步進式輸送機設計目錄課程設計任務書21. 設計題目32. 工作原理和工藝動作分解33. 根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖34. 步進式輸送機的功能分析與設計過程55. 步進輸式送機構與插斷機構選型66. 機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構97. 步進式輸送機構的尺度設計108. 步進式輸送機的運動分析139. 步進式輸送機三維圖設計1510. 參考資料1911. 設計總結191課程設計任務書2015 2016 學年第 1 學期機械工程學院（系、部）機械專業(yè) 2013250101班級課程名稱：機械原理課程設計設計題目： 步進式輸送機設計一、工作原理及工藝動作過程簡介步進輸送機是一種能間歇地輸送工件并使其間距始終保持穩(wěn)定步長的傳送機械。工件經(jīng)過隔斷板從料輪滑落到輥道上，隔斷板做間歇往復直線運動，工件按一定的時間間隔向下滑落。輸送滑架作往復直線運動，工作行程時，滑架上位于最左側的推抓推動始點位置工件向前移動一個步長，當滑架返回時，始點位置又從料輪處接受了一個新工件。推爪下裝有壓力彈簧，推爪返回時得以從工件底面滑過，工件保持不動。當滑架再次向前推進時，該推爪以復位并推動新工件前移，與此同時，該推爪前方的推爪也推動前工位的工件一起向前再移動一個步長。如此周而復始，實現(xiàn)工件的步進式傳輸。顯而易見，隔斷板的插斷運動必須與工件的移動協(xié)調(diào)，從而在時間和空間上相匹配。二、設計要求與主要技術參數(shù)內(nèi) 1）輸送工件形狀和尺寸如圖所示， 工件質(zhì)量為 70kg，輸送步長 H=860mm,允許誤差± 0.2mm。容2）輥道上允許輸送工件最多為8 件。工件底面與輥道間的摩擦系數(shù)為0.15 （當量值），輸及送滑架質(zhì)量為240kg，當量摩擦系數(shù)可取為0.15 。任 3）滑架工作行程平均速度為 0.44m/s, 要求保證輸送速度盡可能均勻， 行程速度變化系數(shù) K務 1.5 。三、設計任務1）根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖；2）進行插斷機構、步進輸送機構的選型；3）機械運動方案的評定和選擇；4）根據(jù)選定的原動機和執(zhí)行機構的運動參數(shù)擬定機械傳動方案，分配傳動比，并進行主主要參考資料要傳動幾何尺寸計算，畫出傳動系統(tǒng)方案圖；5）執(zhí)行機構運動尺寸計算；6）畫出機構運動見圖；7）編寫設計計算說明書。 1 朱理機械原理 北京：高等教育出版社， 2008： 15-200 2 鄒慧君機械原理課程設計 北京：高等教育出版社， 2009： 15-25021.設計題目：步進式輸送機設計1.1 設計原理：工件通過隔斷板釋放，滑落到輥道上，帶有推爪的滑架作往復直線運動，當向右運動時推爪推動工件的左端面一起運動，經(jīng)過多次的往復運動，最終把工件運送到指定位置。1.2 設計要求1）工件質(zhì)量：70kg2）輸送步長H=860mm ，可載 58 個工件3）運輸速度為0.44m/s ，盡可能均勻，行程系數(shù)K 1.54）速度不均勻系數(shù) =0.15）滑架導路水平線與安裝平面高度允許在1100mm以下。2. 工作原理和工藝動作分解2.1 工作原理和工藝動作分解根據(jù)工藝過程，機構應具有一個電動機和兩個執(zhí)行構件（滑架、隔斷板）。(1) 滑架 作往復直線運動，推程時推動工件向前運動，回程時，工件靜止，工作行程L=880mm ，工作平均速度v=0.44m/s 。(2) 隔斷板 作間隔往復直線運動，推程時隔板打開釋放工件，回程時隔板關閉，處于停歇狀態(tài)，工作行程 h=80mm, 其運動準確性要求不高。3.根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖擬定運動循環(huán)圖的目的是確定各機構執(zhí)行構件動作的先后順序、相位，以利于設計、裝配和調(diào)試。以主動件的轉角作為橫坐標(0 °、 360°) ，以各機構執(zhí)行構件的位移為縱坐標作出位移曲線。主動軸每轉一圈為其準擬定的運動循環(huán)圖如圖所示：圖 3-1 滑架機構運動循環(huán)圖SO229°360° 3s1滑架機構s2隔板機構圖 3-2 隔板機構運動循環(huán)圖880229°360° 80229°360°圖 3-3 機構運動循環(huán)圖44.步進式輸送機的功能分析與設計過程4.1 步進式輸送機的功能分析由上述分析可知，步進式輸送機的功能分析可作總結如圖4-1 所示步進式輸送機的功能分解隔斷板打開，工件下放至輥道后再關閉滑架右運動，推爪推動工件左端運動滑架返回，推爪滑過工件底面，回到起始點圖 4-1 步進式輸送機的功能分析圖由功能分析圖可知， 其運動過程為下放工件滑架運送工件滑架空程返回 （下放工件） 起始位置。4.2 步進式輸送機的設計過程（ 1）隔斷板做間隙往復直線運動，當滑架往右運輸工件時，隔斷板處于關閉停歇狀態(tài)，當滑架回程時，隔斷板往左運動下放工件，在滑架未回到起始位置前，隔斷板右運動又關閉。故該機構要有兩次間歇功能。（ 2）輥道 兩排間隙相等的輥輪， 間隙 s=90mm,兩輥道相距一定距離使推爪能夠順利通過；輥道至少能承載 (70x8)kg 的工件 ,輥道上允許最多 8 個工件。（ 3）滑架做往復直線運動，要求工作行程平均速度為0.44m/s，輸送速度盡可能均勻，且到終點位置時速度逐漸減為 0m/s,以保證工件速度也變?yōu)?0m./s,每個步長誤差不超過± 0.2mm，行程速度變化系數(shù) K 1.5?；苌涎b有 8 個推爪，間距為 860mm, 誤差± 0.2mm。為保證推爪在推動工件前保持推程狀態(tài)，行程應比工件輸送步長大20mm左右，即滑架在起始位置時推爪距第一個工件左端面為20mm,滑架行程為880mm± 0.2mm。55. 滑架機構與隔板機構的選型5.1 滑架機構的選型根據(jù)往復直線運動的功能，可選1 曲柄滑塊機構2 曲柄搖桿機構3 雙滑塊曲柄機構機構圖特點機構無急回特性，傳動的行程可調(diào)，但可調(diào)的行程過大時，影響各件的剛度或?qū)鬟f的工件有一定的限制。但此機構傳動較平穩(wěn)。機構具有急回特性，機構無急回特傳動的行程可調(diào)，剛性，傳動的行程可性比較好，易傳遞較調(diào)。但可調(diào)的行程大的工件。改變機架過大時，影響各件的長度，可以使設計的 鋼 度 或 對 傳 遞出來的機械體積不是的 工 件 有 一 定 的很大，傳動比較平穩(wěn)。限制。但此機構傳動很平穩(wěn)。對整個機器的磨損小。但設 計 出 來 的 機 器由于導軌的存在，使 整 個 機 器 顯 得笨重。綜合上述的方案，此機器的執(zhí)行機構采用機構二曲柄搖桿機構比較合理。成本低、易制造、適應各種工廠中工件的傳輸、再加上該機構本身的特點等，所以選 取方案 2 為最優(yōu)，其具體機構圖如圖所示：滑架機構5-165.2 隔斷板機構的選型隔斷板機構做間隔往復直線運動，運動準確性要求不高，可選方案有：1.圖 5-2此機構簡單，動力傳遞性能較好，能達到間歇運動的要求，造價低廉，但機構外觀復雜，體積相對較大2.圖 5-37機構符合間隙運動要求，但機構復雜， 槽機構動力傳遞性能差，錐齒輪較難造， 制造成本高。3.圖 5.4機構簡單，此機構簡單，動力傳遞性能較好，能達到間歇運動的要求，造價低廉，機構體積小，外觀美。綜合上述，隔斷板機構應選方案35.3 機構簡圖圖 5-5 機構簡圖86.機械傳動的速比和變速機構6.1 傳動方案的確定設計內(nèi)容傳動方案示意圖傳動方案示意設計該傳動方案是由電動機的轉動帶動皮帶輪轉動，從而使簡三聯(lián)滑移齒輪轉動，通過齒輪的嚙合實現(xiàn)了從動件的轉動，要其中 三聯(lián)滑 移齒 輪能實現(xiàn)三種不同 速度的從動件 轉動說明（i=36 、i=48 、i=60 ）。此機構在運動過程中運轉較平穩(wěn)，傳動效率高、功率大。各分傳動比 i =n 電 / n 執(zhí) = d1/d 1 * Z 2/Z 2 * Z 6/Z 5=720/12= 60 1i = n 電/n 執(zhí) = d1/d1 * z3/z3 * z6/z5 = 720/15 = 48i = n 電/n 執(zhí) = d1/d1 * z4/z4 * z6/z5 = 720/20 = 36由中心距的關系有： 1/2 m*(Z2 +Z2 ) = 1/2 m*(Z 3 + Z3 )= 1/2 m*(Z 4 + Z4) .取模數(shù) M = 4mm 且 Z5 應大于 17故:取Z5 =18 ， Z6 = 72，9d1= 418mm d1 = 100 mm 。由式及以上已知條件可得Z4/Z 4 = 3/2，Z3/Z 3 = 2，Z2/Z 2 = 5/2且定 變速齒輪的中心距a = 210 mm由以上可得下列數(shù)據(jù)帶傳動齒輪傳動ddn模數(shù) MZ 2Z 2Z 3 Z 3Z 4Z 4Z 5Z 6100418720mm mm r/min30753570426318724 mm7.步進式輸送機機的尺度設計計算7.1 滑架機構的尺度設計取 AO=300mm,滑架實際行程 H=860+20=880mm,滑架板長 900mm,則有：10最大 擺動 件線質(zhì)量為 20kg/m, 對質(zhì) 心轉 動慣 量為 2 . ，由J=(1/12)*m*L*L ，得：AC=L=1062.65mm, =2*arcsin(H/2)/L=2*24.46 °=48.92°, k=(180°+)/( 180°-)=1.750B=AO sin( /2)=124.22mm,7.2 插斷凸輪機構的尺度設計隔斷板運動時，推程和回程均做等加速等減速運動，行程h=80mm,取凸輪基圓 r0=100mm,如圖所示11128 步進式輸送機的運動分析1. t=H/v 0=0.88/0.44=2(s),w=(180°+)/t=114.46°/s ,即 n=19r/min.132.滑架的位移即為C 點在水平方向的位移，設速度為V,則有：速度VB2= V B1 + VB2B1大??？W1*OB 2？方向VB2=VB1 sinB=V B1 COSarcsin(OA sin/OB),VC=AC*V B2/AB=AC*V B1* COSarcsin(OA sin/OB)/(OA COS+(OB 2-OA 2sinB 2) ?)V =vc COS = AC*V B1* COS * COSarcsin(OA sin /OB)/(OA COS +(OB 2 -OA 2sinB 2) ?)W2=V C/AC= VB1* COSarcsin(OA sin /OB)/(OA COS +(OB 2 -OA 2 sinB 2) ?)加速度anb3+atb3 =ab2+ab3b2+akb3b2大小w2* AB 2×w*OB 2×2*w 2* VB3B2方向得：aB3=(aB2sinarcsin(OAsin/OB) akB3B2 ) 2anB3 2)?=(w*OB *OA*sin 2*w2*V B3B2) 2(w2*AB 2)2)?14九步進式輸送機三維圖設計1 齒輪、凸輪和搖桿152.傳動系統(tǒng)163.步進式輸送機1718十 .考資料1 、高英武、楊文敏編著機械原理課程設計2 、孫桓、陳作模、葛文杰編著機械原理3 、哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室- 編理論力學4、楊昂岳主編機械原理5、王成濤現(xiàn)代機械設計 - 思想與方法M. 上?？萍技夹g文獻出版社，1999.6 、機械手冊十一 .總結通過本次課程設計， 在完成設計任務的同時能夠進一步理解和鞏固所學課程內(nèi)容， 并將所學知識綜合運用到實際設計中，不僅加強了學習更鍛煉了實際操作能力和設計經(jīng)驗。在設計計算過程中， 通過組內(nèi)的討論和交流，加深了對基礎知識的理解；在老師的細心指導下，讓我們了解到更多的機械實際設計方面的知識，開闊了視野。 通過這次課程設計，我才發(fā)現(xiàn)理論知識的重要性，好的設計是建立在塌實的理論知識之上的。19