1、 机机机机械械械械原原原原理理理理课课课课程程程程设设设设计计计计说说说说明明明明书书书书 课程名称： 机械原理 设计题目： 产品包装生产线（方案一） 院 系： 机电学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 2013 年 7 月 1 日至 7 月 7 日 一、功能描述一、功能描述 图中所示，输送线 1 上为小包装产品，其尺寸为长宽高=600200200。采取步 进式输送方式，将小包装产品送至 A 处（自由下落），达到 2 包时，被送到下一个工位 进行包装。原动机转速为 1430rpm，产品输送数量分三档调节，每分钟向下一工位可以分 别输送 14，22，30 件小包装产品。
2、 图 1 产品包装生产线（方案一）功能简图 二、二、工艺动作分析工艺动作分析 由设计题目可以看出，推动产品在输送线 1 上运动的是执行构件 1-送物台，在 A 处把产品推到下一工位的是执行构件 2-推物台，这两个执行构件的运动协调关系如图 2 所示。 执行构件 运 动 情 况 送物台 进 退 进 退 推物台 停 止 进 退 图 2 生产包装线方案 1 运动循环图 从图中可以看出，送物台采用步进方式进行送物，当送物台前进时，推动产品前进， 后退时，产品静止。当送物台第二次后退时，送物台已经将两包产品送到了推物台上， 此时，在送物台再次后退时，推物台开始前进，将产品推向下一个工位。这样，送物台 连
3、续进退两次，推物台推物一次。 三、三、运动功能分析运动功能分析 1、原动机及其运动形式分析 在工厂车间应用的设备绝大多数是以电动机作为原动机，它具有连续回转的特点。 n=1430r/min 由题意知，电动机的转速为 1430r/min,因此，包装线的原动机运动功能单元表达符号如 图 3 所示。 2、过载保护及其运动分析 为了避免机床受损，通常在原动机与机床传动部分添加过载保护，设计中采用皮带 传动机构来实现过载保护，同时降低转速。其表达符号如图 4 所示。 3、变速机构及其运动形式分析 由题目知机床的速度输出有三个档位， 所以需要有级变速， 以达到速度选择的目的， 通常采用滑移齿轮组来实现有级
4、变速。其表达符号如图 5 所示。 图 5 有级变速运动功能单元 4、机械传动部分机器运动形式分析 根据产品传送机构的功能描述，机构每分钟输出的转速很小，所以需要减速装置来 进行减速。有与齿轮具有设计简单、占空间小等优点，所以本次选择定轴齿轮机构进行 来实现减速。由于由原动机到输出机构之间的传动比比较大，所以需要两对齿轮才能达 到满足要求的转速。其表达符号如图 5 所示。 图 6 减速运动功能单元 图 3 原动机的运动功能单元 图 4 过载保护部分的运动功能单元 5、运动分支及其分析 原动机只提供了一个驱动，而执行机构要完成送物与推物两个动作。为此，在机械 传动功能单元之后加一个运动分支功能单元
5、，把一个输入运动分成两个输出运动。而且 由功能描述知，两个运动方向相互垂直。所以选择圆柱齿轮和圆锥齿轮输出，得到连个 相互垂直的运动输出。其运动功能单元表达符号如图 7 所示。 图 7 运动分支功能单元 6、送物台及其运动形式分析 由功能描述知，推物台要实现步进运动，所以要将输出的单向定轴转动转化为步进 式运动，采用六杆步进机构来实现，其原理实际上是将单向定轴转动转化成双向定轴摆 动，进而实现双向移动。其运动功能单元表达符号如图 8 所示。 图 8 步进运动功能单元 六杆步进机构简图 7、推物台及其运动形式分析 由于推物台的速度是送物台速度的一半，所以分速之后首先要用一对定轴减速齿轮 将推物台
6、的速度降到一半。其运动功能单元表达符号如图 9 所示。 i=2 图 9 推物台减速功能单元 由功能描述知，推物台要间歇实现运动，所以需要用间歇机构来将输出的单向定轴 旋转运动转化为间歇摆动。本设计采用槽轮机构来实现间歇性运动的转化。其运动功能 单元表达符号如图 10 所示。 图 10 间歇性运动功能单元 之后，由于间歇性运动每次转过的角度较小，而推物台所需输出的行程较大, 所以 需要通过放大功能单元放大间歇运动角，从而增大输出行程，用齿轮实现。其运动功能 单元表达符号如图 11 所示。然后再将单向转动转化为双向滑动输出，其运动功能单元表 达符号如图 12 所示。 图 11 放大运动功能单元 图 12 输出运动功能单元 综上分析，绘制出产品包装线的运动功能系统图如下图 13 所示： 图 13 产品包装线运动功能系统图 四四、机械系统运动方案拟定机械系统运动方案拟定 由上述分析，把图 12 产品包装线运动功能系统图中的各个运动功能单元的代替
