文档介绍：设计说明书项目的来源风能,是一种清洁的可再生能源,高效、合理的利用风能,能降低矿物能源的使用,降低环境的污染。本创新设计, 就是设计利用风能, 达到为人类服务的机械装置: 风能驱动叶轮转动,进而带动传动机构和驱动机构,实现物料的传送。一、创新方案的确定风叶在有风的情况下, 能够旋转。为此如何把旋转运动的动力源, 实现不同方向的往复直线运动是整个机械装置的关键, 根据机构传动和相关应用的基础知识, 确定其创新设计的思路: 1、考虑有哪些机构能实现运动功能? 2、考虑运动如何分配,实现不同方位的直线运动输出? 3、考虑如何实现运动的传递? 根据上述问题,运用所学机械机构及机构传动的基础知识,能把把旋转运动转换成往复直线运动的简单机构种类有: a、曲柄滑块机构, b、螺旋机构 c、凸轮机构 d、齿轮齿条机构等; 运动的分配方面: a、有多轴输出变速机构, b、多杆组合机构等; 根据上述考虑, 结合传动效率, 使机构在运动过程中要具有运动副数目少的特点, 整个机构的设计方案如下图: 利用圆柱凸轮实现运动形式的改变, 同时, 在输出工作机构上在进行运动的分配, 利用直线凸轮改变直线运动的方向, 使之实现整个机构所有要达到的工作功能,为实现运动的平稳性。二、主要部件的设计 1 、圆柱凸轮的设计为了使运动平稳,工作机在工作时冲击小,采用余弦运动规律曲线,推程运动规律与回程运动规律一致, 保证整个工作机构在运动过程中不存在冲击。其运动规律位移曲线如图 2-1 所示:则圆柱凸轮在柱坐标系统的参数方程如下: C(R ,⊙,Z) ={R=r , Z=h/2*os( ⊙),0< =⊙<=360 }图 2-1 圆柱凸轮的理论轮廓线展开图(1)R 数值的确定, 凸轮工作时, 从动件与圆柱凸轮有相互作用, 根据运动轨迹可知, 从动件轴向力的大小跟圆柱凸轮的直径和工作行程密切相关,其受力图如下: 图 2-2 从动件的受力图 Fr=F*cos (a), FT= F*sin (a), tng (a) =h/r , 有上述公式可知,a 越大, Fr 越小,Ft 越大,根据凸轮设计经验, a 的最大值不超过 35 度,取 H=35mm ,R为 38mm 。 2 直线凸轮设计为了使运动平稳,工作机在工作时冲击小,采用余弦运动规律曲线,工作行程为 32mm ,直线凸轮的直线移动距离与圆柱凸轮的行程一致,其运动规律行程表达式为: Y =16cos &, x=*10* & /180 , 0<& <180 , 推程运动规律与回程运动规律一样, 凸轮的理论轮廓曲线如下图 2-3 所示。直线凸轮的运动行程曲线 3 、凸轮轴的设计 、载荷的计算(1 )工作机工作情况分析: 推出物料的过程: 要求机构在不同方位推出物料, 推出形式可以是同时进行, 也可以是交错进行,当同时进行时,原动机输出有用功不连续,且要求输出的功率是单一输出的两倍, 为此, 本方案采用交错推出物料, 使当某一推出物料进行工作时, 另一推出机不工作, 这样减低对原动机的功率要求, 但同时没有降低整个工作机的工作效率。对工作部件进行强度计算时,只计算一个工作机工作时的载荷。(2 )载荷的分析推出物料时,所需的推力为物料与接触面的摩擦力,最大摩擦力为物体的静摩擦力 F f, F f, =m*g*u 凸轮轴的总受力图如下图