harbin institute of technology
機械原理課程設計說明書
課程名稱： 機械原理課程設計
設計題目：產品包裝生產線（方案2）
院系： 機電電學院
班級： 1208106
設計者： 張文奇
學號： 1120810610
指導教師： 劉福利
設計時間： 2023年 6月23日— 6月26日
1.設計課題概述
如圖1所示，輸送線1上為小包裝產品，其尺寸為長×寬×高=600×200×200，採取步進式輸送方式，小包裝產品送至a處（自由下落）達到3包時，被送到下乙個工位進行包裝。原動機轉速為1430rpm，產品輸送數量分三檔可調，每分鐘向下一工位分別輸送12、21、30件小包裝產品。
圖1產品包裝生產線（方案2）功能簡圖
2.設計課題工藝分析
由設計題目和圖1可以看出，推動產品在輸送線1上運動的是執行構件1，在a處把產品推向下一工位的是執行構件2，這兩個執行構件的運動協調關係如圖2所示。
圖2產品包裝生產線（方案2）運動迴圈圖
圖2中是執行構件1的工作週期，是執行構件2 的工作週期，是執行構件2的動作週期。由題可以看出，執行構件1是作連續往復運動，執行構件2是間歇運動，執行構件2的工作週期是執行構件1的工作週期的3倍，執行構件2的動作週期則只有執行構件1的工作週期的四分之三左右，所以，執行構件2大多數時間是在停歇狀態。
3.設計課題運動功能分析
根據前面的分析可知，驅動執行構件1工作的執行機構應該具有運動功能如圖3所示。該運動功能把乙個連續的單向轉動轉換為連續的往復移動，主動件每轉動一周，從動件（執行構件1）往復運動一次，主動件的轉速分別為12、21、30rpm。
圖3 執行機構1的運動功能
由於電動機轉速為1430rpm，為了在執行機構1的主動件上分別得到12、21、30rpm的轉速，則由電動機到執行機構1之間的傳動比有3種分別為：
= = 119.167
= = 68.095
= =47.667
總傳動比由定傳動比與變傳動比組成，即：==
= 三種傳動比中最大，最小。由於定傳動比是常數，因此3種傳動比中最大，最小。若採用滑移齒輪變速，其最大傳動比最好不要大於4，即：
=4於是定傳動比為：
== = 29.792
故變傳動比的其他值為：
== = 2.286
== = 1.600
於是，傳動系統的有級變速功能單元如圖4：
圖4有級變速運動功能單元
為保證系統過載時不至於損壞，在電動機和傳動系統之間加乙個過載保護環節。過載保護運動功能單元可採用帶傳動實現，這樣，該運動功能單元不僅具有過載保護能力，還具有減速功能，如圖5所示。
i = 2.5
圖5過載保護運動功能單元
整個傳動系統僅靠過載保護功能單元的減速功能不能實現全部定傳動比，因此，在傳動系統中還要另加減速運動功能單元，減速比為
i = =11.9167
減速運動功能單元如圖6所示。
圖6 減速運動功能單元
根據上述運動功能分析，可以得到實現執行構件1運動的功能系統圖，如圖7所示。
圖7實現執行構件1運動的運動功能系統圖
為了使用同一原動機驅動執行構件2，應該在圖7所示的運動功能系統圖加上一運動分支功能單元，使其能夠驅動分支執行構件2，該運動分支功能單元如圖8所示。
圖8 運動分支功能單元
由於執行構件2的工作週期是執行構件1的工作週期的3倍，也就是說，運動分支在驅動構件2之前應該減速，使其轉速等於執行構件1的三分之一，由於執行構件2與執行構件1的運動平面相互垂直，因此，該減速運動功能單元如圖9所示。
i=3圖9減速運動功能單元
由於執行構件2是間歇運動，且由圖2可以看出執行構件2的間歇時間是其工作週期的四分之三，也就是說其運動時間是其工作週期的四分之一。因此，間歇運動功能單元的運動係數為
間歇運動功能單元如圖10所示。
圖10 間歇運動功能單元
由於執行構件2的動作週期是執行構件1的工作週期的四分之三左右，因此，驅動執行構件2的驅動機構2的主動件的轉速應該是驅動執行構件1的驅動機構1 的主動件的轉速的左右。所以，間歇運動功能的運動應經過增速運動功能單元增速，如圖11所示。
圖11 增速運動功能單元增速
增速運動單元輸出的運動驅動執行機構2實現執行機構2的運動功能。由於執行構件2作往復直線運動，因此，執行機構2的運動功能是把連續轉動轉換為往復直線運動，如圖12所示。
圖12 執行機構2的運動功能單元
根據上述分析，可以畫出整個系統的運動功能系統圖，如圖13所示。
1430rpmi= 2.5 i = 4, 2.286，1.600i = 11.9167
圖13 產品包裝生產線（方案2）的運動功能系統圖
4.設計課題運動方案擬定
根據圖13所示的運動功能系統圖,選擇適當的機構替代運動功能系統圖中的各個運動功能單元,便可擬定出機械系統運動方案。
圖13中的運動功能單元1是原動機。根據產品包裝生產線的工作要求，可以選擇電動機作為原動機。如圖14所示。
1430rpm
1圖14電動機替代運動功能單元1
圖13中的運動功能單元2是過載保護單元兼具減速功能，可以選擇帶傳動實現，如圖15所示。
2圖15 帶傳動替代運動功能單元2
圖13中的運動功能單元3是有級變速功能單元，可以選擇滑移齒輪變速傳動替代，如圖16所示。
圖16滑移齒輪變速替代運動功能單元3
圖13中的運動功能單元4是減速功能，可以選擇2級齒輪傳動代替，如圖17所示。
圖17 2級齒輪傳動替代運動功能單元4
圖13中的運動功能單元6將連續傳動轉換為往復擺動，可以選擇導桿滑塊機構替代，如圖18所示。
圖18導桿滑塊機構替代運動功能單元6
圖13中的運動功能單元7是運動傳遞方向轉換功能和減速運動功能單元，可以用圓錐齒輪傳動替代，如圖19所示。
i = 3
圖19圓錐齒輪傳動替代減速運動功能單元7
圖13中運動功能單元5是運動分支功能單元，可以用圓錐齒輪傳動的主動輪與導桿滑塊機構的曲柄固聯替代，如圖20所示。
圖20 2個運動功能單元的主動件固聯替代運動功能單元5
圖13中運動功能單元8是把連續轉動轉換為間歇轉動的運動功能單元，可以用槽輪機構替代。該運動功能單元的運動係數為
由槽輪機構運動係數的計算公式有：
式中，z——槽輪的徑向槽數。
則，槽輪的徑向槽數為：
該槽輪機構如圖21所示。
圖21用槽輪機構替代運動功能單元8
圖13中的運動功能單元9是增速運動功能單元，可以圓柱齒輪傳動代替，如圖22所示。
圖22 用圓柱齒輪傳動替代運動功能單元9
圖13中運動功能單元10是把連續轉動轉換為連續往復移動的運動功能單元，可以用曲柄滑塊機構替代，如圖23所示。
圖23用曲柄滑塊機構替代運動功能單元10
根據上述分析，按照圖13各個運動單元連線順序把個運動功能單元的替代機構一次連線便形成了產品包裝生產線（方案2）的運動方案簡圖，如圖24所示。
（a）圖24 產品包裝生產線（方案2）的運動方案簡圖
5. 設計課題運動方案設計
1） 執行機構1的設計
執行機構1驅動執行構件l運動，由圖24可知，執行機構1由曲柄15，滑塊18，導桿19，連桿20和滑枕21組成。其中大滑塊的行程h=480mm,現對機構進行引數計算。
該機構具有急回特性，在導桿19與曲柄15的軌跡圓相切時候，從動件處於兩個極限位置，此時導桿的末端分別位於c1和c2位置。取定c1c2的長度，使其滿足：
利用平行四邊形的特點，由下圖可知滑塊移動的距離e1e2= c1c2=h，這樣就利用了機構急回運動特性，使滑塊移動了指定的位移。
設極位夾角為θ，顯然導桿19的擺角就是θ，取機構的行程速比係數k=1.4，由此可得極位夾角和導桿19的長度。
機械原理試卷二
一 填空題 30分 每空1分 1.兩個做平面平行運動的構件之間為接觸的運動副稱為低副，它有個約束 而為或接觸的運動副稱為高副，它有個約束。2.迴轉構件靜平衡的條件是動平衡的條件是 3.當兩構件的相對運動為牽連運動為時，兩構件的重合點之間將有哥氏加速度。哥氏加速度的大小為方向與的方向一致。4.在對心直...
哈工大機械原理課程設計 產品包裝線設計 方案7
harbin institute of technology 課程設計說明書 哈爾濱工業大學 威海 如圖1所示，輸送線1上為小包裝產品，其尺寸為長 寬 高 600 200 200，採取步進式輸送方式，送第一包產品至托盤a上 托盤a上平面與輸送線1的上平面同高 後，托盤a下降200mm，第二包產品送到...
機械原理課程設計包裝機包裝機構設計說明書
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...