1、 机械原理课程设计说明书 题目： 摇摆式输送机 学院： 机电工程学院 班级： 机械 121 学号： 设计者 指导 教师 2015 年 1 月 2 日 1 目录 第一章 :摇摆式输送机设计过程 2 1 -1 工作原理 2 1 -2 设计要求和原始数据 3 1 -3 设计内容及工作量 3 1 -4 利用作图法确定机构的运动尺寸 . 5 1 -5 连杆机构的运动分析 7 （一）、速度分析 7 （二）、加速度分析 . 9 1 -6 机构的动态静力分析 .13 输送机模型图： .14 2 第一 章 :摇摆式输送机 设计过程 1-1 工作原理 摇摆式输送机是一种水平传送材 料用的机械 ， 由齿轮机构和六连
2、杆机构等组成 。 如图 1 所示 ， 电动机 1通过传动装置 2 使曲柄 4 回转，再经过六连杆机构使输料槽 9 作往复移动，放置在槽上的物料10 借助摩擦力随输料槽一起运动。物料的输送是利用机构在某些位置输料槽有相当大加速度，使物料在惯性力的作用下克服摩擦力而发生滑动，滑动的方向恒自左往右，从而达到输送物料的目的。 1 电机 2 传动装置 3 执行机构 图 1摇摆式输送机示意图 3 1-2 设计要求和原始数据 设计要求： 该布置要求电机轴与曲柄轴垂直，使用寿命为 5 年，每日二班制工作。输送 机在工作过程中，载荷变化较大，允许曲柄转速偏差为5%，六连杆执行机构的最小传动角不得小于 40，执行
3、机构的传动效率按 0.95计算，按小批量生产规模设计。 原始数据： 题 号 1 物料的重量 G (kg) 3000 曲柄转速 n4 (r/min) 110 行程速比系数 K 1.12 位置角 1 ( ) 60 摇杆摆角角 2( ) 70 l (mm) 280 h (mm) 360 lCD (mm) 270 1-3 设计内容及工作量 1、 根据摇摆式输送机的工作原理，画出机械系统传 动简图。 2、 根据设计数据确定六杆机构的运动尺寸，取 lDB=0.6lDC。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。 3、 连杆机构的运动分析。选任一位置用图解法分析出滑块 8的位4 移、速度、加速度
4、及摇杆 6的角速度和角加速度。 4、 机构的动态静力分析。物料对输料槽的摩擦系数 f =0.35, 设摩擦力的方向与速度的方向相反，用图解法求出外加力大小，求出曲柄最大平衡力矩和功率。 5、 编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。 5 1-4 利用作图法 确定机构的运动 尺寸 根据原 始数据 ，可 求得 mmll DCDB 1 6 2.027.06.06.0 ，并 作 出摇杆的两个极限位置 12DB DB、 ， 利用公式 1 8 0 K -1 )/ K + 1 ) （ （ ， 计算出6 10.19 。选取一点 P，使 12BPB 。 P 点的简单做法是做 2 1 2()
5、B M BB和 1BN（与 12BB 成 090 ）的交点。通过 12,PBB 三点作圆。可知圆周上任取一点作为曲柄的轴心，机构的极位夹角均等于 ，此圆与直线GH 的交点即为曲柄中心 O。这样的位置有两个，可以验证以 O 为曲柄中心的传动角 1小于 040 （最小传动角发生在曲柄与机架的两个共线位置 ，如下图所示 ），与要求相矛盾，故排除。 由1OBl 207.6 5m m，2l 38 6. 54m mOB 可得： 21OA ll 89.45 m m2O B O Bl 21ll 29 7.0 9 m m2O B O BAB l 7 1-5 连杆机构的运动分析 如下图所示，选取杆 6 与垂直线的
6、夹角为 30时的位置 ,用图解法 进行分析。 根据原始数据要求，杆件 4的转速 min110rn ，则其角速度 4 为： sra dsra d 52.1160 21 1 04 （ 一）、速度分析 A 点的线速度 smsmA 03.10 8 9 4 5.052.11l OA4 BAAB vvv 8 大小 ： ？ ？ 方向 ： DB OA AB 选取速度比例尺 mmsm01.0，作速度分析图 （如 下 图所示） 可得： smsmpbB 84.08401.0 smsmabB 32.03201.0A 由此可得 ： 杆 5 的角速度为： sr a dsr a dl AB 08.12 9 7 0 9.0
7、32.0BA5 摇杆 6 的角速度为： sr a dsr a dl DB 19.51 6 2.0 84.0B6 C 点的速度为： smsml DCC 40.127.019.56 78C78 Cvvv 大小 ： ？ ？ 方向 ： 水平 DC 垂直 其中 sm40.1CC7 。 选取速度比例尺 mmsm01.0 ，作速度分析图 （如 下 图所示） 可9 得： smsm 70.07001.07C8 smsm 21.112101.08 （二）、加速度分析 A 点的加速度为：22224A 87.110 8 9 4 5.052.11 smsmla OA B 点相对于 D点的法向加速度为： 22226 36
8、.41 6 2.019.5 smsmla DBnBD B 点相对于 A点的法向加速度为： 22225 35.02 9 7 0 9.008.1 smsmla ABnBA BAnBAABDnBDDB aaaaaaa 大小 ： 0 ？ ？ 方向 ： B D DB A O B A AB 10 选取 加 速度比例尺 mmsma 21.0 ，作 加 速 度分析图 （如 上 图所示）可得： 22 47.127.1 2 41.0 smsma B 22BD 68.118.1 1 61.0 smsma 由此可得： 摇杆 6 的角 加 速度为：22BD6 10.721 6 2.0 68.11 sr a dsr a
9、dla DB C 点的 加 速度为： 22226 27.727.019.5 smsmla DCC r C78k C787C8 aaaa 大小： ？ ？ 方向： 水平 C D 水平 垂直 11 其中2CC7 27.7 smaa ，22C786k C78 27.770.019.522 smsma 选取 加 速度比例尺 mmsma 21.0 ，作 加 速度分析图 （如 上 图所示）可得： 228 63.33.361.0 smsma 用 SolidWorks 建模仿真所得 运动 曲线图如下（机构模型图见后面）： 推杆 8 的位移曲线： 12 推杆 8 的速度曲线： 推杆 8 的加速度曲线： 摇杆 6
10、的角速度曲线： 摇杆 6 的角加速度曲线： 13 1-6 机构的动态静力分析 用 Solidworks 模拟 ， 在物料上添加一个摩擦力 ，摩擦系数 f=0.35，大小为： NNgGf 1 0 2 9 08.9300035.0F 阻 方向 与运动 方向相反 . 由图表 知 :曲柄受到的 最大力 F= 21885 N 则 最 大 平 衡 力 矩mN6 1 3.1 9 5 70 8 9 4 5.02 1 8 8 5lFM oam a xm a x W7.2 2 5 5 152.116 1 3.1 9 5 7MP 最大功率 4m a xm a x 14 输送机模型图： 参考文献 1、机械设计课程设计指导书 龚溎义 罗圣国 李平林 张力乃 黄少颜 编 龚溎义 主编高等教育出版社 1990 年 4月第二版机械设计课程设计图册 2、机械原理（第七版） 孙桓 陈作摸 葛文杰 主编 高等教育出版社， 2006.5 3、 机械原理课程设计 沈乃勋等编 高等教育出版社 公开出版 1998 年。 4、 SolidWorks 机械仿真设计 张晋西 郭学琴 编著 清华大学出版社 ， 2007.1
