步进式输送机课程设计.docx

1、步进式输送机课程设计实用文档XX大学课程设计资料袋机械 学院（系、部） 20152016 学年第 第二 学期课程名称 机械原理课程设计 指导教师 职称 教授学生姓名 专业班级 学号题 目 步进式输送机的设计成 绩 起止日期 2016 年 6 月 13 日 2016 年 6 月 17 日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸若干张456实用文档机械原理设计说明书步进式输送机的设计起止日期： 2016 年 6 月 13 日 至 2016 年 6 月 17 日学生姓名班级学号成绩指导教师（签字）机械工程学院2016 年 6 月 17 日实用文档设计任务书1

2、、工作原理和工艺动作分解 52、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 63、执行机构选型 74.机械运动方案的选择和评定 105、机械传动系统的速比和变速机构 116、步进式输送机的机构运动简图 117.机构的尺度设计 128.步进式输送机的三维建模图 159、滑架速度与加速度分析 19设计总结 21参考文献 22实用文档课程设计任务书2015 2016 学年第 2 学期机械工程 学院（系、部） 机械大类 专业 1406 班级课程名称： 机械原理课程设计设计题目： 步进式输送机的设计完成期限：自 2016 年 6 月 13 日至 2016 年 6 月 17 日共 1 周内 容 及 任 务一、工

3、作原理及工艺动作过程简介步进输送机是一种能间歇地输送工件并使其间距始终保持稳定步长的传送机械。工件经 过隔断板从料轮滑落到辊道上，隔断板做间歇往复直线运动，工件按一定的时间间隔向 下滑落。输送滑架作往复直线运动，工作行程时，滑架上位于最左侧的推抓推动始点位 置工件向前移动一个步长，当滑架返回时，始点位置又从料轮处接受了一个新工件。推 爪下装有压力弹簧，推爪返回时得以从工件底面滑过，工件保持不动。当滑架再次向前 推进时，该推爪以复位并推动新工件前移，与此同时，该推爪前方的推爪也推动前工位 的工件一起向前再移动一个步长。如此周而复始，实现工件的步进式传输。 二、设计要求与主要技术参数1） 输送工件

4、形状和尺寸如图所示，工件质量为 75kg ，输送步长 H=880mm允, 许误差0.3mm。2） 辊道上允许输送工件最多为 8 件。工件底面与辊道间的摩擦系数为 0.15 （当量值）， 输送滑架质量为 240kg，当量摩擦系数可取为 0.15 。3） 滑架工作行程平均速度为 0.46m/s, 要求保证输送速度尽可能均匀，行程速度变化系数 K 1.5 。三、设计任务 根据工艺动作要求拟定运动循环图； 2）进行插断机构、步进输送机构的选型； 3）机械运动方案的评定和选择； 4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案， 分配传动比，并进行主要传动几何尺寸计算，画出传动系统方案图； 5）

5、执行机构运动尺寸计算； 6）画出机构运动简图； 7）编写设计计算说明书。进度安排起止日期工作内容2016.6.136.13工作原理分析、工艺动作分析、执行机构选型和拟定2016.6.146.14运动规律和运动协调设计、绘制运动循环图2016.6.156.15机构尺度设计、运动分析2016.6.166.16动力分析、绘制机构运动方案简图2016.6.176.17整理设计说明书、设计小结主要 参考 资料1 朱理.机械原理（第 2版） M. 北京：高等教育出版社， 2010年 04月2 戴娟.机械原理课程设计指导书 M. 北京：高等教育出版社， 2010年 01月指导教师：系（ 教研室 ）主任（签字

6、）：实用文档1、工作原理和工艺动作分解根据任务书的要求， 该机械的应有的工艺过程是， 机构应具有一个电动机 和两个执行构件（滑架、隔断板） 。两个个执行构件的运动形式为：滑架 作往复直线运动 （左右移动），推程时推动工件向前运动， 回程时， 工件静止， 工作行程 L=900mm，工作平均速度 v=0.46m/s 。 以主动件的转角作 为横坐标 （0、360） ，以各机构执行构件的位移为纵坐标作出位移曲线。 主 动轴每转一圈为其准拟定的运动循环图如图所示：图 1.1 滑架机构运动循环图（2） 隔断板 作间隔往复直线运动， 推程时隔板打开释放工件， 回程时隔 板关闭，处于停歇状态，工作行程 h=8

7、0mm其, 运动准确性要求不高。图 1.2 隔板机构运动循环图图 1.2实用文档2、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、 相位，以 利于设计、装配和调试。滑架机构主动件每转完成一个运动循环所以拟订运动循环图时， 以该主动 件的转角作为横坐标 （0 、360） ，以各机构执行构件的位移为纵坐标作出位 移曲线。 运动循环图的位移曲线主要着眼于运动的起迄位置， 根据上述表述作 出步进式输送机的运动循环图如图 2-1 所示。图 2 机构运动循环图实用文档3、执行机构选型由上述分析可知，步进式输送机有右三个分支，功能分析可作总结如图图 3 步进式输

8、送机的功能分析图由功能分析图可知， 其运动过程为下放工件滑架运送工件滑架空程返回 （下 放工件）起始位置。滑架机构选型：滑架做往复直线运动，要求工作行程平均速度为 0.42m/s ，输送速度尽可 能均匀，且到终点位置时速度逐渐减为 0m/s, 以保证工件速度也变为 0m./s 。 符合要求的机构如下图所示：1 曲柄滑块机构2 曲柄摇杆机构3 双滑块曲柄机 构机构图特点机构无急回特性，传动的行 程可调，但可调的行程过大 时，影响各件的刚度或对传 递的工件有一定的限制。但 此机构传动较平稳。机构具有急回特 性，传动的行程可 调，刚性比较好， 易传递较大的工 件。改变机架的长 度，可以使设计出 来的

9、机械体积不是机构无急回特 性，传动的行程 可调。但可调的 行程过大时，影 响各件的钢度 或对传递的工 件有一定的限实用文档很大，传动比较平 稳。制。但此机构传 动很平稳。对整 个机器的磨损 小。但设计出来 的机器由于导 轨的存在，使整 个机器显得笨 重。图 3.1 滑架执行机构方案图隔断板机构的选型：隔断板做间隙往复直线运动， 当滑架往右运输工件时， 隔断板处于关闭停 歇状态，当滑架回程时，隔断板往左运动下放工件， 在滑架未回到起始位置前， 隔断板右运动又关闭。 故该机构要有两次间歇功能。 运动准确性要求不高， 符 合要求的可选方案有 :1、2、实用文档3、图 3.2 隔断板执行机构方案图实用

10、文档4.机械运动方案的选择和评定1）在图 3.1 中，综合上述的方案，滑架的执行机构采用机构二曲柄摇杆 机构比较合理。成本低、易制造、适应各种工厂中工件的传输、再加上该机构 本身的特点等，所以滑架选取方案 2 为最优。2）在图 3.2 中：方案一机构简单，动力传递性能较好，能达到间歇运动 的要求，造价低廉，但机构外观复杂，体积相对较大。方案二机构符合间隙运 动要求，但机构复杂，槽机构动力传递性能差，锥齿轮较难造，制造成本高。 方案三机构简单，此机构简单，动力传递性能较好，能达到间歇运动的要求， 造价低廉，机构体积小，外观美。综合上述，隔断板机构应选方案 3。实用文档5、机械传动系统的速比和变速

11、机构容 内 计 设图 意 示 案 方 动 传传动方案示意设计简要说明而 动 件 平稳 从转动较 ，的从转 动 件 的 运转 转 动 中 轮从度程 带了速过 皮 现 同 动过 动 实现 不同 运动 带 合 在 动 啮 三种 构 由电 ，通 能轮 =60 大。 由 ， i= 大 是动齿、率 案 转 移 8 功 方 轮 滑 = 、 动 齿 i、 高 传 移 率 该 滑 三 36 效 联 中 i=3 动 三其（传总传动比计算：由选定的电动机满载转速和工作机主轴转速， 可得到传动装置的总传动比 为i=n1/n n1为选择电动机的满载转速， n为工作机主动轴转速， n1为 960r/min,n 为 40r

12、/min. 所以 i=n1/n=246、步进式输送机的机构运动简图实用文档通过电动机的带动， 凸轮运动， 带动隔断板作往复直线运动。 工件经过隔 断板从料轮滑落到辊道上， 隔断板作间歇往复直线运动， 工件按一定的时间间 隔向下滑落。 输送滑架作往复直线运动， 工作行程时， 滑架上位于最左侧的推 爪推动始点位置工件向前移动一个步长， 当滑架返回时， 始点位置又从料轮处 接受了一个新工件。7.机构的尺度设计实用文档1、滑架机构的尺度设计取 AO=300mm滑, 架实际行程 H=880+20=900mm滑, 架板长 1000mm则, 有： 最大摆动件线质量为 20kg/m, 对质心转动惯量为 2 .

13、 ，由 J=(1/12)*m*L*L ，得：AC=L=1062.65mm,=2*arcsin (H/2L)=2*26.7 =53.4,k=(180+)/( 180 )=1.840B=AO sin( /2)=134.7mmh=80mm取, 凸轮基圆2、插断凸轮机构的尺度设计 隔断板运动时，推程和回程均做等加速等减速运动，行程 r0=100mm,如图所示实用文档实用文档8.步进式输送机的三维建模图1 齿轮、凸轮和摇杆实用文档2. 传动系统实用文档实用文档实用文档9、滑架速度与加速度分析即 n=19r/min.滑架的位移即为 C点在水平方向的位移，设速度为 V, 则有： 1 ）速度VB2= VB1

14、+ VB2B1 大小 ？ W1*OB 2 ？ 方向 VB2=VB1 sinB=VB1 COSarcsin(OA sin /OB),实用文档VC=AC*VB2/AB=AC*VB1* COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB 2 -OA 2 sinB 2 ) ? )V=vc COS= AC*VB1* COS*COSarcsin(OA sin /OB)/(OACOS+(OB 2 -OA 2 sinB 2 ) ? )W2=VC/AC=V B1* COSarcsin(OA sin /OB)/(OACOS +(OB 2 -OA 2 sinB 2 ) ? )2)加速度anb3+ atb

15、3 =ab2 +ab3b2 +akb3b2大小w2*AB 2w*OB22*w2*VB3B2方向得：aB3=(aB2sinarcsin(OAsin/OB)akB3B2) 2anB3 2 )?=(w*OB *OA*sin 2*w2*VB3B2) 2 (w2*AB 2 )2 )实用文档设计总结开始接到课程设计这个任务我们又都紧绷一根弦， 尤其是我，每次到这种 真正动手的时刻，我就开始惶恐不安，大一的一些公共基础课我也没有掌握， 所以一开始真的慌乱迷茫。 所以我在准备着手做的时候去找了邓老师， 老师特 别细心又有耐心地告诉我步骤， 还有如何计算以及选取原动机的方法， 让我对 整个布局有一定的把握， 然

16、而课程设计并非想象中的那么简单， 真正动手做起 来却还是困难重重， 书到用时方恨少， 知识到用时也恨少， 当然我们每个人不 可能将学到的理论知识一下子就能运用到实际操作以及设计中去， 这只能靠平 时多去体验以及探索， 对于我来说更是如此。 其实我这次的机构设计应该算是 相对简单的， 只有两个执行机构， 麻烦的是尺度设计以及三维图的画法， 所以 身为一个机械人应该将平时学到的实用的知识及计算机操作都好好掌握， 多操 作，多体会， 还有其他一些看似不太相关的东西也需要努力， 毕竟以后从要干 什么谁也不能预料， 比如说通过课程设计， 我们发现不仅要掌握本专业所学到 的知识， 也要去图书馆查阅相关资料， 要懂得三维图的画法， 还有生活中仔细 观察的能力，作为工科生，也要思维严谨，计算能力要强。现在这种还只是一 个小小的任务， 我们在以后生活学习中还会遇到更多的需要解决的难题， 所有 的这些我们应该严肃认真地对待，才不会浪费青春的好时光。实用文档参考文献1朱理.机械原理（第 2 版）M. 北京：高等教育出版社， 2010 年 04 月2戴娟. 机械原理课程设计指导书 M. 北京：高等教育出版社， 2010 年 01月3银金光.刘杨.机械设计课程设计 M. 北京：北京交通大学出版社， 2013年09 月