第一章設計題目
1.1 設計資料與要求
1.2 設計任務
第二章功能分解
第三章機構設計
3.1 機構選型
3.2 機構最終成型與凸輪設計
第四章其他推包機構的設計方案
第五章推包機構設計方案的評定與選擇
第六章推包設計方案的最終簡圖
第七章心得體會
第八章參考文獻
第一章設計題目
現需設計某一包裝機的推包機構，要求待包裝的工件1（見附圖33）先由輸送帶送到推包機構的推頭2的前方，然後由該推頭2將工件由a處推至b處（包裝工作台），再進行包裝。為了提高生產率，希望在推頭2結束回程（由b至a）時，下乙個工件已送到推頭2的前方。這樣推頭2就可以馬上再開始推送工件。
這就要求推頭2在回程時先退出包裝工作台，然後再低頭，即從檯面的下面回程。因而就要求推頭2按圖示的abcdea線路運動。即實現「平推—水平退回－下降－降位退回－上公升復位」的運動。
圖一推包機構執行構件運動要求
1.1、設計資料與要求
要求每5～6s包裝乙個工件，且給定：l＝100mm， s=25mm, h=30mm.行程速比係數k在1.2～1.5範圍內選取，推包機由電動機驅動。
在推頭回程中，除要求推頭低位退回外，還要求其回程速度高於工作行程的速度，以便縮短空回行程的時間，提高工效。至於「cdea」部分的線路形狀不作嚴格要求。
1.2、設計任務
1）、至少提出兩種運動方案，然後進行方案分析評比，選出一種運動方案進行設計。
2）、確定電動機的功率與轉速。
3）、設計傳動系統中各機構的運動尺寸，繪製推包機的機構運動簡圖。
4）、對輸送工件的傳動系統提出一種方案並進行設計。
5）、對所用到的齒輪進行強度計算，確定其尺寸。
6）、進行推包機結構設計，繪製其裝配圖。
7）、編寫課程設計說明書。
第2章功能分解
完成包裝機推包機構（見圖33）的相關工藝，需實現下列運動功能要求：
(1) 推頭為了實現a、b、c或d、e間的往復運動，需要設計乙個滑塊導桿機構或者乙個搖桿滑塊機構或者是乙個凸輪導桿機構。
(2) 為了實現推頭由a向b平動，以及c向d的下降運動，以及e向a的上公升運動的上下往復運動，需要設計乙個凸輪機構。
第三章機構設計
3.1 機構選型
實現改推包機構可以使用偏置滑塊機構、往復移動凸輪機構、盤形凸輪機構、導桿機構、凸輪機構機構、雙凸輪機構、搖桿機構滑塊機構及組合機構。分別選擇相應的機構以實現各項運動功能，見下表。
3.2 機構最終成型與凸輪設計
各部分機構的運動要求協調配合，可以採用集中驅動，由電動機通過皮帶減速後帶動減速器，再由減速器主軸帶動其他軸從而驅動各機構。
圖二最終成型設計圖
說明：1—電動機、2—v帶傳動、3—圓柱凸輪、
4—盤型凸輪、5—彈簧（未註明型號）、
6—包裝機工作檯面、7—推物品的推頭、
8—物品運輸帶、9—待包裝物品
運動注釋：（此處的abcde，均是圖一上面的注釋）
a.當被包裝物品放置在推頭的a處時，電動機帶到傳動軸，傳動軸帶動凸輪3轉動，使滑輪8順著凸輪3的外面輪廓進行上公升運動，從而使物品由a處運動到b處，同時，凸輪2的運動要求使導桿7做水平直線運動。
b.當推頭6由b處返回a處時，滑輪8由凸輪3的最高點向最低點運動，從而使推頭6順利完成返回。同時，利用凸輪2表面的特定的形狀，使推頭6能夠完成由c處向d處的下降運動，以及由e處向a處運動的上公升運動。
c.當推頭6回到a處時，就能繼續下乙個推物品的迴圈運動。從而實現預設的推頭6運動路線。
d.由於推頭6回到a處時，就能繼續下乙個推物品的迴圈運動。從而實現預設的推頭6運動路線。
e.利用彈簧力，使推桿與凸輪保持良好的接觸。
凸輪設計示意圖：（盤型凸輪）
圖三盤型凸輪示意圖
第四章其他推包機構的設計方案
方案一：（呂獻周設計）雙凸輪機構與搖桿滑塊機構的組合。
1工作台 2物體 3推頭 4導桿 5盤形凸輪
6 搖桿 7減速器 8 電動機 9 導桿
圖3.1導桿機構與凸輪機構的組合機構
4.1.1自由度的分析
機構中經計算得自由度f=1,該機構有乙個主動件，所以該機構可以正常運轉。
4.1.2 總體功能分析
由運動簡圖可知此機構可分解為兩個運動，凸輪機構控制運輸爪的公升降，導桿機構控制往復運動，倆者的配合及凸輪的設計可以達到abcde的軌跡。如圖3.1中1、2為主動件，2、3、4和5的導桿機構，可以完成a、b、c間或c、d間的往復運動，1的凸輪與4機構的平底接觸，可以使整個4機構上下往復運動，從而有abc與cd間的高度差，通過設計凸輪的引數，配合導桿機構完成整個abcde的運動軌跡。
下面將倆個機構按功能分開分析：
功能一導杆機構——實現a、b、c或d、e間的往復運動
此處導桿機構中ab=350 mm，為輸送爪的輸送距離l，oe為搖桿，bc為導杆,長為s=750 mm。
（1）設計簡圖
圖 3.2 導桿機構設計圖
（2）設計推導公式， ，
，，由上述式得：
由計算得主動件2的安裝位置，和cd的高。
功能二凸輪機構——實現4機構的上下往復運動
（1） 設計簡圖
圖 3.3（a） 凸輪機構設計圖
設計說明
由設計需求知，此軌跡需近似矩形，abc段和de段（圖1.1）的直線往復，需將凸輪此時的輪廓設計為圓弧，
由圖 3.3 可知 ,圓弧為輸送機構軌跡的abc段（圖1.1）作支撐，所以為圓弧， 圓弧段為其軌跡的de（圖1.1）段作支撐，也為圓弧，讓運動變的平穩很多。
（2）運動過程
（b）（c）（d） 當推桿4從接觸c`點，轉過角度207°到達，經過r=100的基圓圓弧，此過程推桿4沒有上下運動（靜止或者平動）（見圖（b））；當推桿4接觸轉過61.5°到達，推桿4實現推程運動（見圖（c））；由轉過30°到達，推桿4實現遠休（見圖（d））；
功能三曲柄滑塊導桿
圖 3.4 導桿機構
在圖3.4 導桿機構中，已知曲柄的長度、轉角、等角速度及中心距，我們來分析下導杆的轉角、角速度和角加速度，以及滑塊在導桿上的位置s、滑動速度及加速度。
方案二：（黃穎姬設計）
4.1.3設定包裝機傳送系統機構圖
由電動機提供動力，物品經傳送帶運至推包機構，再經另一條傳送帶傳送至包裝工作台，終成產品。
4.1.4包推機構設計
用偏置滑塊機構與凸輪機構的組合機構，偏置滑塊機構與往復移動凸輪機構的組合，見圖3-1-4。在此方案中，偏置滑塊機構可實現行程較大的往復直線運動，且具有急回特性，同時利用往復移動凸輪來實現推頭的小行程低頭運動的要求，這時需要對心曲柄滑塊機構將轉動變換為移動凸輪的往復直線運動 。
圖3-1-4
裝置a： 由構件搖桿機構、滑塊機構組成，當被包裝物品放置在推頭的a處時，原動件帶動傳動軸，傳動軸帶動搖桿轉動，由此經連線帶動滑塊做前後運動，實現推頭前進、後退的往復動作。最終使物品由a處運動到b處再返回a處。
裝置b： 利用凸輪特定的形狀，從而使導桿上下運動，實現推頭的上下往復運動，使推頭能完成由c處向d處的下降運動，以及由e處向a處運動的上公升運動
4.1.5包裝工作台機構設計
第五章推包機構設計方案的評定與選擇
方案一導杆機構與凸輪機構的組合機構相對於其它的設計機構顯的簡單的多，採用平底從動件，多數平底與其速度方向垂直，因此受力情況好，傳動效率高，與凸輪接觸面間易形成鍥形油膜，易潤滑，結構維護簡單、體積小，重量輕，但不能與內凹或直線輪廓工作，且平底不能太長。多用於高速小型凸輪機構。該設計若l過大則機身過高，對於l較小是比較好的設計—選擇為本次最好的設計方案。
方案二由於偏置搖桿的特性，使機構獲得急回動運動，使得對零件的強度要求提高；並且由於構件4、5為主要支撐構件，l的長度設計也受到相應限制，載荷量小，否則容易出現永久性損壞；同時，由於構件5、6的約束，導致機構尺寸變大，整體機構靈活調整型下降。
方案三該方案採用的是盤型凸輪、圓柱凸輪及導杆機構的組合。兩個凸輪都是通過適當地設計凸輪的輪廓曲線，從而實現各種預定的運動規律，並且結構簡單、緊湊。但是，凸輪輪廓線與從動件間為點線接觸，易磨損，承載能力低，並且，凸輪輪廓加工較困難。
採用兩個凸輪，沒有急回特性，機構連貫性好。
綜合此次設計要求和尺寸要求，經過討論一致覺得圖方案一的機構設計在此設計中較為合理，所以選取方案一。
第6章推包設計方案的最終簡圖
經計算得自由度f=1，該機構有乙個主動件，多以該機構可以正常運轉。
運動迴圈圖：
第七章心得體會
通過這次課程設計，我學到了很多，大體可歸為以下幾點：
一、溫故而知新。課程設計剛開始的時候，雖然說已經而且是剛剛學過《機械原理》，但依然是思緒全無，舉步維艱。只是生硬而且是不完整地記憶書本理論知識學習讓我無從下手。
於是重新拾起剛剛放下的《機械原理》及《機械原理課程設計指導書》，真正用心去思考，去領悟，去討論總結，終於有所收穫，不僅讓書本的重點知識記憶更加深刻，同時又領悟到諸多平時學習得難點，掌握了該課程的思維方式，找到了設計的靈感。
二、持之以恆。這次課程設計難度比較大，尤其是設計初段。於是，好幾次都想就此放棄。但經過思考還是冷靜低堅持下來，再多的挫折，堅持下來了就是勝利。
三、從失敗中學習。失敗不要緊，重要的是善於從失敗中發現問題，找到對策，總結出經驗，這樣才能保證下次的成功。用一顆持之以恆的心做到屢敗屢戰；用一顆善於學習的心避免屢戰屢敗。
四、精益求精。如果沒有課程設計，那我們將僅僅滿足於課程本身的考核高分，而不去思考我們是否真正掌握了這些知識，是否能靈活運用這些知識。這次課程設計無疑給了我們一次自我檢驗的平台，去試試自己的身手，發現了不足，及時去提高。
同時，在設計過程中，雖然已經設計出
一、兩種方案，但經過比較、思考、討論又會發現更好的方案。堅信，精益求精，沒有最好，只有更好。
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