自动链条编结机(方案一)-课程设计.doc

湖南工业大学
课 程 设 计
资 料 袋
学院（系、部） 2011 ~ 2012 学年第 1 学期
课程名称 机械原理课程设计 指导教师 职称
学生姓名 专业班级 学号 10405701220
题 目 自动链条编结机
成 绩 起止日期 2012 年 6月 日～ 2012 年 6 月 日

目 录 清 单
序号
材 料 名 称
资料数量
备 注
1
课程设计任务书

2
课程设计说明书

3
课程设计图纸

张
4

5

6

湖南工业大学
课程设计任务书
2011 —20 12 学年第 1 学期
机械工程 学院（系、部） 机械大类 专业 \ 班级
课程名称： 机械原理
设计题目： 自动链条编结机
完成期限：自 2012 年 6 月 日至 2012 年 6月 共 周

内
容
及
任
务

一、设计的主要技术参数

二、设计任务
进行自动链条编结机统一的运动方案和传动系统设计
确定自动链条编结机作原理和运动形式，绘制工作循环图；
设计几种运动方案并进行分析、比较和选择；
对选定运动方案进行运动分析与综合，并绘制机构运动简图；
进行机械动力性能分析与综合 ；

三、设计工作量
编写说明书一份及机构图一张。
进
度
安
排
起止日期
工作内容

主
要
参
考
资
料
《机械原理》 主编 朱理 高等教育出版社
《机械原理课程设计手册》（第二版）主编 邹慧君 张青 高等教育出版社
指导教师（签字）： 年 月 日
系（教研室）主任（签字）： 年 月 日

机 械 原 理 课程设计
设计说明书

自动链条编结机

起止日期： 2012 年 6 月 日 至 2012 年 6 月 日

学生姓名

班级

学号

成绩

指导教师(签字)

机械工程学院（部）
2012年 6月20 日
机械原理课程设计

自动链条编结机

姓名

学号

指导老师

时间 2012年6月20日

目录

一、自动链条编结机功能及设计要求 6
二、工作原理和工艺动作分解 6
三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 6
四、执行机构的选型 7
五、传动机构的选择 9
六、机械运动系统的速比和变速机构 10
七、机械运动方案简图 10
八、机械传动系统和执行机构的尺寸 11。
九、方案评价 12。
十、个人总结………………………………………………..12。

自动链条编结机
一、自动链条编结机功能及设计要求
A. 功能
1）自动链条编结机的功能是制造自行车链条式车锁，链条由一串链节编结而成，每个链节又被加工成扭曲立体形，使外形美观。
2）自动链条编结机的主要工艺动作是自动送料,切断并压平，链节扭曲，自动连接。
B. 设计要求及原始数据
1）钢丝材料：低碳钢，直径 2.3~2.5mm,
2）链节钢丝长度：35mm/每个
3）链节扭曲角：45°
4）生产率：34~45链节/min
5）链条承受压力：1200~1800N
6）自动链条编结机要求体积小、重量轻、压紧力可调、工作可靠、外形美观。
7）机械运动方案应力求简单。

二、工作原理和工艺动作分解
根据上述分析，自动链条编结机要求完成的工艺动作有以下四个动作：
1） 自动送料：将成盘的直径为2.3~2.5mm的钢丝先进行校直，然后形成螺旋形状。
2） 切断并压平：每次送料停止后，剪下一圈螺旋状的钢丝，并将其平整为平的环形。
3） 链节扭曲：在环形钢丝的两头夹住，使一头旋转45°，将链节扭曲成立体环形，完成一个链节的成型。
4） 自动连接：将螺旋料送进使穿入成型链节，既实现送料，又完成连接。
如此完成循环，就形成车链锁条
因此，自动链条编结机的运动方案设计重点考虑自动送料、切断压平、链节扭曲机构这三个机构的选型和设计问题

三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图
对于自动链条编结机运动循环图主要是确定自动送料, 切断机构 , 压平机构，链节扭曲的相对运动过程、相位，以利对各执行机构的设计、装配和调试。

图中表示自动链条编结机运动循环图

图一 自动链条编结机运动循环图

四、执行机构的选型
根据校直机构，自动送料机构、切断压平机构和扭曲成形机构这四个执行机构动作要求和结构特点，可以选择表1的机构，

校直机构
轧辊
间歇送料
槽轮
切断压平机构
凸轮和曲柄滑块
扭曲成形
不完全齿轮，

表1

上图为校直机构与间歇机构，利用轧辊校直，槽轮间歇送料

切断压平机构

上图中，车刀在凸轮的带动下将钢丝切断。AB为机械夹，其中A为固定，B在不完全齿轮的带动下将在链节压平槽中压好的链节进行45°扭曲。

五、传动机构的选择

表2中是可供选择的常用传动机构
带传动
具有传动平稳、噪声低、清洁（无需润滑）的特点，具有缓冲减振和过载保护作用，并且维修方便。与链传动和齿轮传动相比，带传动的强度较低以及疲劳寿命较短
齿轮传动
效率高、传动比稳定、工作可靠、寿命长、结构紧凑、比带、链传动所需的空间尺寸小
涡轮蜗杆传动
传动比大，体积小，单头的有的能自锁，不用另加制动装置就能停在任意位置，但是它的效率太低

传动方案的选用

六、机械运动系统的速比和变速机构
根据题目要求和电动机的型号，我们可采用Y90S—6，其功率为N=750W，转速n=910r/min。
根据选定的驱动电动机的转速和自动链条编结机的生产能力，平均每分钟生产30~45链节/min。平均40链节/min，它们的机械传动系统的总速比为：

机械传动系统的第一级采用齿轮传动，其速比为3.333；第二级同样为齿轮传动，
其速比为6.9.

七、机械运动方案简图

图中所示的是自动链条编结机运动简图，先利用轧辊校直钢丝，注意这里轧辊与钢丝之间有适当间隙，不影响送料。利用槽轮进行间歇送料使得钢丝向右移动，达到送料的功能。钢丝经过绕螺旋机构形成螺旋形状，上方车刀剪下一段螺旋状的钢丝，机械夹在凸轮的推动下夹住螺旋状钢丝的同时向右移动，同时曲柄滑块也向右运动，当机械夹到达链节压平槽时，曲柄滑块将钢丝压平，A,B为扭曲链节结构,A固定不动，B在不完全齿轮的带动下，将链节扭曲弯成45°。将螺旋料继续送进，机械夹来回运动，使穿入形成成型链节，如此循环下去，形成车锁链条。

按已选定的四个执行机构的型式及传动系统，画出自动链条编结机的机械运动示意图（图二）。

图二 自动链条编结机运动方案示意图（俯视图）
如上图所示，通过齿轮1、2、3、4调节电动机转速，满足所需要的传动比，再通过带轮以及后续齿轮完成各个动作，如通过带轮3和带轮4分别带动凸轮切断机构和平压机构，通过齿轮8带动不完全齿轮的转动，从而使一个杠杆滑槽式抓取机构旋转45°，达到链条扭曲的目的

八、机械传动系统和执行机构的尺寸
1、齿轮传动
表3 直齿轮参数表
名称
齿数
模数
分度圆
齿轮1
18
1.5mm
27mm
齿轮2
60
1.5mm
90mm
齿轮3
20
1.5mm
30mm
齿轮4
138
1.5mm
207mm
齿轮5～8
30
1.5mm
45mm
2、凸轮设计
凸轮的轮廓如下图所示：

反转法凸轮轮廓设计图
九．方案评价

运动精确性：由于齿轮设计和凸轮设计都是按照链节生产效率30-45链节/min来设计的，因此凸轮的转速是40转/min。
这种方案的主要优势是能够集链节压平和扭曲于一个工作区域上，方案中执行机构更简洁紧凑。切断机构，链节压平机构的动力都来源于凸轮，使得其运动更加协调。利用曲柄滑块机构使链节在链节槽处压平，同时利用不完全齿轮达到扭曲45°的效果。缺点是精确度不高，协调性不够。生产有局限性

十．个人总结
课程设计的这一段时间，自我感觉学到了不少。刚刚接到老师给的题目时，就感觉挺不容易的，上网想找一下参考，很悲剧，什么都没有，只有一个车床的视频，看了毫无头绪，不知道从何下手，突然就觉得自己学的知识少了，只局限于理论，对于实际的想象还很缺乏。
我们五个人做这一个题目，我们刚刚都无法动手，后来开始相互讨论，相互帮助，团队意识得到了很好的培养。在做这个课题的时间里，又把CAD复习了一遍，同时也预习了一下proe的操作了，感觉自己的软件操作还是不熟。
对于课题的运动机构分析，自己还不是很熟练，存在不全面，有时候又陷入思维定势，对于机械夹总是纠结太多。还有很多理论知识没有掌握牢固，以后还得努力学习。
通过这次课程设计，虽然自己的还有很多不完善的地方，但是一个人自己把这个难题做出来，也是有点成就感。