振动噪声小。 #### 二、设计方案分析 为了实现上述目标，本设计提出了三种不同的运动方案，并进行了详细的分析比较，最终选择了最佳方案进行后续的设计与实施。 #### 三、设计 ##### 3.1 减速系统的设计 考虑到原动机的转速远高于执行机构所需的速度，需要设计合适的减速系统来降低转速并提高扭矩。减速系统通常采用齿轮减速器或者蜗轮蜗杆减速器。在本案例中，考虑到设备的紧凑性和噪音控制，选择了齿轮减速器。具体的设计参数如下： - **减速比**：根据原动机转速与执行机构所需转速计算得出合适的减速比。 - **齿轮材料**：选择高强度钢材以确保长期运行的可靠性。 - **润滑方式**：采用油浴润滑，以减少磨损并延长使用寿命。 ##### 3.2 电动机的选择 电动机的选择是整个设计中的关键环节之一。在本设计中，选用了同步转速为3000转/分的三相交流电动机。为了确定电动机的具体型号，需要考虑以下因素： - **功率计算**：根据负载条件计算电动机所需的有效功率。 - **满载转速**：选择电动机的满载转速应与减速系统的设计相匹配。 - **品牌与规格**：选择知名品牌且符合设计要求的电动机型号。 ##### 3.3 带轮的选择 带轮作为传动系统的一部分，用于传递电动机的动力至减速系统。在本设计中，选择了V型带轮，以提高传动效率并减少滑动损失。具体的设计参数包括： - **带轮直径**：根据所需的转速与扭矩计算带轮直径。 - **材料选择**：选择铝合金或钢制材料以确保足够的强度和耐用性。 - **带轮类型**：选用V型带轮以提高传动稳定性。 ##### 3.4 齿轮的选择 齿轮作为减速系统的核心部件，其设计直接影响整个系统的性能。本设计中采用了直齿圆柱齿轮，其主要设计参数如下： - **模数**：根据减速比计算出合适的模数。 - **齿数**：根据模数和所需的减速比计算出主动轮和从动轮的齿数。 - **材料选择**：选择高强度合金钢以保证齿轮的耐久性和耐磨性。 ##### 3.5 轴的设计 轴的设计对于确保整个机构的稳定运行至关重要。在本设计中，轴的设计需要考虑以下因素： - **材料选择**：通常选择高强度钢作为轴的材料。 - **直径计算**：根据扭矩和弯曲应力计算轴的最小直径。 - **安全系数**：设定适当的轴的安全系数，确保轴的可靠性和安全性。 ##### 3.6 凸轮的设计 凸轮机构被用于控制推杆的运动轨迹。在本设计中，采用了盘形凸轮，其主要设计参数包括： - **基圆半径**：根据推杆的行程需求计算基圆半径。 - **凸轮轮廓曲线**：根据推杆的运动规律设计凸轮的轮廓曲线。 - **材料选择**：选择高强度材料以保证凸轮的耐磨性和耐久性。 通过以上设计步骤，可以实现块状物品推送机的功能要求，同时确保其高效、稳定地运行。