工件自动输送机的设计.doc

毕业设计(论文)工件自动输送机的设计The design of automatic conveyer workpiece学生姓名学院名称专业名称指导教师20**年5月27日 摘要在科技越来越发达的今天，在各种行业中生产效率也变的更加重要于是各种类型的输送机的用处也越来越大与此同时对输送机的要求也越来越高在本次工件输送机的设计里，在工件输送机的传输距离和速度方面要求也比较高，本次设计对整个输送机的主要部件进行了粗略的介绍，其中在节省投资和控制方面有比较好的调节本设计的主要研究内容是设计连杆结构的尺寸以及齿轮传动的主要参数等，对主要研究部分的部件进行了选型，设计，校核关键词 输送机；连杆机构；齿轮传动AbstractNowadays, science and technology is more and more developed, production efficiency is becoming more important in various industry. So all kinds of conveyor’s use is more and more big. Meanwhile the demand of conveyor is more and more high. In this design of the workpiece conveyor, the requirement of the transmission distance and speed is higher, this design is discussed in rough introduction of the major parts of the conveyor. Also in the part of saving investment and control have better regulation. The main research contents of this design is design the size of connecting rod structure and the main parameters of gear transmission and so on. To drive the various components of the selection, design and verification.Keywords conveyor linkage mechanism gear transmission目 录摘要 IIAbstract III1 绪论 11.1背景介绍 11.2方案比较 11.3设计方案综述 22 连杆机构的设计 32.1 连杆机构的定义及特点 32.2 平面曲柄摇杆机构 32.3 平面四连杆机构有曲柄的条件 32.4 连杆设计内容 42.4.1 摇杆的摆角初选 42.4.2 铰点位置和曲柄长度的设计 42.4.3 曲柄摇杆机构的设计 42.4.4 校核最小传动角 53 机构的运动和动力分析 63.1 概述 63.2 用矢量方程图解法作平面连杆机构的速度和加速度分析 63.2.1 绘制机构运动简图 63.2.2 作速度分析 63.2.3 作加速度分析 73.3 用矢量方程图解法作平面连杆机构的动态静力分析 93.3.1 对机构进行运动分析 93.3.2 确定各构件的惯性力和惯性力偶矩 93.3.3 机构的动态静力分析 104 杆件的设计 144.1 杆件的类型 144.2 钢材和截面的选择 144.3 杆件间的联结 144.3.1 剪切强度计算 144.3.2 挤压强度计算 154.3.3 稳定性的校核 165 减速器的设计 175.1 电动机的选择 175.1.1 选择电动机类型和机构形式 175.1.2 功率的计算 175.1.3 电动机功率计算 175.1.4 传动效率 185.1.5 确定电动机转速 185.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 185.2.1 总传动比 185.2.2 分配减速器的各级传动比 195.3 计算传动装置的运动和动力参数 195.3.1 各轴转速 195.3.2 各轴输入功率 195.3.3 各轴输入转矩 195.4 减速器结构的设计 205.4.1 机体结构 205.4.2 铸铁减速器机体的结构尺寸见下表5-2(单位㎜) 205.5 传动零件的设计计算 215.5.1 减速器外传动零件的设计 215.5.2 减速器内传动零件的设计 215.6 装配图设计第一阶段 245.6.1 有关零部件的结构和尺寸的确定 245.6.2 轴的结构设计 255.6.3 轴的支点距离和力作用点的确定 255.7 滚动轴承的选择 285.7.1 选择原则 295.7.2 选用方法 295.7.3 滚动轴承的失效 295.8 轴承盖上的螺纹强度计算 305.9 键的选择和强度校核 315.10 联轴器的选择计算 315.11 装配图设计的第二阶段 325.11.1 轴承端盖结构 325.11.2 轴承的润滑与密封 325.11.3 减速器的润滑 325.12 减速器附件设计 335.12.1 窥视孔盖和窥视孔 335.12.2 放油螺塞 335.12.3 油标 335.12.4 通气器 335.12.5 启盖螺钉 335.12.6 环首螺钉,吊环,和吊钩 336 开式齿轮的设计 346.1 开式齿轮计算公式 346.2 计算参数的选取如下 346.3 确定传动主要尺寸 357 机架的设计 367.1 机架钢材料的选择 367.2 钢结构设计时应满足下列要求 367.3 传输机附件的设计 37结论 39致谢 40参考文献 411 绪论1.1背景介绍本课题来源于社会生产实践，属于工程设计类。

在自动化生产线中进料及出料都要求实现自动化，本课题即是为了解决这一实际问题的采用什么机构或传动方式、速度及加速度、运动轨迹的设计是其中的核心问题，某结构的优化设计也可成为设计的内容，本课题是典型的机械设计及理论的应用在越来越注重生产效益的今天，自动化的输送可以节省很多不必要的时间和人力资源，从而可以获得最高的收益！自动化的生产线减少了不必要的人为失误，减少了机器的损坏，同时也更加保障了员工们的生命安全！1.2方案比较经过反复调查研究，查阅相关资料，我们根据工件传输机的工作状况的要求，提出了以下四种方案：方案一：直接用带传动和步进电动机来实现滑架的往返运动，通过步进电动机的正反转控制往返运动，通过单片机控制驱动电路来设置相关的运动参数方案二：运用齿轮齿条和步进电动机来实现滑架的往复运动，通过步进电机的正反转，齿条固定在滑架上，利用齿轮齿条间的传动来实现滑架的往返运动方案三：采用液压凸轮机构为主，以达到设计要求本方案采用液压动力装置以推动挡板左右往复运动再采用凸轮机构推动挡板做上下的往复运动该机构由液压机构和凸轮机构相互配合，使挡板做曲线运动方案四：运用连杆机构，减速器，普通电动机通过普通电动机可以获得运动所需要的动力，减速器调整相应的速度和节奏，连杆机构实现不同的速度比，节奏，步长和滑架的运动轨迹。

经过可行性调研，我们发现方案一中步进电机的功率和工作状况要求中的中度冲击问题对步进电机的影响不能很好的解决，而且步进电机拥有一个很明显的优点，就是它有精确的正反转功能，因为步进电机是将电脉冲信号转化为角位移，或线位移的开环控制元件，在非超载的情况下，电机的转速，停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载的变化而影响，即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角，这一线性关系的存在，加上步进电机只有同期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度控制领域用步进电机来控制变的非常简单，而且低速精度高虽然如今步进电机已经被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规条件下使用它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等太多的专业知识方案二也存在类似的问题，方案三机构结构简单，构造也较为普通，且运行时噪声低运动行程一眼明了，缺点是该机构有两个自由度，所以运动难遇控制，不够平稳而且液压机构成本太高，且维护检修复杂而方案四对于方案一方案二的问题有了很好的实现，而且普通电动机容易选择，减速器和连杆机构，结构可靠，稳定性高,可以承受一定的冲击，所以此方案较合理。

在整个设计过程中，减速器部分和连杆机构的设计和分析应是本课题的重点，运用机械设计和机械原理的相关内容来设计，设计的主要内容应包括工作机构和传动系统的运动分析，连杆机构的运动和动力分析，减速器的设计，减速器零件的制造以及相关工艺流程本课题的难点是连杆尺寸的分析和动力运动的分析，减速器各轴和齿轮的计算设计1.3设计方案综述工件输送机是一种实现往复传送可以间歇性地输送工件的机械，通过传动装置，电动机驱动滑架往复移动工件，行程时，滑架上的推爪推动工件前进一个步长，当滑架返回的时候，因为推爪与轴间装有扭簧，所以推爪从工件底面滑过，工件保持不动，当滑架再次向前推进时，已复位，就这样往返推动工件前移设计意义：工件传输机在自动化流水线上的充分运用能提高工厂的生产率，减轻工人的劳动强度，保障工人的生命安全，为实现车间无人化提供了可靠的条件2 连杆机构的设计2.1 连杆机构的定义及特点连杆机构是一种应用非常广泛的机构，折叠伞的收放机构，机械手的传动机构以及人体假肢的设计等，都是连杆机构连杆机构的定义：(1)某原动件的运动都要经过一个不直接与机架相联的中间构件才能传动从动件，中间构件称为连杆这些机构统称为连杆机构。

2)这些机构中的运动副一般均为低副故连杆机构也称低副机构连杆机构的特点：(1) 连杆机构中构件间以低副相连，低副两元素为面接触，在承受同样载荷的条件下压强较低，因而可用来传递较大的动力又由于低副元素的几何形状比较简单，故容易加工 (2) 构件运动形式具有多样性连杆机构中既有绕定轴转动的曲柄、绕定轴往复摆动的摇杆，又有作平面一般运动的连杆、作往复直线移动的滑块等，利用连杆机构可以获得各种形式的运动，这在工程实际中具有重要价值 (3) 在主动件运动规律不变的情况下，只要改变连杆机构各构件的相对尺寸，就可以使从动件实现不同的运动规律和运动要求4) 连杆曲线具有多样性连杆机构中的连杆，可以看作是在所有方向上无限扩展的一个平面，该平面称为连杆平面在机构的运动过程中，固接在连杆平面上的各点，将描绘出各种不同形状的曲线，这些曲线称为连杆曲线 (5) 在连杆机构的运动过程中，一些构件（如连杆）的质心在作变速运动，由此产生的惯性力不好平衡，因而会增加机构的动载荷，使机构产生强迫振动所以连杆机构一般不适于用在高速场合 (6) 连杆机构中运动的传递要经过中间构件，而各构件的尺寸不可能做得绝对准确，再加上运动副间的间隙，故运动传递的累积误差比较大。