步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(jì)

1、步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(jì)目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark3 o Current Document 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.設(shè)計(jì)題目 3.工作原理和工藝動(dòng)作分解 3 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document .根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 3.步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析與設(shè)計(jì)過程 5.步進(jìn)輸式送機(jī)構(gòu)與插斷機(jī)構(gòu)選型 6.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu) 9 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document .步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) 10.步進(jìn)式輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析 13.步進(jìn)式輸送機(jī)三維圖設(shè)計(jì)

2、15.參考資料 19.設(shè)計(jì)總結(jié) 19課程設(shè)計(jì)任務(wù)書20152016學(xué)年第1學(xué)期機(jī)械工程學(xué)院（系、部）機(jī)械專業(yè)班級(jí)課程名稱：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi) 容 及 任 務(wù)一、工作原理及工藝動(dòng)作過程簡介步進(jìn)輸送機(jī)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(jī)械。工件經(jīng)過隔斷 板從料輪滑落到輻道上，隔斷板做間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工件按一定的時(shí)間間隔向下滑落。輸送 滑架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工作行程時(shí)，滑架上位于最左側(cè)的推抓推動(dòng)始點(diǎn)位置工件向前移動(dòng)一個(gè) 步長，當(dāng)滑架返回時(shí)，始點(diǎn)位置又從料輪處接受了一個(gè)新工件。推爪下裝有壓力彈簧，推爪返 回時(shí)得以從工件底面滑過，工件保持不動(dòng)。當(dāng)滑架再次向前

3、推進(jìn)時(shí)，該推爪以復(fù)位并推動(dòng)新工 件前移，與此同時(shí)，該推爪前方的推爪也推動(dòng)前工位的工件一起向前再移動(dòng)一個(gè)步長。如此周 而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)工件的步進(jìn)式傳輸。顯而易見，隔斷板的插斷運(yùn)動(dòng)必須與工件的移動(dòng)協(xié)調(diào)，從而 在時(shí)間和空間上相匹配。二、設(shè)計(jì)要求與主要技術(shù)參數(shù)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允許誤差士。2）輻道上允許輸送工件最多為8件。工件底面與輻道間的摩擦系數(shù)為（當(dāng)量值），輸送滑架質(zhì)量為240kg,當(dāng)量摩擦系數(shù)可取為。3）滑架工作行程平均速度為s,要求保證輸送速度盡可能均勻，行程速度變化系數(shù)K。三、設(shè)計(jì)任務(wù)1）根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；2）進(jìn)行插斷機(jī)構(gòu)、步

4、進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)的選型；3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇；4）根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案，分配傳動(dòng)比，并進(jìn)行主要傳 動(dòng)幾何尺寸計(jì)算，畫出傳動(dòng)系統(tǒng)方案圖；5）執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算；6）畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)見圖；7）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。主要 參 資料朱理.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，2008: 15-200鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，2009: 15-2501.設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理：工件通過隔斷板釋放，滑落到輻道上，帶有推爪的滑架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)推爪 推動(dòng)工件的左端面一起運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多次的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終把工件運(yùn)送到指定位置。設(shè)計(jì)要求1）工

5、件質(zhì)量：70kg2）輸送步長 H=860mm可載58個(gè)工件3）運(yùn)輸速度為s,盡可能均勻，行程系數(shù)K4）速度不均勻系數(shù)6=5）滑架導(dǎo)路水平線與安裝平面高度允許在1100mm以下。.工作原理和工藝動(dòng)作分解工作原理和工藝動(dòng)作分解根據(jù)工藝過程，機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)和兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件(滑架、隔斷板)。L=880mm(1)滑架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，推程時(shí)推動(dòng)工件向前運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)，工件靜止，工作行程 工作平均速度 v=s o(2)隔斷板作間隔往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，推程時(shí)隔板打開釋放工件，回程時(shí)隔板關(guān)閉，處于停歇狀態(tài), 工作行程h=80mm,其運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求不高。.根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的目的是確定

6、各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的先后順序、相位，以利于設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。以主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0。、360。)，以各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作出位移曲線。主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一圈為其準(zhǔn)擬定的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖所示：圖3-1滑架機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖3-2隔板機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖3-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖.步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析與設(shè)計(jì)過程步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析由上述分析可知，步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析可作總結(jié)如圖4-1所示圖4-1步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析圖由功能分析圖可知，其運(yùn)動(dòng)過程為下放工件-滑架運(yùn)送工件-滑架空程返回(下放工件)起始位置。步進(jìn)式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程(1)隔斷板做間隙往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑架往右運(yùn)輸工件時(shí)，隔斷板處于關(guān)閉停歇狀

7、態(tài)，當(dāng)滑架回程 時(shí)，隔斷板往左運(yùn)動(dòng)下放工件，在滑架未回到起始位置前，隔斷板右運(yùn)動(dòng)又關(guān)閉。故該機(jī)構(gòu)要有兩 次間歇功能。(2)輻道兩排間隙相等的輻輪，間隙s=90mm,兩輻道相距一定距離使推爪能夠順利通過；輻道至少能承載(70 x8)kg的工件，輻道上允許最多 8個(gè)工件。(3)滑架做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，要求工作行程平均速度為s,輸送速度盡可能均勻，且到終點(diǎn)位置時(shí)速度逐漸減為0m/s,以保證工件速度也變?yōu)?m./s,每個(gè)步長誤差不超過士，行程速度變化系數(shù)Ko滑架上裝有8個(gè)推爪，間距為 860mm誤差士。為保證推爪在推動(dòng)工件前保持推程狀態(tài)，行程應(yīng)比工 件輸送步長大20mm右，即滑架在起始位置時(shí)推爪距第一個(gè)工

8、件左端面為20mm,滑架行程為880mm士。.滑架機(jī)構(gòu)與隔板機(jī)構(gòu)的選型滑架機(jī)構(gòu)的選型根據(jù)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的功能，可選1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3雙滑塊曲柄機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)圖特點(diǎn)機(jī)構(gòu)無急回特性， 傳動(dòng)的行程可 調(diào)，但可調(diào)的行程過大時(shí)，影響 各件的剛度或?qū)鬟f的工件有 一定的限制。但此機(jī)構(gòu)傳動(dòng)較平 穩(wěn)。機(jī)構(gòu)具有急回特性，傳 動(dòng)的行程可調(diào)，剛性比 較好，易傳遞較大的工 件。改變機(jī)架的長度， 可以使設(shè)計(jì)出來的機(jī)機(jī)構(gòu)無急回特 性，傳動(dòng)的行程可 調(diào)。但可調(diào)的行程 過大時(shí)，影響各件 的鋼度或?qū)鬟f的械體積不是很大，傳動(dòng) 比較平穩(wěn)。工件有一定的限 制。但此機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 很平穩(wěn)。對(duì)整個(gè)機(jī) 器的磨損小。但設(shè) 計(jì)出來的機(jī)器由于

9、導(dǎo)軌的存在，使整 個(gè)機(jī)器顯得笨重。綜合上述的方案，此機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用機(jī)構(gòu)二曲柄搖桿機(jī)構(gòu)比較合理。成本低、易制造、適應(yīng)各種工廠中工件的傳輸、再加上該機(jī)構(gòu)本身的特點(diǎn)等，所以選取方案2為最優(yōu)，其具體機(jī)構(gòu)圖如圖所不：滑架機(jī)構(gòu)5-1隔斷板機(jī)構(gòu)的選型隔斷板機(jī)構(gòu)做間隔往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求不高，可選方案有:1.圖5-2此機(jī)構(gòu)簡單，動(dòng)力傳遞性能較好，能達(dá)到間歇運(yùn)動(dòng)的要求，造價(jià)低廉，但機(jī)構(gòu)外觀復(fù)雜，體積相對(duì) 較大2.圖5-3機(jī)構(gòu)符合間隙運(yùn)動(dòng)要求，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜，槽機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳遞性能差，錐齒輪較難造，制造成本高。3.圖機(jī)構(gòu)簡單，此機(jī)構(gòu)簡單，動(dòng)力傳遞性能較好，能達(dá)到間歇運(yùn)動(dòng)的要求，造價(jià)低廉，機(jī)構(gòu)體積小，外 觀美。

10、綜合上述，隔斷板機(jī)構(gòu)應(yīng)選方案3機(jī)構(gòu)簡圖圖5-5機(jī)構(gòu)簡圖.機(jī)械傳動(dòng)的速比和變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案的確定設(shè)計(jì)內(nèi)容傳動(dòng)方殺/、思圖根 也萼其勺 f勺hI自 !該傳動(dòng)方案是由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使 三聯(lián)滑移齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪的嚙合實(shí)現(xiàn)了從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)， 其中三聯(lián)滑移齒輪能實(shí)現(xiàn)三種/、同速度的從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)（i=36、i=48、i=60）。此機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)， 傳動(dòng)效率圖、功率大。各分傳動(dòng)比i 1=門電/門執(zhí)=& /dZ /Z2*Z6/Z5 =720/12=60i u=n 電/n 執(zhí)=d1 /d1*z3 /z3*z6/z5=720/15=48 iw=n 電/n 執(zhí)=d1 /d1*z4 /z4*

11、z6/z5=720/20=36 由中心距的關(guān)系有：1/2m*(Z2+Z2 )=1/2m*(Z 3+Z3 )=1/2m*(Z 4+乙) 取模數(shù)M=4mrfl乙應(yīng)大于17故：取 Z5=18, 26=72,d/ =418mmd=100 mm由式及以上已知條件可得Z4 /Z4=3/2, Z3 /Z3=2,乙/Z2=5/2且定變速齒輪的中心距 a=210mm由以上可得下列數(shù)據(jù)帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng) dd nZ2Z2 Z3Z3 Z4Z4 Z5Z6 模數(shù) M0 mmmmr/min4 mm.步進(jìn)式輸送機(jī)機(jī)的尺度設(shè)計(jì)計(jì)算滑架機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)AO=300mmt架實(shí)際行程H=860+20=880mmt架板長900mm則有:最

12、大擺動(dòng)件線質(zhì)量為20kg/m,對(duì)質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2 kg.m由J = (1/12) *m*L*L ,得：AC=L=,0 =2*arcsin(H/2)/L=2*=,k=(180 + 0 )/(180- 0 )=0B=AOsin( 0 /2)=,插斷凸輪機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)隔斷板運(yùn)動(dòng)時(shí)，推程和回程均做等加速等減速運(yùn)動(dòng)，行程h=80mm|X凸輪基圓r0=i00mmg口圖所示8步進(jìn)式輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析=H/v0=2(s),w=(180 + 0 )/t=/s,即 n=19r/min.2.滑架的位移即為C點(diǎn)在水平方向的位移，設(shè)速度為 V,則有: 速度VB2=V31+VB2B1大??？ W*OB2?方向VB2=V3is

13、inB=VBiCO位rcsin(OAsin B /OB),VC=AC*VB2/AB=AC*VB1* COrcsin(OAsin B /OB)/(OA COSB+(OB2-OA2sinB2)?)V=VcCOSp =AC*Bi*COS3 *COSircsin(OAsin B /OB)/(OACOSp+(OB2-OA2sinB2)?)W=VC/AC=VBi*COSircsin(OAsin B /OB)/(OA CO郃 +(OB2-OAnB2)?)加速度anb3+atb3 =ab2+ab3b2+akb3b2大小 wrAB2X w*OB2 2*W2*Vb3B2方向V V V V V得：aB3=(a B2sinarcsin(OAsin3 /OB) akB3B2 + anB32)?=(w*OB*OA*sin B 2*w2*Vb3b2)2 + (w2*AB2)2)?九步進(jìn)式輸送機(jī)三維圖設(shè)計(jì)齒輪、凸輪和搖桿傳動(dòng)系統(tǒng)步進(jìn)式輸送機(jī)十.考資料1、高英武、楊文敏編著機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)2、孫桓、陳作模、葛文杰編著機(jī)械原理3、哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室-編理論力學(xué)4、楊昂岳主編機(jī)械原理5、王成濤現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)一思想與方法M.上