步進式輸送機設計

1、步進式輸送機設計目錄課程設計任務書21.設計題目32.工作原理和工藝動作分解33.根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖34.步進式輸送機的功能分析與設計過程55.步進輸式送機構(gòu)與插斷機構(gòu)選型66.機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構(gòu)97.步進式輸送機構(gòu)的尺度設計108.步進式輸送機的運動分析139.步進式輸送機三維圖設計1510.參考資料1911.設計總結(jié)19課程設計任務書2015 2016學年第1學期機械工程 學院（系、部） 機械 專業(yè) 2013250101 班級課程名稱：機械原理課程設計設計題目：步進式輸送機設計內(nèi)容及任務一、工作原理及工藝動作過程簡介步進輸送機是一種能間歇地輸送工件并使其間距始終

2、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。當滑架再次向前推進時，該推爪以復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。如此周而復始，實現(xiàn)工件的步進式傳輸。顯而易見，隔斷板的插斷運動必須與工件的移動協(xié)調(diào)，從而在時間和空間上相匹配。二、設計要求與主要技術(shù)參數(shù)1）輸送工件形狀和尺寸如

3、圖所示，工件質(zhì)量為70kg，輸送步長H=860mm,允許誤差0.2mm。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（當量值），輸送滑架質(zhì)量為240kg，當量摩擦系數(shù)可取為0.15。3）滑架工作行程平均速度為0.44m/s,要求保證輸送速度盡可能均勻，行程速度變化系數(shù)K1.5。三、設計任務1）根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖；2）進行插斷機構(gòu)、步進輸送機構(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，并進行主要傳動幾何尺寸計算，畫出傳動系統(tǒng)方案圖；5）執(zhí)行機構(gòu)運動尺寸計算；6）畫出機構(gòu)運動見圖；7）編寫設計計

4、算說明書。主要參考資料1 朱理機械原理北京：高等教育出版社，2008：15-2002 鄒慧君機械原理課程設計北京：高等教育出版社，2009：15-2501.設計題目：步進式輸送機設計1.1設計原理：工件通過隔斷板釋放，滑落到輥道上，帶有推爪的滑架作往復直線運動，當向右運動時推爪推動工件的左端面一起運動，經(jīng)過多次的往復運動，最終把工件運送到指定位置。1.2設計要求1）工件質(zhì)量：70kg2）輸送步長H=860mm，可載58個工件3）運輸速度為0.44m/s，盡可能均勻，行程系數(shù)K1.54）速度不均勻系數(shù)=0.15）滑架導路水平線與安裝平面高度允許在1100mm以下。2.工作原理和工藝動作分解2.1

5、工作原理和工藝動作分解 根據(jù)工藝過程，機構(gòu)應具有一個電動機和兩個執(zhí)行構(gòu)件（滑架、隔斷板）。(1) 滑架 作往復直線運動，推程時推動工件向前運動，回程時，工件靜止，工作行程L=880mm，工作平均速度v=0.44m/s。(2) 隔斷板 作間隔往復直線運動，推程時隔板打開釋放工件，回程時隔板關閉，處于停歇狀態(tài)，工作行程h=80mm,其運動準確性要求不高。3.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，以利于設計、裝配和調(diào)試。以主動件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(0、360)，以各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標作出位移曲線。主動軸每轉(zhuǎn)一圈為其準擬定的運動循環(huán)圖如

6、圖所示：圖3-1 滑架機構(gòu)運動循環(huán)圖圖3-2 隔板機構(gòu)運動循環(huán)圖圖3-3 機構(gòu)運動循環(huán)圖4.步進式輸送機的功能分析與設計過程4.1步進式輸送機的功能分析由上述分析可知，步進式輸送機的功能分析可作總結(jié)如圖4-1所示步進式輸送機的功能分解隔斷板打開，工件下放至輥道后再關閉滑架右運動，推爪推動工件左端運動滑架返回，推爪滑過工件底面，回到起始點圖4-1步進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。4.2步進式輸送機的設計過程（1）隔斷板做間隙往復直線運動，當滑架往右運輸工件時，隔斷板處于關閉停歇狀態(tài)，當滑架回程時，隔斷板往左運動下放工件，在

7、滑架未回到起始位置前，隔斷板右運動又關閉。故該機構(gòu)要有兩次間歇功能。（2）輥道 兩排間隙相等的輥輪，間隙s=90mm,兩輥道相距一定距離使推爪能夠順利通過；輥道至少能承載(70x8)kg的工件,輥道上允許最多8個工件。（3）滑架做往復直線運動，要求工作行程平均速度為0.44m/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,每個步長誤差不超過0.2mm，行程速度變化系數(shù)K1.5?；苌涎b有8個推爪，間距為860mm,誤差0.2mm。為保證推爪在推動工件前保持推程狀態(tài)，行程應比工件輸送步長大20mm左右，即滑架在起始位置時推爪距第一個工件左端面為20m

8、m,滑架行程為880mm0.2mm。5.滑架機構(gòu)與隔板機構(gòu)的選型5.1滑架機構(gòu)的選型根據(jù)往復直線運動的功能，可選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。但設計出來的機器由于導軌的存在，使整個機器顯得笨重。綜合上

9、述的方案，此機器的執(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，所以選 取方案2為最優(yōu)，其具體機構(gòu)圖如圖所示：滑架機構(gòu)5-15.2隔斷板機構(gòu)的選型隔斷板機構(gòu)做間隔往復直線運動，運動準確性要求不高，可選方案有：1.圖5-2此機構(gòu)簡單，動力傳遞性能較好，能達到間歇運動的要求，造價低廉，但機構(gòu)外觀復雜，體積相對較大2. 圖5-3機構(gòu)符合間隙運動要求，但機構(gòu)復雜，槽機構(gòu)動力傳遞性能差，錐齒輪較難造，制造成本高。3. 圖5.4機構(gòu)簡單，此機構(gòu)簡單，動力傳遞性能較好，能達到間歇運動的要求，造價低廉，機構(gòu)體積小，外觀美。綜合上述，隔斷板機構(gòu)應選方

10、案35.3機構(gòu)簡圖 圖5-5 機構(gòu)簡圖6.機械傳動的速比和變速機構(gòu)6.1傳動方案的確定設計內(nèi)容傳動方案示意圖傳動方案示意設計 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。各分傳動比i = n電 / n執(zhí) = d1/d1 * Z2/Z2 * Z6/Z5=720/12= 60i = n電/n執(zhí) = d1/d1 * z3/z3 * z6/z5 = 720/15 = 48 i= n電/n執(zhí) = d1/d1 *

11、 z4/z4 * z6/z5 = 720/20 = 36 由中心距的關系有：1/2 m*( Z2 +Z2) = 1/2 m*(Z3 + Z3) = 1/2 m*(Z4 + Z4).取模數(shù)M = 4mm 且 Z5應大于17 故: 取 Z5 =18 ， Z6 = 72，d1= 418mm d1 = 100 mm 。由式及以上已知條件可得Z4/Z4 = 3/2 ， Z3/Z3 = 2 ， Z2/Z2 = 5/2且 定 變速齒輪的中心距a = 210 mm由以上可得下列數(shù)據(jù) 帶傳動 齒輪傳動 d d n Z 2 Z 2 Z 3 Z 3 Z 4 Z 4 Z 5 Z 6 模數(shù) M 100 418 720

12、mm mm r/min 30 75 35 70 42 63 18 72 4 mm7.步進式輸送機機的尺度設計計算7.1滑架機構(gòu)的尺度設計取AO=300mm,滑架實際行程H=860+20=880mm,滑架板長900mm,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,=2*arcsin(H/2)/L=2*24.46=48.92,k=(180+)/( 180-)=1.750B=AO sin(/2)=124.22mm,7.2插斷凸輪機構(gòu)的尺度設計隔斷板運動時，推程和回程均做等加速等減速運動，行程h=80mm,取凸輪基圓

13、r0=100mm,如圖所示8步進式輸送機的運動分析 1. t=H/v0=0.88/0.44=2(s),w=(180+)/t=114.46/s ,即n=19r/min.2.滑架的位移即為C點在水平方向的位移，設速度為V,則有： 速度 VB2=VB1 + VB2B1大小 ？ W1*OB ？方向 VB2=VB1 sinB=VB1 COSarcsin(OA sin/OB),VC=AC*VB2/AB=AC*VB1* COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB -OA sinB ) )V=vc COS= AC*VB1* COS*COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(

14、OB -OA sinB ) )W2=VC/AC= VB1* COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB -OA sinB ) )加速度anb3 + atb3 = ab2 + ab3b2 + akb3b2大小 w2*AB w*OB 2*w2*VB3B2方向 得：aB3=(aB2sinarcsin(OAsin/OB) akB3B2) anB3 ) =(w*OB *OA*sin2*w2*VB3B2) (w2*AB )九步進式輸送機三維圖設計1齒輪、凸輪和搖桿2.傳動系統(tǒng)3.步進式輸送機十.考資料1、高英武、楊文敏 編著機械原理課程設計2、孫桓、陳作模、葛文杰 編著機械原理3、哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室-編理論力學4、楊昂岳 主編 機械原理5、王成濤 現(xiàn)代機械設計-