步进输送机.docx

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步进输送机步进输送机步进输送机设计计算说明书（2008级）姓名专业学号指导教师完成时间目录第1章设计背景31.2输送机的分类3第2章设计要求42.1问题提出42.2设计要求和有关数据4第3章机构设计53.1第一种方案如图：

53.2第二种设计方案：

6第4章机构尺度综合6设计方案16第5章步进输送机运动学方程75.1步进输送机初始状态85.2步进输送机平动过程10第6章机构动力分析126.1步进输送机的动力学方程12第第1章章设计背景设计背景1.1引言输送机（Conveyor）输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。

输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。

输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。

可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线需要。

所以广泛引用于现代化的工业中，并产生重大作用。

输送机1.2输送机的分类输送机的分类带式输送机：

带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。

应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。

它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。

除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

螺旋输送机：

螺旋输送机俗称绞龙，适用于颗粒或粉状物料的水平输送，倾斜输送，垂直输送等形式。

输送距离根据畸形不同而不同，一般从2米到70米。

斗式提升机：

斗式提升机利用均匀固接于无端牵引构件上的一系列料斗，竖向提升物料的连续输送机械。

第第2章章设计要求设计要求2.1问题提出问题提出加工过程要求若干个相同的被输送的工件间隔相等的距离a=300mm，在导轨上向左依次间歇移动，即每个零件耗时T1移动距离a后间歇时间T2，又耗时时间T1移动距离a后间歇时间T2考虑到动停时间之比K=T1/T2之值比较特殊，受力较大，以及耐用性、成本、维修方便等因素，不宜采用槽轮、凸轮等高副机构直接实现上述要求，而应利用平面连杆机构轨迹曲线。

2.2设计设计要求和有关数据要求和有关数据1）电机驱动，即必须有曲柄2）输送架上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线。

.3）轨迹曲线的AB段为近似的水平直线段，其长度为a=300mm，允许20mm，对应于工件的移动；轨迹曲线的CDE段的最高点低于直线段AB的距离至少为b=50mm,以免零件停歇时受到输送架的不应有的回碰。

4）在设计图中用不同的颜色绘出机构的四个位置，AB段和CDE段各绘出两个位置。

须注明机构的全部几何尺寸。

第第3章章机构设计机构设计3.1第一种方案如图：

第一种方案如图：

该方案完全采用连杆机构，且以相同速率转动，由此推动挡板往复运动。

运动连续，平稳，同时由于构件大部分是连杆，成本较低且维护，检修都较为简单，运动易于控制。

缺点是该机构两个自由度，较为复杂。

3.2第二种设计方案：

采用连杆机构来引导做平面运动,同时由于完全采用连杆机构，运动连续，平稳,且成本较低且维护，检修都较为简单。

该机构只有一个自由度，运动易于控制。

缺点是机构的杆件较多，设计通过比较选择方案

（2）作为设计方案。

第四章第四章机构尺度综合机构尺度综合设计方案设计方案2为了实现运动轨迹要求，通过查阅连杆曲线图谱，选择适当曲线进行设计，得出适当连杆尺寸。

选择运动轨迹如上图所示，其中要求轨迹曲线的AB段为近似的水平直线段，其长度为a=300mm，图中轨迹曲线中的直线部分为3，且A:

B:

C:

D=1:

2.5:

3.5:

2.5，故对应于实际设计尺寸。

通过连杆曲线图谱得BE、EC尺寸及BE与BC连杆之间的角度。

通过已知道的运动连杆尺寸，设计出其他适当尺寸。

由此得出的设计尺寸为：

杆AB的长度100.002mm杆BC的长度250.005mm杆CD的长度350.007mm杆AD的长度250.005mm杆CE的长度320.163mm杆的长度320.163mm杆BE的长度200.004mm铰链点E与E1之间的距离780mm连杆之间的距离780mm连杆之间的距离350.007mm铰链点D与F之间的距离780mm第第5章章步进输送机运动学方程步进输送机运动学方程方案2的运动分析根据对步进输送机结构的设计要求，对机构的运动进行分析：

连杆AB为主动轴，连杆AB的转动带动BC、BD转动，同时带动连杆CD摆动。

同时与组成平行四边形，故E,C上每点运动轨迹均相同。

在AB带动下，取挡板的E点为考虑点，则其运动轨迹分为两个阶段，第一阶段是输送机的工作阶段，此时挡板做平动，挡板推动工件向右移动。

第二阶段是输送机挡板回位阶段，此时输送机挡板向下运动同时慢慢向后移动，最后再次回到原运动位置，准备开始对输送物体的第二次推动。

图5-1步进输送机运动分析简图5.1步进输送机初始状态步进输送机初始状态5.1.2步进输送机平动过程步进输送机平动过程图5-4结构示意图图5-4所示，各标注点为机构设计中的个铰链点。

其中杆AB为绕A点旋转的驱动件。

A,E，E1点固结在机架上，D,D1点连接挡板。

设个点的坐标分别为：

。

同时设AB的角速度为，角加速度，为为杆件与水平面的夹角，各杆件的长度分别为：

，为初始角。

根据杆件的运动列出B点的运动方程：

（5-6）其中，已知，初始角，杆长已知，所以，可以求出B点的坐标。

对式5-6分别进行一次，二次求导，可得到B点的速度和加速度方程。

（5-7）（5-8）图5-5点B的位置导出图图5-6点B的速度导出图图5-7点B的加速度导出图5-7和5-8式中只有速度和加速度是未知数，可以求出。

同理，可以列出C,D,E点的位置，速度，加速度方程：

（5-9）（5-10）（5-11）（5-12）（5-13）图5-8点C的位置导出图图5-9点C的速度导出图图5-10点C的加速度导出图图5-11点D的位置导出图（5-14）（5-15）图5-12点D的速度导出图图5-13点D的加速度导出图5.2运动学分析结果运动学分析结果C1,D1,E1点的速度，加速度与点C,D,E点对应相等，所以不再计算。

挡板机构先进行300mm左右的平动，然后下行，同时逐步后退，再上升到原平面，这样完成一次周期运动。

整个运动过程，AB杆绕A点运动，作为驱动，BCD构成的三角形杆组在A，E的制约下运动，使得D点在一个运动周期内有一段时间做直线运动。

从pro/e的仿真可以看出，该机构运动平稳，速度变化也较平缓，可以满足各种设计要求。