步进输送机课程设计报告

1、-机械原理课程设计 设计计算说明书设计题目：步进输送机 学 院 ：理 学 院专 业 ：机械电子工程班 级 ： 12 学 号： 020841206 设 计 者：程满 指导教师：*奎2011年5月26日*民族学院目录一、设计题目 2二 设计简介32.1工作原理 32.2原始数据及设计要求 42.3 设计任务5三、运动方案的拟定53.1 步进输送机构53.2 下料机构（插断机构）73.3运动方案的选定 8四、机构运动简图8五、运动分析115.1输送机构的运动分析 115.2插断机构（下料机构）的运动分析205.3飞轮的转动惯量的计算 23六、机构运动循环图24七、减速机构的设计24八、设计总结25九、参考文献25一、 设计题目：步进输送机二、 设计简介2.1工作原理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。图1为运动示意图，工件经过隔断板从料轮滑落到辊道上，隔断板作间歇往复直线运动，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爪推动始点位置工件向前移动一个步长，当滑架返回时，始点位置又从料轮接受了一个新工件。由于推爪下装

2、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，该推爪早已复位并推动新工件前移，与此同时，该推爪前方的推爪也推动前工位的工件一齐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，在时间和空间上相匹配。图1 步进输送机示意图2.2 原始数据及设计要求（1） 输送工件形状和尺寸如图1，工件质量60kg，输送步长H840mm，允许误差0.2mm。（2） 辊道上允许输送工件最多8件。工件底面与辊道间的摩擦系数0.15（当量值），输送滑架质量为240kg，当量摩擦系数也为0.15。（3） 滑架工作行程平均速度为0.42m/s，要求保证输送速度尽可能均匀,行程速比系数K1.7。（4） 最大摆动件线质量为20 kg/m，质心在杆长中点，绕质心线转动惯量为2 kgm2/m，其余构件质量与转动惯量忽略不计。发动机到曲柄轴的传动系统的等效转动惯量（视曲柄为等效转动构件）近似取为2 kgm2。（5） 允许速度不均匀速度为0.1。（6） 滑架导路水平线与安装平面高度允许在1100mm以下。（7） 电动机规格自选。2.3 设计任

3、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） 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在报告上画出传动方案图；（5） 进行工件停止在工位上的惯性前冲量计算；（6） 对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；（7） 画出机械运动方案简图；（8） 编写设计计算说明书。三、运动方案的拟定3.1 步进输送机构步进输送机的主传动机构的原动件是曲柄；从动件为推爪(滑块),行程中有急回特性；机构应有较好的动力特性及在工作进程中速度要求较小且均匀。要满足这些要求，用单一的四杆机构是难以实现的。下面介绍拟定的几种方案。 图1-1 1.如上图1-1所示，牛头刨床的主传动 机构采用导杆机构、连杆滑块机构组成的6杆机构。采用导杆机构，滑块3与导杆之间的传动角始终为o，且适当确定构件尺寸，可以保证机构工作行程速度较低并且均匀，而空回行程速度较高，满足急回特性要求。适当确定推爪的导路位置，可以使压力角尽量小。2、如图1-2所示，步进输送机的主传动机构采用凸轮机构和摇杆滑块机构。适当选择凸轮运动规律，设计出凸

4、轮廓线，可以实现刨头的工作行程速度较低，而返回行程速度较高的急回特性；在推爪往复运动的过程中，避免加减速度的突变发生(采用正弦加速度运动规 律）。3、如图1-3所示，步进输送机主传动机构采用曲柄导杆机构机构。导杆做往复摆动其速度有点波动，并且也具有急回特性。 图1-2 图1-3 4、如图1-4所示，步进输送机的主传动机构采用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构可以满足工作进给时推爪的速度较低，在运动过程中曲柄摇杆机构的从动件摇杆3的压力角是变化的。3.2 下料机构（插断机构）一种方案是采用齿轮与齿条的配合（图2-1）。（图2-1）而另一种方案是采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合图（2-2），利用弹簧的弹力使滚子从动件始终紧靠在凸轮上 图2-23.3运动方案的选定经过小组讨论最终确定选输送机构的方案1和插断机构的方案2作为此次课程设计所要求的运动方案。四、机构运动简图 运动简图1.初始状态2.工件输送阶段3.工件到达工位点4.输送架回程及下料阶段五、运动分析5.1输送机构的运动分析1.要求条件：输送滑架输送步长S=840mm+20mm=860mm, 滑架工作行程的平均速度为0.42m

5、/s, 输送速度尽可能均匀， 行程速比系数K1.7。2.制定参数：令K=2，推爪（滑块）的导路*-*在导杆运动弧长的平分线上。极为夹角=180(K-1)/(K+1)=60，即O2O4A=30。由输送架工作行程平均速度0.42m/s,且输送步长S=860mm可得导杆O4B的长度O4B=860mm。工作进程的时间t1=0.86m/0.42m/s=2.0476s回程时间t2= t1/2=1.0238s， 有Wt=知W=2.0457 rad/s。转速n=60W/(2*3.14)=19.5r/min。由O2O4A=30知O2A=O2O4/2,又*-*在导路所在弧长的平分线上，取H约为(860+860*cos30)/2即令H=802mm。又要求工作过程中传动平稳，速度均匀，即BC杆的传动角越大越好。最大的传动角=90-arcsin(860-860*cos30)/BC。为保证机构的传力效果，应使传动角的最小值min大于或等于其许用值,即min。一般机械中，推荐=40-50。取BC=200mm, =74.38。推爪形状如下图：尺寸如上图所示，单位：cm由上述结论，确定输送架运动的6杆机构的长度分别为：

6、BC=200mm O4B=860mm O2O4=500mm O2A=250mm 。3.用相对运动图解法做平面机构的运动分析例如计算滑块处于位置8时机构的速度、加速度。1、求C点的速度：确定构件3上A点的速度：构件2与构件3用转动副A相联，所以A3=A2而A2=0.51m/s求的速度： A4 = A3 + A4A3方向： BO4 AO2 BO4 大小： ？ ？用图解法求解如图1：、式中A3、A4表示构件3和构件4上 A点的绝对速度，A4A3表示构件4上A点相对于构件3上A点的速度，其方向平行于线段BO4，大小未知；构件4上A点的速度方向垂直于线段BO4，大小未知。在图上任取一点P，作A3的方向线pO3，方向垂直于AO2，指向与2的方向一致，长度等于A3/v，（其中v为速度比例尺）。过点p作直线垂直于BO4 代表A4的方向线，再过O3作直线平行于线段BO4 代表A4A3的方向线这两条直线的交点为O4，则矢量pO4和O3O4分别代A4和A4A3。易知PO3、PO4同向，由速度多边形PO3O4得：A4=0.51m/sA4A3=0 求BO 4的角速度：=VA4/=0.68rad/sVB=BO4=

7、0.59m/s 求C点的速度c：c = B + CB方向： *-*BO4 BC 大小： ？ 4lO4B ？速度图见图2：式中c 、B 表示点的绝对速度。CB表示点C相对点B的相对速度其方向垂直于构件CB，大小未知，点C的速度方向平行于*-*，大小未知，图上任取一点p作代表B的矢量pb其方向垂直于BO4指向于转向相反，长度等于（为速度比例尺）。过点p作直线平行于*-*，代表c的方向线，再点b作直线垂直于BC代表CB的方向线，这两方向线的交点为C则矢量pc和bc便代表 c、CB则C点的速度为：c=0.58m/s，CB=0。加速度也可按相对图解法计算。4.编制程序计算各点的速度，加速度，位置。1)主程序源代码如下*include stdio.h /*包含头文件*/*include stdlib.h*include math.hconst double PI=3.14159; /*圆周率*/*全局变量*/double L10; /*存储杆长*/double *10,Y10; /*存储各点*，y坐标*/double V10,U10; /*存储各点*，y方向速度分量*/ double A10,B10; /*存储各点*，y方向加速度分量*/double F10,W10,E10; /*存储各杆转角，角速度，角加速度*/ double S10,C10; /*中间计算变量*/*计算主程序*/void main()int ii,Inde*,iFlag；double p1,F9,Res3,N1;p1=PI/180;L1=250; 2=0; L3=860;

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