采用水平滑板的步進(jìn)

采用水平滑板的步進(jìn)第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四前言機(jī)械原理課程設(shè)計是一次鍛煉學(xué)生查資料、動手設(shè)計能力的過程；大家知道，各種各樣的機(jī)械設(shè)備一般都要實現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程和操作過程的自動化，這就要求進(jìn)行各種機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計和常見機(jī)構(gòu)的組合應(yīng)用。因此，機(jī)械課程設(shè)計對于培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)思和設(shè)計能力起到至關(guān)重要的作用。機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計的目的在于培養(yǎng)綜合掌握和運(yùn)用各方面的學(xué)科知識和實踐技能，獨(dú)立分析和解決工程實際問題的能力，樹立理論聯(lián)系實際的正確設(shè)計思想；鼓勵我們在設(shè)計時打破常規(guī)，拓寬設(shè)計思路，激發(fā)創(chuàng)新精神，善于分析，不斷創(chuàng)新。通過機(jī)械原理設(shè)計的基本技能訓(xùn)練，提高大家的計算、繪圖、使用技術(shù)資料和設(shè)計手冊、熟悉各種規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理、編寫技術(shù)文件等方面的能力。第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)計題目：

采用水平滑塊的步進(jìn)送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計。功能要求：用于自動裝配機(jī)的夾具輸送，包裝機(jī)上的硬紙箱輸送，或板料和棒料的輸送等。輸送桿實現(xiàn)如下圖所示的運(yùn)動軌跡，當(dāng)輸送桿在上方運(yùn)動時，他將推動導(dǎo)軌上被輸送的料前進(jìn)，當(dāng)輸送桿實現(xiàn)下方軌跡時，輸送桿與料脫離，料靜止。如圖：第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四小組討論設(shè)計階段我們小組整個機(jī)構(gòu)設(shè)計過程，一開始是個人設(shè)計、綜合討論，在小組設(shè)計方案確定的過程中我們在盡力發(fā)揮個人創(chuàng)新精神的同時也保證集體目標(biāo)的一致性，以自主設(shè)計為主同時參考書籍、網(wǎng)絡(luò)等其它資源，這樣保證了最終方案是集合了各方案優(yōu)中選優(yōu)的結(jié)果；之后的小組工作我們則發(fā)揮各人的長處，既分擔(dān)了勞動強(qiáng)度也保證了工作效率。

第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四小組提出的可行方案：方案一：該機(jī)構(gòu)的自由度為2。兩個輸入運(yùn)動分別從凸輪1和2中傳入，從動構(gòu)件3控制了輸送桿5的水平運(yùn)動，從動構(gòu)件4控制了輸送桿5的上下運(yùn)動。

第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案二：齒輪1與2、3的傳動比為3：83種運(yùn)動情況機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)只做橫向運(yùn)動,n=9,pl=12,ph=2,F=9*3-(12*2+2)=1機(jī)構(gòu)只做豎向運(yùn)動,n=4,pl=5,ph=1,F=4*3-(5*2+1)=1機(jī)構(gòu)做復(fù)合運(yùn)動，n=13,pl=17,ph=3,F=13*3-(17*2+3)=2第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案三：該機(jī)構(gòu)的自由度計算：n=7,l=10F=3*n-2*l=1第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案四：自由度為1,中間齒輪1為主動齒輪，2、3為從動輪。c1、c2分別繞齒輪2、3的中心轉(zhuǎn)動，相當(dāng)于雙曲柄機(jī)構(gòu)，第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案五：自由度為2,凸輪1來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即輸出爪）的水平方向的運(yùn)動，凸輪2來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)豎直方向的運(yùn)動，兩凸輪以相同的角速度W來進(jìn)行轉(zhuǎn)動第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案六（最終方案）第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四最終設(shè)計方案分析設(shè)計原理

主要機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)它類似采用的是一種簡易的四桿機(jī)構(gòu)，我們知道，當(dāng)連桿上的點處在連桿平面的不同位置時，其曲線形狀將有很大的變化，連桿曲線的形狀主要有橢圓形、曲邊三角形、逗點形、“8”字形、月牙形等，這些形狀的連桿曲線分布在連桿平面的不同區(qū)域內(nèi)，我們在連桿平面內(nèi)找到一點，使得在平面作相對水平運(yùn)動，保證輸送抓與被傳送件沒有相對運(yùn)動，也就是不產(chǎn)生相對磨擦，滿足傳送件要運(yùn)動的軌跡要求。由軌跡曲線圖來看，該機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動特性。第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)計過程：（1）根據(jù)題目運(yùn)動軌跡要求，查找四連桿曲線圖（2）根據(jù)軌跡查找對應(yīng)曲線；（3）根據(jù)對應(yīng)曲線的四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計該機(jī)構(gòu)的具體尺寸（4）利用計算機(jī)造型:1、主要利用Solidworks、ADAMS，根據(jù)尺寸在Solidworks下造型裝配，然后在ADAMS下分析輸送抓送料時的運(yùn)動位移、速度、加速度曲線，以及動畫設(shè)計生成WindowsMeidiaPlayer可進(jìn)行現(xiàn)場媒體播放；2、直接根據(jù)構(gòu)件尺寸在ADAMS下造型分析，同樣分析輸送抓送料時的運(yùn)動位移、速度、加速度曲線，以及動畫設(shè)計生成WindowsMeidiaPlayer可進(jìn)行現(xiàn)場媒體播放；（5）造型的美觀設(shè)計，一種設(shè)計的美觀同樣重要，尺寸確定后根據(jù)現(xiàn)實的需要和工程上的要求來具體度機(jī)構(gòu)機(jī)型改裝，設(shè)計出具有創(chuàng)新能力的機(jī)構(gòu)。第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計算機(jī)仿真結(jié)果及分析：

Solidworks造型后為充分體現(xiàn)設(shè)計的精度與設(shè)計的準(zhǔn)確度，采用ADAMS的圖線分析能力，將轉(zhuǎn)配好的實體導(dǎo)入ADAMS對輸送桿進(jìn)行位移曲線仿真、速度、加速度分析和輸送桿的軌跡仿真第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四Solidworks造型第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四Adams圖線分析第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四ADAMS對輸送桿進(jìn)行位移曲線仿真、速度、加速度分析第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四輸送桿的軌跡仿真第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四運(yùn)動方案的分析與比較方案一凸輪設(shè)計較為復(fù)雜，傳動精確度不高，輸送爪的運(yùn)動軌跡為一矩形，雖然同樣能滿足步進(jìn)送料的功能，但沒有我們所要求的急回特性。方案二利用不完傳齒輪進(jìn)行傳動，傳動較為精確，工作也比較安全可靠，所以其可行性也比較好，只是設(shè)計起來略顯麻煩。方案三優(yōu)點是：運(yùn)動副都是低副，因此運(yùn)動副元素都是面接觸，壓強(qiáng)較小，可承受較大的載荷；有利于潤滑，磨損較??；此外，運(yùn)動副元素的幾何形狀比較簡單，便于加工制造。還可以改變各構(gòu)件的相對長度使從動件得到不同的運(yùn)動規(guī)律。缺點是：傳遞路線較長，易產(chǎn)生較大的誤差積累，同時，也使機(jī)械效率降低，且不利于高速運(yùn)動。第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案四優(yōu)點是：功率范圍大，傳輸效率高，傳送比較準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安傳可靠等。缺點是：軌跡為圓形，每推移一次的前進(jìn)距離取決于輸送爪的高度，且輸送時輸送爪與板料之間進(jìn)行摩擦，同時沒有嚴(yán)格按照輸送爪的運(yùn)動軌跡，但同樣也能實現(xiàn)題目要求。方案五其基本原理和方案一相似，也是設(shè)計凸輪的外輪廓線來控制輸出機(jī)構(gòu)的水平和豎直運(yùn)動，在ADAMS中，我們一般不采用凸輪機(jī)構(gòu)來設(shè)計，因為凸輪的尺寸不容易控制。最后我們選擇了方案六作為我們的最終設(shè)計方案，因為最后一種方案無論是從Solidworks造型的簡易度或者在ADAMS造型都同樣能滿足設(shè)計的最終功能要求，同時從機(jī)構(gòu)所具有的性質(zhì)上看