步進送料機課程設(shè)計說明書

西南交通大學機械原理課程設(shè)計機械原理課程設(shè)計說明書根據(jù)題目進行了方案選擇，機構(gòu)求解和仿真等過程，所提出方案能夠?qū)崿F(xiàn)功能，但沒有實驗，方案的運動也不是很清楚根據(jù)題目進行了方案選擇，機構(gòu)求解和仿真等過程，所提出方案能夠?qū)崿F(xiàn)功能，但沒有實驗，方案的運動也不是很清楚設(shè)計題目：步進送料機機構(gòu)綜合2學生姓名：楊小青學號：20116268班級：工程機械3班指導老師：馮鑒日期：2013年12月22日一、題目簡介1.1、設(shè)計題目：步進送料機機構(gòu)綜合圖1步進送料機設(shè)計某自動生產(chǎn)線的一部分——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t1移動距離a后間歇時間t2?？紤]到動停時間之比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、凸輪等高副機構(gòu)，而應(yīng)設(shè)計平面連桿機構(gòu)。1.2、具體設(shè)計要求：（1）、電機驅(qū)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±c（這段對應(yīng)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(yīng)有的回碰。有關(guān)數(shù)據(jù)見下表（4）、在設(shè)計圖中繪出機構(gòu)的四個位置，AB段和CDE段各繪出兩個位。需注明機構(gòu)的全部幾何尺寸。

設(shè)計數(shù)據(jù)ammcmmbmmt1st2s4002050241.3.、設(shè)計任務(wù)1.至少提出兩種運動方案，然后進行方案分析評比，選出一種運動方案進行設(shè)計；2.設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3.圖紙上畫出步進送料機的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。4.對平面連桿機構(gòu)進行尺度綜合，并進行運動分析；驗證輸出構(gòu)件的軌跡是否滿足設(shè)計要求；求出機構(gòu)中輸出件的速度、加速度；畫出機構(gòu)運動線圖。5.用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對執(zhí)行機構(gòu)進行運動仿真，并畫出輸出機構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。6.編寫設(shè)計計算說明書，其中應(yīng)包括設(shè)計思路、計算及運動模型建立過程以及效果分析等。7.在機械基礎(chǔ)實驗室應(yīng)用機構(gòu)綜合實驗裝置驗證設(shè)計方案的可行性。二、方案擬定及評價2.1方案一:曲柄搖桿機構(gòu)應(yīng)把軌跡繪制出來，才能讓人看出是否可用應(yīng)把軌跡繪制出來，才能讓人看出是否可用圖（2）送料爪的動作時是通過“搖桿”的運動來實現(xiàn)的。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，通過搖桿外伸端的點循環(huán)擺動來實現(xiàn)送料。缺點：外伸端的承載較差,且只有當搖桿足夠長時，才能使輸送工件的軌跡AB近似為直線。

2.2方案二:四桿機構(gòu)運動軌跡？運動軌跡？圖（3）采用兩個四桿機構(gòu)，通過連桿中間點的軌跡實現(xiàn)送料爪的運動。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)送料的要求缺點：該四桿機構(gòu)綜合出來的尺寸比較大，推得過程中將工件頂起工件，需較大的功率。2.3方案三：曲柄四連桿機構(gòu)圖（4）采用兩個四桿機構(gòu)，通過連桿外伸端的點軌跡實現(xiàn)送料爪的運動優(yōu)點：能實現(xiàn)送料的要求，且機構(gòu)尺寸較小實現(xiàn)的軌跡呢實現(xiàn)的軌跡呢缺點：外伸端桿的承載差。綜合三種方案，現(xiàn)選用第三種方案進行設(shè)計。三、選擇電機及分配傳動比3.1、選擇電機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400mm，在導軌上向左依次間歇移動，即每個零件耗時t1,=2s移動距離a后間歇時間t2=4s機器中可用于運動和動力源的種類很多，有電動機、內(nèi)燃機、液壓馬達、氣動馬達、蒸汽機、水輪機、氣輪機等。但是電動機結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護容易，一般機械上大多數(shù)是均采用電動機驅(qū)動。送料機曲柄工作轉(zhuǎn)速通常，二級減速器的傳動比為，這里我選用傳動比為10的二級減速器，故我選用100r/min的電動機驅(qū)動，和機械原理實驗指導書上一致。3.2、減速齒輪的選擇從電動機的選擇上我可以采用的是傳動比的二級減速器，這里我選用兩對直齒輪配合，傳動比分別為。齒輪依次為，參數(shù)如下表:Z1Z2Z3Z4齒數(shù)（mm）4010025100模數(shù)2.52.522節(jié)園直徑（mm）10025050200內(nèi)徑（mm）25401740壓力角（度）20202020厚度（mm）30303030表1減速齒輪的選擇四、傳動原理圖傳動原理圖及有關(guān)參數(shù)如下：圖5傳動原理圖1圖6傳動原理圖2五、機構(gòu)運動尺寸綜合5.1尺寸綜合根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運動軌跡，以及其參數(shù)即速比系數(shù)K=2，極限夾角θ=60°。采用solidworks中繪圖求解：由題目已知，其運動軌跡圖如下：圖7運動軌跡圖該機構(gòu)的極位夾角為θ=60°。曲柄從開始的0°~120°是輸送架走過工作行程a的角度。此時我們可以用試湊法來求解各個桿長。先確定一個水平距離400，即可以確定2個點，在這兩個點上，自己確定了極角，再確定一個點，根據(jù)3個點，求解出桿長。求得結(jié)果如圖所示：圖8尺寸綜合圖最終尺寸確定為：5.2檢驗因為AB是最短桿，且有，所以AB為曲柄。在adams中仿真后發(fā)現(xiàn)，位移在誤差范圍內(nèi)是滿足題意的。

六．運動循環(huán)圖因為輸入材料過程中送料爪作平動，所以送料爪上每一點的速度、加速度相同。在adams中得到的位移，速度，加速度圖如下所示。圖（9）圖（10）位移圖圖（11）速度曲線圖圖（12）加速度曲線圖七、三維建模過程機架是用槽鋼焊接而成，下圖是建模的裝配體。其他零件建模見建模過程截圖。圖（13）機架圖（14）裝配體實體圖（15）裝配體二維圖八、設(shè)計總結(jié)此設(shè)計運用的是平面連桿機構(gòu)，較好的完成了給定的軌跡。此次課程設(shè)計使我受益匪淺，查閱了很多的有關(guān)資料，熟悉了多種軟件，拓展了自己的知識面，增強了自己解決實際問題的能力，有利于把學過的理論知識和實際聯(lián)系起來。在建模過程中運用了SolidWorks，在ADAMS中輸出位移、速度和加速度曲線圖。并在adams中制作了仿真視頻。有一些零件的尺寸是自己定的，并不是特別的正確，也沒有考慮到現(xiàn)實中的應(yīng)用，因此，這次的設(shè)計只是，找到了一個簡單地四桿機構(gòu)來完成給定的運動。也沒有考慮各種零件的材料，只是建了個大概的模型。九、參考資料[1]馮鑒、何俊等，機械原理西南交通大學出版社，2008年8月[2]王淑仁，機械原理課程設(shè)計科學出版社，2006年9月[3]吳宗澤等，機械設(shè)計課程設(shè)計手冊高等教育出版社，2008年12月[4]江曉侖，理論力學中國鐵道出版社，2004年7月[5]詹迪維，SolidWorks高級應(yīng)用教程機械工業(yè)出版社，2009年2月十．部分截圖