機械原理課程設(shè)計--步進輸送機機構(gòu)設(shè)計

1、<p><b>　　機械原理課程設(shè)計</b></p><p><b>　　步進輸送機機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　緒論--------------------------------------------------------</p><p>　　課題題目及任務(wù)--------------------

2、---------------------</p><p>　　1.課程題目----------------------------------------------</p><p>　　2.設(shè)計任務(wù)----------------------------------------------</p><p>　　3.主要技術(shù)參數(shù)說明----------------

3、-----------------</p><p>　　運動循環(huán)圖-----------------------------------------------</p><p>　　傳動機構(gòu)和工作機構(gòu)的選擇------------------------</p><p>　　減速器機構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算-----------</p><p&g

4、t;　　傳動軸承和傳動軸的設(shè)計-------------------------</p><p>　　1.從動軸的設(shè)計-------------------------------------</p><p>　　2.中間軸的設(shè)計-----------------------------------------</p><p>　　3.主動軸的設(shè)計---------

5、--------------------------------</p><p>　　4.求軸上的載荷---------------------------------------</p><p>　　設(shè)計小結(jié)----------------------------------------------</p><p>　　參考文獻------------------

6、----------------------------------------</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　21世紀的經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)出信息化、網(wǎng)絡(luò)化、知識化的特征，人類社會進入一個嶄新的知識經(jīng)濟時代。市場的全球化、經(jīng)濟的一體化和產(chǎn)品多樣化，使選擇產(chǎn)品的空間得到極大的擴展，促使人們的價值觀、消費觀發(fā)生急劇變化，追求個性化和提

7、高生活質(zhì)量逐漸成為用戶購買產(chǎn)品的首選條件。為了適應(yīng)客戶和市場的變化，迫使企業(yè)之間的競爭由依靠產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量占領(lǐng)市場階段，升級到憑借適應(yīng)市場需求的創(chuàng)新產(chǎn)品占領(lǐng)市場的新階段。產(chǎn)品創(chuàng)新對于發(fā)達國家而言，是制造業(yè)發(fā)展的自然結(jié)果。對處于信息化進程中的我國，是機遇與挑戰(zhàn)并存。在2006年年初的全國科學(xué)技術(shù)大會上，胡錦濤總書記提出了建設(shè)創(chuàng)新型國家的重大戰(zhàn)略任務(wù)，確定了“自主創(chuàng)新、重點跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來”的科技指導(dǎo)方針，指出自主創(chuàng)新能力是國家競爭

8、力的核心，是應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的重大選擇，是統(tǒng)領(lǐng)我國科技發(fā)展的戰(zhàn)略主線，是實現(xiàn)創(chuàng)新型國家的根本途徑。同時，全球性的環(huán)境和資源制約同時強有力地呼喚市場上有更多環(huán)保、資源節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展的機械產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)。因此，制造業(yè)發(fā)展的持續(xù)動力將主要來自產(chǎn)品的設(shè)計。</p><p>　　機械產(chǎn)品設(shè)計中，首要任務(wù)是進行機械運動方案的設(shè)計和構(gòu)思、各種傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的選用和創(chuàng)新設(shè)計。這要求設(shè)計者綜合應(yīng)用各類典型機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、運動原理、

9、工作特點、設(shè)計方法及其在系統(tǒng)中的作用等知識，根據(jù)使用要求和功能分析，選擇合理的工藝動作過程，選用或創(chuàng)新機構(gòu)型式并巧妙地組合成新的機械運動方案，從而設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、性能優(yōu)良、工作可靠、實用性強的機械產(chǎn)品。</p><p>　　機械原理課程設(shè)計結(jié)合一種簡單機器進行機器功能分析、工藝動作過程確定、執(zhí)行機構(gòu)選擇、機械運動方案評定、機構(gòu)尺度綜合、機構(gòu)運動方案設(shè)計等，使學(xué)生進一步鞏固、掌握并初步運用機械原理的知識和

10、理論，對分析、運算、繪圖、文字表達及技術(shù)資料查詢等諸方面的獨立工作能力進行初步的訓(xùn)練，培養(yǎng)理論與實際結(jié)合的能力，更為重要的是培養(yǎng)開發(fā)和創(chuàng)新能力。因此，機械原理課程設(shè)計在機械類專業(yè)學(xué)生的知識體系訓(xùn)練中，具有不可替代的重要作用。</p><p>　　本次我們小組設(shè)計的是步進輸送機，通過對步進輸送機的課程設(shè)計所整理和設(shè)計的流程，為我們今后的設(shè)計課程奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　第二章 課題題

11、目及任務(wù)</p><p>　　1、課程題目：步進輸送機機構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　(1)設(shè)計原理：</b></p><p>　　本實用新型步進式輸送機結(jié)構(gòu)包括機架、步進機驅(qū)動端部分、步進機調(diào)整端部分、傳動鏈條；機架由驅(qū)動段機架、中間段機架、調(diào)整段機架構(gòu)成，機架上裝置有管軌即管形軌道，步進機驅(qū)動端部分裝置在驅(qū)動段機架上，步進機驅(qū)動端部分

12、包括電機、減速器、驅(qū)動軸、鏈輪、驅(qū)動座板，驅(qū)動軸上裝有主動鏈輪；步進機調(diào)整端部分裝置在調(diào)整段機架上，步進機調(diào)整端包括從動鏈輪、氣缸、氣缸座、軸承座、調(diào)節(jié)螺桿、調(diào)節(jié)螺母，從動鏈輪裝置在從動鏈輪軸上，主動鏈輪與從動鏈輪上裝置有傳動鏈條，傳動鏈條上設(shè)置有若干個鏈板組件。</p><p><b>　　2、設(shè)計任務(wù)：</b></p><p>　　（1）根據(jù)工藝動作要求擬定運動循

13、環(huán)圖。</p><p>　　（2）進行插斷機構(gòu)、步進輸送機構(gòu)的選型。</p><p>　?。?）機械運動方案的評定和選擇。</p><p>　　（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，并在圖紙上畫出傳動方案圖。</p><p>　?。?）選出最優(yōu)方案，畫出機械運動方案簡圖。</p><p&g

14、t;　?。?）編寫設(shè)計計算說明書。</p><p>　?。?）工作原理和工藝動作分解：</p><p>　　步進輸送機是一種能間歇的輸送工件，并使其間距始終保持穩(wěn)定步長的傳送機械。其示意圖如下，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。輸送滑架做往復(fù)直線運動，工作行程時，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，當滑架返回時，

15、始點位置又從料輪接受了一個新工件。由于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，該推爪早已復(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)，在時間和空間上相匹配。</p><p>　　注意 有圖 空出來</p><p>

16、;　　3、主要技術(shù)參數(shù)說明：</p><p>　　（1）工件質(zhì)量：70kg</p><p>　?。?）輸送步長H=400mm，可載5~8個工件</p><p>　?。?）運輸速度為0.44m/s，盡可能均勻，行程系數(shù)K=1.25</p><p>　　（4）工作阻力2500N</p><p><b>　?。?）

17、往復(fù)次數(shù)40</b></p><p>　?。?）滑架導(dǎo)路水平線與安裝平面高度允許在800——1000mm。</p><p>　　第三章 運動循環(huán)圖</p><p>　　根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖</p><p>　　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。</p>

18、;<p>　　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)一圈為其準擬定的滑架機構(gòu)運動循環(huán)圖如圖所示：</p><p>　　第四章 傳動機構(gòu)和工作機構(gòu)的選擇</p><p><b>　　1、傳動機構(gòu)的確定</b></p><p>　　常用的傳動機構(gòu)有以下幾

19、種：齒輪機構(gòu)；螺旋機構(gòu)；帶傳動及鏈傳動；連桿機構(gòu)；凸輪機構(gòu)（表列舉了幾種常有傳動機構(gòu)的基本特性）。</p><p>　　2、工作機構(gòu)設(shè)計方案</p><p>　　方案（1）采用液壓凸輪機構(gòu)為主，以達到設(shè)計要求。本方案采用液壓動力裝置以推動擋板左右往復(fù)運動。再采用凸輪機構(gòu)推動擋板做上下的往復(fù)運動。該機構(gòu)由液壓機構(gòu)和凸輪機構(gòu)相互配合，使擋板做曲線運動。該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)造也較為普通，切運行時噪

20、聲低。運動行程一眼明了。缺點是該機構(gòu)有兩個自由度，所以運動難于控制，不夠平穩(wěn)。而且液壓機構(gòu)成本太高，且維護檢修復(fù)雜。</p><p>　　方案（2）采用曲柄連桿機構(gòu)。</p><p>　　曲柄連桿機構(gòu)的特點：</p><p>　　（1）其運動副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機構(gòu)中的低副一般是幾何封閉，對保證機構(gòu)的可靠性有利

21、。</p><p>　?。?）在曲柄連桿機構(gòu)中，在原動件的運動規(guī)律不變的條件下，可用改變各機構(gòu)的相對長度來使從動件得到不同的運動規(guī)律。</p><p>　?。?）在曲柄連桿機構(gòu)中，在連桿上各點的軌跡是各種不同的形狀的曲線，其形狀隨著各構(gòu)件的相對長度的改變而改變，故連桿曲線的形式多樣，可用來滿足一些特定的工作需要。</p><p>　　利用連桿機構(gòu)還可以很方便地改變運

22、動的傳遞方向，擴大行程，實現(xiàn)增力和遠距離傳動等目的</p><p>　　根據(jù)對比分析，我們選擇曲柄連桿機構(gòu)作為工作機構(gòu)，實現(xiàn)步進式輸送。</p><p>　　第五章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算</p><p><b>　　1、減速器結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　展開式二級圓柱直齒輪減速器。</p>

23、<p><b>　　2、電動機選擇</b></p><p>　?。?）工作機的功率Pw</p><p><b>　　=、 、</b></p><p><b>　　選用 </b></p><p><b>　　（2）總效率</b></p&

24、gt;<p>　　（三）所需電動機功率</p><p>　　Ped 大于等于Pd</p><p>　　電動機選用三相異步電機籠型Y132M1—6 n滿 = 960r/min</p><p><b>　　3、傳動比分配</b></p><p><b>　　工作機的轉(zhuǎn)速：</b>

25、;</p><p>　　n滿為電動機滿載轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　取 則</b></p><p>　　i齒=i2×i3</p><p>　　i帶=i1=3；i2=3；i3=3.2</p><p>　　第六章 傳動軸承和傳動軸的設(shè)計

26、 </p><p><b>　　1、從動軸的設(shè)計</b></p><p>　?。?）求輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩</p><p>　　P=3.96KW =34r/min</p><p><b>　　=1057N．m</b></p><p>　?。?）求作用在

27、齒輪上的力</p><p>　　已知低速級大齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>　　=306 </b></p><p><b>　　而 F=</b></p><p><b>　　F= F</b></p><p>　　Fn= F/cos=9850

28、/0. 9397=10482N</p><p>　　（3）初步確定軸的最小直徑</p><p><b>　　取</b></p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑,為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合,故需同時選取聯(lián)軸器的型號 取</p><p>　　因為計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以</p>

29、<p>　　選取GY7型凸緣聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為1600Nm,半聯(lián)軸器的孔徑</p><p>　　（4） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　?、贋榱藵M足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩,故?、?Ⅲ的直徑;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑半聯(lián)軸器與，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上, 故Ⅰ-Ⅱ的長度應(yīng)比軸配合

30、的轂孔長度略短一些,現(xiàn)取</p><p>　?、诔醪竭x擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列角接觸球軸承.參照工作要求并根據(jù),由《機械設(shè)計手冊》P73表6-6軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組 標準精度級的單列角接觸球軸承7013C型.</p><p>　　對于選取的單向角接觸球軸承其尺寸為的</p><p><b>　　故;而 .&

31、lt;/b></p><p>　　右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位.由手冊上查得7013C型軸承定位軸肩高度mm, </p><p>　　取安裝齒輪處的軸段;齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位.已知齒輪的寬度為85mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取. 齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高3.5,取.軸環(huán)寬度,取b=6mm. </p><

32、;p>　　軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定) .根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ,故取.</p><p>　　取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=16,兩圓柱齒輪間的距離c=20.考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動軸承位置時,應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s,取s=8,已知滾動軸承寬度T=18,</p><p>　　高速

33、齒輪輪轂長L=50,則</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)如圖所示</b></p><p>　　圖6-1 Ⅲ軸示意圖</p><p><b>　　2、中間軸的設(shè)計</b></p><p>　　圖6-2 Ⅱ軸示意圖</p><p>　　確定最小直徑：低速運轉(zhuǎn)，較大載荷，選用4

34、0Cr調(diào)質(zhì)處理。查《機械設(shè)計教材》表15-3初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本取120：許允彎曲應(yīng)力=70 MPa。</p><p>　　d≥A =120×=39.4mm，</p><p>　　②各軸段直徑如表5-2所示表</p><p>　　表5-2 Ⅱ軸各軸段直徑</p><p><b>

35、　　③各軸段長度的確定</b></p><p>　　1軸段的長度l1：l1=B+△2+△3=23+10+5=45mm，軸承的型號為6308，軸承寬度B=23mm,△2為齒輪斷面與箱體內(nèi)壁的距離，△3為軸承內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁之間的距離</p><p>　　2軸段的長度：l2=B2-2=96-2=94mm, 齒輪寬B2=96mm</p><p>　　3軸段的長

36、度：兩齒輪間距l(xiāng)3=14mm</p><p>　　4軸段的長度：l2=B1-2=70mm, 齒輪寬B1=72mm</p><p>　　5軸段的長度：l5：l5=45mm，軸承寬度B=23mm距離 </p><p>　　經(jīng)校核該軸的結(jié)構(gòu)滿足強度要求。</p><p><b>　　3、主動軸的設(shè)計</b></p>

37、<p><b>　?、佥S徑的確定</b></p><p>　　Ⅰ軸各軸段如圖5-3所示</p><p>　　圖5-3 Ⅰ軸示意圖</p><p><b>　　確定最小直徑：</b></p><p>　　σb=650 Mpa， σs=360 Mpa， σ-1=270 Mpa， &

38、lt;/p><p>　　τ-1=155 Mpa， E=2.15×105 Mpa，=60 MPa</p><p><b>　　取A=120則得</b></p><p>　　d≥A =120×=27.66mm</p><p>　?、诟鬏S段直徑如表5-3所示</p><p>　　表5-3

39、 Ⅰ軸段直徑</p><p><b>　?、鄹鬏S段長度的確定</b></p><p>　　1>軸段連接滾筒：長度大于低級軸的最小直徑長度，取L1=110mm.</p><p>　　2>軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定) .根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與滾筒右端面間的距離

40、 ,故取</p><p>　　3>軸段的長度l3：l3應(yīng)略小于或等于深溝球軸承的寬度，軸承的型號為6008，軸承寬度B=15mm,l3=15mm.</p><p>　　4>軸段的長度：A為箱體長 △2為齒輪斷面與箱體內(nèi)壁的距離，△3為軸承內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁之間的距離</p><p>　　l4=△3+A-（l5+l6+△2+4+L3+L7）=73mm<

41、/p><p>　　5>軸段部位為齒輪定位軸環(huán)，其長度為：l=1.4h=1.4×6=8.4mm取l5=10.</p><p>　　6>軸段為安裝齒輪段，其長度略小于齒輪寬度， l6=70</p><p>　　7>軸段為軸承安裝段并加套筒來保證齒輪和軸承的軸向定位，l7=4+△2+△3 +B軸承=4+10+5+15=34mm. </p>

42、;<p>　　經(jīng)校核該軸的結(jié)構(gòu)滿足強度要求。</p><p>　　4、求軸上的載荷 </p><p>　　對于7013C型的角接觸球軸承,a=20.1mm,因此,做為簡支梁的軸的支承跨距. </p><p>　　從動軸的載荷分析如圖5-4</p><p><b>　　圖6-4 載荷分析</b></p

43、><p><b>　　第七章 設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　一個月的課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，我們小組三個人團結(jié)合作，分工明確，各司其職，利用課余時間做機械原理課程設(shè)計。因為我們學(xué)過機械原理這門課，此次設(shè)計用到的很多基礎(chǔ)知識我們都已經(jīng)基本掌握，并查閱大量文獻資料，所以做起來相對順手，也并沒有覺得很難、很累。</p><p>　　在這次課程設(shè)計中，

44、我們小組團結(jié)互助，刻苦鉆研，尤其是在設(shè)計步進輸送機各種方案時，加入自己創(chuàng)新的元素，通過理論與實踐并行，完美的完成本次課程設(shè)計。</p><p>　　課程設(shè)計是對思維能力的一種鍛煉，并且是理論與實踐相結(jié)合的結(jié)晶。我們在高效完成設(shè)計任務(wù)的同時能夠進一步理解和鞏固本學(xué)期所學(xué)的內(nèi)容，并將所學(xué)知識進一步綜合運用到實際設(shè)計中，這不僅加強了自主學(xué)習(xí)和團隊合作學(xué)習(xí)的能力更鍛煉了實際操作能力和增加了設(shè)計經(jīng)驗。在設(shè)計計算過程中，通過

45、組內(nèi)討論和交流，加深了對基礎(chǔ)知識的理解。在查閱文獻的過程中，讓我們了解到更多機械設(shè)計方面的知識，開闊了視野。此次我們最大的心得是，好的設(shè)計是建立在踏實的理論基礎(chǔ)之上的。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　《機械原理課程設(shè)計》 主編 王淑仁 科學(xué)出版社 2006年9月</p><p>　　《機械原理課程設(shè)計》 主編