Harbin Institute of Technology
课程设计说明书（论文）
课程名称： 机械原理课程设计 设计题目：产品包装生产线（方案2） 院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间：
哈尔滨工业大学
产品包装生产线(方案2)
1.设计课题概述
如图1所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长×宽×高=600×200×200，采取步进式输送方式，小包装产品送至A处（自由下落）达到3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可调，每分钟向下一工位分别输送12、21、30件小包装产品。
图1产品包装生产线（方案2）功能简图
2.设计课题工艺分析
由设计题目和图1可以看出，推动产品在输送线1上运动的是执行构件1，在A处把产品推向下一工位的是执行构件2，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 执行构件1 进 退 进 退 进 退 执行构件2 退 停止 进 退 图2产品包装生产线（方案2）运动循环图
图2中是执行构件1的工作周期，是执行构件2 的工作周期，是执行构件2的动作周期。由图2 可以看出，执行构件1是作连续往复运动，执行构件2是间歇运动，执行构件2的工作周期是执行构件1的工作周期的3倍，执行构件2的动作周期则只有执行构件1的工作周期的四分之三左右，所以，执行构件2大多数时间是在停歇状态。
3.设计课题运动功能分析
根据前面的分析可知，驱动执行构件1工作的执行机构应该具有运动功能如图3所示。该运动功能把一个连续的单向转动转换为连续的往复移动，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）往复运动一次，主动件的转速分别为12、21、30 rpm。 12、21、30 rpm
图3 执行机构1的运动功能
由于电动机转速为1430rpm，为了在执行机构1的主动件上分别得到12、21、30rpm的转速，则由电动机到执行机构1之间的传动比有3种分别为：
= = 119.167 = = 68.095 = = 47.667
总传动比由定传动比与变传动比组成，即：
= = =
三种传动比中最大，最小。由于定传动比是常数，因此3种传动比中最大，最小。若采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不要大于4，即：
=4
于是定传动比为：
= = = 29.792
故定传动比的其他值为：
== = 2.286 == = 1.600
于是，传动系统的有级变速功能单元如图4：
图4 有级变速运动功能单元
为保证系统过载时不至于损坏，在电动机和传动系统之间加一个过载保护环节。过载保护运动功能单元可采用带传动实现，这样，该运动功能单元不仅具有过载保护能力，还具有减速功能，如图5所示。
i = 2.5
图5 过载保护运动功能单元
整个传动系统仅靠过载保护功能单元的减速功能不能实现全部定传动比，因此，在传动系统中还要另加减速运动功能单元，减速比为
i = = 11.9167
减速运动功能单元如图6所示。
图6 减速运动功能单元
根据上述运动功能分析，可以得到实现执行构件1运动的功能系统图，如图7所示。
图7 实现执行构件1运动的运动功能系统图
为了使用同一原动机驱动执行构件2，应该在图7所示的运动功能系统图加上一运动分支功能单元，使其能够驱动分支执行构件2，该运动分支功能单元如图8所示。
图8 运动分支功能单元
由于执行构件2的工作周期是执行构件1的工作周期的3倍，也就是说，运动分支在驱动构件2之前应该减速，使其转速等于执行构件1的三分之一，由于执行构件2与执行构件1的运动平面相互垂直，因此，该减速运动功能单元如图9所示。
i=3
图9 减速运动功能单元
由于执行构件2是间歇运动，且由图2可以看出执行构件2的间歇时间是其工作周期的四分之三，也就是说其运动时间是其工作周期的四分之一。因此，间歇运动功能单元的运动系数为
间歇运动功能单元如图10所示。
图10 间歇运动功能单元
由于执行构件2的动作周期是执行构件1的工作周期的四分之三左右，因此，驱动执行构件2的驱动机构2的主动件的转速应该是驱动执行构件1的驱动机构1 的主动件的转速的左右。所以，间歇运动功能 的运动应经过增速运动功能单元增速，如图11所示。
图11 增速运动功能单元增速
增速运动单元输出的运动驱动执行机构2实现执行机构2的运动功能。由于执行构件2作往复直线运动，因此，执行机构2的运动功能是把连续转动转换为往复直线运动，如图12所示。
图12 执行机构2的运动功能单元
根据上述分析，可以画出整个系统的运动功能系统图，如图13所示。
1430rpm i = 2.5 i = 4, 2.286，1.600 i = 11.9167
图13 产品包装生产线（方案2）的运动功能系统图
4.设计课题运动方案拟定
根据图13所示的运动功能系统图,选择适当的机构替代运动功能系统图中的各个运动功能单元,便可拟定出机械系统运动方案。
图13中的运动功能单元1是原动机。根据产品包装生产线的工作要求，可以选择电动机作为原动机。如图14所示。
1430rpm
哈工大机械原理课程设计产品包装线设计(方案2)
