步进式输送机设计luobotao

湖南工业大学 课程设计 资 料 袋 机械工程 学院（系.部）第 二 学年第二 学期 课程名称 机械原理课程设汁 指导教师 _ 职称 教授 学生姓名 luobotao 专业班级 机械 0908 学号 09405700817 题 目 _ 步进式输送机设计 _ 成 绩 _ 起止日期 2011 年 6 月 27日 2011年 7月 3 目录清单 序号 材料名称 资料数疑 备注 1 课程设计任务书 1 2 课程设计说明书 1 3 课程设计图纸 1 张 4 5 6 机械原理课程设计 设计说明书 步进式输送机设计 起止日期： 2011年 6月 27日至 2011 年 7月 3 日 学 生 姓 名 罗波涛 班 级 机械0908 学 号 09405700817 成 绩 指导教师（签字） 机械工程学院（部） 2011年 7月 2日0.课程设计任务书 . 2 1. 设计题目 . 3 2. 工作原理和工艺动作分解 . 3 3. 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 . 5 4. 步进式输送机的功能分析与设计过程 . 6 5. 步进输式送机构与插断机构选型 . 8 6. 机械传动系统的速比和变速机构 . 11 7. 步进式输送机构的尺度设计 . 12 8步进式输送机的运动分析 . 13 9. 步进式输送机三维图设计 . 16 10. . 参考资料 . 17 11. . 设计总结 . 18课程设计任务书 2010 2011 学年第 2 学期 机械工程 学院（系、部）机械 专业 0908 班级 课程名称： 机械原理课程设计 _ 设计题 th 步进式输送机设计 _ 完成期限：自 2011 年 6月 27日至 2011 年 7月 3日共 1周 1 设计题目：步进式输送机设计 1.1设计原理： 工件通过隔断板释放，滑落到馄道上，带有推爪的滑架作往复直线运动，当向右运动 时推爪推动工件的左端面一起运动，经过多次的往复运动，最终把工件运送到指泄位置。 1.2设计要求 1） 工件质量:70kg 2） 输送步长 H=860mm,可载 58个工件 内容及任务 程输动返从移而从数慚幼讪J J0 0臨紐砸MM传 过地上运架以前周，参阚影昼Q 血脯艸吩岀冷 悅 作歇道线滑得件此调术切荷缢她 曲豊曲画t t1 1札刖 动间银直当时工如协技Er.Er.- -f f庞 期步伸州対那删 艺能到复，回新。动要呎紅kgkgz z- -K K佛队絆鹽算妙姒ti ti 工种落往长返动长移主申齟lokr lokr 川n n1 1骨代计樹詡冷 及一滑作步爪推步的与绷卅公 础 歸时妬创寸奴如H H- - 理是轮架个推并个件求说卄为说 务1:1:蒯詡蚣尺册皿如 原机料滑一，位一工要淮渔MM- -.H.H任朮轴施髓何刊 M M 罪 作送从送动簧复动与计 |!用 工输板输届弹以移侦设敝颁架衲5050设0 0 n M n M 动皿)11)11小 JM JM。亠冃r/ r/ 41 41 rf rf IX IX 1A 0D 4A p4d1A 0D 4A p4d - -Io 7Io 7 一步隔落向压推前动二1)2)1)2)送3)3)鼻三 要 进度安排 3 3 7.7. 主要 参考 资料 理葱 朱邹 TJ 1JTJ 1J 1 2 1 2 rL rLrL rL 指导教师:银金光 2011年 7 月 1日 3） 运输速度为 0.44m/s,尽可能均匀，行程系数 K21.5 4） 速度不均匀系数6 =0. 1 5） 滑架导路水平线与安装平而髙度允许在 1100mm以下。 2.工作原理和工艺动作分解 2.1工作原理和工艺动作分解 根据工艺过程，机构应具有一个电动机和两个执行构件（滑架、隔断板）。 （1） 滑架 作往复直线运动， 推程时推动工件向前运动， 回程时， 工件静上， 工作行程 L=880mm,工作平均速度 v=0.44m/s。 （2） 隔断板作间隔往复直线运动，推程时隔板打开释放工件，回程时隔板关闭，处于 停歇状态，工作行程 h=80mm.其运动准确性要求不高。 3 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 拟泄运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、 装配和调试。 以主动件的转角作为横坐标（0 、360 ）,以各机构执行构件的位移为纵坐标作出 位移曲线。主动轴每转一圈为其准拟左的运动循环图如图所示: 图 2-2隔板机构运动循环图 80 1 229 图 2-3机构运动循环图 4 步进式输送机的功能分析与设计过程 Si 滑 架 机 构 229 360 S2 4. 1步进式输送机的功能分析 山上述分析可知，步进式输送机的功能分析可作总结如图 4-1所示 隔 板 机 构 360 图 4-1步进式输送机的功能分析图 由功能分析图可知，英运动过程为下放工件一滑架运送工件一滑架空程返回（下放工件）起 始位臥 4.2步进式输送机的设计过程 （1） 隔断板做间隙往复直线运动，当滑架往右运输工件时，隔断板处于关闭停歇状态，当 滑架回程时，隔断板往左运动下放工件，在滑架未回到起始位巻前，隔断板右运动又关闭。 故该机构要有两次间歇功能。 （2） 馄道 两排间隙相等的辘轮，间隙 s=90mm.两辘道相距一立距离使推爪能够顺利通过; 轮道至少能承载（70 x8）kg的工件，辘道上允许最多 8个工件。 （3） 滑架做往复直线运动，要求工作行程平均速度为 0.44m/s,输送速度尽可能均匀，且到 终点位置时速度逐渐减为 Om/s,以保证工件速度也变为 0m./s,每个步长误差不超过 0. 2mm, 行程速度变化系数K21.5。滑架上装有 8个推爪，间距为 860mm,误差士 0.2mm。为保证推 爪在推动工件前保持推程状态，行程应比工件输送步长大 20mm左右，即滑架在起始位置时 推爪距第一个工件左端而为 20mm,滑架行程为 880mm 0. 2mm. 5.滑架机构与隔板机构的选型 5.1滑架机构的选型 根据往复直线运动的功能，可选 1 曲柄滑块机构 2 曲柄摇杆机构 3 双滑块曲柄机构 机构图 特点 机构无急回特性，传动的行程 可调， 但可调的行程过大时， 影响各件的刚度或对传递的工 件有一泄的限制。但此机构传 动较平稳。 机构具有急回特性， 传动的行程可调，刚 性比较好，易传递较 大的工件。改变机架 的长度，可以使设计 出来的机械体积不是 很大，传动比较平稳。 机构无急回特 性，传动的行程可 调。但可调的行程 过大时，影响各件 的钢度或对传递 的工件有一泄的 限制。但此机构传 动很平稳。对整个 机器的磨损小。但 设计出来的机器 由于导轨的存在， 使整个机器显得 笨重。 综合上述的方案，此机器的执行机构采用机构二曲柄摇杆机构比较合理。成本低、易制造、 适应各种工厂中工件的传输、再加上该机构本身的特点等，所以选取方案 2为最优，其具 体机构图如图所示： 5.2隔断板机构的选型 隔断板机构做间隔往复直线运动，运动准确性要求不髙，可选方案有: 3 图 5-2 此机构简单，动力传递性能较好，能达到间歇运动的要求，造价低廉，但机构外观复杂，体 积相对较大 2. 图 53 机构符合间隙运动要求，但机构复杂，槽机构动力传递性能差，锥齿轮较难造，制造成本髙。Ill illll 1ZZ / / / 77： f f f f f I 4/ LLL 777 图 5.4 机构简单，此机构简单，动力传递性能较好，能达到间歇运动的要求，造价低廉，机构体积 小，外观美。 综合上述，隔断板机构应选方案 3 5.3机构简图 7771 177T 图 55机构简图 6 机械传动的速比和变速机构 6.1传动方案的确定 传动方案示意图 该传动方案是山电动机的转动带动皮带轮转动，从而使 三联滑移齿轮转动，通过齿轮的啮合实现了从动件的转动， 其中三联滑移齿轮能实现三种不同速度的从动件转动 （i=36、i=48、i=60）o此机构在运动过程中运转较平稳， 传动效率高、功率大。 各分传动比 ii = n电/n执=d/ /d】* Z/ /Z2 * Z6/Z5 =720/12= 60 . in 电/n 执=dP /dl * z3 /z3 * z6/z5 = 720/15 = 48 iin= n 电/n 执=dl /dl * z4f /z4 * z6/z5 = 720/20 = 36 由中心距的关系有：1/2 m*( Z2 +Z2, ) = 1/2 m*(Z3 + Z3) =1/2 m*(Z4 + Z/ ) . 取模数 M = 4mm且 Z5应大于 17 故： 取 Z5=18 , Z6=72,设计内容 简 要 说 明 d/ = 418mm di = 100 mm。 由式及以上己知条件可得 Z/ 仏=3/2 , 0 /Z3 = 2 , Z, /Z2 = 5/2 且定变速齿轮的中心距 a = 210 mm 由以上可得下列数据 7 步进式输送机机的尺度设计计算 取 A0=300mm,滑架实际行程 H=860+20=880inm,滑架板长 900nun,则有: 最大摆动件线质量为 20kg/m,对质心转动惯量为 2 kg ma,由 J=(l/12)*n)*L*L,得： AC=L=1062.65111111, o =2*arcsin(H/2)/L=2*24.46 =48.92 , k=(180 +9)/( 180 - 0 )=1.75 OB=AO sin( 0 =124.22mm, 7.2插断凸轮机构的尺度设计 隔断板运动时，推程和回程均做等加速等减速运动，行程 h=80mm, 取凸轮基圆 ro= 100mm,如图所示 3 X 8步进式输送机的运动分析 C Y W 6 B A b3 1. t=H/v0=0.88/0.44=2(s), w=(180 + 9 )/t=114.46 /s，即 n=19r/min. 2.滑架的位移即为 C点在水平方向的位移，设速度为 V,则有： 速度 VB2=VB1 + VB2B1 大小 ？ Wi*OB 2 ? 方向 V V V VB2=VBI sinB=VBi COSarcsin(OA sin 0 /OB), VC=AC*VB2/AB=AC*VBI* COSarcsin(OA sin P /OB)/(OACOS P +(OB 2 -OA 2sinB 2) %) V=Vc COS B = AC*VBI* COS B *C0Sarcsin(OA sin B /OB)/(OACOS B +(OB 2 -OA 2 sinB 2) %) W2=VC/AC= VBI* COSarcsin(OA sin B /OB)/(OACOS B +(OB 2 OA 2 sinB 2) %)bl b2 HnB3 clB2 &B3 akB3B2 HB3B2 a【B3 加速度 anb3 + atb3 = ab2 + ab3b2 + akb3b2 大小 W2*AB 2 X w*OB 2 X 2*W2*VB3B2 方向 V V V V V 得： aB?=(aB2sinarcsin(OAsin P /OB) akB3B2)2 +anB3 ?)% =(w*OB *OA*sinB 2*W2*VB3B2)2 +(wi*AB 2)2 )Vi 九.步进式输送机三维图设计 1齿轮、凸轮和摇杆 2 传动系统 1 、高英武、杨文敏 编著 . 机械原理课程设计 2 、孙桓、陈作模、葛文杰编著 . 机械原理 3 、哈尔滨工业大学理论力学教研室-编理论力学 4 、杨昂岳主编 . 机械原理 5 、王成涛 现代机械设计-思想与方法M.上海科技技术文献出版社，1999. 6 、机械手册 十一总结 一周的课程设计己经结束，大家并不觉得很累，因为这正是我们 感兴趣的专业，大家都带着成就感，看着自己设计的作品格外的欣慰。 在这次课程设计中，我看到了同学们团结互助的精神，也看到了 同学们刻苦钻研的学习精神。课程设计是对我们思维能力的一种锻 炼，也是理论与实践结合的一次过渡，同学们兴趣浓厚，并有着创新 的意识。同时通过木次课程设计，在完成设计任务的同时能够进一步 理解和巩固所学课程内容，并将所学知识综合运用到实际设计中，不 仅加强了学习更锻炼了实际操作能力和设计经验。在设计计算过程 中，通过组内的讨论和交流，加深了对基础知识的理解；在老师的细 心指导下，让我们了解到更多的机械实际设计方面的知识，开阔了视 野。我建议老师能鼓励同学们向机械设计创新方面发展，通过这次课 程设计，我才发现理论知识的重要性，好的设计是建立在塌实的理论 知识之上的。