畢業(yè)設(shè)計(jì)--魚塘自動加料機(jī)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　魚塘自動加料機(jī)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械制造與自動化09-24-2班 </p><p>　　定稿日期：2024年11月20日</p><p>　　工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　

2、　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線運(yùn)動的轉(zhuǎn)換，并可實(shí)現(xiàn)急回特性，在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，如沖床、剪床、沖壓機(jī)械、慣性篩、內(nèi)燃機(jī)和自動送料機(jī)等。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化而成，當(dāng)桿4無限長，桿3換為滑塊時(shí)，桿1作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，滑塊3作直線往復(fù)運(yùn)動。對于曲柄滑塊的設(shè)計(jì)，主要對曲柄與連桿長度、直徑等參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算及滑塊尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：曲柄；連接；</p><p&

3、gt;<b>　　Abstract</b></p><p>　　The crank a spin sports organizations can be finished with the line of sports, and to achieve quality in a mechanical device used in very broad, such as bed and rush

4、ed out of bed, the ram mechanical and inertia screening, gas engine, etc. and the automatic 。The crank a body of the crank rockers organization evolved, When the four great length. 3 for sliders, Pole 1, the slider to ro

5、tate for a straight line. three clearing 。For the crank a design, with a length of the crank, and the design parame</p><p>　　Key Word: The crank; Connection; </p><p><b>　　目 錄</b><

6、;/p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第 1 章 引言1</p><p>　　1.1 自動加料機(jī)簡介1</p><p>　　第 2 章 平面連桿機(jī)構(gòu)的簡介2</p><p>　　2.1 平面連桿機(jī)

7、構(gòu)的定義2</p><p>　　2.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)2</p><p>　　2.3 平面四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式2</p><p>　　2.4 平面四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用3</p><p>　　2.5 平面四桿機(jī)構(gòu)的演化5</p><p>　　2.5.1 擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副，使轉(zhuǎn)動副變成移動副6</p&g

8、t;<p>　　第 3 章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡介8</p><p>　　3.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的定義8</p><p>　　3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的特性及應(yīng)用8</p><p>　　3.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的分類8</p><p>　　3.4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)特性9</p><p>　　3.4.

9、1 曲柄滑塊的動力學(xué)特性9</p><p>　　3.4.2 曲柄滑塊的運(yùn)動學(xué)特性11</p><p>　　第 4 章 自動加料機(jī)的總體設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 自動加料機(jī)的組成及各部分關(guān)系概述14</p><p>　　4.1.1 執(zhí)行部分14</p><p>　　4.1.2 驅(qū)動部分14<

10、/p><p>　　4.1.3 輔助部分14</p><p>　　4.2 自動加料機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析14</p><p>　　4.2.1 設(shè)計(jì)要求14</p><p>　　4.2.2 總體方案擬定15</p><p>　　4.2.3 受力分析19</p><p>　　4.2.4 對曲柄

11、及連桿進(jìn)行強(qiáng)度校核20</p><p>　　4.2.5 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的具體尺寸21</p><p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p>&

12、lt;b>　　引言</b></p><p><b>　　自動加料機(jī)簡介</b></p><p>　　自動加料機(jī)可代替人從事不斷重復(fù)的簡單工作，在沒有人參與或有很少人工參與的情況下完成單調(diào)、頻繁的工作。本臺自動加料機(jī)由電動機(jī)經(jīng)蝸輪蝸桿減速器減速后帶動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動，當(dāng)曲柄作圓周運(yùn)動時(shí)，滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動。當(dāng)滑塊回程，到達(dá)回程極限位置時(shí)，物料由料箱出口

13、進(jìn)入滑槽，滑塊再次進(jìn)程，推動物料，從而實(shí)現(xiàn)自動加料。本臺自動加料機(jī)用于魚塘自動加料，為使加料均勻，還需增加一臺甩料機(jī)作為輔助裝置。</p><p><b>　　平面連桿機(jī)構(gòu)的簡介</b></p><p><b>　　平面連桿機(jī)構(gòu)的定義</b></p><p>　　平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動副、移動副）連接組成的平

14、面機(jī)構(gòu)，又稱平面低副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的 運(yùn)動形式多樣，可以實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動規(guī)律或運(yùn)動軌跡；低副以圓柱面或平面相接觸，承載能力高，耐磨損，制造簡便，易于獲得較高的制造精度。因此，平面連桿機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械、儀器中獲得了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　平面連桿機(jī)構(gòu)是由一些剛性構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副和移動副相互聯(lián)接而組成的在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。使用平面連桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)一些較為復(fù)雜的平面運(yùn)動。因此，平面連桿機(jī)構(gòu)

15、是應(yīng)用最早也是應(yīng)用很廣泛的機(jī)構(gòu)。在各種原動機(jī)、工作機(jī)和操作裝置中，特別是在紡織機(jī)、印刷機(jī)等各種輕工業(yè)機(jī)械中，都采用了不同的平面連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　平面連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)件形狀是多種多樣的，但大多為桿狀的，最常用的是四根桿，也就是四個(gè)構(gòu)件組成的平面四桿機(jī)構(gòu)，它的各構(gòu)件互相作平面的相對移動。</p><p>　　平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　平面連桿機(jī)

16、構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和儀表中，其主要優(yōu)點(diǎn)有：</p><p>　　(1) 平面連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副都是低副，組成運(yùn)動副的兩構(gòu)件之間為面接觸，因而承受的壓強(qiáng)小，便于潤滑，磨損較輕，可以承受較大的載荷；</p><p>　　(2) 構(gòu)件形狀簡單，加工方便，構(gòu)件之間的接觸是由構(gòu)件本身的幾何約束來保持的，所以構(gòu)件工作可靠；</p><p>　　(3) 在原動件等速連續(xù)運(yùn)動的條

17、件下，當(dāng)各構(gòu)件的相對長度不同時(shí)，可使從動件實(shí)現(xiàn)多種形式的運(yùn)動，滿足多種運(yùn)動規(guī)律的要求；</p><p>　　(4) 利用平面連桿機(jī)構(gòu)中的連桿可滿足多種運(yùn)動軌跡的要求。</p><p>　　平面連桿機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)有：</p><p>　　(1) 根據(jù)從動件所需要的運(yùn)動規(guī)律或軌跡來設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，而且精度不高；</p><p>　　(2)

18、連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的慣性力難以平衡，所以不適用于高速的場合。</p><p>　　平面四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　在平面連桿機(jī)構(gòu)中，廣泛應(yīng)用四桿機(jī)構(gòu)，只有在實(shí)現(xiàn)某些特殊要求時(shí)才用多桿機(jī)構(gòu)，大多數(shù)多桿機(jī)構(gòu)均可由四桿機(jī)構(gòu)演化而成。因此四桿機(jī)構(gòu)是平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式。</p><p>　　最基本的四桿機(jī)構(gòu)是具有四個(gè)轉(zhuǎn)動副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，如圖所示為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

19、的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　它由四根桿狀的構(gòu)件，分別用鉸鏈聯(lián)接而成。桿4是固定不動的，稱為機(jī)架。不與機(jī)架直接聯(lián)接的桿2，稱為連桿。桿1和桿3稱為連架桿。</p><p>　　如果桿1或桿3能繞鉸鏈A或D作整周的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，則桿1或桿3被稱為曲柄，如果不能做旋轉(zhuǎn)，而只能來回?cái)[動一個(gè)角度，則此桿被稱為搖桿。</p><p>　　由于四桿機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)連架桿，可以有一個(gè)

20、是曲柄，而另一個(gè)是搖桿；也可以兩個(gè)都是曲柄或都是搖桿，因此四桿機(jī)構(gòu)按照連架桿中是否有曲柄存在，會出現(xiàn)以下三種基本形式：</p><p>　?。?） 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)——在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿中的一個(gè)桿為曲柄，另一個(gè)為搖桿，則稱之為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?） 雙曲柄機(jī)構(gòu)——在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿均為曲柄，則稱之為雙曲柄機(jī)構(gòu)。當(dāng)兩曲柄的長度相等且平行時(shí)，稱為平行雙曲

21、柄機(jī)構(gòu)。若雙曲柄機(jī)構(gòu)的對邊桿長都相等，但互不平行，則稱為反向雙曲柄機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?） 雙搖桿機(jī)構(gòu)——在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿均為搖桿，則稱之為雙搖桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　平面四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用</p><p><b>　　曲柄搖桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　曲柄搖桿機(jī)構(gòu)能將主動件的

22、整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成搖桿的往返擺動同，也可以使搖桿的擺動轉(zhuǎn)換為整周的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛，如在牛頭刨床、剪刀機(jī)、破碎機(jī)、攪拌機(jī)、雷達(dá)設(shè)備等方面都得到應(yīng)用，且可連續(xù)地工作。</p><p>　?。?） 不等雙曲柄機(jī)構(gòu)</p><p>　　當(dāng)主動曲柄AB轉(zhuǎn)過180°時(shí)，從動曲柄轉(zhuǎn)過φ1角度，AB再轉(zhuǎn)180°時(shí)，CD轉(zhuǎn)過φ2角。很明顯φ1>φ2，

23、所以當(dāng)主動曲柄作等速轉(zhuǎn)動時(shí)，從動曲柄作變速運(yùn)動。利用這一特點(diǎn)，可以做成慣性篩，使篩子作變速往復(fù)運(yùn)動。</p><p>　　（3） 平行雙曲柄機(jī)構(gòu)</p><p>　　兩曲柄的長度相等且平行，四桿組成平行四邊形，因此兩曲柄轉(zhuǎn)向一致，且轉(zhuǎn)速相等。由于主動曲柄AB轉(zhuǎn)動一周，從動曲柄CD將會出現(xiàn)兩次與連桿BC共線位置，這樣會造成從動曲柄CD轉(zhuǎn)向不確定現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^增大慣性進(jìn)行導(dǎo)向。這種機(jī)構(gòu)在機(jī)車上

24、應(yīng)用較多。</p><p>　?。?） 反向雙曲柄機(jī)構(gòu)</p><p>　　雙邊桿相等，但不平行，兩曲柄的轉(zhuǎn)向相反，且角速度不相等。這一特點(diǎn)，可以應(yīng)用到需要作反相運(yùn)動的機(jī)械裝置上去。例如，雙扇門的啟閉裝置使用該機(jī)構(gòu)，就可保證兩扇門能同時(shí)關(guān)閉和開啟。</p><p><b>　?。?） 雙搖桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>

25、　　兩搖桿的擺動最大角度發(fā)生在：</p><p>　　a、連桿與搖桿已拉成一條直線</p><p>　　b、搖桿與連桿已重疊成一條直線</p><p>　　上述極限位置之間的夾角為搖桿擺動的最大角度，如、。一般情況下，這種擺角不等的特點(diǎn)能滿足汽車、拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的需要。</p><p><b>　　平面四桿機(jī)構(gòu)的演化</b&g

26、t;</p><p>　　一般生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用著各種四桿機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)雖然具有不同的外形和構(gòu)造，但都具有相同的運(yùn)動特性，或一定的內(nèi)在聯(lián)系，并且都可看作是從鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來的。揭示各種平面四桿機(jī)構(gòu)間的內(nèi)在聯(lián)系，可為其分析和設(shè)計(jì)提供很大的方便。</p><p>　　擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副，使轉(zhuǎn)動副變成移動副</p><p>　　圖2-1a所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，桿1為曲柄，桿3為搖

27、桿，現(xiàn)把桿4作成環(huán)形槽，槽的中心在D點(diǎn)，而把桿3作成弧形滑塊，與環(huán)形槽相配合，如圖2-1b</p><p>　　所示。由于桿3僅在環(huán)形槽的一部分中運(yùn)動，因此可將環(huán)形槽的多余部分除去，如圖2-1c所示。圖2-1a、b、c所示的機(jī)構(gòu)中，盡管轉(zhuǎn)動副D的形狀發(fā)生了變化，但其相對運(yùn)動性質(zhì)卻完全相同。如果再將環(huán)形槽的半徑增加到無窮大，轉(zhuǎn)動副D的中心移到無窮遠(yuǎn)處，則環(huán)形槽變成了直槽，而轉(zhuǎn)動副變成了移動副（圖2-1d），機(jī)構(gòu)演化

28、成偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。圖中e為曲柄中心A至直槽中心線的垂直距離，稱為偏距。當(dāng)e≠0時(shí)，稱為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；當(dāng)e=0時(shí)，稱為對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（圖2-2a）。因此可以認(rèn)為，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是從曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化來的。</p><p>　　同樣將轉(zhuǎn)動副C的半徑擴(kuò)大，使其超過桿2的長度，將桿2改成滑塊在環(huán)形槽3內(nèi)繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動（圖2-2b），此時(shí)各構(gòu)件的相對運(yùn)動都沒有發(fā)生變化。將轉(zhuǎn)動副C的中心移到無窮遠(yuǎn)處，環(huán)形槽變成直槽，得到了移

29、動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（圖2-2c）。若將圖2-2a中對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動副B的半徑擴(kuò)大，使之超過桿1的長度，桿1變成了圓盤1，則對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)演化成偏心輪機(jī)構(gòu)（圖2-2d）。</p><p>　　圖2-1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的演化</p><p>　　圖2-2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化</p><p>　　如圖2-3所示，若曲柄AB為主動件，作連續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，則滑塊C作往復(fù)直線運(yùn)動。反之，

30、若滑塊C為主動件作直線運(yùn)動，則曲柄AB則作連續(xù)的轉(zhuǎn)動。該機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械中應(yīng)用很廣泛。</p><p>　　圖2-3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡介</b></p><p><b>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的定義</b></p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式,由

31、若干剛性構(gòu)件用低副(回轉(zhuǎn)副、移動副)聯(lián)接而成的一種機(jī)構(gòu)。是由曲柄（或曲軸、偏心輪）、連桿、滑塊通過移動副和轉(zhuǎn)動副組成的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的特性及應(yīng)用</p><p>　　常用于將曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動;或者將滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動特性分析是當(dāng)已知各構(gòu)件尺寸參數(shù)、位置參數(shù)和原動件運(yùn)動規(guī)律時(shí),研究機(jī)構(gòu)其余構(gòu)件上各點(diǎn)的

32、軌跡、位移、速度、加速度等,從而評價(jià)機(jī)構(gòu)是否滿足工作性能要求,機(jī)構(gòu)是否發(fā)生運(yùn)動干涉等。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動副為低副,各元件間為面接觸,構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡單,加工方便,易于得到較高的制造精度等優(yōu)點(diǎn),因而在包括煤礦機(jī)械在內(nèi)的各類機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，如自動送料機(jī)構(gòu)、沖床、內(nèi)燃機(jī)空氣壓縮機(jī)等。</p><p><b>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的分類</b></p><p&

33、gt;　　根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其分成3大類：對心曲柄滑塊、偏置曲柄滑塊、偏心輪機(jī)構(gòu)。</p><p>　　圖3-1對心曲柄滑塊</p><p>　　圖3-2偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　圖3-3偏心輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)特性</p><p>　

34、　曲柄滑塊的動力學(xué)特性</p><p>　　圖3-4曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　上圖為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析示意圖</p><p>　　從曲柄r傳遞到連桿L上的力Fc與滑塊發(fā)出的壓力F，之間，存在如下關(guān)系：</p><p><b>　　3-1</b></p><p>　　曲柄頸A處，沿半徑方

35、向的力Fr和Fc的關(guān)系為：</p><p><b>　　3-2</b></p><p>　　將上2式聯(lián)立，可得到：</p><p><b>　　3-3</b></p><p>　　曲柄頸沿r方向承受與Fr力大小相等的壓力。曲柄頸沿圓周方向所受切向力FT與半徑r的乘積，就是轉(zhuǎn)矩T。</p>

36、<p><b>　　3-4</b></p><p><b>　　根據(jù)上圖可得：</b></p><p><b>　　3-5</b></p><p>　　將（3-1）、（3-4）代入（3-5）式，則</p><p><b>　　3-6</b>&

37、lt;/p><p><b>　　從上式求出F</b></p><p><b>　　3-7</b></p><p>　　一般曲柄連桿機(jī)構(gòu)L>4r，所以，可將L看成比r大很多，即L》r，這時(shí)，角趨近于零。則上式可以寫成：</p><p><b>　　3-8</b></p&g

38、t;<p>　　按平面幾何的勾股定理，可以導(dǎo)出，將上式代入，則得：</p><p><b>　　3-9</b></p><p>　　曲柄滑塊的運(yùn)動學(xué)特性</p><p><b>　　圖3-5</b></p><p>　　取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸水平向右。在任意瞬時(shí)t，機(jī)構(gòu)的位置如圖。&l

39、t;/p><p>　　可以假設(shè)C點(diǎn)的矢徑為：</p><p><b>　　3-10</b></p><p>　　C點(diǎn)的坐標(biāo)為其矢徑在坐標(biāo)軸上的投影：</p><p><b>　　3-11</b></p><p><b>　　3-12</b></p>

40、;<p><b>　　根據(jù)圖形可知：</b></p><p><b>　　3-13</b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　3-14</b></p><p>　　式中，是曲柄長與連桿長之比。將上式休入X

41、的表達(dá)式中，并考慮到</p><p>　　，就得到了滑塊的運(yùn)動方程：</p><p><b>　　3-15</b></p><p>　　圖3-6曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　如圖3-6所示，設(shè)已知該機(jī)構(gòu)的尺寸L1、L2和b及主動件1的角位移、角速度和角加速度，試求連桿2的角位移、角速度和角加速度及滑塊3的位移S、速度

42、和加速度。</p><p><b>　　位移分析：</b></p><p>　　按圖3-6中四邊形OABC各矢量的方向，有</p><p><b>　　3-16</b></p><p>　　分別取實(shí)部與虛部，并在b前加符號系數(shù)N，得</p><p><b>　　3-

43、17</b></p><p><b>　　3-18</b></p><p>　　式中，當(dāng)偏距b位于y軸的正向時(shí)，N=1，反之，N=-1。</p><p><b>　　速度分析：</b></p><p>　　將式（3-16）對時(shí)間求導(dǎo)，得</p><p><b

44、>　　3-19</b></p><p><b>　　由此解得</b></p><p><b>　　3-20</b></p><p><b>　　3-21</b></p><p><b>　　加速度分析：</b></p>&l

45、t;p>　　將式（3-19）對時(shí)間求導(dǎo)，得</p><p><b>　　3-22</b></p><p><b>　　由此解得</b></p><p><b>　　3-23</b></p><p><b>　　3-24</b></p>

46、<p>　　自動加料機(jī)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　自動加料機(jī)的組成及各部分關(guān)系概述</p><p>　　本臺自動加料機(jī)主要由驅(qū)動部分、執(zhí)行部分、輔助裝置組成。</p><p><b>　　執(zhí)行部分</b></p><p>　　執(zhí)行部分是加料機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將驅(qū)動機(jī)提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動默哀化為直線運(yùn)動，推動物料

47、。</p><p><b>　　驅(qū)動部分</b></p><p>　　驅(qū)動部分包括電動機(jī)及蝸輪蝸桿減速器，為執(zhí)行部分提供動力，并驅(qū)動其動力。</p><p><b>　　輔助部分</b></p><p>　　輔助部分指甩料機(jī)，甩料機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，通過葉片將物料甩出，使物料均勻分部。</p>

48、;<p>　　自動加料機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求 </b></p><p>　　通過設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論、基本知識和基本方法分析能力和解決問題的能力。</p><p><b>　　有關(guān)數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　

49、加料機(jī)采用蝸輪蝸桿減速器，傳動比為40，減速器輸出功率約為50W，輸出轉(zhuǎn)速約為30r/min。</p><p>　　滑塊尺寸為：長300mm，寬200mm，厚50mm</p><p>　　設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，給定行程速度變化系數(shù)K=1.15，滑塊行程h=200mm，許用壓力角[α]=40°。試確定曲柄長度L1、連桿長度L2及偏距e。</p><p><

50、;b>　　總體方案擬定</b></p><p>　　偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有急回特性，如圖4-1所示，曲柄1自O(shè)AA1逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)Φ1角至OAA2，滑塊3自位置B1運(yùn)動至B2；曲柄1繼續(xù)旋轉(zhuǎn)φ2角回到OAA1，滑塊3也隨之返回原處。OAA1和OAA2所夾的銳角θ與行程速度變化系數(shù)K間的關(guān)系符合式</p><p><b>　　圖4-1</b></p

51、><p><b>　　4-1</b></p><p><b>　　4-2</b></p><p>　　滑塊行程h由下式計(jì)算：</p><p><b>　　4-3</b></p><p><b>　　式中，</b></p>

52、<p>　　若偏距e=0，則θ=0，K=1，h=2L1；若e≠0，則θ＞0，K＞1，h略大于是2L1。</p><p>　　最大壓力角αmax發(fā)生在曲柄銷A離滑塊3的導(dǎo)路B1B2最遠(yuǎn)的位置，按此有</p><p><b>　　4-4</b></p><p><b>　　4-5</b></p><

53、;p><b>　　式中，</b></p><p>　　因在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中包含移動副，故其許用壓力角[α]應(yīng)比曲柄搖桿機(jī)構(gòu)小一些，通常[α]取40°左右。</p><p>　　在式（4-4）中取等號解出μ，代入式（4-5）得</p><p>　　將K=1.15代入式（4-2），算得</p><p>　　將θ

54、和[α]值代入上式得含有未知數(shù)a的一元方程式，</p><p>　　由此解得a=4.53635。</p><p>　　將各值代入式（4-3）和（4-4），分別算得，，則，。</p><p><b>　　當(dāng)有約束條件時(shí)：</b></p><p>　　如圖4-2所示，以a為曲柄長度，b為連桿長度，e為滑塊導(dǎo)路的偏置量，H為滑

55、塊行程，如果行程速度變化系數(shù)K已知，則曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系如下。</p><p><b>　　圖中的極位夾角</b></p><p>　　若已知機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K、滑塊行程H，則其余三個(gè)參數(shù)a、e、b之間的關(guān)系可按如下步驟求得：</p><p>　　在中，根據(jù)余弦定理，得</p><p>　　圖4-2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)極限

56、位置圖</p><p><b>　　4-6</b></p><p>　　其中，，，將上述3個(gè)式子代入式（4-6），得</p><p><b>　　4-7</b></p><p>　　在中，設(shè)，由正弦定理得</p><p><b>　　4-8</b><

57、;/p><p>　　設(shè)，則，在直角中，，將式代入式得</p><p><b>　　4-9</b></p><p>　　由式（4-7）、式（4-9）可以看出，在已知θ、H時(shí)，曲柄a，連桿b和導(dǎo)路偏置量e中，只有一個(gè)獨(dú)立變量。為設(shè)計(jì)方便，取a為設(shè)計(jì)變量。</p><p>　　要使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，就要使各桿長度之和為最小，即<

58、/p><p><b>　　4-10</b></p><p>　　將式（4-7）、式（4-9）代入上式，得</p><p><b>　　4-11</b></p><p><b>　　曲柄存在條件：</b></p><p>　?。?）a為最短桿，即

59、 4-12</p><p>　　（2）最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿之和，即</p><p><b>　　4-13</b></p><p><b>　　最小傳動角：</b></p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的最小傳動角發(fā)生在曲柄堅(jiān)直向下的位置上，如圖4-3</

60、p><p>　　圖4-3最小傳動角位置圖</p><p>　　在直角中，，，則，，這一約束條件為 4-14</p><p>　　設(shè)計(jì)變量取值范圍的約束：</p><p>　　根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理，為滿足設(shè)計(jì)要求，曲柄支點(diǎn)A必須落在PC2弧上，當(dāng)A點(diǎn)落在P、C2兩點(diǎn)時(shí)，機(jī)構(gòu)的最小傳動角為零，而在PAC2弧內(nèi)任意位

61、置上，機(jī)構(gòu)的最小傳動角都大于零。</p><p>　　可見，曲柄支點(diǎn)A從P到C2順時(shí)針方向移動時(shí)，滑塊機(jī)構(gòu)的最小傳動角呈單調(diào)函數(shù)變化，曲柄長度則單調(diào)遞增，由此，可以確定曲柄長度X的取值區(qū)間。</p><p>　　A點(diǎn)在C2處時(shí)，，，得，則</p><p><b>　　4-15</b></p><p>　　A點(diǎn)在P處時(shí)，中

62、，，，，由上述3個(gè)式子得，則</p><p><b>　　4-16</b></p><p>　　由此得出設(shè)計(jì)變量X的尋優(yōu)范圍X∈（，）</p><p><b>　　受力分析</b></p><p>　　滑塊采用灰鑄鐵，長300mm，寬200mm，厚50mm ，重23.55kg，滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦系

63、數(shù)，，取f=50N。</p><p>　　曲柄滑塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)處于圖4-4位置時(shí)，桿2所受力最大。假設(shè)桿2上所受力大小為F1，則符合下式</p><p><b>　　4-17</b></p><p>　　算得，且為壓力。曲柄1所受力可分為切向力與法向力，其值分別為，，其中法向力為拉力。</p><p>&l

64、t;b>　　圖4-4</b></p><p>　　當(dāng)機(jī)構(gòu)處于圖4-5所示位置時(shí)，假設(shè)連桿2受力為F2 ，符合下式</p><p><b>　　4-18</b></p><p>　　算得，且為拉力。曲柄1受力可分為切向力與法向力，其值分別為，，法向力為拉力。</p><p><b>　　圖4-5

65、</b></p><p>　　對曲柄及連桿進(jìn)行強(qiáng)度校核</p><p>　　曲柄采用鑄鐵材料，取曲柄的寬為b1=5mm，高為h1=15mm，連桿采用鑄鐵材料，取連桿寬為b2=5 mm，高為h2=15mm。</p><p><b>　　表4.1</b></p><p>　　由表4.1可知鑄鐵材料的許用應(yīng)力為[σ

66、]=35~54MPa</p><p><b>　　4-19</b></p><p>　　曲柄橫截面積為，曲柄所受最大法向拉力為Fn1=48N，代入式（4-19）得</p><p><b>　　彎曲強(qiáng)度為</b></p><p><b>　　4-20</b></p>

67、<p>　　曲柄所受最大切向力為，曲柄長。</p><p><b>　　曲柄所受最大彎矩為</b></p><p>　　抗彎截面系數(shù)為，代入式（4-20）得</p><p><b>　　則曲柄強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　連桿橫截面積為，連桿所受最大拉力為，代入式（4-19）得

68、</p><p><b>　　則連桿強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的具體尺寸</p><p>　　曲柄長度為，高度為，厚度為，曲柄兩端做成半圓形結(jié)構(gòu)，與輸出軸相連端鉆孔，尺寸為，與連桿相連端增加圓形凸臺，凸臺高度為，并鉆孔。</p><p>　　連桿長度為，高度為，厚度為，連桿兩端做成半圓形結(jié)構(gòu)，與

69、曲柄相連端增加圓形凸臺，凸臺高度為，并鉆孔，與滑塊相連端鉆孔。</p><p><b>　　圖4-6曲柄結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　圖4-7連桿結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完

70、了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們對所學(xué)課程的一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我有很多收獲，首先把我?guī)啄陙硭鶎W(xué)的知識做了一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，更深一步了解了所學(xué)的知識，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，也使我學(xué)會怎樣更好地利用圖書館，網(wǎng)絡(luò)查找資料和運(yùn)用資料，還使我學(xué)會

71、如何與同學(xué)共同計(jì)論問題。這對我以后的工作有很大的幫助，今后來會在工作中不斷的學(xué)習(xí)，努力地提高自己的水平。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)，我切實(shí)體會到作為一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員的艱難性。在設(shè)計(jì)過程中，我經(jīng)常遇到各種各樣的問題，有的是知識方面的不足導(dǎo)致的，有的是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面不足導(dǎo)致的。這些問題有時(shí)使得我束手無策，不過在老師幫助和自己的努力下，終于使得我順利完成了設(shè)計(jì)。</p><p>　　雖然我的設(shè)計(jì)存在很多不足的地方，總的來說，我希望，

72、通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為將來工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在此衷心感謝學(xué)校、系部各位老師三年來對我的教育和培養(yǎng)，特別要感謝馬老師在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間悉心指導(dǎo)，他于百忙中不忘記對我提出的問題進(jìn)行耐心的解答與指導(dǎo)，并提出寶貴的意見。在此表示衷心的

73、感謝！在離校之際，借著畢業(yè)論文的最后一頁，表達(dá)對老師們和同學(xué)們的謝意。</p><p>　　感謝給我代過課的所有教師們，感謝他們對我的教育培養(yǎng)。老師細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向各位老師深深鞠上一弓。</p><p>　　感謝我朝夕相處的室友們，正是你們的幫助與支持，我才克服了一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至我的畢業(yè)論文順利完成。</p><p>　　在論文即將完成

74、之際，我的心情仍無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的老師，同學(xué)，朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后我還要感謝含辛茹苦培養(yǎng)我長大的父母，謝謝你們！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]．陳立德．《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工業(yè)（第三版）》．高等教育出版社．2007</p><p>　　[2

75、]．黃繼昌．《實(shí)用機(jī)構(gòu)圖冊》．機(jī)械工業(yè)出版社．2008</p><p>　　[3]．王培興．《工程力學(xué)》．機(jī)械工業(yè)出版社．2009</p><p>　　[4]．華大年．《連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新》．機(jī)械工業(yè)出版社．2008</p><p>　　[5]．鄒慧君．《機(jī)械原理》．高等教育出版社．1999</p><p>　　[6]．于賀憲．《平面四桿