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

1、<p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　——————步進(jìn)輸送機(jī)</p><p><b>　　學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院</b></p><p>　　專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p><b>　　班級(jí)：機(jī)械2班</b></p><p>　　設(shè) 計(jì)

2、者：15組 </p><p><b>　　組長(zhǎng)：***</b></p><p>　　組員：*** ***</p><p><b>　　***</b></p><p><b>　　輔導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　2011年5

3、月</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　人們?cè)陂L(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)生活中，為了節(jié)省勞動(dòng)，提高效率，不斷改進(jìn)所使用的工具從而創(chuàng)造和發(fā)明了機(jī)械和機(jī)械科學(xué)。然而在當(dāng)今社會(huì)，使用機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)的水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。其中機(jī)械設(shè)計(jì)扮演著很重要的角色。</p><p>　　本書

4、以市場(chǎng)為導(dǎo)向，采用詳圖詳解的方式對(duì)步進(jìn)輸送機(jī)進(jìn)行精刨，通俗易解。為業(yè)余愛好者及商家提供了解的平臺(tái)。通觀總過程，設(shè)計(jì)本著以下原則：</p><p>　　1.滿足功能性要求：機(jī)械設(shè)計(jì)的目的就是要實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)，本設(shè)計(jì)也步2例外，經(jīng)過對(duì)數(shù)位著名教授所編書籍的精讀，確定最終方案。</p><p>　　2.滿足可靠性要求：為不使機(jī)械在于預(yù)期時(shí)間內(nèi)發(fā)生破壞、零件過度磨損、變形而導(dǎo)致失效，強(qiáng)烈的震動(dòng)和沖

5、擊而損壞機(jī)器的工作性能，為保證人身和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)機(jī)械的整體設(shè)計(jì)及零部件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)都做了嚴(yán)格的要求。</p><p>　　3.滿足經(jīng)濟(jì)要求：機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造、銷售和使用的全過程，產(chǎn)品的成本很大程度上取決于設(shè)計(jì)階段。本設(shè)計(jì)在保證機(jī)器質(zhì)量的前提下，降低了原材料的消耗；在滿足要求的前提下，采用了價(jià)格低廉的原材料；采用標(biāo)準(zhǔn)零部件，并充分考慮其工藝性以減少加工成本。</p><p>　　

6、此次課程本組主要設(shè)計(jì)步進(jìn)輸送機(jī)，通過本組成員的努力，我們?cè)O(shè)計(jì)出了三種方案并對(duì)教材中的方案進(jìn)行了理論分析和數(shù)據(jù)計(jì)算，理論數(shù)據(jù)和分析詳見說明書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言 …………………………………………………………2</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ………………………………….............

7、....4</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目 </b></p><p>　　二、設(shè)計(jì)的要求及原始數(shù)據(jù)</p><p>　　方案設(shè)計(jì)………………………………………..……………………….5</p><p>　　一、步進(jìn)輸料機(jī)的主要設(shè)計(jì)過程</p><p><b>　　二、機(jī)構(gòu)分析&

8、lt;/b></p><p><b>　　三、方案初步設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　四、方案初步設(shè)計(jì)</b></p><p>　　機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算………………………………………………..……10</p><p><b>　　桿件計(jì)算</b></p>

9、<p><b>　　凸輪計(jì)算</b></p><p>　　不同時(shí)段機(jī)構(gòu)的狀態(tài)圖及分析………………….……...12</p><p>　　曲線分析………………………………………………………….….……16</p><p>　　心得體會(huì)……………………………………………………………..……19</p><p>　

10、　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………..……19</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　如圖1所示，工件由料倉卸落到輥道上，滑架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)?；艿恼谐虝r(shí)，通過棘鉤使工件向前運(yùn)動(dòng)；滑架返回時(shí)，棘鉤的彈簧被壓下，棘鉤從

11、工件下面滑過，工件不動(dòng)。當(dāng)滑架又向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘鉤又鉤住下一個(gè)工件向前運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件的步進(jìn)傳送，插板作帶停歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可使工件保持一定的時(shí)間間隔卸落到輥道上。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求及其原始數(shù)據(jù)</p><p>　　輸送工件的形狀和尺寸如圖所示，輸送步長(zhǎng)H=800mm。</p><p>　　滑架工作行程平均速度為0.42m/s.要求保證輸送速度盡可能均勻，

12、行程速比系數(shù)k值為1.65左右。</p><p>　　滑架導(dǎo)軌水平線至安裝平面的高度在1100mm一下。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)功率可選用1.1kw，1400r/min左右（Y90s-4）。</p><p>　　為保證推爪在推動(dòng)工件前保持推程狀態(tài)，輸送機(jī)構(gòu)的行程應(yīng)大于工件輸送步長(zhǎng)20mm左右。</p><p><b>　　方案設(shè)

13、計(jì)</b></p><p>　　一、步進(jìn)輸料機(jī)的主要設(shè)計(jì)過程</p><p><b>　　二、機(jī)構(gòu)分析</b></p><p>　　針對(duì)教材中的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，我們做如下分析</p><p><b>　　1.間歇運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　教材中使用的是凸輪實(shí)現(xiàn)間

14、隙運(yùn)動(dòng)，我們認(rèn)為也可以使用其他機(jī)構(gòu)，如不完全齒輪、槽輪等實(shí)現(xiàn)。但需要考慮其受力情況，不能存在過強(qiáng)的剛性沖擊和過大的力矩。</p><p><b>　　2.滑架的往復(fù)運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有很多，我們考慮可以使用四連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但要考慮四連桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)，行程速比系數(shù)需要在規(guī)定的區(qū)間內(nèi)。</p><p>

15、<b>　　3.控制下料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　教材中使用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，我們認(rèn)為也可以使用特殊凸輪機(jī)構(gòu)或滑塊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　三、方案初步設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.利用滑塊改變下料機(jī)構(gòu)(見圖1)</p><p>　　2.利用槽輪改變凸輪間歇運(yùn)動(dòng)，利用四連

16、桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滑架往復(fù)運(yùn)動(dòng)（見圖2）</p><p>　　3.利用不完全齒輪實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，利用特殊凸輪機(jī)構(gòu)改變下料機(jī)構(gòu)（見圖3）</p><p><b>　　四、三種方案分析</b></p><p>　　1.方案一利用滑塊改變下料機(jī)構(gòu)，滑塊的運(yùn)動(dòng)靠滾子的重力作用帶動(dòng)，整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較合理，無過強(qiáng)的剛性沖擊，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單易行，便于制造。但當(dāng)滾子處于最底

17、點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到橫向的摩擦力，此時(shí)凸輪對(duì)滾子的力很大，存在柔性沖擊，這對(duì)凸輪要求較高，另外，實(shí)際中應(yīng)盡量減少滑塊受到的摩擦力。此方案未采用滑架，將滑架改為圓環(huán)型導(dǎo)軌，并利用大齒輪與齒條傳動(dòng)來進(jìn)行傳動(dòng)，可大量節(jié)省空間。</p><p>　　2.方案二利用槽輪改變凸輪間歇運(yùn)動(dòng)，利用四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滑架往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑塊的運(yùn)動(dòng)仍靠滾子的重力作用帶動(dòng)，整體機(jī)構(gòu)較為合理，機(jī)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單易行。存在少量剛性沖擊，另外對(duì)于曲柄搖桿機(jī)

18、構(gòu)，合理的行程速比系數(shù)尤為重要，需要合理計(jì)算及加工。</p><p>　　3.方案三利用不完全齒輪實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，利用特殊凸輪機(jī)構(gòu)改變下料機(jī)構(gòu)，此方案較為復(fù)雜，需要不完全齒輪、凸輪及帶傳動(dòng)，對(duì)加工要求很高，價(jià)格昂貴。但整體傳動(dòng)很平穩(wěn)，無較大沖擊。四連桿機(jī)構(gòu)與方案二類似，需考慮行程速比系數(shù)。</p><p>　　三種方案各存在優(yōu)缺點(diǎn)，選擇時(shí)還要依實(shí)際情況。</p><p&g

19、t;　　故本組認(rèn)為不存在最終方案。</p><p><b>　　方</b></p><p><b>　　案</b></p><p><b>　　一</b></p><p><b>　　方</b></p><p><b>　

20、　案</b></p><p><b>　　二</b></p><p><b>　　方</b></p><p><b>　　案</b></p><p><b>　　三</b></p><p>　　第三章 機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算&l

21、t;/p><p><b>　　步進(jìn)輸送機(jī)尺寸確定</b></p><p><b>　　桿件計(jì)算：</b></p><p>　　確定桿2的擺角，有行程速比系數(shù)k=1.8得=51°。</p><p>　　確定滑架的長(zhǎng)度L1，由輸送步長(zhǎng)H=830mm慮到為了保證推爪在推動(dòng)工件前保持推程狀態(tài)，輸送機(jī)構(gòu)

22、的行程應(yīng)大于工件輸送步長(zhǎng)20mm，所以取H=850mm。L1==987mm。</p><p>　　取桿AB=200mm，求得AC=419mm，BC=464mm。</p><p>　　由滑架的平均速度v=0.42，得到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的周期T==4.05s。原動(dòng)件轉(zhuǎn)速n==14.8。</p><p>　　取桿3的長(zhǎng)度為280mm，桿4的長(zhǎng)度為1000mm，桿3和桿4之間的夾角

23、為90°，經(jīng)計(jì)算，O點(diǎn)到料倉底部的距離為605mm取桿3的長(zhǎng)度為280mm，桿4的長(zhǎng)度為1000mm，桿3和桿4之間的夾角為90°，經(jīng)計(jì)算，O點(diǎn)到料倉底部的距離為605mm。</p><p>　　求件下落的時(shí)間t，取件做自由落體運(yùn)動(dòng)，為保證插板能夠及時(shí)關(guān)閉，工件下落的位移s在50mm到80mm之間，所以根據(jù)t=取g=10，所以0.1<t<0.126s。</p><

24、;p><b>　　凸輪計(jì)算：</b></p><p>　　1、在t這段時(shí)間。凸輪轉(zhuǎn)過的角度?=8.9°~11.2°，取?=10°。取凸輪基圓半徑100mm，最大半徑180mm。</p><p>　　2、利用解析法可得出凸輪的理論曲線，如圖</p><p>　　8、進(jìn)而可求得凸輪實(shí)際曲線，如圖</p>

25、;<p>　　基圓半徑和最大半徑已求出，其他數(shù)據(jù)依實(shí)際情況確定</p><p>　　第四章 不同時(shí)段機(jī)構(gòu)的狀態(tài)圖及分析</p><p><b>　　轉(zhuǎn)角為0°時(shí)</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)角為90°時(shí)</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)角為

26、180°時(shí)</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)角為270°時(shí)</b></p><p><b>　　第五章 曲線分析</b></p><p>　　通過軟件MAD可繪出各時(shí)間點(diǎn)機(jī)構(gòu)的受力、速度、加速度情況，具體曲線分析如下：</p><p>　　圖一 滑架位移圖（絕對(duì)

27、值）</p><p>　　位移圖顯示滑架的步長(zhǎng)和行程速比系數(shù)，</p><p>　　由圖可知：輸送步長(zhǎng)H=830mm，行程速比系數(shù)K=1.8，</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　圖二 滑架速度圖</b></p><p>　　由圖可知

28、，滑架速度較為平穩(wěn)，無速度的突變，使整個(gè)機(jī)構(gòu)無較大的剛性沖擊，速度范圍為0~8000mm/s，符合要求。 </p><p><b>　　圖三 滑架加速度圖</b></p><p>　　由圖可知，加速度較為合理，無加速度突變，使整個(gè)機(jī)構(gòu)無柔性沖擊，加速度范圍為0~1200mm/s2，符合要求。</p><p>　　*以上所有圖橫坐標(biāo)單位為

29、76;，縱坐標(biāo)依次為</p><p>　　總結(jié)：由三幅圖可知機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸符合要求，該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。</p><p><b>　　第六章 心得體會(huì)</b></p><p>　　經(jīng)過幾天不斷的努力，身體有些疲憊，但看到勞動(dòng)后的碩果，心中又有幾分喜悅。總而言之，感觸良多，收獲頗豐。</p><p>　　通過認(rèn)真思考和總結(jié)，機(jī)

30、械設(shè)計(jì)存在以下一般性問題：機(jī)械設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)復(fù)雜細(xì)致的工作過程，不可能有固定不變的程序，設(shè)計(jì)過程須視具體情況而定，大致可以分為三個(gè)主要階段：產(chǎn)品規(guī)劃階段、方案設(shè)計(jì)階段和技術(shù)設(shè)計(jì)階段。值得注意的是：機(jī)械設(shè)計(jì)過程是一個(gè)從抽象概念到具體產(chǎn)品的演化過程，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中不斷豐富和完善產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息，直到完成整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)過程是一個(gè)逐步求精和細(xì)化的過程，設(shè)計(jì)初期，我們對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)關(guān)系和參數(shù)表達(dá)往往是模糊的，許多細(xì)節(jié)在一開始不是很清楚，隨

31、著設(shè)計(jì)過程的深入，這些關(guān)系才逐漸清楚起來；機(jī)械設(shè)計(jì)過程是一個(gè)不斷完善的過程，各個(gè)設(shè)計(jì)階段并非簡(jiǎn)單的安順序進(jìn)行，為了改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)果，經(jīng)常需要在各步驟之間反復(fù)、交叉進(jìn)行，指導(dǎo)獲得滿意的結(jié)果為止。</p><p>　　獲得這份擁有是我們團(tuán)隊(duì)共同努力的結(jié)果。我們通過默契的配合，精細(xì)的分工，精誠(chéng)的合作，不斷的拼搏，共同完成了這一艱巨而又光榮的任務(wù)。</p><p>　　最后感謝本小組成員的認(rèn)真參與和工

32、作</p><p><b>　　第七章 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　濮良貴，紀(jì)名剛，機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版），北京：高等教育出版社，2006</p><p><b>　　.</b></p><p>　　

33、2．孫桓，陳作模，機(jī)械原理（第七版），北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　陸玉，馮立艷，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第四版），北京機(jī)械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　4.許連元，李強(qiáng)德，徐祖茂，機(jī)械制圖，上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　5.曲繼芳等，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社。1989</p><p