課程設(shè)計(jì)成果說(shuō)明書步進(jìn)輸送機(jī)

1、課程設(shè)計(jì)成果說(shuō)明書題 目： 步 進(jìn) 輸 送 機(jī) 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 摘要:步進(jìn)式輸送機(jī)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的輸送工件，應(yīng)用十分廣泛。步進(jìn)式輸送機(jī)能間歇的輸送工件。電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑架往復(fù)移動(dòng)。工作行程是滑架上的輸送爪推動(dòng)工件前移一個(gè)步長(zhǎng)，當(dāng)滑架返回時(shí)，由于輸送爪與軸間裝有彈簧，因此輸送爪從工件低面滑過(guò)，工件保持不動(dòng)。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時(shí)，輸送爪已復(fù)位，并推動(dòng)新的工件前移。該系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)帶蝸桿減速將運(yùn)動(dòng)傳給齒輪，再由各級(jí)齒輪進(jìn)行減速使其轉(zhuǎn)速符合要求。最后利用齒輪和連桿將運(yùn)動(dòng)傳給輸送架。關(guān)鍵字:連桿 蝸桿 齒輪設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)某自動(dòng)生產(chǎn)線的一部分步進(jìn)送料機(jī)。如圖25所

2、示，加工過(guò)程要求若干個(gè)相同的被輸送的工件間隔相等的距離a，在導(dǎo)軌上向左依次間歇移動(dòng)，即每個(gè)零件耗時(shí)t1移動(dòng)距離a后間歇時(shí)間t2?？紤]到動(dòng)停時(shí)間之比K=t1/t2之值較特殊，以及耐用性、成本、維修方便等因素，不宜采用槽輪、凸輪等高副機(jī)構(gòu)，而應(yīng)設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。圖 1 步進(jìn)送料機(jī)目錄摘要ii關(guān)鍵字ii設(shè)計(jì)任務(wù)書ii第一章 總論及要求21.1 設(shè)計(jì)要求21.2 工作原理及工藝動(dòng)作流程圖2第二章 動(dòng)力源的選擇42.1常用電動(dòng)機(jī)的類型及特點(diǎn)42.2原動(dòng)機(jī)的選擇4第三章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)53.1 基本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)53.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇6第四章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)74.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)7第五章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案的擬

3、定95.1形態(tài)學(xué)矩陣95.2方案的擬定9第六章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)價(jià)116.1評(píng)價(jià)方案表11第七章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖13第八章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖148.1運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖14第九章 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及尺度的確定149.1機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及尺寸確定14結(jié)束語(yǔ)17參考文獻(xiàn)17第一章 總論及要求1.1 設(shè)計(jì)要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)，即必須有曲柄。輸送架平動(dòng)，其上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為虛線所示閉合曲線（以下將該曲線簡(jiǎn)稱為軌跡曲線）。軌跡曲線的AB段為近似的水平直線段，其長(zhǎng)度為a，允差±c（這段對(duì)應(yīng)于工件的移動(dòng)）；軌跡曲線的CDE段的最高點(diǎn)低于直線段AB的距離至少為b，以免零件停歇時(shí)受到輸送架的不應(yīng)有的回碰。有關(guān)數(shù)據(jù)見表1-

4、1表1-1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 方案號(hào) a c b t1 t2 /mm /mm /mm /s /s A 300 20 50 1 21.2 工作原理及工藝動(dòng)作流程圖步進(jìn)送料機(jī)的工作原理分解如圖2所示圖2步進(jìn)式輸送機(jī)能間歇的輸送工件。電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑架往復(fù)移動(dòng)。工作行程是滑架上的輸送爪推動(dòng)工件前移一個(gè)步長(zhǎng)，當(dāng)滑架返回時(shí)，由于輸送爪與軸間裝有彈簧，因此輸送爪從工件低面滑過(guò)，工件保持不動(dòng)。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時(shí)，輸送爪已復(fù)位，并推動(dòng)新的工件前移。該系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)帶蝸桿減速將運(yùn)動(dòng)傳給齒輪，再由各級(jí)齒輪進(jìn)行減速使其轉(zhuǎn)速符合要求。最后利用齒輪和連桿將運(yùn)動(dòng)傳給輸送架。第二章 動(dòng)力源的選擇2.1常

5、用電動(dòng)機(jī)的類型及特點(diǎn)常用電動(dòng)機(jī)的類型及特點(diǎn)如圖2-1所示原動(dòng)機(jī)類型主要特點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜、體積小、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、堅(jiān)固耐用；能保持恒速運(yùn)行及經(jīng)受較頻繁啟動(dòng)，反轉(zhuǎn)及制動(dòng)；但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難，一般機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最多。同步電動(dòng)機(jī)能在功率因子cos=1的狀態(tài)下運(yùn)行，不從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，運(yùn)行可靠，保持恒速運(yùn)行；但結(jié)構(gòu)較異步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，造價(jià)較高，轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)，適用于大功率離心式水泵和通風(fēng)機(jī)等。直流電動(dòng)機(jī)能在恒功率下進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)工作量大；機(jī)械特性較軟、需要直流電源?？刂齐妱?dòng)機(jī)能精密控制系統(tǒng)位置和角度、體積小、重量輕；具有寬

6、廣而平滑的調(diào)速范圍和快速影響力，其理想的機(jī)械特性和調(diào)速特性均為直線，廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域，2.2原動(dòng)機(jī)的選擇經(jīng)過(guò)計(jì)算與討論，最終我們選擇轉(zhuǎn)速為960r/min的電動(dòng)機(jī)，因?yàn)榻?jīng)過(guò)比較在此轉(zhuǎn)速下的電動(dòng)機(jī)能夠充分滿足動(dòng)力要求而且不會(huì)造成機(jī)器的浪費(fèi)。根據(jù)相應(yīng)參數(shù)要求，決定選擇用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)綜合考慮決定選用Y132型號(hào)電動(dòng)機(jī)。第三章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 基本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)連桿傳動(dòng)凸輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)適用于寬廣的載荷范圍，可實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，可用于急回、增力，加大或縮曉行程。 缺點(diǎn)設(shè)計(jì)復(fù)雜，不宜高速度運(yùn)動(dòng)。 既可為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又可做為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，

7、機(jī)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)易磨損，主要用于運(yùn)動(dòng)的傳遞。 主要用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)傳動(dòng)比準(zhǔn)確，外廓尺寸小，功率高，壽命長(zhǎng)，功率及速度范圍廣，適宜于短距離。 缺點(diǎn)制造精度要求高。主要用于傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)中心距變化范圍廣，可用于長(zhǎng)距離傳動(dòng)，可吸振，能起到緩沖及過(guò)載保護(hù)。 缺點(diǎn)有打滑現(xiàn)象，軸上受力較大。 常用于傳動(dòng)鏈的高速端。3.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇由于對(duì)輸出構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有嚴(yán)格要求，可以在電機(jī)輸出端先采用齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行減速。如果再加一級(jí)渦輪蝸桿減速，會(huì)使機(jī)構(gòu)更加緊湊。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)蝸輪蝸桿減速將運(yùn)動(dòng)傳給齒輪，再由各級(jí)齒輪進(jìn)行減速使其轉(zhuǎn)速符合要求。第四章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)4.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案1：連桿機(jī)構(gòu) 此機(jī)構(gòu)能夠滿足運(yùn)動(dòng)軌跡的

8、要求，也能實(shí)現(xiàn)工件在工作臺(tái)上的間歇運(yùn)動(dòng)，也能滿足設(shè)計(jì)要求的時(shí)間間隔。此方案可行。方案2：凸輪搖桿機(jī)構(gòu)圖3.2 凸輪搖桿機(jī)構(gòu)此機(jī)構(gòu)雖然能夠滿足運(yùn)動(dòng)軌跡的要求，但由于該機(jī)構(gòu)有凸輪機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)路線的計(jì)算時(shí)非常復(fù)雜，而且凸輪機(jī)構(gòu)易磨損，機(jī)構(gòu)的平衡性不好，導(dǎo)致在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生很大的噪聲，而且構(gòu)件會(huì)損壞的非?？欤陨釛夁@個(gè)方案方案3：采用齒輪與齒條的配合圖3.4 齒輪與齒條配合該機(jī)構(gòu)雖然能實(shí)現(xiàn)工件在工作臺(tái)上的間歇運(yùn)動(dòng)，也能滿足設(shè)計(jì)要求的時(shí)間間隔，但該機(jī)構(gòu)的傳送裝置為環(huán)狀的傳送帶，不滿足得及要求的曲線，所以該方案舍棄。第五章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定5.1形態(tài)學(xué)矩陣功能元功能元解12345動(dòng)力源

9、電動(dòng)機(jī)A1汽油機(jī)A2柴油機(jī)A3液壓機(jī)A4汽動(dòng)馬達(dá)A5減速1蝸桿傳動(dòng)B1鏈傳動(dòng)B2帶傳動(dòng)B3齒輪傳動(dòng)B4擺線針輪轉(zhuǎn)動(dòng)B5減速2蝸桿傳動(dòng)C1鏈傳動(dòng)C2帶傳動(dòng)C3齒輪傳動(dòng)C4擺線針輪轉(zhuǎn)動(dòng)C5執(zhí)行機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)D1槽輪機(jī)構(gòu)D2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)D3凸輪機(jī)構(gòu)D4連桿機(jī)構(gòu)D5其中列出較為理想的： A1+B1+C4+D55.2方案的擬定方案其傳動(dòng)裝置由齒輪和蝸桿構(gòu)成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)由對(duì)襯得連桿構(gòu)成。方案B其傳動(dòng)裝置由斜齒輪和齒輪構(gòu)成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)由連桿構(gòu)成。第六章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)價(jià)6.1評(píng)價(jià)方案表評(píng)價(jià)方案()序號(hào)評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)等級(jí)評(píng)價(jià)尺度（評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)）1功能目標(biāo)完成情況很好好較好不太好不好1085302工作原理的先進(jìn)性先進(jìn)

10、較先進(jìn)一般落后108403系統(tǒng)的工作效率高較高一般低108404系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)的精度高較高一般低108405系統(tǒng)的復(fù)雜程度簡(jiǎn)單較復(fù)雜復(fù)雜108506系統(tǒng)方案的可靠性可靠較可靠一般不可靠108407系統(tǒng)方案的新穎性新穎較新穎一般不新穎108408系統(tǒng)方案的實(shí)用性實(shí)用一般不實(shí)用10509系統(tǒng)方案的經(jīng)濟(jì)成本低較低高較高1084010系統(tǒng)方案的環(huán)保問(wèn)題好較好不好1050項(xiàng)目方案累計(jì)得分a101085103b8885107方案評(píng)價(jià)（2）“”：“很好”，“”：“好”，“”：“不好”。方案評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方案a方案b成本低+便于加工+結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單+便于方便 +操作方便+總計(jì)8“+”5個(gè)“+”顯而易見，綜上所評(píng)方案A為最佳

11、方案。第七章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖此機(jī)構(gòu)利用了虛約束，增強(qiáng)了動(dòng)力傳遞的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以延長(zhǎng)搖桿機(jī)構(gòu)的使用壽命。另外，渦輪蝸桿減速器可以有效平穩(wěn)的傳遞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，不足的是渦輪蝸桿的傳遞速度較慢。第八章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖8.1運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖a桿的轉(zhuǎn)角為運(yùn)動(dòng)循環(huán)如圖所示第九章 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及尺度的確定9.1機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及尺寸確定1. 因?yàn)閳?zhí)行構(gòu)件（即輸出構(gòu)件）要滿足如下的運(yùn)動(dòng)軌跡，所以運(yùn)動(dòng)構(gòu)件必須要滿足如圖的運(yùn)動(dòng)路徑。圖5.1運(yùn)動(dòng)軌跡2.考慮到行程速比系數(shù)（動(dòng)停時(shí)間之比），計(jì)算四桿機(jī)構(gòu)的極位夾角=180*（k-1）/(k+1)=180*（0.5-1）（0.5+1）=-60；由作圖法可求的桿件尺寸：設(shè)計(jì)要求

12、步進(jìn)輸送距離a=300mm，利用各鉸鏈之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系知，連桿與遙感鉸接點(diǎn)步進(jìn)距離為200mm. 可求得曲柄長(zhǎng)度為66mm 連桿長(zhǎng)164mm 搖桿長(zhǎng) 540mm 蝸桿的參數(shù)確定：由蝸桿的分度圓直徑預(yù)期模數(shù)的匹配標(biāo)準(zhǔn)系列可知：模數(shù)為2的時(shí)候，分度圓直徑可選為22.4。表4 主要參數(shù) 齒數(shù)z1 模數(shù) 壓力角 分度圓直徑 數(shù)值 1 2 20 22.4由以上參數(shù)可知該減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為z2/z1=60齒輪的參數(shù)與尺寸由方案可知：輸出構(gòu)件每分鐘循環(huán)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)為：60/（2+4）=10次根據(jù)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表：第1系列1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 810 12 16 20 25

13、 32 40 50 第2系列 1.75 2.25 2.75 （325） 3.5 （3.75） 4.55.5 （6.5） 7 9 (11) 14 18 22 2836 45可得由于小齒輪與蝸桿連在同一軸上，所以這兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速w與渦輪的轉(zhuǎn)速一致。該直齒圓柱齒輪組的參數(shù)為主要參數(shù) 齒數(shù) 模數(shù) 壓力角 分度圓直徑 大齒輪 80 1 20 80小齒輪 50 1 20 50動(dòng)力由小齒輪傳動(dòng)到大齒輪上，傳動(dòng)比為80/50=1.6所以小齒輪的轉(zhuǎn)速w為 W=960r/min/60/1.6=10r/min即在一分鐘內(nèi)，小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)10周，所以連桿a也轉(zhuǎn)動(dòng)10周，即該連桿機(jī)構(gòu)循環(huán)運(yùn)動(dòng)10周，等于設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速。故該傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)是合理且符合要求的。結(jié)束語(yǔ)緊張的課程設(shè)計(jì)順利結(jié)束了。在這設(shè)計(jì)過(guò)程中，我從原來(lái)對(duì)本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運(yùn)用了所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握.并且,培養(yǎng)了我查閱機(jī)械類書籍的能力,也鍛煉了自己的思維能力。為我以后的學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，此次設(shè)計(jì)的完成，對(duì)以后設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)也奠定了良好的基礎(chǔ)。最后，非常感謝指導(dǎo)老師的關(guān)心與指導(dǎo)以及其他同學(xué)的協(xié)作！參考文獻(xiàn)【1】王知