步進(jìn)式輸送機(jī)課程設(shè)計(jì).docx

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1、 XX大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 資 料 袋 機(jī)械 學(xué)院（系、部） 2015~2016 學(xué)年第 第二 學(xué)期 課程名稱 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 職稱 教授 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 題 目 步進(jìn)式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)

2、 成 績(jī) 起止日期 2016 年 6 月13日～ 2016年 6 月 17 日 目 錄 清 單 序號(hào) 材 料 名 稱 資料數(shù)量 備 注 1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 2 課程設(shè)計(jì)說明書 1 3 課程設(shè)計(jì)圖紙 若干 張 4 5 6 機(jī) 械 原 理 設(shè)計(jì)說明書 步進(jìn)式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 起止日期： 20

3、16 年 6 月 13 日 至 2016 年 6 月 17 日 學(xué)生姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào) 成績(jī) 指導(dǎo)教師(簽字) 機(jī)械工程學(xué)院 2016 年 6 月 17日 目　錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、工作原理和工藝動(dòng)作分解 4 2、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 3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 6 4.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定 9 5、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu) 10 6、步進(jìn)式輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 11 7.機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) 12 8.步進(jìn)式輸送機(jī)的三維建模圖 14 9、滑架速度與加速度分析 18 設(shè)計(jì)總結(jié) 19 參考文獻(xiàn) 20

4、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2015 ～2016 學(xué)年第 2 學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械大類 專業(yè) 1406 班級(jí) 課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 步進(jìn)式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 完成期限：自 2016 年 6 月 13 日至 2016 年 6 月 17 日共 1 周 內(nèi)

5、 容 及 任 務(wù) 一、 工作原理及工藝動(dòng)作過程簡(jiǎn)介 步進(jìn)輸送機(jī)是一種能間歇地輸送工件并使其間距始終保持穩(wěn)定步長(zhǎng)的傳送機(jī)械。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(yùn)動(dòng)，工件按一定的時(shí)間間隔向下滑落。輸送滑架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工作行程時(shí)，滑架上位于最左側(cè)的推抓推動(dòng)始點(diǎn)位置工件向前移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)，當(dāng)滑架返回時(shí)，始點(diǎn)位置又從料輪處接受了一個(gè)新工件。推爪下裝有壓力彈簧，推爪返回時(shí)得以從工件底面滑過，工件保持不動(dòng)。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時(shí)，該推爪以復(fù)位并推動(dòng)新工件前移，與此同時(shí)，該推爪前方的推爪也推動(dòng)前工位的工件一起向前再移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)。如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)工件的步進(jìn)式傳輸。 二、

6、設(shè)計(jì)要求與主要技術(shù)參數(shù) 1） 輸送工件形狀和尺寸如圖所示，工件質(zhì)量為75kg，輸送步長(zhǎng)H=880mm,允許誤差0.3mm。 2） 輥道上允許輸送工件最多為8件。工件底面與輥道間的摩擦系數(shù)為0.15（當(dāng)量值），輸送滑架質(zhì)量為240kg，當(dāng)量摩擦系數(shù)可取為0.15。 3） 滑架工作行程平均速度為0.46m/s,要求保證輸送速度盡可能均勻，行程速度變化系數(shù)K≥1.5。 三、 設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；2）進(jìn)行插斷機(jī)構(gòu)、步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)的選型；3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇；4）根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案，分配傳動(dòng)比，并進(jìn)行主要傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算，畫出傳動(dòng)系

7、統(tǒng)方案圖；5）執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算；6）畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；7）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 2016.6.13~6.13 工作原理分析、工藝動(dòng)作分析、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型和擬定 2016.6.14~6.14 運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、繪制運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 2016.6.15~6.15 機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析 2016.6.16~6.16 動(dòng)力分析、繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 2016.6.17~6.17 整理設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)小結(jié) 主要 參考 資料 [1] 朱理.機(jī)械原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2010年04月 [2] 戴娟.

8、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社，2010年01月 指導(dǎo)教師： 年 月 日 系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日 1、工作原理和工藝動(dòng)作分解 根據(jù)任務(wù)書的要求，該機(jī)械的應(yīng)有的工藝過程是，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）。兩個(gè)個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式為： 滑架 作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（左右移動(dòng)），推程時(shí)推動(dòng)工件向前運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)，工件靜止，工作行程L=900mm，工作平均速度v=0.46m/s。

9、 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： 圖1.1 滑架機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 (2) 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。 圖1.2 圖1.2隔板機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 2、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 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)、裝配和調(diào)試。 滑架機(jī)構(gòu)主動(dòng)件每轉(zhuǎn)完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所以擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，以該主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0、360)，以各

10、機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作出位移曲線。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的位移曲線主要著眼于運(yùn)動(dòng)的起迄位置，根據(jù)上述表述作出步進(jìn)式輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖2-1所示。 圖2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 由上述分析可知，步進(jìn)式輸送機(jī)有右三個(gè)分支，功能分析可作總結(jié)如圖 圖3步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析圖 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（下放工件）起始位置。 滑架機(jī)構(gòu)選型： 滑架做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，要求工作行程平均速度為0.42m/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。符合要求的機(jī)構(gòu)如下圖所

11、示： 1曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 3雙滑塊曲柄機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)圖 特點(diǎn) 機(jī)構(gòu)無急回特性，傳動(dòng)的行程可調(diào)，但可調(diào)的行程過大時(shí)，影響各件的剛度或?qū)鬟f的工件有一定的限制。但此機(jī)構(gòu)傳動(dòng)較平穩(wěn)。 機(jī)構(gòu)具有急回特性，傳動(dòng)的行程可調(diào)，剛性比較好，易傳遞較大的工件。改變機(jī)架的長(zhǎng)度，可以使設(shè)計(jì)出來的機(jī)械體積不是很大，傳動(dòng)比較平穩(wěn)。 機(jī)構(gòu)無急回特性，傳動(dòng)的行程可調(diào)。但可調(diào)的行程過大時(shí)，影響各件的鋼度或?qū)鬟f的工件有一定的限制。但此機(jī)構(gòu)傳動(dòng)很平穩(wěn)。對(duì)整個(gè)機(jī)器的磨損小。但設(shè)計(jì)出來的機(jī)器由于導(dǎo)軌的存在，使整個(gè)機(jī)器顯得笨重。 圖3.1滑架執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案圖 隔斷板機(jī)構(gòu)的選型

12、： 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。運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求不高，符合要求的可選方案有: 1、 2、 3、 圖3.2隔斷板執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案圖 4.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定 1）在圖3.1中，綜合上述的方案，滑架的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用機(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，所以滑架選取方案2為最優(yōu)。 2）在圖3.2中：方案一機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)力傳遞性能較好，能達(dá)到間歇

13、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。方案二機(jī)構(gòu)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。方案三機(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。 綜合上述，隔斷板機(jī)構(gòu)應(yīng)選方案3。 5、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 傳動(dòng)方案示意圖 傳動(dòng)方案示意設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)要說明 該傳動(dòng)方案是由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使三聯(lián)滑移齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪的嚙合實(shí)現(xiàn)了從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)，其中三聯(lián)滑移齒輪能實(shí)

14、現(xiàn)三種不同速度的從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)（i=36 、i=48、i=60）。此機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高、功率大。 總傳動(dòng)比計(jì)算： 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速，可得到傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 i=n1/n n1為選擇電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，n為工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，n1為960r/min,n為40r/min.所以i=n1/n=24 6、步進(jìn)式輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 通過電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)，凸輪運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)隔斷板作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。工件經(jīng)過隔斷板從料輪滑落到輥道上，隔斷板作間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工件按一定的時(shí)間間隔向下滑落。輸送滑架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工作

15、行程時(shí)，滑架上位于最左側(cè)的推爪推動(dòng)始點(diǎn)位置工件向前移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)，當(dāng)滑架返回時(shí)，始點(diǎn)位置又從料輪處接受了一個(gè)新工件。 7.機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) 1、 滑架機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) 取AO=300mm,滑架實(shí)際行程H=880+20=900mm,滑架板長(zhǎng)1000mm,則有： 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： AC=L=1062.65mm, θ=2*arcsin（H/2L）=2*26.7=53.4, k=(180+θ)/( 180—θ)=1.84 0B=AO sin(θ/2)=13

16、4.7mm 2、 插斷凸輪機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) 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 8.步進(jìn)式輸送機(jī)的三維建模圖 1齒輪、凸輪和搖桿 2. 傳動(dòng)系統(tǒng) 3.步進(jìn)式輸送機(jī) 9、滑架速度與加速度分析 t=H/v0=0.88/0.44=2(s), w=(180+θ)/t=114.46/s ,即n=19r/min. 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： 1）速度 VB

17、2= VB1 + VB2B1 大小 ？ W1*OB ？ 方向 √ √ √ VB2=VB1 sinB=VB1 COSarcsin(OA sinβ/OB), VC=AC*VB2/AB=AC*VB1* COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB -OA sinB ) ) V=vc COSβ= AC*VB1* COSβ*COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB -OA sinB ) ) W2=VC/AC= VB1* COSarcsin(OA sinβ/OB)/(OACOSβ+(OB -OA sinB

18、) ) 2）加速度 anb3 + atb3 = ab2 + ab3b2 + akb3b2 大小 w2*AB w*OB 2*w2*VB3B2 方向 ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ 得： aB3=((aB2sinarcsin(OAsinβ/OB) －akB3B2) ＋anB3 ) =((w*OB *OA*sinβ－2*w2*VB3B2) ＋(w2*AB )) 設(shè)計(jì)總結(jié) 開始接到課程設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)我們又

19、都緊繃一根弦，尤其是我，每次到這種真正動(dòng)手的時(shí)刻，我就開始惶恐不安，大一的一些公共基礎(chǔ)課我也沒有掌握，所以一開始真的慌亂迷茫。所以我在準(zhǔn)備著手做的時(shí)候去找了鄧?yán)蠋?，老師特別細(xì)心又有耐心地告訴我步驟，還有如何計(jì)算以及選取原動(dòng)機(jī)的方法，讓我對(duì)整個(gè)布局有一定的把握，然而課程設(shè)計(jì)并非想象中的那么簡(jiǎn)單，真正動(dòng)手做起來卻還是困難重重，書到用時(shí)方恨少，知識(shí)到用時(shí)也恨少，當(dāng)然我們每個(gè)人不可能將學(xué)到的理論知識(shí)一下子就能運(yùn)用到實(shí)際操作以及設(shè)計(jì)中去，這只能靠平時(shí)多去體驗(yàn)以及探索，對(duì)于我來說更是如此。其實(shí)我這次的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該算是相對(duì)簡(jiǎn)單的，只有兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，麻煩的是尺度設(shè)計(jì)以及三維圖的畫法，所以身為一個(gè)機(jī)械人應(yīng)該將平

20、時(shí)學(xué)到的實(shí)用的知識(shí)及計(jì)算機(jī)操作都好好掌握，多操作，多體會(huì)，還有其他一些看似不太相關(guān)的東西也需要努力，畢竟以后從要干什么誰也不能預(yù)料，比如說通過課程設(shè)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)不僅要掌握本專業(yè)所學(xué)到的知識(shí)，也要去圖書館查閱相關(guān)資料，要懂得三維圖的畫法，還有生活中仔細(xì)觀察的能力，作為工科生，也要思維嚴(yán)謹(jǐn)，計(jì)算能力要強(qiáng)。現(xiàn)在這種還只是一個(gè)小小的任務(wù)，我們?cè)谝院笊顚W(xué)習(xí)中還會(huì)遇到更多的需要解決的難題，所有的這些我們應(yīng)該嚴(yán)肅認(rèn)真地對(duì)待，才不會(huì)浪費(fèi)青春的好時(shí)光。 參考文獻(xiàn) [1] 朱理.機(jī)械原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2010年04月 [2] 戴娟.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社，2010年01月 [3] 銀金光.劉楊.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：北京交通大學(xué)出版社，2013年09月 26