步进式输送机设计.doc

步进式输送机设计目录课程设计任务书 21. 设计题目 32. 工作原理和工艺动作分解 33. 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 34. 步进式输送机的功能分析与设计过程 55. 步进输式送机构与插断机构选型 66. 机械传动系统的速比和变速机构 97. 步进式输送机构的尺度设计 108. 步进式输送机的运动分析 139. 步进式输送机三维图设计 1510. 参考资料 1911. 设计总结 19课程设计任务书2015 — 2016学年第1学期机械工程 学院（系、部） 机械 专业2013250101 班级课程名称：机械原理课程设计设计题目：步进式输送机设计内 容 及 任 务一、 工作原理及工艺动作过程简介步进输送机是一种能间歇地输送工件并使其间距始终保持稳定步长的传送机械工件经过 隔断板从料轮滑落到辊道上，隔断板做间歇往复直线运动，工件按一定的时间间隔向下滑 落输送滑架作往复直线运动，工作行程时，滑架上位于最左侧的推抓推动始点位置工件 向前移动一个步长，当滑架返回时，始点位置又从料轮处接受了一个新工件推爪下装有 压力弹簧，推爪返回时得以从工件底面滑过，工件保持不动。

当滑架再次向前推进时，该 推爪以复位并推动新工件前移，与此冋时，该推爪前方的推爪也推动前工位的工件一起向 前再移动一个步长如此周而复始，实现工件的步进式传输显而易见，隔断板的插断运 动必须与工件的移动协调，从而在时间和空间上相匹配二、 设计要求与主要技术参数1） 输送工件形状和尺寸如图所示， 工件质量为70kg，输送步长H-860mm允许误差土 0.2mm2） 辊道上允许输送工件最多为 8件工件底面与辊道间的摩擦系数为 0.15 （当量值），输送滑架质量为240kg，当量摩擦系数可取为 0.153） 滑架工作行程平均速度为 0.44m/s,要求保证输送速度尽可能均匀， 行程速度变化系数 K> 1.5三、 设计任务1） 根据工艺动作要求拟定运动循环图；2） 进行插断机构、步进输送机构的选型；3） 机械运动方案的评定和选择；4） 根据选疋的原动机和执行机构的运动参数拟疋机械传动方案，分配传动比，并进行主要传动几何尺寸计算，画出传动系统方案图；5） 执行机构运动尺寸计算；6） 画出机构运动见图；7） 编写设计计算说明书主要参考 资料:1] 朱理.机械原理[M].北京：高等教育出版社， 2008: 15-200:2] 邹慧君.机械原理课程设计[M].北京：高等教育出版社， 2009: 15-2501•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，滑落到辊道上，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定位置。

1.2设计要求1）工件质量：70kg2 ）输送步长 H=860mm，可载5~8个工件3） 运输速度为0.44m/s，尽可能均匀，行程系数 K > 1.54） 速度不均匀系数[S ]=0.15） 滑架导路水平线与安装平面高度允许在 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，工件静止，工作行程 L=880mm，工作平均速度 v=0.44m/s2） 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定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定的运动循环图如图所示：图3-2隔板机构运动循环图s>隔 板 机 构80229°360°图3-3机构运动循环图4. 步进式输送机的功能分析与设计过程4.1步进式输送机的功能分析由上述分析可知，步进式输送机的功能分析可作总结如图 4-1所示图4-1步进式输送机的功能分析图由功能分析图可知，其运动过程为下放工件T滑架运送工件T滑架空程返回 (下放工件)起始位置。

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置前，隔断板右运动又关闭 故该机构要有两次间歇功能2) 辊道 两排间隙相等的辊轮， 间隙s=90mm,两辊道相距一定距离使推爪能够顺利通过； 辊道至少能承载(70x8)kg的工件,辊道上允许最多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 Om./s,每个步长误差不超过土 0.2mm,行程速度变化系数 K > 1.5滑架上装有8个推爪，间距为 860mm,误差土 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面为 20mm滑架行程为880mn± 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 件有一定的限制。

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 的工件有一定的 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：滑架机构5-15.2隔断板机构的选型隔断板机构做间隔往复直线运动，运动准确性要求不高，可选方案有:1.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5-3 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，制造成本高3.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 35.3机构简图图5-5机构简图6•机械传动的速比和变速机构6.1传动方案的确定设计内谷传动方案示意图传动方案示意设计简要说明该传动方案是由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 ）。

此机构在运动过程中运转较平稳, 传动效率高、功率大各分传动比门 二n电/ n执二di' /di * Z 2' IZ2 * Z 6/Z5=720/12= 60 0 1in = n 电/n 执=di' /di * z3 ' /z3 * z6/z5 = 720/15 = 48 … ②i 山=n 电/n 执=d1' /d1 * z4 ' /z4 * z6/z5 = 720/20 = 36 … ③由中心距的关系有：1/2 m*( Z2 +Z2' ) = 1/2 m*(Z3 + Z3')=1/2 m*(Z4 + Z4') ..④取模数M = 4mm且Z5应大于17 故：取 Z5 =18 , Z6 = 72,di' = 418mm di = 100 mm由①②③式及以上已知条件可得乙'IZa = 3/2 , Z 3’ /Za = 2 , Z 2' /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带传动齿轮传动ddnZ 2Z 2Z 3Z 3Z 4Z 4Z 5Z 6模数M100418720mmmmr/min30753570426318724 mm7.步进式输送机机的尺度设计计算取AO=300mm,滑架实际行程 H=860+20=880mm,滑架板长900mm,则有:最大摆动件线质量为20kg/m,对质心转动惯量为2 kg .川，由J = (1/12)*m*L*L，得:AC=L=1062.65mm,0 =2*arcsin(H/2)/L=2*24.46 =48.92° ,k=(180° + 0 )/( 180° -0 )=1.750B=AO sin( 0 /2)=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8步进式输送机的运动分析1. t=H/v 0=0.88/0.44=2(s),w=(180 ° + 0 )/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 ？ W1*OB 2 ?方向 V V VVb2=Vbi sinB=Vbi CO⑥rcsin(OA sin p /OB),Vc=AC*V b2/AB=AC*V bi* COSarcsin(OA sin p /OB)/(OA COSp +(OB 2-OA 2sinB 2) ?)V=vc COSp = AC*V bi* COSp *CO^rcsin(OA sin p /OB)/(OA C0Sp+(OB 2 -OA 2sinB 2) ?)W2=Vc/AC= Vbi* COSarcsin(OA sin p /OB)/(OA COSp +(OB 2 -OA 2 sinB 2) ?)加速度anb3 +atb3 =ab2 +ab3b2+akb3b2大小W2*AB 2Xw*OB2X2*W2*VB3B2方向VVVVV得：aB3=((aB2si nares in (OAs inp /OB) — akB3B2)2+ anB3 2)?=((w*OB *OA*sin p— 2*W2*V B3B2) 2 + (w2*AB 2)2)?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3.步进式输送机十•考资料[1] 、高英武、杨文敏 编。