塊狀物品推送機(jī)構(gòu)綜合推送機(jī)工作要求1.題目簡介在自動(dòng)包裹機(jī)的包裝作業(yè)過程中，經(jīng)常需要將物品從前一工序轉(zhuǎn)送到下一工序。現(xiàn)要求設(shè)計(jì)一用于糖果、香皂等包裹機(jī)中的物品推送機(jī)，將塊狀物品從一位置向上推送到所需的另一位置，如圖所示。2.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求1.

向上推送距離H=100mm，生產(chǎn)率為每分鐘推送物品100件；2.

推送機(jī)的原動(dòng)機(jī)為同步轉(zhuǎn)速為1450轉(zhuǎn)/分的三相交流電動(dòng)機(jī)，通過減速裝置帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件等速轉(zhuǎn)動(dòng)；3.

由物品處于最低位置時(shí)開始，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件轉(zhuǎn)過1500時(shí)，推桿從最低位置運(yùn)動(dòng)到最高位置；當(dāng)主動(dòng)件再轉(zhuǎn)過1200時(shí)，推桿從最高位置又回到最低位置；最后當(dāng)主動(dòng)件再轉(zhuǎn)過900時(shí)，推桿在最低位置停留不動(dòng)；4.

設(shè)推桿在上升運(yùn)動(dòng)過程中，推桿所受的物品重力和摩擦力為常數(shù)，其值為500N；設(shè)推桿在下降運(yùn)動(dòng)過程中，推桿所受的摩擦力為常數(shù)，其值為100N；

5.

使用壽命10年，每年300工作日，每日工作16小時(shí)；6.

在滿足行程的條件下，要求推送機(jī)的效率高（推程最大壓力角小于350），結(jié)構(gòu)緊湊，振動(dòng)噪聲小。3.設(shè)計(jì)任務(wù)1）

執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型與設(shè)計(jì)：構(gòu)思出至少3種運(yùn)動(dòng)方案，并在說明書中畫出運(yùn)動(dòng)方案草圖，經(jīng)對(duì)所有運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行分析比較后，選擇其中你認(rèn)為比較好的方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。2）

對(duì)選擇的方案畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖3）

對(duì)選擇的方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。4）

用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真5）

用軟件對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并畫出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。在圖紙上繪出最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖（可以是計(jì)算機(jī)圖）并編寫說明書。

設(shè)計(jì)題目及要求推送機(jī)工作要求方案一凸輪機(jī)構(gòu)：如圖4－所示的凸輪機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)計(jì)與制造，凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，它的輪廓驅(qū)使從動(dòng)件，可使推桿實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但行程較小。凸輪-齒條機(jī)構(gòu)：圖4-2所示的凸輪-齒條機(jī)構(gòu)可以將擺動(dòng)從動(dòng)件的擺動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪齒條機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)扇形齒輪的分度圓半徑大于擺桿長度時(shí)，可以加大齒條的位移量。對(duì)于因齒輪具有良好的耐磨性和穩(wěn)定性，因而用此方案進(jìn)行物品推送可以得到較好的效果。但是此機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是中間的扇形齒比較難加工。方案二方案三凸輪-連桿機(jī)構(gòu)：如圖4-3所示的凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)推送物品可將推桿的行程進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，但是效率較低。連桿機(jī)構(gòu)

圖4-4所示的連桿機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)GHK通過連桿EF相聯(lián)組合而成。連桿BC上E點(diǎn)的軌跡，

在部分近似呈以F點(diǎn)為圓心的圓弧形，因此，桿FG在圖示位置有一段時(shí)間實(shí)現(xiàn)近似停歇。方案四固定凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)

圖4－5所示的固定凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)，可視為連桿長度BD可變的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，改變固定凸輪的輪廓形狀，滑塊可實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。此方案的設(shè)計(jì)看似簡單，但是由于凸輪的計(jì)算復(fù)雜，制造困難，而且推桿機(jī)構(gòu)必須進(jìn)行運(yùn)動(dòng)放大后方可使用。方案五經(jīng)過對(duì)五種方案的比較分析，把方案三定位最終方案。最終方案的選定根據(jù)設(shè)計(jì)要求：

由物品處于最低位置時(shí)開始，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件轉(zhuǎn)過1500時(shí)，推桿從最低位置運(yùn)動(dòng)到最高位置；當(dāng)主動(dòng)件再轉(zhuǎn)過1200時(shí)，推桿從最高位置又回到最低位置；最后當(dāng)主動(dòng)件再轉(zhuǎn)過900時(shí)，推桿在最低位置停留不動(dòng)。推程最大壓力角小于350凸輪尺寸的計(jì)算凸輪與

桿轉(zhuǎn)動(dòng)同向時(shí)式中

取,反之,則取

，將

取絕對(duì)值后代入壓力角計(jì)算公式。由上式計(jì)算壓力角，有時(shí)為正，有時(shí)為負(fù)，正值表示輪廓接觸點(diǎn)法線

位于此時(shí)擺桿速度方向線的順

一側(cè)，否則為逆

一側(cè)。壓力角計(jì)算公式通過查閱相關(guān)資料后，得出結(jié)論：擺桿從動(dòng)盤形凸輪壓力角

與

是非獨(dú)立的關(guān)系，增大基圓半徑

不一定能減小壓力角

，有可能反而增大。所以在確定基圓半徑

，中心距

時(shí)，先擬定擺桿

長某一定值1?；鶊A半徑系數(shù)

，中心距系數(shù)

。所以在此取

，由上式得

。以

為函數(shù)作出凸輪轉(zhuǎn)過一個(gè)周期函數(shù)圖像，如圖；容易得出凸輪角位移在

處分別取得最大值。凸輪轉(zhuǎn)過一周壓力角變化曲線圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖電機(jī)選用Y100L1-41420r/min2.2KW凸輪轉(zhuǎn)速為100r/min所以總傳動(dòng)比為i=14.20電機(jī)通過V帶帶動(dòng)減速器的皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所以i1=