自动粉墙机设计机械原理课程设计-学位论文.doc

机械原理课程设计设计题目： 自动粉墙机 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 前言设计背景：随着社会不断进步，国民经济的发展的各个行业都迫切需要各种质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品。而且当前各个行业都实现了机械化。当前，住房是人们的一大问题。社会不断在进步， 房的需求也不断加剧，随之而来的就是耗时、耗力的粉墙工作。一面面巨大的墙现在都需要手工一点一点的进行粉刷。这样不但耗费体力，而且耗费时间，同时粉墙质量不高，效率极低。鉴于当前粉墙的种种缺点，我们组通过思考，准备设计一款全自动粉墙机，该粉墙机能实现全自动化，完全的代替手工，实现粉墙的机械化。不但节省时间，节省体力；而且还提高了工作质量，提高了工作效率。所以，自动粉墙机是完全有必要被设计的。设计目的: 通过设计全自动粉墙机,目的在于解决当前繁杂的粉墙问题,让机械代替手工,实现机械化。提高工作效率，提高工作质量。此外，目的也在于巩固所学知识，加强对机构的分析、计算能力，了解机构的分析方法，学会设计报告的撰写。培养机械原理课程设计的能力。设计中，通过针对机械进行运动方案设计、机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定等的思考，可以进一步巩固、掌握并能初步运用机械原理的知识和理论，掌握运动方案和机构设计的思路和方法。提高学生利用技术资料、运算和绘图的能力。而且能让学生及早的树立工程设计的观点，激发创新精神，培养自学能力，独立工作和创造能力。通过编写设计报告，培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析能力。目录前言II目录III第一章：设计任务书- 1 -1.1设计题目：- 1 -1.2题目描述:- 1 -1.3主要技术参数：- 1 -1.4设计任务- 1 -第二章：运动方案选定- 2 -2.1垂直度调节- 2 -2.1.1 方案一 双摇杆机构：- 2 -2.1.2 方案二 气液压传动：- 3 -2.1.3 方案三 丝杠机构- 4 -2.2抹浆机运动机构选择- 5 -2.2.1 方案一 曲柄滑块机构- 5 -2.2.2 方案二 直动滚子从动件圆柱凸轮- 5 -2.3 抹浆机的前后移动机构选择- 6 -2.3.1 方案一：槽轮机构- 6 -2.3.2 方案二：圆弧三边形等宽凸轮机构- 7 -2.4 竖直移动- 8 -2.4.1 方案一：卷扬机带动钢索- 8 -2.4.2 方案二：直齿轮传动- 9 -2.5 水平移动- 10 -2.6 抹浆机总体运动机构简图- 11 -第三章：机械系统运动循环图- 12 -第四章：抹板运动及凸轮机构分析- 14 -4.1 凸轮运动规律- 14 -4.1.1圆柱凸轮运动要求- 14 -4.1.2 凸轮各个阶段运动规律分析- 14 -4.2 圆柱凸轮轮廓曲线方程- 15 -4.2.1 主要参数：- 16 -4.2.2 理论轮廓线、实际廓线方程- 16 -4.3 凸轮压力角计算- 18 -4.4 用Matlab对凸轮各参数分析结果- 19 -4.4.1 运动参数分析- 19 -4.4.2 凸轮实际轮廓线绘制- 20 -第五章：抹浆机运动传动分析与传动比计算- 21 -5.1 皮带传动比- 21 -5.2 皮带的选择：- 23 -5.3 齿轮传动比及参数- 23 -第六章：抹浆机前后运动及圆弧三边等宽凸轮机构分析- 24 -6.1 等宽凸轮机构轮廓对比- 24 -6.1.1 偏心圆- 24 -6.1.2 凸多边形- 24 -6.1.3 圆弧三边形等宽凸轮- 24 -6.2圆弧三边形等宽凸轮几何特征- 24 -6.2.1 圆弧三边形焦点与焦距- 24 -6.2.2 等尺寸性及名义直径- 25 -62.3 近圆率e- 25 -6.2.4 圆心角- 26 -6.3 圆弧三边形等宽凸轮机构分析- 26 -6.3.1 主要参数- 26 -6.3.2 运动方程- 26 -6.3.3 运动分析- 28 -6.3. 4 matlab对三边形凸轮分析结果- 29 -6.4 小结- 30 -第七章 行星轮系凸轮减速机构- 30 -第八章 槽轮机构- 31 -第九章 设计评价- 35 -第十章 设计小结- 35 -参考文献- 37 -附录- 37 -V第一章：设计任务书1.1设计题目：自动粉墙机1.2题目描述:此粉墙机主要由三部分组成，机体位移装置，粉墙装置（以下称为抹浆机），以及电子控制装置。电子控制装置主要负责各部分运动的协调，这里不做重点解释。机体位置部分主要功能是使抹浆机可以在墙面上下以及左右的移动。要实现抹墙的连续性要求机架能实现水平运动。左右运动由电机控制机体下方的轮子实现；抹浆机是整个机器的核心，它由装混凝土的料斗、搅拌并给混凝土施压的绞龙，以及往复运动的抹片组成。抹浆机要求能实现抹灰运动，首先要将水泥打到墙上，然后由抹板进行抹平。为防止将已抹好的墙弄坏和调节抹灰厚度，抹浆机也要实现前后的进退运动。1.3主要技术参数：转扬机 长宽高=1000600 600 (mm)抹浆机长宽高=1000600 600（mm）竖直导杆最大高度：5m电机Y90L 功率1.1KW 转速1000r/min绞龙转速500r/min 抹片长宽=800100 抹片行程：100 mm 抹片运动周期：0.5s抹浆机上升速度：0.1m/s抹浆机下降速度：0.15m/s机体水平移动速度：0.3m/s1.4设计任务1. 根据各个执行件的运动规律拟定运动循环图。2对各个运动方案进行分析选定，确定最终运动放慢 3设计传动系统并确定其传动比分配。4. 画出粉墙机运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。5凸轮的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图6.连杆机构的设计计算。7.齿轮机构的设计计算。8编写设计计算说明书。第二章：运动方案选定2.1垂直度调节在抹浆机进行抹灰时，由于墙面不一定与地面垂直，或地面不一定水平，如果抹浆机进行垂直抹灰将导致抹灰失败或抹灰厚度不均，所以在抹灰时对垂直度有要求，所以要实现对垂直度的调节。2.1.1 方案一 双摇杆机构：设计刚开始时对于垂直度调节我们进行了如下的设想与比较。首先我们想到用双摇杆机构实现抹浆机与墙面垂直度的调节。即用如图（2.1.1）所示机构实现。图（2.1.1）双摇杆机构评定：该机构可以实现墙壁与抹浆机的任意角度调节，通过原动件不转动能带动摇杆左右摆动。是实现该功能的首选机构。但是，墙壁与抹浆机的垂直度只在较小的角度范围内变化，用电动机带动原动件运动从而使摇杆左右摆动时，摇杆的位置不易调节，而且难以实现微调。垂直度的调节会因使用该机构变成一个很复杂的操作。故双摇杆机构不适合实现该功能。2.1.2 方案二 气液压传动：垂直度调节我们还考虑到用气压或液压传动来进行调节。如图（2.1.2）所示： 图（2.1.2）气压传动机构简图评定：由于空气的可压缩比使工作速度不易稳定、外界变化对速度影响较大，也难于准确地控制与调节工作速度。和双摇杆机构一样难以对垂直度进行微调。但是，对于这一缺点，液压传动可以进行弥补，所以可以综合气压和液压的优点，采用气液联合传动装置，利用气压传动灵敏、反应迅速的特点把气压用于控制部分，而利用液压工作乎稳、可产生较大动力的特点把液压用于驱动部分，这样，服综合应用了气动、液压两者的优点，又避免了两者的某些缺点。这样完全可以实现该功能的调节。但是气液联合传动装置制造成本高，设计复杂，使用不方便。自动粉墙机中使用时只起到调节垂直度的作用，这样不但增加了机器的制造成本而且优点大材小用。所以不是的和采用该机构。2.1.3 方案三 丝杠机构丝杠机构如图(2.1.3) 图(2.1.3) 丝杠调节垂直度运动简图评定：丝杠机构的具有调节灵敏度高，产生的力矩大，结构设计简单，成本低，并且可以实现自锁，从而避免因为墙面的反作用力难以达到调节的精度。综合考虑各种机构后，我们选用了丝杠来进行调节。在简单的机构，低廉的成本下，不但可以实现任意角度的调节，而且可以实现角度的微调。2.2抹浆机运动机构选择抹浆机主要功能是将水泥打到墙上，然后由抹板进行抹平，将水泥打到墙上主要通过铰轮不断搅动将水泥往墙上压，然后抹板来回运动，给墙一定的压力将抹到墙上的水泥抹平。所以核心运动是要实现抹板的往返运动。2.2.1 方案一 曲柄滑块机构抹浆机要求实现抹板的左右移动和铰轮的旋转运动。对于抹板的左右移动我们初步设想可以用曲柄滑块机构实现，如图（2.2.1）图（2.2.1）曲柄滑块机构评定：该机构可以实现抹板的左右移动，可以实现抹板的预期运动规律，但是在运动的始末，加速度和速度有较大突变，会降低机构的使用寿命，磨损较大。曲柄滑块机构实现从动件的直线运动很简单，但是要求其耐磨性较高，且平面度较高。2.2.2 方案二 直动滚子从动件圆柱凸轮在凸轮机构中，从动件加速度按余弦运动规律，避免了刚性冲击，同时能实现抹板的预期运动规律。机构简图如图（2.2.2）所示：图（2.2.2）圆柱凸轮机构简图 综合考虑，我们选用直动滚子从动件圆柱凸轮来实现抹板的左右运动。2.3 抹浆机的前后移动机构选择抹浆机向上抹灰时将水泥抹平，完成了抹灰运动后需要将抹浆机降下再重新进行抹灰运动，如果抹浆机按原路返回势必会将抹好的墙弄坏，所以要将抹浆机退出，使它离墙有一段距离然后再退回来，其次抹灰的厚度不一样，需要根据实际要求调节，所以要求抹浆机能够前后移动。2.3.1 方案一：槽轮机构在调节抹浆机前后移动机构的选择中，我们考虑用槽轮机构实现，其机构简图如图（2.3.1）所示：图（2.3.1）槽轮机构槽轮机构作间歇运动，能够实现所需运动特性要求，达到自动化的要求设计。但是槽轮机构在圆销开始进入和退出颈项槽时，由于角加速度有突变，在两瞬时有柔性冲击，而且槽轮的槽数越少，柔性冲击越大，产生的噪声也越大。在题目要求中，要求抹浆机实现离墙的前后运动，做平行直线移动。该机构难以输出预期的运动。因此该机构不适合该机器的这个运动规律。2.3.2 方案二：圆弧三边形等宽凸轮机构在槽轮机构分析失败后，我们选择使用圆弧三边形等宽凸轮机构来实现抹浆机沿墙的前后移动。其机构简图如图 （2.3.2）所示：图(2.3.2)圆弧的三边形等宽凸轮机构简图评定：该机构可以实现抹浆机的前后移动，可以实现抹浆机的预期运动规律，采用几何封闭凸轮，机构有确定的运动路径，压力角处处为零，当该机构运动到一个工作位置后，将不会受到外力的影响，对原动件没有反力，可以很好的控制位置的精度。但是它难以所需的间歇运动。综合考虑后，我们选择用圆弧三边形等宽凸轮机构与槽轮机构相结合，这样既能实现直线运动又能实现间歇运动，满足我们所需要的功能。2.4 竖直移动2.4.1 方案一：卷扬机带动钢索如图(2.4.1)所示:如图(2.4.1) 评定：抹墙机的上升由卷扬机卷进钢索，缩短钢索的长度来实现，而下降则依靠自身重力作为动力实现。该方案具有结构简单，成本低廉，操作灵活等特点。但由于钢索易于磨损，寿命较低。2.4.2 方案二：直齿轮传动如图(2.4.2),直齿轮传动简图:如图(2.4.2) 直齿轮传动评定：采用直尺传动来控制抹墙机的上下运动具有传动平稳，整个过程易于控制，齿轮设计具有标准化，易于生产，寿命长等的特点，但整个导轨加上一直齿轮，使机体重量大大增加，且成本较上一方案大幅度提高。综上所述，考虑到整机的方便可移动性以及降低成本以向市场推广，我们选择了第一个方案，即卷扬机带动钢索。2.5 水平移动实现机体水平移动采用如图(2.5.1)所示机构来实现,如图所示:图(2.5.1)该机构主要作用是实现抹墙机的水平移动。2.6 抹浆机总体运动机构简图抹浆机机构运动由电机控制，其运动机构简图如图（2.6.1）所示：图（2.6.1）抹浆机运动机构简图第三章：机械系统运动循环图由题目要求可知，自动粉墙机运动主要包括机体沿墙壁的左右运动，抹浆机沿墙的前后运动，抹浆机沿导杆的上下运动，导杆与墙的垂直度调节及抹浆机的抹灰运动。其中前四种运动主要根据实际抹灰时的要求进行调节，具体数据都根据粉刷墙壁时进行具体操作。运动循环图：以一个工作周期为参考，如图（3.1）所示：图（3.1） 运动循环图A粉墙机水平移动B抹灰机竖直移动C抹灰机进退运动D抹灰机工作方式粉墙机的核心部分抹浆机，它的抹灰运动要求抹板每秒粉刷两次，圆柱凸轮的转速为120r/min。铰轮的转速为500r/min。所以抹浆机的运动循环图如图（3.2）所示：图（3.2）抹浆机运动循环图第四章：抹板运动及凸轮机构分析4.1 凸轮运动规律4.1.1圆柱凸轮运动要求凸轮运动要求如表（4.1.1）所示：凸轮转角()055175175185185355355360运动规律近休推程远休回程近休表（4.1.1） 凸轮运动规律在近休段，抹板运动速度及加速度都为0；在推程段，抹板运动速度线图满足正弦曲线，按照余弦加速度规律进行运动；在远休阶段，抹板速度与加速度都为0；在回程阶段，抹板运动速度线图满足正弦曲线，按余弦加速度规律进行运动。4.1.2 凸轮各个阶段运动规律分析从动件在各个运动阶段的位移、速度、加速度变化规律如下所示：0 s=0 v=0 a=0； s=h v=0 a=0 s=0 v=0 a=04.2 圆柱凸轮轮廓曲线方程轮廓曲线的设计：对直动滚子从动件圆柱凸轮建立如下图所示的坐标系，以Z轴为凸轮的回转轴线，X轴与从动件处于最低位置时的轴线重合，原点为该轴线与凸轮回转轴线的交点，Y轴分别垂直于X轴、Z轴。如图（4.2.1）所示：图（4.2.1）凸轮轮廓线设计坐标图4.2.1 主要参数：凸轮的半径R=50mm；滚子半径r=10mm；从动件运动规律为S();其中为凸轮转角。4.2.2 理论轮廓线、实际廓线方程如图（4.2.1）所示，直动从动件圆柱凸轮机构，圆柱半径为R,曲线b是圆柱凸轮的理论轮廓曲线，曲线c和a为凸轮的实际轮廓曲线，d表示理论轮廓线上的滚子圆，根据图示坐标系，建立圆柱凸轮理论轮廓曲线方程如下 式（4.2.1） 考虑从动件是滚子的情况，实际轮廓是圆心位于轮廓曲线上滚子圆的包络线，其方程为： 式（4.2.2）对于式（4.2.2）中的两个方程，滚子圆的方程为： 式（4.2.3）式（4.2.3）中X，Y，Z为理论轮廓线上的坐标，为滚子圆和实际轮廓线上的切点坐标。所以，包络线方程为： 式（4.2.4）式（4.2.4）中S()表示从动件对求导数。由于实际轮廓线也位于圆柱面上，所以满足下式： 式（4.2.5）联立以上三式，可以得到在圆柱半径为R时的实际轮廓线方程为： 式（4.2.6）其中，当时，式(4.2.6)中坐标z为： 由式（4.2.6）可以看出实际轮廓曲线有两条，上式取+时为图中的曲线a，取时为图中的曲线c。4.3 凸轮压力角计算将凸轮展开成平面图，给凸轮一个反向速度V1，此时假设凸轮不动，过平均圆柱半径处的滚子中心B作凸轮理论廓线的法线 n一n与从动件速度VB的夹角即为直动从动件圆柱凸轮机构的压力角，如图（4.3.1）所示，该角也等于凸轮理论廓线在B点切线t一t与凸轮线速度厦V1的夹角。如图（4.3.1）所示：图（4.3.1） 压力角计算图由图可知，直动从动件圆柱凸轮机构的压力角为: (4.3.1)其最大压力角及其位置有: (4.3.2)式中为圆柱凸轮的平均圆柱半径。直动从动件圆柱凸轮机构运转时，一般应满足最大压力角: （许）。该凸轮从动件运动规律为：0 s=0 0 s=h 0 s=0 0将上述各带入式（4.3.1）中即可得到各个阶段压力角大小。经过计算分析可知,最大压力角为46.63,而需用压力角为48,最大压力角小于许用压力角,所以该凸轮设计合理。4.4 用Matlab对凸轮各参数分析结果4.4.1 运动参数分析用Matlab对该凸轮进行分析，其加速度、速度、位移、压力角的分析结果如图（4.4.1）所示（程序见附录）： 图（4.4.1） 凸轮运动参数图在图（4.4.1）中，第一条曲线代表从动件位移曲线，第二条为速度线图，第三条为加速度线图，第四条为压力角曲线。4.4.2 凸轮实际轮廓线绘制Matlab分析凸轮的实际轮廓曲线如图（4.4.2）所示（程序见附录）：图（4.4.2） 凸轮实际轮廓线第五章：抹浆机运动传动分析与传动比计算5.1 皮带传动比在实现抹浆机的抹灰运动及铰轮的转动中，我们选用齿轮及皮带轮传动，实现预期的运动规律。具体传动图如图（5.1.1）所示：图（5.1.1） 运动传动图按照题目要求，铰轮转速为500r/min，凸轮从动件运动周期为0.5s，所以凸轮转速为129r/min。按照此要求，对各个传动件尺寸及传动比计算如下:电机转速为1000r/min；主动皮带轮直径为60mm，转速为1000r/min；与铰轮同轴的皮带轮直径为80mm，转速为500r/min；中间轴转速为800r/min;皮带轮转速与直径d有如下关系：齿轮传动其齿数与转速有如下关系：依上述两个关系式可得： 第一级传动比为：1.25:1第二级传动比为：1.6:1各个皮带轮线速度为： 所以 由线速度可以知道，线速度小，所以各个皮带轮均采用铸铁材料。5.2 皮带的选择：按照国家标准：传动皮带选用三角皮带；A型 宽X厚=12.5x9；轮槽角度为 34；5.3 齿轮传动比及参数齿轮模数：2铰轮齿轮齿数为18齿，转速为500r/min；凸轮齿轮转速为120r/min；传动比为：；转速与齿数关系为：所以分度圆直径为： 第六章：抹浆机前后运动及圆弧三边等宽凸轮机构分析6.1 等宽凸轮机构轮廓对比6.1.1 偏心圆等宽凸轮机构的凸轮廓形为偏心圆。凸轮转动时，存在离心力。从动件行程越大、凸轮转速越高离心力越大。机构就越易产生振动。因此，偏心圆等宽凸轮的使用受到了很大限制。6.1.2 凸多边形具有等宽性质的凸多边形有以下特征：(1)边数为奇数：(2)各边均为半径、圆心角相等的圆弧且圆心为各边相对角的顶点。凸多边形等宽凸轮廓形的缺点是：运动特性不好、尖角处易磨损。6.1.3 圆弧三边形等宽凸轮具有等宽性的圆弧多边形的几何特征是：(1)由2n段圆弧围成了封闭图形(其中n为多边形的边数)；(2)n为奇数；(3)对称轴数量与边数相等，并沿圆周均匀分布；(4)有n个焦点焦点为对应圆弧的圆心。与凸多边形相比，圆弧多边形避免了局部磨损快的缺点，运动特性能得到明显改善。因此，使用圆弧三边形等宽凸轮机构十分适合。6.2圆弧三边形等宽凸轮几何特征6.2.1 圆弧三边形焦点与焦距如图（6.2.1）所示，所示圆弧三边形机构轮廓图，其轮廓曲线由六段圆弧组成，其中三段为半径r，另外三段半径为R：图（6.2.1）如图（6.2.1），圆弧三边形具有三个焦点 ，分别位于三条对称轴之上。圆弧三边形上任意一点的法线必通过焦点。将焦点至几何中心0的距离称为焦距c，。6.2.2 等尺寸性及名义直径圆弧三边形上任意一点与其对应点的连线必通过焦点，并与两点的切线垂直，距离均为，即在任意位置测量圆弧三边形的尺寸相等，称之为圆弧三边形的名义直径，且有=尺。应当指出。圆弧三边形的名义直径并不是连线通过几何中心的两点之问的距离、而是连线通过焦点的两点之间的距离。62.3 近圆率e描述了圆弧三边形与圆的近似程度，将其称为近圆率，并用e表示。即e=rR。焦距与近圆率之间存在关系e的值越大，圆弧三边形越近似于圆，当时，圆弧三边形趋近于圆。 的大小直接影响凸轮机构从动件的行程。6.2.4 圆心角由图（6.2.1）可清楚地看到，无论圆弧三边形的参数取何值，各段圆弧所对应的圆心角总是相等的，且为。圆弧三边形的这一几何性质使得数控加工程序的基点计算非常方便。6.3 圆弧三边形等宽凸轮机构分析6.3.1 主要参数大圆半径 R=120mm；小圆半径 r=20mm；焦距 mm；名义直径 D=140mm；近圆率 e=1/6；圆心角 6.3.2 运动方程由廓形的几何性质可知，凸轮转一周，从动件完成三个运动循环。运动循环中，从动件的运动方程为： 式（6.3.1）从动件的行程为： 式（6.3.2）如图（6.3.1）和图（6.3.2），由可以清楚的看到，在任意啮合位置，啮合点处力作用线与廓形法线重台。所以压力角始终为零。图（6.3.1）三边形凸轮机构图（6.3.2） 三边形凸轮机构6.3.3 运动分析从动件的速度方程为： 式（6.3.1）从动件加速度方程为： 式（6.3.2）由图（6.3.3）可知，在一个运动循环中、从动件速度是连续变化的，变化规律近似正弦函数；从动件的加速度在圆弧连接处有突变，造成柔性冲击，但可以通过廓形修正可以减小或消除加速度的突变。由此可见圆弧三边形等宽凸轮机构的运动特性还是比较理想的。图（6.3.3）速度加速度变化图6.3. 4 matlab对三边形凸轮分析结果用matlab对三边形等宽凸轮的运动进行分析，结果如图（6.3.4）所示，其中第一条曲线为位移曲线图，第二条曲线为速度曲线图，第三条曲线为加速度曲线图。详细程序见附录。图（6.3.4） matlab运动分析结果图6.4 小结(1).由于圆弧三边形凸轮的对称性及回转中心与几何中心重合，当凸轮旋转时、不产生离心力。机构工作时不易产生振动，凸轮机构的使用不受凸轮转速的限制。(2).圆弧三边形全部由圆弧围成，数控加工缩程简单。(3).圆弧三边形凸轮机构的压力角始终为零，不存在自锁问题。(4).从动件速度变化服从连续函数，无刚性冲击，运动特性较为合理 圆弧三边形是一种值得推广应用的等宽凸轮麻形曲线。第七章 行星轮系凸轮减速机构 由于三边形等宽凸轮机构一周转内,从动件完成三次往复运动，设计要求箱体前后往复移动必须与箱体上下移动相配合，所以其运动周期比较长，即要求凸轮的运转速度较小，因此其动力来源行星轮减速机构。行星轮机构采用如下图（7.1）所示。 齿数 齿轮1接电机，与卷扬机电机相连。行星架H作为凸轮的动力源。根据具有固定轮的行星轮系运动转动比公式有:imnH = wHm / wHn =(wm-wH)/(wn-wH) =在转化轮系中从动轮齿数的乘积/在转化轮系中主动轮齿数乘积又当n为固定轮时，wn=0,则 imnH =(wm-wH)/(0-wH)=-imH+1即 imH=1- imnH所以行星轮减速机构转动比为 i1H=1-iH13=1-(Z2*Z3)/(Z1*Z2)=1-(21*19)/(20*20)=1/400 图（6.3.5）行星轮减速机构第八章 槽轮机构8.1 槽轮机构主要参数槽轮槽数Z=6；主动拨盘圆销数n=1；中心距L=100mm；圆销半径r=5mm；曲柄长度 槽深8.2 运动分析如图（8.2.1）所示为外槽轮机构的任意位置。设拨盘和槽轮位置分别用和来表示，并规定和在圆销进入区为负，在圆销离开区为正。 图（8.2.1）槽轮机构设圆销至槽轮回转轴心的距离为，在图示位置时有：从上两式中消去，并令,可得 将上式对时间t求导，并令，则得：由上述两式可知，当拨盘的角速度一定时，槽轮的角速度及角加速度的变化取决于槽轮槽数z。槽轮运动的角速度和角加速度的最大值随槽数的减小而增大。8.3 用matlab对机构分析结果用matlab对槽轮分析结果如图（8.3.1）所示（程序见附录）：图（8.3.1）分析结果第一条曲线为速度线图，第二条为加速度线图。 第九章 设计评价 在本次设计中,在对自动粉墙机进行各个运动分析比较后,我们对各种机构进行了比较和选择,从运动可行性、效益性、成本等各个方面进行考虑。在粉墙机的相关运动中选择出了合适的机构。在实现抹浆机抹灰运动中，我们采用直动推杆圆柱凸轮来实现，通过电机输入动力，皮带和齿轮配合传动。实现了铰轮的预期转速，也使推杆实现了预期的运动规律。抹灰运动预期运动规律为：电机转速 1000r/min，铰轮转速为500r/min，凸轮转速为120r/min，推杆运动速度符合正弦运动规律。最大行程为100mm。在抹浆机前后进给运动中，我们采用三边形等宽凸轮机构来实现，并用行星轮系来实现减速，槽轮机构实现间歇运动，实现抹浆机前后运动的预期运动。在抹浆机上下运动中，我们采用了卷扬机带动钢索，实现抹浆机了匀速上升及下降。在机体左右运动中，通过电机带动运动轮实现左右运动。在各个运动中我们选用的各个机构基本上都满足的预期的运动规律，能较好的实现各个运动，而且在运动可行性、成本等各个方面都达到了比较理想的状态。只缺少电类部分的设计，所以可以说该机器的设计是成功的。但是唯一遗憾的是由于时间有限，没能很好的完善机构方案的设计，在前后移动机构中抹灰箱前后的进退与停顿时间比例没设置合理，进退时间过长，导致生产效率不高，为了改善这点，我们想到可以设计一个推回程与休止比例合理的凸轮机构，以提高生产效率。第十章 设计小结1 .张庆远小结：这是我们步入大学之后的第一次做课程设计，虽然有些茫然和不知所措，但是经过两周的奋战我们的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 这次课程设计让我体会很深，也学到了很多新东西。作为一名机械设计制造及自动化专业大二的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。 在已度过的大学时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。在这次课程设计中，充分利用了所学的机械原理知识，根据设计要求和运动分析，选用合理的分析方案，从而设计出比较合理的机构来。这次课程设计，不仅让我们把自己所学的知识运用到实际生活中去，设计一些对社会有用的机构，也让我们深刻体会到团体合作的重要性，因为在以后的学习和工作中，但靠我们自己个人的力量是远远不够的，必须积聚大家的智慧，才能创造出令人满意的产品来。这次课程设计也为我们以后的毕业设计打下了一个基础，我相信，经过这次设计，我们毕业设计的时候不再会象现在这么茫然了，也一定能做好它。通过这次设计，我们得出这样一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。学以致用才是学习的真谛！2.李亚锋小结机械原理课程设计是一门实践性比较强的课程。学习这门课程不仅提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力，也培养了我们分析和解决一般机械运动实际问题的能力，巩固了我们所学的专业知识。同时也培养了我们自主学习和自主创新的能力。在实习过程中，我们遇到了许多棘手的问题，如机构的选择方案，机构的运动分析等等。刚开始的时候，我真的感觉自己什么都不会，既不知道怎样选择方案，也不知道怎样去运用辅助设计的程序，如solidworks,matlab.但是经历这整个设计的过程，我发现原来事情并不向我想象的那样困难到根本无法动手，其实只要认真去学习还是可以学会的。通过这次实习，许多以前不知道的也开始慢慢了解，如画图软件的运用，matlab程序设计，报告的撰写等等。那些东西我以前基本上是空白的，通过这次自学，基本上懂得了该如何使用。当然，这是自己的第一次设计，肯定还有许多地方做得不够完善，希望能在以后的设计中逐步得到改善，使自己日益臻于成熟，专业知识得到充实。通过这次实践，我发现只要自己肯认真学，没有什么事情是不可能做到的。3 .周磊小结经过两周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对机械原理这门课所学知识的做一下单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。参考文献1.机械原理（第七版） 高等教育出版社 孙恒、陈作模主编 2001年5月第6版2.材料力学（第四版） 高等教育出版社 孙训方 方孝书主编 2002年8月第4版3.机械设计课程设计图册（第三版） 哈尔滨工业大学出版社 龚桂义,潘沛霖等主编4.机械零件设计手册金工业出版社5.互换性与技术测量基础华中科技大学出版社 李军主编 6.机械原理课程设计高英武、杨文敏编著7.机构选型与运动设计 国防工业出版社 杨黎明、杨志勤编著 2007年6月第1版附录一 直动推杆圆柱凸轮源程序及数据结果%凹槽圆柱凸轮机构运动分析dr=pi/180; %弧度与角度转换系数n=120; %圆柱凸轮每分钟的转数w=2*pi*n/60; %圆柱凸轮角速度h=0.12; %滚子水平运动最大距离R=0.06; %圆柱凸轮半径r=0.01; %滚子半径fi0=170*dr; %推程和回程角rm=R; %平均圆柱半径i=1; %矩阵行数计数器fis=0; %循环初值bc=1; %步长fie=2*pi/dr; %循环终值for fi=