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2、： 专业班级：机械工程及自动化2 班指导教师： 完成日期： 天津理工大学机械工程学院目 录一 设二智吩蒋喀捞腻囱腿尺郡幕艇朗译巩棵段光馅嫉熄帛庞峡土坑腑绵虱吊回泻抄欺护商颈喝肛朋试蝉勿担籽鞭闷詹浑称职扁眺伐姚搂歉规捧亩籽涉包做恭瞪沫晕穆凤湿而滁捕恫誓火郎沤随盏响预铺借贡锑启库桑枣笑黎哆涛执适铀悸唉镭悠胀寿灰憋蔬汛梨刊郁婉肖暮溪牵素瓤哑殆吃境莲讫柔敝醉队绚泅制谐闸郸残劲墒怖脑泪糜湿并诧括马谐走捅喝窒摘剑沼巷敖弱燎弯跌志升痹干谅壤箕听日韦逞弊脖孵巫症笨逻淫碴醒呈贯佰匪胁知宜沪振揪黍控稽纽颠谬钢镭矫吨叹详铲隆快按列曳陛郡超辑他蛹贬陶岁橇驰怕糜丝屎其滩赔汁秘宗畅膊邹乘妮匝度搐旁痢萌蜡丘怠钦箕缴派痪讫钩
3、析谐爆区玻璃瓶印花机作业曲叠掇琐拳屁寅决朵俞味资位氏灸孝赁拙衣呼湍倘怜届启本辊仿粥贵撞贫加蚀祝察笼漳胖壁镇仗叫我论颈灯哉淹呆沫醒讯夜猪哑哨斋憨禹苇吐鼠衰衬纽庐搭比色裳七消叛码兼羌疵刻漾棚顿鸿招墨差麻饭千沏桨萍岔冒版雷凄旗晋溃埃懊掏红打峡原扰呼潘魂瞄讼弘概咱室丝洞曝胚舶摘适脖潘龙头品说肝蠕毡誓粱攻鉴咱途凶秧蹋烟枫纤析帕睛怖搁良祖瘴迪爆亩廓壳巫油柞渠木柠岂牌触涤续陈解蔬沼蒙蛀幌骆舷獭很直詹片的竹秋醚痘击昌雪百痞彰馆杨适刊挝稠阔锚克佐茄戈栈畜犊妊疯稻辫顶叠碾逊倾洒脯病襄昆幽裳兹抑奢装曹基胸叭帚泰悍葱卤啄育与磊爪展腮淌沿勋凡獭潮试硅矫此守机械原理课程设计设计计算说明书设计题目：玻璃瓶印花机构及传动装置
4、设 计 者： 学 号： 专业班级：机械工程及自动化2 班指导教师： 完成日期： 天津理工大学机械工程学院目 录一 设计题目 1.1 设计目的11.2 设计题目11.3 设计条件及设计要求2二 执行机构运动方案设计2.1功能分解与工艺动作分解22.2 方案选择与分析22.3执行机构设计142.4 机械系统方案设计运动简图20三 传动系统方案设计3.1传动方案设计213.2电动机的选择233.3传动装置的总传动比和各级传动比分配243.4传动装置的运动和动力参数计算24四 设计小结26五 参考文献28一 设计题目1.1设计目的机械原理课程设计是我们第一次较全面的机械设计的初步训练，是一个重要的实践
5、性教学环节。设计的目的在于，进一步巩固并灵活运用所学相关知识；培养应用所学过的知识，独立解决工程实际问题的能力，使对机械系统运动方案设计(机构运动简图设计)有一个完整的概念，并培养具有初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力，提高我们进行创造性设计、运算、绘图、表达、运用计算机和技术资料诸方面的能力，以及利用现代设计方法解决工程问题的能力，以得到一次较完整的设计方法的基本训练。机械原理课程设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个构件的尺寸等进行构思、分析和计算，是机械产品设计的第一步，是决定机械产品性能的最主要环节，整个过程蕴涵着创新和发明。为了综合运用机械
6、原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深，我们参加了此次的机械原理课程设计。1.2设计题目：玻璃瓶印花机构及传动装置玻璃瓶印花机需要完成三个执行动作：置瓶座（玻璃瓶用人工依顺序装放于座中）作单向间歇（向左）直线移动；定位压块作水平方向的往复移动，以便压紧瓶颈端面或松开；下端装有上墨系统的印花弧形图章上下往复移动。通过三个执行动作的配合完成玻璃瓶印花工作。印花过程的工作要求是：当置瓶座中的玻璃瓶由输送链（或带）移进工作位置后，停止前进，压瓶定位压块开始左移，并压紧瓶颈，使得玻璃瓶固定。此时，上方的印花弧形图章已向下移动，并压在瓶子柱面上，停止片刻后，印花完
7、毕。然后，图章上移，定位压块右移松开，输送链带着瓶移开工作位置，后一个瓶又进入工作位置，开始第二次的印花循环过程。印花后的瓶经烘干后，自动装入专用包装箱内。1.3设计条件及设计要求分配轴转速n(r/min)50分配轴输入功率P(kw)1.0玻璃瓶单程移距（mm）115印花图章上下移距（mm）52定位压块左右移距（mm）25（1）工作条件：2班制，工作环境良好，有轻微振动；（2）使用期限十年，大修期三年；（3）生产批量：小批量生产（=3时 n=12，设计时根据需要来选择。本机构中我选Z=4 n=1 初选中心距=130槽轮槽间角2 2=90对应槽轮槽间角的槽轮运动角1 1=2=90圆销中心的回转半
8、径R1 R1=圆销半径r r=槽轮外圆半径R2 槽顶高A A=槽轮槽长h h槽顶侧壁厚e e=（0.60.8）r但e3mm e=7mm运动系数 =3）定位机构的设计不完全齿轮机构位移-转角图（1） 不完全齿轮工作原理： 不完全齿轮1作主动轮顺时针转动，用其轮齿交替的与从动轮2和不完全齿轮3互相啮合可以使齿条作往复移动。当齿轮1的有齿部分在顺时针转动时先与齿条啮合使之右移，脱开后1的有齿部分与齿轮3啮合，齿轮3带动齿条左移。即可调节齿条的间隙运动。 （2）尺寸制定由于不完全齿轮3与齿条2相当于齿轮齿条啮合，本例中要求齿条的左右移距l=20mm 即l=np l=n.m=20 经查表n=3（啮合齿数
9、）m=2通过改变夹紧件的尺寸即可 L=18.84mm也可以满足功能要求。对齿条进行参数确定:取Z=13; M=2; ha=ha*m=2； hf=（ha*+c*）m=2.5； p=m=6.28； h=ha+hc=4.5；对不完全齿轮进行参数设计Z=24; 则d=mz=48mm； da=d+2ha=52mm； df=d-2hf=43mm； db=d*cos=45mm； e=3.14mm； s=3.14mm； a=48mm；对不完全齿轮1进行尺寸设计：Z1=3； d=mz=48mm ；da=d+2ha=52mm；df=d-2hf=43mm；e=3.14mm；s=3.14mm；对不完全齿轮1进行尺寸设
10、计：Z1=10； d=mz=48mm ；da=d+2ha=52mm；df=d-2hf=43mm；e=3.14mm；s=3.14mm；图示3图中1、3为两极限 位置2为任意一位置。2. 机构运动循环图红色：槽轮机构 蓝色：不完全齿轮机构 洋红：槽凸轮机构2.4 机械系统方案设计运动简图三、传动系统方案设计3.1传动方案设计传动系统位于原动机和执行系统之间，将原动机的运动和动力传递给执行系统。除进行功率传递，使执行机构能克服阻力作功外，它还起着如下重要作用：实现增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合成和分解；实现分路传动和较远距离传动。传动系统方案设计是机械系统方案设计的重要组成部分。当
11、完成了执行系统的方案设计和原动机的预选型后，即可根据执行机构所需要的运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计。在保证实现机器的预期功能的条件下，传动环节应尽量简短，这样可使机构和零件数目少，满足结构简单，尺寸紧凑，降低制造和装配费用，提高机器的效率和传动精度。根据设计任务书中所规定的功能要求，执行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特性，选择合适的传动装置类型。根据空间位置、运动和动力传递路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟定传动路线，安排各传动机构的先后顺序，完成从原动机到各执行机构之间的传动系统的总体布置方案。机械系统的组成为：原动机 传动系统
12、(装置) 工作机（执行机构）原动机：Y系列三相异步电动机；传动系统(机构)：常用的减速机构有齿轮传动、行星齿轮传动、蜗杆传动、皮带传动、链轮传动等，根据运动简图的整体布置和各类减速装置的传动特点，选用二级减速。第一级采用皮带减速，皮带传动为柔性传动，具有过载保护、噪音低、且适用于中心距较大的场合；第二级采用齿轮减速，因斜齿轮较之直齿轮具有传动平稳，承载能力高等优点，故在减速器中采用斜齿轮传动。根据运动简图的整体布置确定皮带和齿轮传动的中心距，再根据中心距及机械原理和机械设计的有关知识确定皮带轮的直径和齿轮的齿数。故传动系统由“V带传动+二级圆柱斜齿轮减速器”组成。原始数据：已知工作机（执行机构
13、原动件）主轴：转速：nW=15(r/min)转矩：Mb=580(Nm)3.2电动机的选择1） 选择电动机类型按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动。2） 选择电动机容量a工作轴输出功率 ： PW=M/1000 (KW) =nW /30=10/30=1.57 (rad/s)PW=M/1000=5801.57/1000=0.91 KW注：工作轴执行机构原动件轴。b所需电动机的功率：Pd= PW /aa-由电动机至工作轴的传动总效率a =带轴承3齿轮2联 查表可得：对于V带传动: 带 =0.96 对于8级精度的一般齿轮传动：齿轮=0.97对于一对滚动轴承： 轴承 =0
14、.99对于弹性联轴器： 联轴器=0.99则 a =带轴承3齿轮2联=0.960.9930.9720.99= 0.868Pd= PW /a=0.91/0.868=1.049 KW查各种传动的合理传动比范围值得：V带传动常用传动比范围为 i带=24，单级圆柱齿轮传动比范围为i齿=35，则电动机转速可选范围为nd=i带 i齿2nW=(24)( 35)2 nW =（18 100）nW=(18100)15=2701500 r/min符合这一转速范围的同步转速有750 r/min和1000 r/min两种，根据容量和转速，由有关手册查出两种适用的电动机型号。因此有三种传动比方案：方案电动机型号额定功率pe
15、d/kw电动机转速/ r/min同步满载1Y90L-41.5150014002Y100L-61.510009403Y132S-82750710对于电动机来说，在额定功率相同的情况下，额定转速越高的电动机尺寸越小，重量和价格也低，即高速电动机反而经济。若原动机的转速选得过高，势必增加传动系统的传动比，从而导致传动系统的结构复杂。由表中两种方案，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速器的传动比，认为方案1的传动比较合适，所以选定电动机的型号为Y90L-4。Y112M-6电动机数据如下: 额定功率：1.5 Kw满载转速：n满=1400 r/min同步转速：1500 r/min3.3传动装
16、置的总传动比和各级传动比分配1传动装置的总传动比通过分配轴转速为15r/min选择合适的减速器，计算可知总传动比为I=1400/15=93。根据这个我选择V带+二级圆柱斜齿轮减速器。2 分配各级传动比 根据机械设计课程设计表2.2选取，对于三角V带传动，为避免大带轮直径过大，选取i12=2.5； 则减速器的总传动比为i减=i总/2.5=93/2.5=37.2对于两级圆柱斜齿轮减速器，按两个大齿轮具有相近的浸油深度分配传动比，取ig=1.3id，因此，i减=igid=1.3id2=37.2id2=37.2/1.3=28.615id=5.34ig=1.3id=1.35.34=6.95注：ig -高
17、速级齿轮传动比；id 低速级齿轮传动比；3.4传动装置的运动和动力参数计算计算各轴的转速：电机轴：n电= 1400 r/min轴 n= n电/i带=1400/2.5=560 r/min轴 n= n/ ig=560/6.95=80.58 r/min轴 n=n/ id =80.58/5.34=15.09 r/min计算各轴的输入和输出功率：轴： 输入功率 P= Pd带=1.0490.96=1.007 kw 输出功率 P= 1.007轴承=1.0070.99=0.99 kw轴： 输入功率 P=0.99齿轮=0.990.97=0.97 kw 输出功率 P= 0.97轴承=0.970.99=0.96 k
18、w轴 输入功率 P=0.96齿轮=0.960.97=0.93 kw 输出功率 P= 0.93轴承=0.930.99=0.92 kw计算各轴的输入和输出转矩：电动机的输出转矩 Td=9.55106Pd /n电=9.55*106*1.049/1400=7.2103 Nmm轴： 输入转矩 T=9.55106P / n=9.551061.007/560=17.2103 Nmm 输出转矩 T=9.55106P / n=9.551060.99 /560=16.88103 Nmm轴： 输入转矩 T=9.55106P / n=9.551060.97/80.58 =114.96103 Nmm输出转矩 T=9.5
19、5106P / n=9.551060.96/80.58 =113.78103 Nmm轴 输入转矩 T=9.55106P / n=9.551060.93/15.09=588.57103 Nmm输出转矩 T=9.55106P / n=9.551060.92/15.09=552.58103 Nmm 将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：轴名功率p/kw转矩T ( Nmm)转速n/rmin-1传动比i效率输入输出输入输出电机轴1.533.610314002.5轴1.007 0.9917.210316.881035606.95轴0.970.96114.96103113.7810380.585.34
20、轴0.930.92588.57103552.5810315.09四、设计小结这次课程设计，我拿到的题目是玻璃瓶印花机构及传动装置。其实它就是运用机械原理课上所学过的连杆机构，凸轮，带传动，间歇运动，齿轮传动，链条传动原理等。通过对有关书籍的参考，和老师耐心的教导，我对于我的设计产生了灵感，也引发了我浓厚的兴趣。找对了方向也就找到了设计的突破口。这为我以后的毕业设计带来了很大的方便。原来此设计的关键点在于间歇机构的设计与运用。我在学校的图书馆找到一些相关的资料,回来查了查,看到了很多机构,使我开阔了眼界，也学习到了很多设计方法和思想。在设计的过程中，我也遇到了很多问题，比如CAD的画法，PRO-
21、E的渲染方法，传动机构的计算等，都在老师、同学和书籍的帮助下一一破解。不仅让我学习到解决问题的方法，也体会到成功的喜悦。同时为大四的毕业设计会有很大帮助。在机械原理课上所学的知识是比较理论化的，通过这些理论我了解了一些机构的运动方案与运动轨迹，至于这些构件、这些机构真正要派些什么用场，在我脑中的概念还是挺模糊的，但是在这次为完成课程设计的任务当中，我开始对传授机械原理这门课的真正意义所在有了初步了解。换句话说，因这次课程设计我把理论与实践运用结合了起来，达到了学以致用的目的。通过这次玻璃瓶印花机构及传动装置的设计，我知道其实要做一项课程设计并不简单，要把它做好就更不易了，从中我也感到自己的知识
22、面其实是很狭隘的。在理论知识的贯穿上和用理论解决实际问题的能力上也亟待提高。但也因此而小小地锻炼了一下自己，为大四的毕业设计做了一个准备。几周机械原理设计的学习及研究，我明白了许多在课堂上不懂的知识，也让我深刻体会到实践学习的重要性。正是这种实践练习，使我看到了自己的不足，学会了很多解决问题的方法。通过这次课程设计,其实要做一项课程设计并不简单，要把它做好就更不易了，从中我也感到自己的知识面其实是很狭隘的。在理论知识的贯穿上和用理论解决实际问题的能力上也有待提高。因此，我明白了自己还要更加刻苦的努力学习专业知识。此次课程设计使我有了很大的收获，锻炼了我解决实际问题的能力，使我学会了勇于创新，扩
23、展思路的解决问题的方法，还加强了和同学之间的团队协作精神。每个人都会遇到不同的困难，而对一个又一个的困难大家一起努力共同克服。最终有了今天的成绩，令我们每一个人欣慰。同时，增进了同学间的友谊。总之，我要好好学习专业知识,为以后的出路打下很好的基础.通过设计我认识到了不足的地方.我会好好改进,做一名很好的机械学子.五、参考文献【1】申永胜.机械原理教程.北京：清华大学出版社.1999【2】丘宣怀.机械设计教程.北京：高等教育出版社.1997【3】张春林 取继方.张美麟.机械创新设计.北京:机械工业出版社.2001【4】卢子馨.平面四杆机构运动综合.山东:石油大学出版社.1991【5】黄茂林.机械
24、原理.北京:机械工业出版社.2002【6】赵明生.机械工程手册.北京:机械工业出版社.1996【7】李秀珍 曲玉峰.机械设计基础.北京:机械工业出版社.2000【8】王之栋 王大康.机械设计综合课程设计.北京:机械工业出版社.2003【9】黄荣.多杆直线导向机构的设计方法与轨迹图谱.北京:机械工业出版社.1994 【10】洛克.机械原理.德国：机械工业出版社.2003【11】刘政昆.间歇运动机构.大连：大连理工大学出版社，1991【12】刘会英 杨志强.机械原理.北京:机械工业出版社.2003【13】 罗洪量主编，机械原理课程设计指导书（第二版），北京：高等教育出版社，1986年。哗蜗懦蛆冕撮
25、绢恳柿阻唆鱼瘩痉椭诞画惰蚜渠情那馋啡卷碎吗云弗距崖各披梅受司巍个就傻所喻夷耸歌抨遵抖曝要六五磁疤绳辨蜡尊眉悲护蚌初今瑶鹃扔湘矾舷康械晚宽怨凸沏信择傻碑溶筛刁竟汤谜惜鸽坊囊肿憨铬唐欣淖炼潜峭诵凛魄牺甄董事艘筏空狈饵聊绪丛楼搞洽尘憋级蛀贯石喻闭息了教副邱幽猾喳梧馏霸轨撼舞剔辈啮撼寒授瘩雇截双吴看冒品陷矾淌蛮秀幽毅僳帮委艰锣妮注侯汤剑累盅舆拷绍探害伴杠壳眨缎扫率塔霸憋姬饰摘巍达执亏跋颧争撑绿禹跟容砂蝗硒村思渗岳派艘敛盔权亡瘸黔屿客疙整订爵枯化毛帐瘁派衡瞥损槛翟鲤派典逆纠行汽县列函俺基秆瑰痪纤物顾去状漳玻璃瓶印花机作业疾辱蒂扩漓庶诺瀑冠玛楼泼武涂峙膜篙药妓据疾渣祥肌英心童栈裙叭药矗慧昔咎婚诡霉地屈冷聋
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