步進(jìn)式輸送機課程設(shè)計.docx

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1、 XX大學(xué) 課 程 設(shè) 計 資 料 袋 機械 學(xué)院（系、部） 2015~2016 學(xué)年第 第二 學(xué)期 課程名稱 機械原理課程設(shè)計 指導(dǎo)教師 職稱 教授 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué)號 題 目 步進(jìn)式輸送機的設(shè)計

2、 成 績 起止日期 2016 年 6 月13日～ 2016年 6 月 17 日 目 錄 清 單 序號 材 料 名 稱 資料數(shù)量 備 注 1 課程設(shè)計任務(wù)書 1 2 課程設(shè)計說明書 1 3 課程設(shè)計圖紙 若干 張 4 5 6 機 械 原 理 設(shè)計說明書 步進(jìn)式輸送機的設(shè)計 起止日期： 20

3、16 年 6 月 13 日 至 2016 年 6 月 17 日 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 成績 指導(dǎo)教師(簽字) 機械工程學(xué)院 2016 年 6 月 17日 目　錄 設(shè)計任務(wù)書 1、工作原理和工藝動作分解 4 2、根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 5 3、執(zhí)行機構(gòu)選型 6 4.機械運動方案的選擇和評定 9 5、機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構(gòu) 10 6、步進(jìn)式輸送機的機構(gòu)運動簡圖 11 7.機構(gòu)的尺度設(shè)計 12 8.步進(jìn)式輸送機的三維建模圖 14 9、滑架速度與加速度分析 18 設(shè)計總結(jié) 19 參考文獻(xiàn) 20

4、 課程設(shè)計任務(wù)書 2015 ～2016 學(xué)年第 2 學(xué)期 機械工程 學(xué)院（系、部） 機械大類 專業(yè) 1406 班級 課程名稱： 機械原理課程設(shè)計 設(shè)計題目： 步進(jìn)式輸送機的設(shè)計 完成期限：自 2016 年 6 月 13 日至 2016 年 6 月 17 日共 1 周 內(nèi)

5、 容 及 任 務(wù) 一、 工作原理及工藝動作過程簡介 步進(jìn)輸送機是一種能間歇地輸送工件并使其間距始終保持穩(wěn)定步長的傳送機械。工件經(jīng)過隔斷板從料輪滑落到輥道上，隔斷板做間歇往復(fù)直線運動，工件按一定的時間間隔向下滑落。輸送滑架作往復(fù)直線運動，工作行程時，滑架上位于最左側(cè)的推抓推動始點位置工件向前移動一個步長，當(dāng)滑架返回時，始點位置又從料輪處接受了一個新工件。推爪下裝有壓力彈簧，推爪返回時得以從工件底面滑過，工件保持不動。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時，該推爪以復(fù)位并推動新工件前移，與此同時，該推爪前方的推爪也推動前工位的工件一起向前再移動一個步長。如此周而復(fù)始，實現(xiàn)工件的步進(jìn)式傳輸。 二、

6、設(shè)計要求與主要技術(shù)參數(shù) 1） 輸送工件形狀和尺寸如圖所示，工件質(zhì)量為75kg，輸送步長H=880mm,允許誤差0.3mm。 2） 輥道上允許輸送工件最多為8件。工件底面與輥道間的摩擦系數(shù)為0.15（當(dāng)量值），輸送滑架質(zhì)量為240kg，當(dāng)量摩擦系數(shù)可取為0.15。 3） 滑架工作行程平均速度為0.46m/s,要求保證輸送速度盡可能均勻，行程速度變化系數(shù)K≥1.5。 三、 設(shè)計任務(wù) 根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖；2）進(jìn)行插斷機構(gòu)、步進(jìn)輸送機構(gòu)的選型；3）機械運動方案的評定和選擇；4）根據(jù)選定的原動機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬定機械傳動方案，分配傳動比，并進(jìn)行主要傳動幾何尺寸計算，畫出傳動系

7、統(tǒng)方案圖；5）執(zhí)行機構(gòu)運動尺寸計算；6）畫出機構(gòu)運動簡圖；7）編寫設(shè)計計算說明書。 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 2016.6.13~6.13 工作原理分析、工藝動作分析、執(zhí)行機構(gòu)選型和擬定 2016.6.14~6.14 運動規(guī)律和運動協(xié)調(diào)設(shè)計、繪制運動循環(huán)圖 2016.6.15~6.15 機構(gòu)尺度設(shè)計、運動分析 2016.6.16~6.16 動力分析、繪制機構(gòu)運動方案簡圖 2016.6.17~6.17 整理設(shè)計說明書、設(shè)計小結(jié) 主要 參考 資料 [1] 朱理.機械原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2010年04月 [2] 戴娟.

8、機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社，2010年01月 指導(dǎo)教師： 年 月 日 系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日 1、工作原理和工藝動作分解 根據(jù)任務(wù)書的要求，該機械的應(yīng)有的工藝過程是，機構(gòu)應(yīng)具有一個電動機和兩個執(zhí)行構(gòu)件（滑架、隔斷板）。兩個個執(zhí)行構(gòu)件的運動形式為： 滑架 作往復(fù)直線運動（左右移動），推程時推動工件向前運動，回程時，工件靜止，工作行程L=900mm，工作平均速度v=0.46m/s。

9、 以主動件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0、360)，以各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作出位移曲線。主動軸每轉(zhuǎn)一圈為其準(zhǔn)擬定的運動循環(huán)圖如圖所示： 圖1.1 滑架機構(gòu)運動循環(huán)圖 (2) 隔斷板 作間隔往復(fù)直線運動，推程時隔板打開釋放工件，回程時隔板關(guān)閉，處于停歇狀態(tài)，工作行程h=80mm,其運動準(zhǔn)確性要求不高。 圖1.2 圖1.2隔板機構(gòu)運動循環(huán)圖 2、根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 擬定運動循環(huán)圖的目的是確定各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動作的先后順序、相位，以利于設(shè)計、裝配和調(diào)試。 滑架機構(gòu)主動件每轉(zhuǎn)完成一個運動循環(huán)所以擬訂運動循環(huán)圖時，以該主動件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0、360)，以各

10、機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作出位移曲線。運動循環(huán)圖的位移曲線主要著眼于運動的起迄位置，根據(jù)上述表述作出步進(jìn)式輸送機的運動循環(huán)圖如圖2-1所示。 圖2機構(gòu)運動循環(huán)圖 3、執(zhí)行機構(gòu)選型 由上述分析可知，步進(jìn)式輸送機有右三個分支，功能分析可作總結(jié)如圖 圖3步進(jìn)式輸送機的功能分析圖 由功能分析圖可知，其運動過程為下放工件→滑架運送工件→滑架空程返回（下放工件）起始位置。 滑架機構(gòu)選型： 滑架做往復(fù)直線運動，要求工作行程平均速度為0.42m/s，輸送速度盡可能均勻，且到終點位置時速度逐漸減為0m/s,以保證工件速度也變?yōu)?m./s。符合要求的機構(gòu)如下圖所

11、示： 1曲柄滑塊機構(gòu) 2曲柄搖桿機構(gòu) 3雙滑塊曲柄機構(gòu) 機構(gòu)圖 特點 機構(gòu)無急回特性，傳動的行程可調(diào)，但可調(diào)的行程過大時，影響各件的剛度或?qū)鬟f的工件有一定的限制。但此機構(gòu)傳動較平穩(wěn)。 機構(gòu)具有急回特性，傳動的行程可調(diào)，剛性比較好，易傳遞較大的工件。改變機架的長度，可以使設(shè)計出來的機械體積不是很大，傳動比較平穩(wěn)。 機構(gòu)無急回特性，傳動的行程可調(diào)。但可調(diào)的行程過大時，影響各件的鋼度或?qū)鬟f的工件有一定的限制。但此機構(gòu)傳動很平穩(wěn)。對整個機器的磨損小。但設(shè)計出來的機器由于導(dǎo)軌的存在，使整個機器顯得笨重。 圖3.1滑架執(zhí)行機構(gòu)方案圖 隔斷板機構(gòu)的選型

12、： 隔斷板做間隙往復(fù)直線運動，當(dāng)滑架往右運輸工件時，隔斷板處于關(guān)閉停歇狀態(tài)，當(dāng)滑架回程時，隔斷板往左運動下放工件，在滑架未回到起始位置前，隔斷板右運動又關(guān)閉。故該機構(gòu)要有兩次間歇功能。運動準(zhǔn)確性要求不高，符合要求的可選方案有: 1、 2、 3、 圖3.2隔斷板執(zhí)行機構(gòu)方案圖 4.機械運動方案的選擇和評定 1）在圖3.1中，綜合上述的方案，滑架的執(zhí)行機構(gòu)采用機構(gòu)二曲柄搖桿機構(gòu)比較合理。成本低、易制造、適應(yīng)各種工廠中工件的傳輸、再加上該機構(gòu)本身的特點等，所以滑架選取方案2為最優(yōu)。 2）在圖3.2中：方案一機構(gòu)簡單，動力傳遞性能較好，能達(dá)到間歇

13、運動的要求，造價低廉，但機構(gòu)外觀復(fù)雜，體積相對較大。方案二機構(gòu)符合間隙運動要求，但機構(gòu)復(fù)雜，槽機構(gòu)動力傳遞性能差，錐齒輪較難造，制造成本高。方案三機構(gòu)簡單，此機構(gòu)簡單，動力傳遞性能較好，能達(dá)到間歇運動的要求，造價低廉，機構(gòu)體積小，外觀美。 綜合上述，隔斷板機構(gòu)應(yīng)選方案3。 5、機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構(gòu) 設(shè)計內(nèi)容 傳動方案示意圖 傳動方案示意設(shè)計 簡要說明 該傳動方案是由電動機的轉(zhuǎn)動帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動，從而使三聯(lián)滑移齒輪轉(zhuǎn)動，通過齒輪的嚙合實現(xiàn)了從動件的轉(zhuǎn)動，其中三聯(lián)滑移齒輪能實

14、現(xiàn)三種不同速度的從動件轉(zhuǎn)動（i=36 、i=48、i=60）。此機構(gòu)在運動過程中運轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，傳動效率高、功率大。 總傳動比計算： 由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速和工作機主軸轉(zhuǎn)速，可得到傳動裝置的總傳動比為 i=n1/n n1為選擇電動機的滿載轉(zhuǎn)速，n為工作機主動軸轉(zhuǎn)速，n1為960r/min,n為40r/min.所以i=n1/n=24 6、步進(jìn)式輸送機的機構(gòu)運動簡圖 通過電動機的帶動，凸輪運動，帶動隔斷板作往復(fù)直線運動。工件經(jīng)過隔斷板從料輪滑落到輥道上，隔斷板作間歇往復(fù)直線運動，工件按一定的時間間隔向下滑落。輸送滑架作往復(fù)直線運動，工作

15、行程時，滑架上位于最左側(cè)的推爪推動始點位置工件向前移動一個步長，當(dāng)滑架返回時，始點位置又從料輪處接受了一個新工件。 7.機構(gòu)的尺度設(shè)計 1、 滑架機構(gòu)的尺度設(shè)計 取AO=300mm,滑架實際行程H=880+20=900mm,滑架板長1000mm,則有： 最大擺動件線質(zhì)量為20kg/m,對質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為2㎏. ㎡，由J=(1/12)*m*L*L，得： AC=L=1062.65mm, θ=2*arcsin（H/2L）=2*26.7=53.4, k=(180+θ)/( 180—θ)=1.84 0B=AO sin(θ/2)=13

16、4.7mm 2、 插斷凸輪機構(gòu)的尺度設(shè)計 隔斷板運動時，推程和回程均做等加速等減速運動，行程h=80mm,取凸輪基圓r0=100mm,如圖所示 8.步進(jìn)式輸送機的三維建模圖 1齒輪、凸輪和搖桿 2. 傳動系統(tǒng) 3.步進(jìn)式輸送機 9、滑架速度與加速度分析 t=H/v0=0.88/0.44=2(s), w=(180+θ)/t=114.46/s ,即n=19r/min. 滑架的位移即為C點在水平方向的位移，設(shè)速度為V,則有： 1）速度 VB

17、2= VB1 + VB2B1 大小 ？ W1*OB ？ 方向 √ √ √ VB2=VB1 sinB=VB1 COSarcsin(OA sinβ/OB), VC=AC*VB2/AB=AC*VB1* COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB -OA sinB ) ) V=vc COSβ= AC*VB1* COSβ*COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB -OA sinB ) ) W2=VC/AC= VB1* COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB -OA sinB

18、) ) 2）加速度 anb3 + atb3 = ab2 + ab3b2 + akb3b2 大小 w2*AB w*OB 2*w2*VB3B2 方向 ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ 得： aB3=((aB2sinarcsin(OAsinβ/OB) －akB3B2) ＋anB3 ) =((w*OB *OA*sinβ－2*w2*VB3B2) ＋(w2*AB )) 設(shè)計總結(jié) 開始接到課程設(shè)計這個任務(wù)我們又

19、都緊繃一根弦，尤其是我，每次到這種真正動手的時刻，我就開始惶恐不安，大一的一些公共基礎(chǔ)課我也沒有掌握，所以一開始真的慌亂迷茫。所以我在準(zhǔn)備著手做的時候去找了鄧?yán)蠋?，老師特別細(xì)心又有耐心地告訴我步驟，還有如何計算以及選取原動機的方法，讓我對整個布局有一定的把握，然而課程設(shè)計并非想象中的那么簡單，真正動手做起來卻還是困難重重，書到用時方恨少，知識到用時也恨少，當(dāng)然我們每個人不可能將學(xué)到的理論知識一下子就能運用到實際操作以及設(shè)計中去，這只能靠平時多去體驗以及探索，對于我來說更是如此。其實我這次的機構(gòu)設(shè)計應(yīng)該算是相對簡單的，只有兩個執(zhí)行機構(gòu)，麻煩的是尺度設(shè)計以及三維圖的畫法，所以身為一個機械人應(yīng)該將平

20、時學(xué)到的實用的知識及計算機操作都好好掌握，多操作，多體會，還有其他一些看似不太相關(guān)的東西也需要努力，畢竟以后從要干什么誰也不能預(yù)料，比如說通過課程設(shè)計，我們發(fā)現(xiàn)不僅要掌握本專業(yè)所學(xué)到的知識，也要去圖書館查閱相關(guān)資料，要懂得三維圖的畫法，還有生活中仔細(xì)觀察的能力，作為工科生，也要思維嚴(yán)謹(jǐn)，計算能力要強?，F(xiàn)在這種還只是一個小小的任務(wù)，我們在以后生活學(xué)習(xí)中還會遇到更多的需要解決的難題，所有的這些我們應(yīng)該嚴(yán)肅認(rèn)真地對待，才不會浪費青春的好時光。 參考文獻(xiàn) [1] 朱理.機械原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2010年04月 [2] 戴娟.機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社，2010年01月 [3] 銀金光.劉楊.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].北京：北京交通大學(xué)出版社，2013年09月 26