機械原理課程設計--步進輸送機說明書

1、<p>　　機械原理課程設計說明書</p><p>　　——————步進輸送機</p><p><b>　　學院：機械工程學院</b></p><p>　　專業(yè)：機械設計制造及其自動化</p><p><b>　　班級：機械2班</b></p><p>　　設 計

2、者：15組 </p><p><b>　　組長：***</b></p><p>　　組員：*** ***</p><p><b>　　***</b></p><p><b>　　輔導老師： </b></p><p><b>　　2011年5

3、月</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　人們在長期的生產實踐和社會生活中，為了節(jié)省勞動，提高效率，不斷改進所使用的工具從而創(chuàng)造和發(fā)明了機械和機械科學。然而在當今社會，使用機器進行生產的水平已成為衡量一個國家生產技術水平和現(xiàn)代化程度的標志之一。其中機械設計扮演著很重要的角色。</p><p>　　本書

4、以市場為導向，采用詳圖詳解的方式對步進輸送機進行精刨，通俗易解。為業(yè)余愛好者及商家提供了解的平臺。通觀總過程，設計本著以下原則：</p><p>　　1.滿足功能性要求：機械設計的目的就是要實現(xiàn)預定的目標，本設計也步2例外，經過對數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：為不使機械在于預期時間內發(fā)生破壞、零件過度磨損、變形而導致失效，強烈的震動和沖

5、擊而損壞機器的工作性能，為保證人身和財產安全，對機械的整體設計及零部件的強度設計都做了嚴格的要求。</p><p>　　3.滿足經濟要求：機械產品的經濟體現(xiàn)在設計、制造、銷售和使用的全過程，產品的成本很大程度上取決于設計階段。本設計在保證機器質量的前提下，降低了原材料的消耗；在滿足要求的前提下，采用了價格低廉的原材料；采用標準零部件，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計步進輸送機，通過本組成員的努力，我們設計出了三種方案并對教材中的方案進行了理論分析和數據計算，理論數據和分析詳見說明書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言 …………………………………………………………2</p><p>　　課程設計的內容 ………………………………….............

7、....4</p><p><b>　　一、設計題目 </b></p><p>　　二、設計的要求及原始數據</p><p>　　方案設計………………………………………..……………………….5</p><p>　　一、步進輸料機的主要設計過程</p><p><b>　　二、機構分析&

8、lt;/b></p><p><b>　　三、方案初步設計</b></p><p><b>　　四、方案初步設計</b></p><p>　　機構的尺寸計算………………………………………………..……10</p><p><b>　　桿件計算</b></p>

9、<p><b>　　凸輪計算</b></p><p>　　不同時段機構的狀態(tài)圖及分析………………….……...12</p><p>　　曲線分析………………………………………………………….….……16</p><p>　　心得體會……………………………………………………………..……19</p><p>　

10、　參考文獻……………………………………………………………..……19</p><p><b>　　課程設計的內容</b></p><p><b>　　一、設計題目</b></p><p>　　如圖1所示，工件由料倉卸落到輥道上，滑架作往復直線運動?；艿恼谐虝r，通過棘鉤使工件向前運動；滑架返回時，棘鉤的彈簧被壓下，棘鉤從

11、工件下面滑過，工件不動。當滑架又向前運動時，棘鉤又鉤住下一個工件向前運動，從而實現(xiàn)工件的步進傳送，插板作帶停歇的往復運動，可使工件保持一定的時間間隔卸落到輥道上。</p><p>　　設計要求及其原始數據</p><p>　　輸送工件的形狀和尺寸如圖所示，輸送步長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k值為1.65左右。</p><p>　　滑架導軌水平線至安裝平面的高度在1100mm一下。</p><p>　　電動機功率可選用1.1kw，1400r/min左右（Y90s-4）。</p><p>　　為保證推爪在推動工件前保持推程狀態(tài)，輸送機構的行程應大于工件輸送步長20mm左右。</p><p><b>　　方案設

13、計</b></p><p>　　一、步進輸料機的主要設計過程</p><p><b>　　二、機構分析</b></p><p>　　針對教材中的機構簡圖，我們做如下分析</p><p><b>　　1.間歇運動</b></p><p>　　教材中使用的是凸輪實現(xiàn)間

14、隙運動，我們認為也可以使用其他機構，如不完全齒輪、槽輪等實現(xiàn)。但需要考慮其受力情況，不能存在過強的剛性沖擊和過大的力矩。</p><p><b>　　2.滑架的往復運動</b></p><p>　　實現(xiàn)往復運動的機構有很多，我們考慮可以使用四連桿機構來實現(xiàn)往復運動，但要考慮四連桿機構的急回運動，行程速比系數需要在規(guī)定的區(qū)間內。</p><p>

15、<b>　　3.控制下料機構</b></p><p>　　教材中使用連桿機構實現(xiàn)，我們認為也可以使用特殊凸輪機構或滑塊機構來實現(xiàn)。</p><p><b>　　三、方案初步設計</b></p><p>　　1.利用滑塊改變下料機構(見圖1)</p><p>　　2.利用槽輪改變凸輪間歇運動，利用四連

16、桿機構實現(xiàn)滑架往復運動（見圖2）</p><p>　　3.利用不完全齒輪實現(xiàn)間歇運動，利用特殊凸輪機構改變下料機構（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構，滑塊的運動靠滾子的重力作用帶動，整體機構的設計比較合理，無過強的剛性沖擊，機構簡單易行，便于制造。但當滾子處于最底

17、點向上運動時，受到橫向的摩擦力，此時凸輪對滾子的力很大，存在柔性沖擊，這對凸輪要求較高，另外，實際中應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)型導軌，并利用大齒輪與齒條傳動來進行傳動，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動，利用四連桿機構實現(xiàn)滑架往復運動，滑塊的運動仍靠滾子的重力作用帶動，整體機構較為合理，機構也比較簡單易行。存在少量剛性沖擊，另外對于曲柄搖桿機

18、構，合理的行程速比系數尤為重要，需要合理計算及加工。</p><p>　　3.方案三利用不完全齒輪實現(xiàn)間歇運動，利用特殊凸輪機構改變下料機構，此方案較為復雜，需要不完全齒輪、凸輪及帶傳動，對加工要求很高，價格昂貴。但整體傳動很平穩(wěn)，無較大沖擊。四連桿機構與方案二類似，需考慮行程速比系數。</p><p>　　三種方案各存在優(yōu)缺點，選擇時還要依實際情況。</p><p&g

19、t;　　故本組認為不存在最終方案。</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 機構的尺寸計算&l

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

22、的行程應大于工件輸送步長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，得到機構運動的周期T==4.05s。原動件轉速n==14.8。</p><p>　　取桿3的長度為280mm，桿4的長度為1000mm，桿3和桿4之間的夾角

23、為90°，經計算，O點到料倉底部的距離為605mm取桿3的長度為280mm，桿4的長度為1000mm，桿3和桿4之間的夾角為90°，經計算，O點到料倉底部的距離為605mm。</p><p>　　求件下落的時間t，取件做自由落體運動，為保證插板能夠及時關閉，工件下落的位移s在50mm到80mm之間，所以根據t=取g=10，所以0.1<t<0.126s。</p><

24、;p><b>　　凸輪計算：</b></p><p>　　1、在t這段時間。凸輪轉過的角度?=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、進而可求得凸輪實際曲線，如圖</p>

25、;<p>　　基圓半徑和最大半徑已求出，其他數據依實際情況確定</p><p>　　第四章 不同時段機構的狀態(tài)圖及分析</p><p><b>　　轉角為0°時</b></p><p><b>　　轉角為90°時</b></p><p><b>　　轉角為

26、180°時</b></p><p><b>　　轉角為270°時</b></p><p><b>　　第五章 曲線分析</b></p><p>　　通過軟件MAD可繪出各時間點機構的受力、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

27、值）</p><p>　　位移圖顯示滑架的步長和行程速比系數，</p><p>　　由圖可知：輸送步長H=830mm，行程速比系數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，使整個機構無較大的剛性沖擊，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，使整個機構無柔性沖擊，加速度范圍為0~1200mm/s2，符合要求。</p><p>　　*以上所有圖橫坐標單位為

29、76;，縱坐標依次為</p><p>　　總結：由三幅圖可知機構的設計尺寸符合要求，該機構設計合理。</p><p><b>　　第六章 心得體會</b></p><p>　　經過幾天不斷的努力，身體有些疲憊，但看到勞動后的碩果，心中又有幾分喜悅。總而言之，感觸良多，收獲頗豐。</p><p>　　通過認真思考和總結，機

30、械設計存在以下一般性問題：機械設計的過程是一個復雜細致的工作過程，不可能有固定不變的程序，設計過程須視具體情況而定，大致可以分為三個主要階段：產品規(guī)劃階段、方案設計階段和技術設計階段。值得注意的是：機械設計過程是一個從抽象概念到具體產品的演化過程，我們在設計過程中不斷豐富和完善產品的設計信息，直到完成整個產品設計；設計過程是一個逐步求精和細化的過程，設計初期，我們對設計對象的結構關系和參數表達往往是模糊的，許多細節(jié)在一開始不是很清楚，隨

31、著設計過程的深入，這些關系才逐漸清楚起來；機械設計過程是一個不斷完善的過程，各個設計階段并非簡單的安順序進行，為了改進設計結果，經常需要在各步驟之間反復、交叉進行，指導獲得滿意的結果為止。</p><p>　　獲得這份擁有是我們團隊共同努力的結果。我們通過默契的配合，精細的分工，精誠的合作，不斷的拼搏，共同完成了這一艱巨而又光榮的任務。</p><p>　　最后感謝本小組成員的認真參與和工

32、作</p><p><b>　　第七章 參考文獻</b></p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　濮良貴，紀名剛，機械設計（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，機械原理（第七版），北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　陸玉，馮立艷，機械設計課程設計（第四版），北京機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　4.許連元，李強德，徐祖茂，機械制圖，上海：同濟大學出版社，2003.</p><p>　　5.曲繼芳等，機械原理課程設計，機械工業(yè)出版社。1989</p><p