機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p>　　機(jī) 械 原 理 課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p><b>　　步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　起止日期： 2011 年 6 月 27 日 至 2011 年 7 月 3 日</p><p><b>　　機(jī)

2、械工程學(xué)院（部）</b></p><p>　　2011年 7月2日</p><p><b>　　目　錄</b></p><p>　　0. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………2</p><p>　　設(shè)計(jì)題目…………………………………………………3</p><p>　　工作原理

3、和工藝動(dòng)作分解………………………………3</p><p>　　3.根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖……………5</p><p>　　4.步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析與設(shè)計(jì)過程…………………6</p><p>　　5.步進(jìn)輸式送機(jī)構(gòu)與插斷機(jī)構(gòu)選型………………………8</p><p>　　6.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)………………………11<

4、;/p><p>　　7.步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)……………………………12</p><p>　　8步進(jìn)式輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析………………………………13</p><p>　　9.步進(jìn)式輸送機(jī)三維圖設(shè)計(jì)………………………………16</p><p>　　10.參考資料…………………………………………………17</p><p>　　

5、11.設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………18</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　2010 —2011 學(xué)年第 2 學(xué)期</p><p>　　機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械 專業(yè) 0908 班級(jí)</p><p>　　課程名稱： 機(jī)械原

6、理課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(jì) </p><p>　　完成期限：自 2011 年 6 月 27 日至 2011 年

7、 7 月 3 日共 1 周</p><p>　　1.設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)原理：</b></p><p>　　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(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)推爪推動(dòng)工件的左端面一起運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多次的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終把工件運(yùn)送到指定位置。</p><p

8、><b>　　1.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1）工件質(zhì)量：70kg</p><p>　　2）輸送步長(zhǎng)H=860mm，可載5~8個(gè)工件</p><p>　　3）運(yùn)輸速度為0.44m/s，盡可能均勻，行程系數(shù)K≥1.5</p><p>　　4）速度不均勻系數(shù)[δ]=0.1</p><p

9、>　　5）滑架導(dǎo)路水平線與安裝平面高度允許在1100mm以下。</p><p>　　2.工作原理和工藝動(dòng)作分解</p><p>　　2.1工作原理和工藝動(dòng)作分解</p><p>　　根據(jù)工藝過程，機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)和兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件（滑架、隔斷板）。</p><p>　　滑架 作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，推程時(shí)推動(dòng)工件向前運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)，工件靜止，工

10、作行程L=880mm，工作平均速度v=0.44m/s。</p><p>　　隔斷板 作間隔往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，推程時(shí)隔板打開釋放工件，回程時(shí)隔板關(guān)閉，處于停歇狀態(tài)，工作行程h=80mm,其運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求不高。</p><p>　　3.根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的目的是確定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的先后順序、相位，以利于設(shè)計(jì)、裝配和

11、調(diào)試。</p><p>　　以主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0°、360°)，以各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作出位移曲線。主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一圈為其準(zhǔn)擬定的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖所示：</p><p>　　圖2-1 滑架機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　圖2-2 隔板機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　圖2-3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p&g

12、t;<p>　　4.步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析與設(shè)計(jì)過程</p><p>　　4.1步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析</p><p>　　由上述分析可知，步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析可作總結(jié)如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析圖</p><p>　　由功能分析圖可知，其運(yùn)動(dòng)過程為下放工件→滑架運(yùn)送工件→滑架空程返回（下

13、放工件）起始位置。</p><p>　　4.2步進(jìn)式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程</p><p>　　（1）隔斷板做間隙往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑架往右運(yùn)輸工件時(shí)，隔斷板處于關(guān)閉停歇狀態(tài)，當(dāng)滑架回程時(shí)，隔斷板往左運(yùn)動(dòng)下放工件，在滑架未回到起始位置前，隔斷板右運(yùn)動(dòng)又關(guān)閉。故該機(jī)構(gòu)要有兩次間歇功能。</p><p>　?。?）輥道 兩排間隙相等的輥輪，間隙s=90mm,兩輥道相距一定距離

14、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(gè)工件。</p><p>　?。?）滑架做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)位置時(shí)速度逐漸減為0m/s,以保證工件速度也變?yōu)?m./s,每個(gè)步長(zhǎng)誤差不超過±0.2mm，行程速度變化系數(shù)K≥1.5?；苌涎b有8個(gè)推爪，間距為860mm,誤差±0.2mm。為保證推爪在推動(dòng)工件前保

15、持推程狀態(tài)，行程應(yīng)比工件輸送步長(zhǎng)大20mm左右，即滑架在起始位置時(shí)推爪距第一個(gè)工件左端面為20mm,滑架行程為880mm±0.2mm。</p><p>　　5.滑架機(jī)構(gòu)與隔板機(jī)構(gòu)的選型</p><p>　　5.1滑架機(jī)構(gòu)的選型</p><p>　　根據(jù)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的功能，可選</p><p>　　綜合上述的方案，此機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用

16、機(jī)構(gòu)二曲柄搖桿機(jī)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(jī)構(gòu)本身的特點(diǎn)等，所以選 取方案2為最優(yōu)，其具體機(jī)構(gòu)圖如圖所示：</p><p><b>　　滑架機(jī)構(gòu)5-1</b></p><p>　　5.2隔斷板機(jī)構(gòu)的選型</p><p>　　隔斷板機(jī)構(gòu)做間隔往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求不高，可選方案有：</p>

17、<p><b>　　1.</b></p><p><b>　　圖5-2</b></p><p>　　此機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)力傳遞性能較好，能達(dá)到間歇運(yùn)動(dòng)的要求，造價(jià)低廉，但機(jī)構(gòu)外觀復(fù)雜，體積相對(duì)較大</p><p><b>　　2. 圖5-3</b></p><p>　　機(jī)構(gòu)

18、符合間隙運(yùn)動(dòng)要求，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜，槽機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳遞性能差，錐齒輪較難造，制造成本高。</p><p>　　3. 圖5.4</p><p>　　機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，此機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)力傳遞性能較好，能達(dá)到間歇運(yùn)動(dòng)的要求，造價(jià)低廉，機(jī)構(gòu)體積小，外觀美。</p><p>　　綜合上述，隔斷板機(jī)構(gòu)應(yīng)選方案3</p>

19、<p><b>　　5.3機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b></p><p><b>　　圖5-5 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　6.機(jī)械傳動(dòng)的速比和變速機(jī)構(gòu)</p><p>　　6.1傳動(dòng)方案的確定</p><p>　　各分傳動(dòng)比iⅠ = n電 / n執(zhí) = d1′/d1 * Z2′/Z2 *

20、 Z6/Z5</p><p>　　=720/12= 60…………………………………………</p><p>　　iⅡ = n電/n執(zhí) = d1′/d1 * z3′/z3 * z6/z5 = 720/15 = 48… ②</p><p>　　iⅢ= n電/n執(zhí) = d1′/d1 * z4′/z4 * z6/z5 = 720/20 = 36… ③</p>

21、<p>　　由中心距的關(guān)系有：1/2 m*( Z2 +Z2′) = 1/2 m*(Z3 + Z3′) = 1/2 m*(Z4 + Z4′)……………………………..④</p><p>　　取模數(shù)M = 4mm 且 Z5應(yīng)大于17 故: </p><p>　　取 Z5 =18 ， Z6 = 72，</p><p>　

22、　d1′= 418mm d1 = 100 mm 。</p><p>　　由①②③式及以上已知條件可得</p><p>　　Z4′/Z4 = 3/2 ， Z3′/Z3 = 2 ， Z2′/Z2 = 5/2</p><p>　　且 定 變速齒輪的中心距a = 210 mm</p><p><b>　　由以上可得

23、下列數(shù)據(jù)</b></p><p>　　帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)</p><p>　　d d’ n Z 2 Z 2 ’ Z 3 Z 3’ Z 4 Z 4’ Z 5 Z 6 模數(shù) M</p><p>　　100 418

24、720 </p><p>　　mm mm r/min 30 75 35 70 42 63 18 72 4 mm</p><p>　　7.步進(jìn)式輸送機(jī)機(jī)的尺度設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　7.1滑架機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)</p><p>　　取AO=300mm,滑架實(shí)際行程H=860+20=880m

25、m,滑架板長(zhǎng)900mm,則有：</p><p>　　最大擺動(dòng)件線質(zhì)量為20kg/m,對(duì)質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2㎏. ㎡，由J=(1/12)*m*L*L，得： </p><p>　　AC=L=1062.65mm,</p><p>　　θ=2*arcsin(H/2)/L=2*24.46°=48.92°,</p><p>　　k=(1

26、80°+θ)/( 180°-θ)=1.75</p><p>　　0B=AO sin(θ/2)=124.22mm,</p><p>　　7.2插斷凸輪機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)</p><p>　　隔斷板運(yùn)動(dòng)時(shí)，推程和回程均做等加速等減速運(yùn)動(dòng)，行程h=80mm,取凸輪基圓r0=100mm,如圖所示</p><p>　　8步進(jìn)式輸送機(jī)的運(yùn)

27、動(dòng)分析</p><p>　　1. t=H/v0=0.88/0.44=2(s),</p><p>　　w=(180°+θ)/t=114.46°/s ,即n=19r/min.</p><p>　　2.滑架的位移即為C點(diǎn)在水平方向的位移，設(shè)速度為V,則有：</p><p><b>　　速度 </b>

28、</p><p>　　VB2=VB1 + VB2B1</p><p>　　大小 ？ W1*OB ² ？</p><p>　　方向 √ √ √</p><p>　　VB2=VB1 sinB=VB1 COSarcsin(OA sinβ/OB),</p><p>　　VC=AC*V

29、B2/AB=AC*VB1* COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB ² -OA ²sinB ²) ½)</p><p>　　V=vc COSβ= AC*VB1* COSβ*COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB ² -OA ²sinB ²) ½)</p><p

30、>　　W2=VC/AC= VB1* COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB ² -OA ² sinB ²) ½)</p><p><b>　　加速度</b></p><p>　　anb3 + atb3 = ab2 + ab3b2 + akb3b2</p>

31、<p>　　大小 w2*AB ² × w*OB ² × 2*w2*VB3B2</p><p>　　方向 ∨ ∨ ∨ ∨ ∨</p><p><b>　　得：</b></p><p>　　aB

32、3=((aB2sinarcsin(OAsinβ/OB) －akB3B2) ²＋anB3 ²)½</p><p>　　=((w*OB *OA*sinβ－2*w2*VB3B2) ²＋(w2*AB ²)²)½</p><p>　　九．步進(jìn)式輸送機(jī)三維圖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1齒輪、

33、凸輪和搖桿</b></p><p><b>　　2.傳動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p><b>　　3.步進(jìn)式輸送機(jī)</b></p><p><b>　　十.考資料</b></p><p>　　[1]、高英武、楊文敏 編著………《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》</p>

34、<p>　　[2]、孫桓、陳作模、葛文杰 編著…………《機(jī)械原理》</p><p>　　[3]、哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室--編…《理論力學(xué)》</p><p>　　[4]、楊昂岳 主編………………………… 《機(jī)械原理》</p><p>　　[5]、王成濤 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)---思想與方法[M].上?？萍技夹g(shù)文獻(xiàn)出版社，1999.</p>

35、<p><b>　　[6]、機(jī)械手冊(cè)</b></p><p><b>　　十一.總結(jié)</b></p><p>　　一周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，大家并不覺得很累，因?yàn)檫@正是我們感興趣的專業(yè)，大家都帶著成就感，看著自己設(shè)計(jì)的作品格外的欣慰。</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，我看到了同學(xué)們團(tuán)結(jié)互助的精神，也看到了同學(xué)

36、們刻苦鉆研的學(xué)習(xí)精神。課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們思維能力的一種鍛煉，也是理論與實(shí)踐結(jié)合的一次過渡，同學(xué)們興趣濃厚，并有著創(chuàng)新的意識(shí)。同時(shí)通過本次課程設(shè)計(jì)，在完成設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)能夠進(jìn)一步理解和鞏固所學(xué)課程內(nèi)容，并將所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中，不僅加強(qiáng)了學(xué)習(xí)更鍛煉了實(shí)際操作能力和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，通過組內(nèi)的討論和交流，加深了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解；在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，讓我們了解到更多的機(jī)械實(shí)際設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，開闊了視野。我建議老師能鼓勵(lì)同學(xué)們向