步進(jìn)送料機(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

西南交通大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)根據(jù)題目進(jìn)行了方案選擇，機(jī)構(gòu)求解和仿真等過(guò)程，所提出方案能夠?qū)崿F(xiàn)功能，但沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，方案的運(yùn)動(dòng)也不是很清楚根據(jù)題目進(jìn)行了方案選擇，機(jī)構(gòu)求解和仿真等過(guò)程，所提出方案能夠?qū)崿F(xiàn)功能，但沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，方案的運(yùn)動(dòng)也不是很清楚設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)送料機(jī)機(jī)構(gòu)綜合2學(xué)生姓名：楊小青學(xué)號(hào)：20116268班級(jí)：工程機(jī)械3班指導(dǎo)老師：馮鑒日期：2013年12月22日一、題目簡(jiǎn)介1.1、設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)送料機(jī)機(jī)構(gòu)綜合圖1步進(jìn)送料機(jī)設(shè)計(jì)某自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的一部分——步進(jìn)送料機(jī)。如圖1所示，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)。1.2、具體設(shè)計(jì)要求：（1）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，即必須有曲柄。（2）、輸送架平動(dòng)，其上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為虛線(xiàn)所示閉合曲線(xiàn)（以下將該曲線(xiàn)簡(jiǎn)稱(chēng)為軌跡曲線(xiàn)）。（3）、軌跡曲線(xiàn)的AB段為近似的水平直線(xiàn)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(xiàn)的CDE段的最高點(diǎn)低于直線(xiàn)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(jiàn)下表（4）、在設(shè)計(jì)圖中繪出機(jī)構(gòu)的四個(gè)位置，AB段和CDE段各繪出兩個(gè)位。需注明機(jī)構(gòu)的全部幾何尺寸。

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)ammcmmbmmt1st2s4002050241.3.、設(shè)計(jì)任務(wù)1.至少提出兩種運(yùn)動(dòng)方案，然后進(jìn)行方案分析評(píng)比，選出一種運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)；2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。3.圖紙上畫(huà)出步進(jìn)送料機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。4.對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度綜合，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析；驗(yàn)證輸出構(gòu)件的軌跡是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；求出機(jī)構(gòu)中輸出件的速度、加速度；畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖。5.用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，并畫(huà)出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線(xiàn)圖。6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，其中應(yīng)包括設(shè)計(jì)思路、計(jì)算及運(yùn)動(dòng)模型建立過(guò)程以及效果分析等。7.在機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用機(jī)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。二、方案擬定及評(píng)價(jià)2.1方案一:曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)把軌跡繪制出來(lái)，才能讓人看出是否可用應(yīng)把軌跡繪制出來(lái)，才能讓人看出是否可用圖（2）送料爪的動(dòng)作時(shí)是通過(guò)“搖桿”的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)搖桿外伸端的點(diǎn)循環(huán)擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)送料。缺點(diǎn)：外伸端的承載較差,且只有當(dāng)搖桿足夠長(zhǎng)時(shí)，才能使輸送工件的軌跡AB近似為直線(xiàn)。

2.2方案二:四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡？運(yùn)動(dòng)軌跡？圖（3）采用兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)連桿中間點(diǎn)的軌跡實(shí)現(xiàn)送料爪的運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)送料的要求缺點(diǎn)：該四桿機(jī)構(gòu)綜合出來(lái)的尺寸比較大，推得過(guò)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(jī)構(gòu)圖（4）采用兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)連桿外伸端的點(diǎn)軌跡實(shí)現(xiàn)送料爪的運(yùn)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)送料的要求，且機(jī)構(gòu)尺寸較小實(shí)現(xiàn)的軌跡呢實(shí)現(xiàn)的軌跡呢缺點(diǎn)：外伸端桿的承載差。綜合三種方案，現(xiàn)選用第三種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、選擇電機(jī)及分配傳動(dòng)比3.1、選擇電機(jī)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400mm，在導(dǎo)軌上向左依次間歇移動(dòng)，即每個(gè)零件耗時(shí)t1,=2s移動(dòng)距離a后間歇時(shí)間t2=4s機(jī)器中可用于運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力源的種類(lèi)很多，有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)、蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、氣輪機(jī)等。但是電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、控制方便、維護(hù)容易，一般機(jī)械上大多數(shù)是均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。送料機(jī)曲柄工作轉(zhuǎn)速通常，二級(jí)減速器的傳動(dòng)比為，這里我選用傳動(dòng)比為10的二級(jí)減速器，故我選用100r/min的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，和機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上一致。3.2、減速齒輪的選擇從電動(dòng)機(jī)的選擇上我可以采用的是傳動(dòng)比的二級(jí)減速器，這里我選用兩對(duì)直齒輪配合，傳動(dòng)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(dòng)原理圖傳動(dòng)原理圖及有關(guān)參數(shù)如下：圖5傳動(dòng)原理圖1圖6傳動(dòng)原理圖2五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸綜合5.1尺寸綜合根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡圖如下：圖7運(yùn)動(dòng)軌跡圖該機(jī)構(gòu)的極位夾角為θ=60°。曲柄從開(kāi)始的0°~120°是輸送架走過(guò)工作行程a的角度。此時(shí)我們可以用試湊法來(lái)求解各個(gè)桿長(zhǎng)。先確定一個(gè)水平距離400，即可以確定2個(gè)點(diǎn)，在這兩個(gè)點(diǎn)上，自己確定了極角，再確定一個(gè)點(diǎn)，根據(jù)3個(gè)點(diǎn)，求解出桿長(zhǎng)。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(yàn)因?yàn)锳B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(mǎn)足題意的。

六．運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖因?yàn)檩斎氩牧线^(guò)程中送料爪作平動(dòng)，所以送料爪上每一點(diǎn)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(xiàn)圖圖（12）加速度曲線(xiàn)圖七、三維建模過(guò)程機(jī)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(jiàn)建模過(guò)程截圖。圖（13）機(jī)架圖（14）裝配體實(shí)體圖（15）裝配體二維圖八、設(shè)計(jì)總結(jié)此設(shè)計(jì)運(yùn)用的是平面連桿機(jī)構(gòu)，較好的完成了給定的軌跡。此次課程設(shè)計(jì)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(shí)面，增強(qiáng)了自己解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有利于把學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。在建模過(guò)程中運(yùn)用了SolidWorks，在ADAMS中輸出位移、速度和加速度曲線(xiàn)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(méi)有考慮到現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用，因此，這次的設(shè)計(jì)只是，找到了一個(gè)簡(jiǎn)單地四桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成給定的運(yùn)動(dòng)。也沒(méi)有考慮各種零件的材料，只是建了個(gè)大概的模型。九、參考資料[1]馮鑒、何俊等，機(jī)械原理西南交通大學(xué)出版社，2008年8月[2]王淑仁，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)科學(xué)出版社，2006年9月[3]吳宗澤等，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)高等教育出版社，2008年12月[4]江曉侖，理論力學(xué)中國(guó)鐵道出版社，2004年7月[5]詹迪維，SolidWorks高級(jí)應(yīng)用教程機(jī)械工業(yè)出版社，2009年2月十．部分截圖