分件供送螺桿設(shè)計(jì)

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1、湖南工業(yè)大學(xué) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2013 —2014 學(xué)年第 一 學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 班級(jí) 課程名稱： 包裝機(jī)械設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 分件供送螺桿的設(shè)計(jì) 完成期限：自 20 年 12 月 23 日至 20 年 12

2、 月 27 日共 1 周 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 供送物品為圓柱體，直徑為7mm，螺桿轉(zhuǎn)速n=50轉(zhuǎn)/min，撥輪節(jié)距Cb=11mm 二、設(shè)計(jì)任務(wù) 1、根據(jù)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算或編寫有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算程序； 2、利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動(dòng)生成圖形； 3、畫出零件圖； 4、完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 三、設(shè)計(jì)工作量 1. 供送螺桿三維模型一個(gè)、零件圖一張。 2. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 2013.12.23~2013.12.23 設(shè)計(jì)方案的分析及選擇 2013.12.23~2013.12

3、.25 參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算或程序編寫；建立三維模型 2013.12.26~2013.12.27 繪制零件圖；整理、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 主 要 參 考 資 料 [1] 許林成，趙治華，王冶.包裝機(jī)械原理與設(shè)計(jì)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [2] 雷伏元.自動(dòng)包裝機(jī)設(shè)計(jì)原理[M].天津科技出版社，1986 [3] 許林成.包裝機(jī)械[M].長沙：湖南大學(xué)出版社，1998 [4] 孫鳳蘭，馬喜川.包裝機(jī)械概論[M].北京：印刷工業(yè)出版社，1998 [5] 尚久浩.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2003 指 導(dǎo) 教 師 （簽字）：

4、 年 月 日 系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日 目 錄 一、設(shè)計(jì)概述 2 1.1設(shè)計(jì)的目的 2 1.2 四段式分件供送螺桿與星形撥輪裝置概述 3 二、四段式分件供送螺桿與星形撥輪裝置的參數(shù)確定 4 2.1星形撥輪的設(shè)計(jì) 4 2.2螺桿螺旋線的組合特征 4 2.3螺桿螺旋線的基本參數(shù) 5 2.4組合螺旋線的設(shè)計(jì) 6 2.4.1輸入等速段 6 2.4.2螺桿變加速段螺旋線 7 2.4.3螺桿等加速度段螺旋線 8 2.4.4螺桿

5、輸出等速段螺旋線 10 2.5螺旋槽軸向剖面的幾何形狀設(shè)計(jì) 12 2.6利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動(dòng)生成圖形 14 2.6.1 Matlab軟件的運(yùn)用 14 2.6.2 PRO/E畫圖工具的運(yùn)用 16 三、設(shè)計(jì)小結(jié) 18 參考文獻(xiàn) 19 第一章 設(shè)計(jì)概述 1.1設(shè)計(jì)的目的 這個(gè)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是提高我們這些工科學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的一個(gè)重要途徑。是讓我們這些包裝機(jī)械專業(yè)方向的學(xué)生學(xué)好專業(yè)知識(shí)課程和充分利用所學(xué)資源進(jìn)行設(shè)計(jì)分析的重要方法，對我們以后的學(xué)習(xí)工作具有非常重大的意義。 1.

6、1.1設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 供送物品為圓柱體：尺寸：直徑為75mm、高為100mm，螺桿轉(zhuǎn)速n=500轉(zhuǎn)/min，撥輪節(jié)距Cb=112mm。 1.1.2設(shè)計(jì)任務(wù) 1、根據(jù)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算或編寫有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算程序； 2、利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動(dòng)生成圖形； 3、畫出裝配圖及其主要零件圖； 4、完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 1.2 四段式分件供送螺桿與星形撥輪裝置概述 目前，在包裝工業(yè)領(lǐng)域，已廣泛應(yīng)用多種類型的分件供送螺桿裝置。這種裝置可按某種工藝要求將規(guī)則或不規(guī)則排

7、列的容器、物料以確定的速度、方向和間距分批或逐個(gè)地供送到給定的工位。特別是為了適應(yīng)包裝容器日新月異的變化和提設(shè)備生產(chǎn)能力的實(shí)際需要，分件供送螺桿裝置正朝著多樣化、通用化和高速化方向發(fā)展，并不斷擴(kuò)大它在灌裝、充填、封口、貼標(biāo)、計(jì)量、檢測以及自動(dòng)包裝線上的應(yīng)用，如分流、合流、升起、起伏、轉(zhuǎn)向和翻身等。 如圖1.1為分件單列送正圓柱形及某些異形瓶罐的典型組合裝置，從實(shí)用角度出發(fā)比較系統(tǒng)地闡述了變螺距分件供送螺桿與星形撥輪的理論、設(shè)計(jì)等關(guān)鍵問題。 圖1.1典型變螺距螺桿與星形撥輪組合裝置圖 分件供送裝置結(jié)性能的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、工作效率、總體布局和自動(dòng)化水平。所以，設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足被供

8、送瓶罐形體尺寸、星形撥輪節(jié)距及生產(chǎn)能力等條件下，合理確定螺桿直徑及長度、螺旋線旋向及組合形式、螺旋槽軸向剖面幾何形狀和星形撥輪齒廓曲線，進(jìn)而校核罐受螺桿、導(dǎo)向板、輸送帶等綜合作用后能達(dá)到給定的速度和間距，減輕沖擊、震動(dòng)、卡滯現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)可靠運(yùn)動(dòng)。 二、四段式分件供送螺桿與星形撥輪裝置的參數(shù)確定 2.1星形撥輪的設(shè)計(jì) 圖2.1所示為星形撥輪的結(jié)構(gòu)簡圖。 圖2.1星形撥輪的結(jié)構(gòu)簡圖 為了滿足課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求，假定設(shè)星形撥輪齒數(shù)為；撥輪的轉(zhuǎn)速為；撥輪同時(shí)傳送兩個(gè)被供送體時(shí)入手所需距離為70mm；因被供送體的直徑直徑為=75mm，高mm，撥輪

9、的節(jié)距為=112mm,設(shè)撥輪節(jié)圓直徑為，因?yàn)槿萜饕缘乳g距定時(shí)供送，則 則撥輪的節(jié)圓半徑為 mm 撥輪高度依據(jù)被供送體的高度為=60mm。 撥輪轉(zhuǎn)速與螺桿轉(zhuǎn)速的關(guān)系應(yīng)滿足：， 則撥輪的轉(zhuǎn)速可確定。 2.2螺桿螺旋線的組合特征 在工件傳送過程中，有的能順利導(dǎo)入螺旋槽，有的卻被螺桿端面阻擋甚至同輸送過來的其他瓶罐產(chǎn)生沖撞，另外還可能使輸出過程出現(xiàn)：“局部斷流”現(xiàn)象。面對這些錯(cuò)綜復(fù)雜的工作狀況，為了更好地實(shí)現(xiàn)緩沖和“定時(shí)

10、整流”的目的，對分件供送來說，就不宜采用螺距全是的等螺距螺桿，而應(yīng)在螺桿的進(jìn)中附近配備可調(diào)式減速裝置，使瓶罐自動(dòng)減速相互靠近，以便逐個(gè)依次順利地導(dǎo)入螺旋槽內(nèi)，接著再增速達(dá)到預(yù)定間距，借助撥輪有節(jié)奏地引導(dǎo)到包裝工們。因此，當(dāng)螺桿應(yīng)用于高速度分件定時(shí)供送時(shí)，其螺旋線最標(biāo)準(zhǔn)的組合模式最好是四段式： 1. 輸入等速段，螺距小于，有助于穩(wěn)定的導(dǎo)入口。 2. 變加速度段，加速度由零增至某最大值，以消除沖擊。 3. 等加速段，與輸送帶拖動(dòng)瓶罐的摩擦作用力相適應(yīng)，采用等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律使之增大間距，以保證在整個(gè)供送過程中與螺旋槽有可靠的接觸摸點(diǎn)而不易晃動(dòng)和傾倒。 4. 輸出等速段，使螺距等于，以改善星形撥

11、輪齒槽的結(jié)構(gòu)形式及其嚙入狀態(tài)，這對供送導(dǎo)形瓶罐尤為重要。 2.3螺桿螺旋線的基本參數(shù) 參閱圖2.2,所示為四段式變螺距螺桿。通常螺桿的前端多呈圓錐臺(tái)形，而后端則有同瓶罐主體半徑相適應(yīng)的過渡角，以利改善導(dǎo)入效果，緩和輸入輸出兩端的陡振和磨損，延長使用壽命。設(shè)螺桿的內(nèi)外直徑各為為使螺旋槽對瓶罐產(chǎn)生適宜的側(cè)向力，一般取R=（0.7～1.0）（）。 圖2.2四段式變螺距組合螺桿計(jì)算簡圖 對供送正圓柱形容器，其圓弧半徑為，螺桿的內(nèi)外半徑分別為、R，則可取 （ 2-1） 至于的值，一般情況下主要根據(jù)螺桿芯部及其支軸的結(jié)構(gòu)尺寸等因素加以確定

12、。實(shí)際中也可從滿足某種工藝要求的角度來考慮這個(gè)問題，例如供送安瓿，為防止傾倒擠碎，應(yīng)選用較大的螺桿內(nèi)徑和較小的螺旋角。因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求供送主體瓶灌的尺寸為：直徑為=75mm，高mm。為滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求，我們先暫取供送螺桿的內(nèi)徑為mm，根據(jù)式（2-1）取螺桿的外徑mm。 2.4組合螺旋線的設(shè)計(jì) 2.4.1輸入等速段 螺桿等速段的螺距應(yīng)取為 (2-2) 式中 ——兩相鄰容器間的平均間隙（一般為幾毫米，主要與容器加工精度有關(guān)）暫取mm，則螺桿等速段的螺距為mm 設(shè)等速段螺旋線的最大圈

13、數(shù)為（通常取為1～1.5），中間任意，我們在這取，對應(yīng)螺旋角 （2-3） 式中D為螺桿的直徑，D=2R=120mm. 則螺旋角 （2-4） 對其單頭外螺旋線，因其展開圖形為一條斜直線，故相應(yīng)的 周向展開長度 ，mm （2-5） 軸向長度 ，mm （2-6） 供送速度 mm500

14、r/min=666.67mm/s (2-7) 對于圖1.1所示的變螺距螺桿與星形撥輪組合供送裝置，包裝容器的供入速度另有控制要求： 當(dāng)時(shí)，依靠送帶對包裝容器的摩擦拖動(dòng)作用加速，以接近于螺桿的初始供送速度。 當(dāng)時(shí)，借助于可調(diào)式波形尼龍板或刷板等緩沖裝置使其減速。據(jù)此可求得供入段的輸送長度 （2-8） 式中 ——容器與輸送帶的滑動(dòng)摩擦因數(shù) 螺桿等速段包裝容器與輸送帶的最大速差 （2-9） 設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量小值，撥輪節(jié)距和螺

15、桿轉(zhuǎn)速都不宜過大，以免加快鏈板工作表面磨損，引起容器強(qiáng)烈的振動(dòng)。 2.4.2螺桿變加速段螺旋線 針對滿足包裝容器供送平穩(wěn)的要求，選取該段螺桿的供送加速度，使由零值依正弦函數(shù)變化規(guī)律增加到某一最大,則 （2-10） 相應(yīng)的供送速度及軸向位移為： （2-11） （2-12） 式中、分別表示被供送容器移過行程及其最大值所需的時(shí)間。 由邊界條件得知：當(dāng)時(shí)，，mm/s；而當(dāng)時(shí)，，故可確定各待定系數(shù)：，，。將、、各值代入式（2-12），得

16、 （2-13） 設(shè)該段螺旋線的最大圈數(shù)為～2），我們?nèi)?，其中任意為，由于。上式可改寫? （2-14） 可以證明，該段螺旋線的展開圖形是由一條斜直線和一條按擺線投影規(guī)律變化的曲線疊加而成的曲線。 由于此段外螺旋線的周向展開長度=753.6mm。將此值代入式（2-14），得 （2-15） 視為自變量，對上式求導(dǎo)，可求出該段外螺旋線的螺旋角 (2-16) 其最大值為

17、 (2-17) 根據(jù)式（2-14），可求出該段限定區(qū)間（）內(nèi)的任意螺距值 (2-18) 再將和值分別代入式（2-10）和（2-11），導(dǎo)出該段的加速度及速度的計(jì)算式： (2-19) (2-20) (2-21) 由于可知，當(dāng)其他條件一定時(shí)，變加速段的外螺旋螺旋角、螺距和供速度均隨螺旋圈數(shù)的增大而增大。若取則，，符合螺桿的前兩段的位移、速度及

18、加速度曲線的銜要求。 2.4.3螺桿等加速度段螺旋線 設(shè)螺桿等加速度段的供送加速度，則相應(yīng)的供送速度及軸向位移為 (2-22) (2-23) 式中 ——被供送容器移過行程所需要的時(shí)間 由邊界條件可知：當(dāng)時(shí)，=0，，故可確定各特定各系數(shù)：，。將和值代入（2-23），得 (2-24) 設(shè)等加速度段螺旋線的最大圈數(shù)為通常?。?～5），我們?nèi)?，中間任意值，由于=，且令當(dāng)

19、量螺距 (2-25) 由式（2-23），解出等加速段的位移為 (2-26) 可見，等加速段螺旋線的展開圖形是一條斜直線和一條拋物線規(guī)律變化的曲線疊加機(jī)而成的曲線。 將此段外螺旋線展開長度：,mm代入上式，可求得軸向位移 (2-27) 視為自變量，對上式求導(dǎo)，剛等加速度段外螺旋線的螺旋角及其最大值分 別為： (2-28)

20、 (2-29) 由以上兩式導(dǎo)出 (2-30) 可得等加速段的加速度為：mm/ 這表明，等加速段的供送加速度與螺桿轉(zhuǎn)速的平方成正比；當(dāng)星形撥輪節(jié)距和等速度段螺距保持定值時(shí)，適當(dāng)?shù)卦黾雍髢啥温菪€的總圏數(shù)，有助于降低螺桿的供送加速度，或提高螺桿轉(zhuǎn)速。 根據(jù)式（2-26），可求得等加速段限定區(qū)間（）內(nèi)的任意螺距值 (2-31) 其最大值 (2-32) 再將值代入式(2-

21、22)得 (2-33) 其最大值 (2-34) 以上表明，當(dāng)其他條件一定時(shí)，螺桿等加速度段的外螺旋線螺旋角、螺距和供送速度同樣隨螺旋圈數(shù)的增大而增大。若取則，，，符合螺桿后兩段的位移、速度及加速度曲線的銜接要求。 2.4.4螺桿輸出等速段螺旋線 對輸出等速段，為改善星形撥輪齒槽的結(jié)構(gòu)形式及其嚙入狀態(tài)，使該段螺距=112mm，設(shè)等速段螺旋線的最大圈數(shù)為（通常取為1～1.5），中間任意，我們在這取，對應(yīng)螺旋角

22、 （2-35） 根據(jù)邊界條件可得供送速度 式中D為螺桿的直徑，D=2R=120mm. 則螺旋角 （2-36） 對其單頭外螺旋線，因其展開圖形為一條斜直線，故相應(yīng)的周向展開長度 ，mm （2-37） 軸向長度 ，mm （2-38） 最后，為便于設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)械加工，將式（2-30）的值分別代入式（2-14）和式（2-26）(以此類推)，經(jīng)整理得： (2-39)

23、 (2-40) (2-41) (2-42) 綜上所述，螺桿輸入等速段的最大軸向長度僅與螺距和圈數(shù)有關(guān)，變加速段和等加速段的最大軸向長度、與撥輪節(jié)距、螺距及圈數(shù)、有關(guān)，螺桿輸出等速段的最大軸向長度僅與螺距和圈數(shù)有關(guān)。 則通過上式（2-40）可得變加速段的長度為 mm 通過式（2-42）可得等加速段的長度為 mm 至此，可求出供送螺桿三段式組合螺旋線展開圖形的軸向及周向全長： (2-43) (2-44) 即

24、螺桿螺旋線軸向和周向長度各為 mm =3014.4mm 2.5螺旋槽軸向剖面的幾何形狀設(shè)計(jì) 通常，采用作圖法和解析法來確定螺旋槽軸向剖面的幾何形狀和基本參數(shù)。設(shè)計(jì)螺旋槽的宗旨是要按照供送物件主體部位的形狀、大小及預(yù)選的螺桿內(nèi)外直徑和螺距，來確定螺旋槽軸向剖面幾何圖形及其寬度。這些，對實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的供送運(yùn)動(dòng)以及檢測螺桿的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量有重要的意義。另處，還為合理確定螺桿的外半徑提供了依據(jù)。 對于此課程設(shè)計(jì)，我采用解析法確定螺旋槽軸向剖面的幾何形狀和基本參數(shù)。正圓柱形包裝容器與螺桿的相貫運(yùn)動(dòng)。如圖2.3所為正圓柱形瓶罐與螺桿作相貫

25、運(yùn)動(dòng)的分析圖。 2.3正圓柱形瓶罐與螺桿作相貫運(yùn)動(dòng)的分析圖 過正圓柱形容器與螺桿的軸心線引直角坐標(biāo)系，且使坐標(biāo)面與螺桿外螺旋線交于點(diǎn)i。令該螺距計(jì)算值為S（可在其左右兩側(cè)各量取半個(gè)螺距來確定），為簡化計(jì)算，將此段變螺距螺旋線近似看成等螺距螺旋線。其次，在容器表面上任到一母線，與坐標(biāo)面相交于點(diǎn)。令該母線沿以為半徑的相應(yīng)等螺距內(nèi)螺旋線由初始位轉(zhuǎn)置mn移過距離－，又滾過角度，而至一新位置。此時(shí)它同i點(diǎn)軸向剖面相截的跡點(diǎn)為，則四圖示幾何關(guān)系得 （2-45） 式中

26、 （2-46） （2-47） 上式表明不同的值對應(yīng)著不同的跡點(diǎn)曲線，即函數(shù)。因此，是曲線族方程的參數(shù)，將上式改寫為 （2-48） 關(guān)于曲線族包絡(luò)線參數(shù)方程的一般求法，可導(dǎo)出偏導(dǎo)數(shù)使它與聯(lián)立，解得；這兩個(gè)式子即為曲線族的切點(diǎn)方程或包絡(luò)方程，可近似畫出所求作的螺旋槽軸向剖面幾何形狀。 由直接寫出 理論上，，即sec>0，故得 從而可導(dǎo)出曲線簇包絡(luò)線的坐標(biāo)

27、 若取，則點(diǎn)m的坐標(biāo)改為，同理，上式中也就在改為，在此條件下， 若、、R、S均已選定，可用試探法或解析作圖法求出值（其變化范圍為。 考慮到以上各式是將變螺距螺旋線按所選點(diǎn)及所限定區(qū)間近似看作等螺距螺旋線推導(dǎo)出來的，所以，根據(jù)曲線族包絡(luò)線確定的螺旋槽軸向剖面幾何形狀對軸線必然成對稱的。因而求出螺旋槽寬度為 由上式可見，變螺距螺桿螺旋槽的寬度必定隨著螺距的增大而增大。 上述分析表明，供送正圓柱形容器，決定螺旋槽軸向剖面幾何形狀及其寬度的主要因素是、、R、S。嚴(yán)格講，變螺距螺桿螺旋槽的各軸向剖面幾何形狀，在

28、寬度上互不相等，隨著螺距的增大，此種差異也越明顯。 2.6利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動(dòng)生成圖形 2.6.1 Matlab軟件的運(yùn)用 因?yàn)镸atlab具有強(qiáng)大的繪圖功能，本節(jié)我對分件供送螺桿的設(shè)計(jì)采用程序設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行編程。對被供送體的速度、加速度和位移的變化進(jìn)行分析。 由前面的分析，我對位移、速度，加速度變化函數(shù)編程可得以下Matlab程序： Cb=input(請輸入撥輪節(jié)距Cb=); n=input(請輸入螺桿的轉(zhuǎn)速n=); s01=input(請輸入等速段螺距長度s01=); a=(pi*n^2*(Cb-s01))/(2*2+4*pi)%勻加速時(shí)候的加速度 figur

29、e i1m=1; i2m=2; i3m=4; i4m=1; i1=0:0.001:i1m; H1=s01*i1;%等速段軸向位移 H1m=s01 i2=i1m:0.001:i1m+i2m; H2=H1m+s01*(i2-i1m)+((4*(i2m)^2*(Cb-s01))/(pi*(2*i2m+pi*i3m)))*(((pi*(i2-i1m))/(2*i2m))-sin((pi*(i2-i1m))/(2*i2m))); H2m=(s01+(2*i2m*(pi-2)*(Cb-s01))/(pi*(2*i2m+pi*i3m)))*i2m i3=i1m+i2m:0.001:i1

30、m+i2m+i3m; H3=H1m+H2m+(s01+((pi*(Cb-s01))/(2*(2*i2m+pi*i3m)))*((4*i2m)/pi+(i3-3))).*(i3-3); H3m=(s01+((Cb-s01)*(4*i2m+pi*i3m)/(2*(2*i2m+pi*i3m))))*i3m i4=i1m+i2m+i3m:0.001:i1m+i2m+i3m+i4m; H4=H1m+H2m+H3m+Cb*(i4-7); H4m=Cb*i4m subplot(3,1,1); plot(i1,H1,i2,H2,i3,H3,i4,H4) xlabel(i);ylabel(H);

31、title(位移圖) v0=s01*n; v2=v0+((2*a*i2m)/(pi*n))*(1-cos((pi*(i2-1))/(2*i2m))); v3=v0+(((pi*n)*(Cb-s01))/(2*i2m+pi*i3m))*(2*i2m/pi+(i3-3)); v4=Cb*n; subplot(3,1,2); plot(i1,v0,i2,v2,i3,v3,i4,v4) xlabel(i);ylabel(v);title(速度圖) a1=0; a2=a*sin((pi/2)*((i2-1)/i2m)); a3=a; a4=0; subplot(3,1,3);

32、plot(i1,a1,i2,a2,i3,a3,i4,a4) xlabel(i);ylabel(a);title(加速度圖) H=H1m+H2m+H3m+H4m 將此程序在Matlab中運(yùn)行得到以下結(jié)果： 請輸入撥輪節(jié)距Cb= %由前面的分析知道，我設(shè)的撥輪節(jié)距為112mm.在此輸入112回車% 請輸入螺桿的轉(zhuǎn)速n= %螺桿的轉(zhuǎn)速為500r/min=25/3r/s,在此輸入25/3% 請輸入等速段螺距長度s01= %我設(shè)計(jì)的輸入等速段的螺距長度為80mm% a =421.41 H1m =80 H2m =165.62 H3m =399.45 H4m =112 H

33、= 757.07 結(jié)果與前面計(jì)算的結(jié)果相吻合。 生成的位移、速度、加速度變化曲線圖見（圖2.4） 2.4 變化曲線圖 2.6.2 PRO/E三維圖的運(yùn)用 采用PRO/E的強(qiáng)大繪圖功能，對變螺距螺桿的實(shí)物圖進(jìn)行繪制分析。 已知螺桿設(shè)計(jì)的參數(shù)：螺桿外徑D=120mm,螺桿的內(nèi)徑為=90mm,供送件的直徑為mm、螺桿的轉(zhuǎn)速，變速圈數(shù)為 ，初始螺距為＝80mm,撥輪節(jié)距為mm。螺桿的全長為757.07mm。 繪圖步聚： 步驟1：創(chuàng)建實(shí)體旋轉(zhuǎn)特征。 選擇“插入”“旋轉(zhuǎn)”命令，進(jìn)入草圖環(huán)境后，繪制旋轉(zhuǎn)特征的截面草圖。定義旋轉(zhuǎn)角度為360，完成特征的創(chuàng)建。 步驟2：繪制四段螺旋線。

34、 選擇“插入”“模型基準(zhǔn)”“曲線”命令，在彈出的菜單管理器的“曲線選項(xiàng)”中選擇“從方程”然后根據(jù)提示選擇方程坐標(biāo)系，并選擇笛卡兒坐標(biāo)系類型，在彈出的記事本界面中，根據(jù)螺桿參數(shù)編輯螺桿螺旋線方程。得到輸入等速段螺旋線，重復(fù)以上步驟繪制變加速段、等加速段和輸出段螺旋線。 各段螺旋線的方程： 第一段的方程 x=(45+37.5)*cos(360*t) y=(45+37.5)*sin(360*t) z=80*t 第二段的方程 x=(45+37.5)*cos(360*2*t) y=(45+37.5)*sin(360*2*t) z=160*t+16*32/pi/(4+4*pi)*(pi

35、*t/2-sin((pi/2*t)*180/pi) 第三段的方程 x=(45+37.5)*cos(360*4*t) Y=(45+37.5)*sin(360*4*t) z=(80+32*pi/(8+8*pi)*(8/pi+4*t))*4*t 第四段的方程 x=(45+37.5)*cos(360*t) y=(45+37.5)*sin(360*t) z=112*t 步驟3：繪制可變剖面掃描。 由于按方程繪制的基準(zhǔn)曲線不能作為“掃描切口”命令的掃描軌跡，所以需要曲面相交的方式與三段螺旋線重合的掃描軌跡，兩個(gè)相交曲面之一為由螺旋線生成的可變剖面掃描，另一個(gè)為圓柱面。則需先繪制一條與軸

36、線重合的直線作為掃描用原點(diǎn)軌跡，選擇“插入”“可變剖面掃描”，在操控板中選中“曲面”圖標(biāo)，選擇直線和等速段螺旋線作為原點(diǎn)軌跡和X軌跡。在草繪環(huán)境中繪制過圓心的、長度為的直線作為掃描剖面，得到對應(yīng)于等速段的掃描面，重復(fù)上述步驟繪制變加速段和等加速度段掃描面。 步驟4：用“相交”命令生成最終的掃描軌跡。 選擇“插入”“拉伸”命令，在操控板中選中“曲面”圖標(biāo)，創(chuàng)建一個(gè)直徑為的圓柱面。選中步驟3所創(chuàng)建的任一掃描面后，選擇“插入”“相交”命令，根據(jù)提示繼續(xù)選擇圓柱面，兩面組相交可得到它們的交線曲線鏈。重復(fù)以上步驟可生成整段螺旋線的曲線鏈。為方便后續(xù)造型工作，可將以前步驟生成的曲線和曲面隱藏，只顯示曲

37、線鏈和實(shí)體。 步驟5：用“掃描切口”命令完成螺桿模型。 選擇“插入”“掃描”“切口”命令，在菜單管線理器的“掃描軌跡”選項(xiàng)中選擇“選取軌跡”，在“鏈”中選擇“曲線鏈”，并根據(jù)提示選取步驟四生成的某段曲線鏈作為掃描軌跡，并確定截面定義方向和掃描截面的向上方向。在草繪截面時(shí)繪制圓作為掃描剖面形狀。按被供送件直徑參數(shù)確定圓直徑。最后選擇要?jiǎng)h除的區(qū)域，完成掃描切口特征。 最后生成的分件供送變速螺桿實(shí)物圖見（圖2.5） 圖2.5變螺距螺桿 三、設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)是對分件供送螺桿的設(shè)計(jì)，通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，

38、從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)過程中，我認(rèn)真查閱資料，切實(shí)地鍛煉了我自我學(xué)習(xí)的能力。另外，在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)過老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助，我順利完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。盡管在有許多的困難在其中,但真正完成課程設(shè)計(jì)之后，感覺還是蠻有成就感的，同時(shí)更鍛煉了我的各個(gè)方面能力。 參考文獻(xiàn) [1] 許林成，趙治華，王冶.包裝機(jī)械原理與設(shè)計(jì)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [2] 雷伏元.自動(dòng)包裝機(jī)設(shè)計(jì)原理[M].天津科技出版社，1986 [3] 許林成.包裝機(jī)械[M].長沙：湖南大學(xué)出版社，1998 [4] 孫鳳蘭，馬喜川.包裝機(jī)械概論[M].北京：印刷工業(yè)出版社，1998 [5] 尚久浩.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2003 18