步進送料機設計終稿

1、目錄第一章課程設計的容1.1設計題目1.2設計要求1.3設計任務第二章步進送料機的設計2.1 工作原理2.2 傳動方案比較及選擇2.3 機構的運動簡圖第三章步進送料機的參數(shù)設計及協(xié)調3.1 確定導引錢鏈四桿機構的尺寸3.2 選電動機及傳動比分配3.3 蝸桿參數(shù)的確定3.4 蝸輪參數(shù)的確定3.5 齒輪參數(shù)的確定第四章機構布置和運動循環(huán)圖第五章參考文獻及附件第一章課程設計的容1.1 設計題目設計某自動生產線的一部分一一步進送料機。如圖1所示，加工過程要求若干個相同的被輸送的工件間隔相等的距離a,在導軌上向左依次間歇移動，即每個零件耗時 ti移動距離a后間歇時間t2。考慮到動停時間之 比K=ti/t

2、2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、凸輪等高副機構，而應設計平面連桿機構。圖1步進送料機1.2 設計要求1、電機驅動，即必須有曲柄。2、輸送架平動，其上任一點的運動軌跡近似為虛線所示閉合曲線（以下將該曲線簡稱為軌跡曲線）。3、軌跡曲線的AB段為近似的水平直線段，其長度為a,允差土c （這段對應于工件的移動）；軌跡曲線的CDE段的最高點低于直線段 AB的距離 至少為b,以免零件停歇時受到輸送架的不應有的回碰。有關數(shù)據(jù)見 下表4、在設計圖中繪出機構的四個位置，AB段和CDE段各繪出兩個位。需注明機構的全部幾何尺寸。設計數(shù)據(jù)acbt1t2mmmmmmss3002050121

3、.3 設計任務1）設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。2）進行機構選型分析，并進行機械運動方案的評價和選擇。3）畫出步進送料機的機構運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。4）對所設計機構中各構件進行尺寸設計，驗證輸出構件的軌跡是否滿足 設計要求。5）編寫設計計算說明書。（用B5紙，封面用標準格式）第二章步進送料機的工作原理2.1工作原理加工過程中若干個相同被輸送的間隔為300mm ,在導軌上向左依次間歇移動，每個零件向左移動300mm耗時1s后，間歇時間2s。這樣依次循環(huán)下去，就達到了把坯料或成品從右輸送到左端的目的。該系統(tǒng)由電動機驅動，通過帶蝸桿減速將運動傳給齒輪，再由各級 齒輪進行減速使其轉速符合要求。最

4、后利用齒輪和連桿將運動傳給輸送 架。2.3 傳動方案比較及選擇方案1 :采用凸輪搖桿機構圖2.1凸輪搖桿機構此機構雖然能夠滿足輸送零件的要求，但由于該機構有凸輪機構，導致在機構的運動路線的計算時非常復雜，而且凸輪機構易磨損，機構的平衡性不好，導致在機構運動時，產生很大的噪聲，而且構件會損壞的非常快， 所以舍棄這個方案。方案2 :采用從動件圓柱凸輪機構s=s少圖（3-1）圖2.2從動圓柱凸輪機構該凸輪機構雖然能實現(xiàn)工件的移動，但不滿足設計要求的輸送爪的運動軌跡，所以該方案舍棄。方案3:采用齒輪與齒條的配合s=s6=I A3圖2.3齒輪與齒條配合該機構雖然能實現(xiàn)工件在工作臺上的間歇運動，也能滿足設

5、計要求的時間間隔，但該機構的傳送裝置為環(huán)狀的傳送帶，不滿足得及要求的曲線，所以該方案舍棄。方案4:采用錢鏈四桿機構圖2.4曲柄連桿機構這種曲柄連桿機構可以實現(xiàn)很多的軌跡，可以通過調整桿件的長度比例來實現(xiàn)所需要的運動軌跡，通過比較最后選擇方案四的傳動機構。2.3機構的整體簡圖運動流程描述：電機運行時，蝸桿1轉動，帶動蝸輪2轉動，接著齒輪3轉動，繼而齒輪4, 4'轉動，然后傳給齒輪 5,5'。把力傳到曲柄 AB。然后連桿BE, BC轉動，最終使得傳送架運動。即達到設計要求。第三章步進送料機的參數(shù)設計及協(xié)調3.1確定導引錢鏈四桿機構的尺寸并驗證d學力使 E 一 返同行程 CD 一 1

6、1分析：設計連桿尺寸要滿足兩部分要求： （1）由于K=t i/t 2=1/2 ,要滿足E點走過 工作行程a時，曲柄轉動120O,回程時曲柄準過剩下的 2400。（2）滿足 行程 a=280320mm , b>80mm。查連桿曲線圖譜，技巧是：由于曲柄每隔15度就打點一次，故一共連桿曲線上有24個點，那么120度就對應8個點，所以要找到直線部分有8個點的曲線。觀察圖譜不難發(fā)現(xiàn)繞B點一周的圖上每個環(huán)的點有一側多，另一側少?？傮w來看，在右側的環(huán)，外側點少而側多；在左側的環(huán)，側點 少而外側點多。另外為滿足a和b的比例，要事先在選定的環(huán)線上量取，算 b/a 的值，要求 b/a >50/300

7、=0.166 。在做比例放大時，借助EXCEL表格做好輸入量和結果輸出的關系運算，便于調整設計值。（注：由于圖譜給的曲線有限，有時候需要中間的某個環(huán)線而圖譜上又沒有時，可用插值法，通常插值是自己的估計值，需要反復帶入驗算，這里 就可以借助EXCEL）這里簡化一下曲折的參數(shù)設計過程：桿ABCD連桿點位比例12.53.53.5(- 300,9)設計尺寸62154216216(- 300,556)首先找到差不多符合的環(huán)線，取值參數(shù)如下（注：放大倍數(shù) =a/7.5=300/9=61.8 ）用SolidWorks繪制草圖并用描點法驗證設計的曲線是否符合要求41畸附窿-q-制-觀察上面的連桿曲線發(fā)現(xiàn)，曲柄

8、轉120度基本問題不大，但 b值過小。觀察圖譜，發(fā)現(xiàn)修改連桿點位可以解決這個問題，現(xiàn)修改如下：桿ABCD連桿點位比例12.53.53.5(-300, 7.5)設計尺寸79198277277，一0(-30 , 594)（注：放大倍數(shù) =a/7.5=300/7.5=79.2 ）再用SolidWorks繪制草圖并用描點法驗證設計的曲線是否符合要求0 J * 二發(fā)現(xiàn)：走過直線段整個過程曲柄的轉角= 175.30 -57.96 0117.30,直線段長度為288.3mm , b=92.72mm>80mm 。故此結構參數(shù)符合設計要求。3.2 選用電動機及傳動比分配電動機選用轉速為1000r/min由

9、方案可知：輸出構件每分鐘循環(huán)運動的次數(shù)為：60/( 1+2 )=20次，即轉速為20r/min總傳動比為1000/20=50傳動比分配：蝸輪蝸桿傳動比25.5 ,齒輪傳動比1.96。3.3 蝸桿的參數(shù)確定簡要介紹蝸桿傳動的特點。1傳動比大，且精確。2傳動平穩(wěn)，無噪聲。3當蝸桿的螺旋升角小于嚙合面的當量摩擦角時，可以實現(xiàn)自鎖。4嚙合面有較大的滑動速度，會產生嚴重的摩擦磨損。蝸桿頭數(shù)為Zi (Zi=14),蝸輪齒數(shù)為Z2 (Z2 =3080),主要參數(shù)蝸桿頭數(shù) Zi,模數(shù)mai,壓力角aai,分度圓直徑di由蝸桿的分度圓直徑預期模數(shù)的匹配標準系列可知：模數(shù)為2的時候，分度圓直徑可選為22.4。主要

10、參數(shù)乙maiaaidi數(shù)值2220022.43.4蝸輪的參數(shù)確定主要參數(shù)Z2ma2aa2d2數(shù)值5i2200i020'"(中心距a=63,變位系數(shù)x=+0.4 ,分度圓導程角丫 = 28 i0 43 )3.5 齒輪參數(shù)的確定漸開線標準齒輪的正確嚙合條件是兩齒輪分度圓的模數(shù)和壓力角分別 相等0mi m2 ma2 2, ai a2 aa2 20由于齒輪3與蝸輪2連在同一軸上，所以這兩個齒輪的轉速w與蝸輪的轉速一致。齒輪5與5',4與4'齒輪只起到拉長距離的作用并不影響傳動比，兩兩完全相同，所以該直齒圓柱齒輪組的參數(shù)可設計如下圓直徑齒輪32522050齒輪48222

11、0164齒輪4'82220164齒輪5, 5'4922098輸出構件每分鐘循環(huán)運動的次數(shù)為：60/ (1+2 ) =20次，即齒輪5, 5'的轉速為20r/min ,齒輪4, 4'不影響傳動比，這樣齒輪 3到齒輪5, 5'的傳 動比為49/25、一_49 _計算電機轉速為 2025.5 999.6r/min25所以只要電機轉速到達1000r/min ,齒輪5, 5'的輸出轉速就可以滿足20r/min ,等于設計要求的轉速。故該傳動系的設計是合理且符合要求的。第四章 機構布置和運動循環(huán)圖4.1 機構布置：使用SolidWorks草圖繪制，調整后的結果如下:4.2 運動循環(huán)圖:AB桿的角度輸送爪工作情