工件移送機構車輛工程機械課程設計

1、課程設計說明書 設計題目： 工件移送機構 專 業(yè)： 車輛工程 班級：車輛工程xx-x 設 計 人： xxx 學號：xxxxxxxxxx科技大學2015年 7 月 24 日課程設計任務書學院 專業(yè) 班級 姓名 一、課程設計題目：工件移送機構二、課程設計主要參考資料1 課程設計指導書 2 孫桓，陳作模.機械原理M.7版. 北京：高等教育出版社，2006 3 梁崇高.平面連桿機構的計算設計M北京：高等教育出版社,1993 4 鄒慧君，傅祥志等機械原理M北京：高等教育出版社，1999 5 申永勝.機械原理教程M北京：清華大學出版社,1999 三、課程設計應解決主要問題 （1）通過機構設計滿足機構的運動

2、要求 （2）優(yōu)化結構設計，提高可行性以及機構工作的穩(wěn)定性 （3） 四、課程設計相關附件（如：圖紙、軟件等）（1）A3結構原理圖 （2）課程設計說明書一份 （3） 五、任務發(fā)出日期：2015.07.20 任務完成日期：2015.07.24指導教師簽字： 系主任簽字： 指導教師對課程設計的評語 指導教師簽字： 年 月 日目 錄1 課程設計任務11.1設計題目11.2設計要求11.3原始數(shù)據(jù)22機械系統(tǒng)方案設計32.1功能描述32.2機械系統(tǒng)運動功能系統(tǒng)圖42.3系統(tǒng)方案擬定與比較93 系統(tǒng)尺度綜合124 系統(tǒng)運動學分析135系統(tǒng)動力學分析146 課程設計總結14參考文獻151 課程設計任務1.1設

3、計題目設計一個工件移送機構（包括機械手）各種生產企業(yè)中都會有一些流水生產線上的工件需要移動，如果用人力完成此項工作將導致成本較高。為此需設計一種自動的工件移送機構，它能將工件按照預定位置、角度要求，移送到指定位置。1.2設計要求如圖1所示，甲、乙兩個工作臺與工件（長方體a×b×h）的位置關系，設計一個機構（包括機械手）能把工件從甲工位拿到乙工位。 圖11.3原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)組編號ABCDEFGa（mm）50506040504050b（mm）15010015010080100120h（mm）150150200150150200200L1（mm）500750600500500600

4、750L2（mm）1000125012001000100011001100第 14 頁2機械系統(tǒng)方案設計2.1功能描述 此工件移送機構不僅能實現(xiàn)工件的位置移動，還能滿足預定的位置、角度、移動速度等要求。機構中的機械手能模仿著人手的部分動作，按照生產工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；它的結構形式比較簡單，使用性較強，能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作。從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。2.2機械系統(tǒng)運動分析 首先機械手抓取工件，然后多桿機構轉動帶動機械手抓著工件移動、旋轉。運動到指定位置后，多桿機構短時間歇停止

5、運動或速度降到較低值，機械手放松工件到預定位置。然后，桿件快速返回原位，機械手處于打開狀態(tài)此后工作，繼續(xù)循環(huán)，進入下一個工作流程。 據(jù)此可畫出如下的機械系統(tǒng)工作循環(huán)圖，如圖2 圖2 機械系統(tǒng)工作循環(huán)圖2.3系統(tǒng)方案擬定與比較 2.3.1方案一 采用了平行四邊形構造。此方案中，平行四邊形機構由下輪帶動，可以精確的控制轉動角度，使工件移送到要求位置。同時，右輪改為曲柄滑塊機構，可以保證工件停止時的位置。因此理論上可以采用此種機構。其構造如圖3所示： 圖3 平行四邊形機構2.3.2方案二如圖4所示，此旋轉機構為曲柄搖桿機構(如圖5所示)的演化，原動件AB桿的動力由外部穩(wěn)定動力輸入（如電動機），帶動桿

6、DE擺動，從而使機械手實現(xiàn)擺動。但此時桿AB應不是整周轉動，而是轉到適當位置再轉回，這由電動機的正反轉來進行電氣控制實現(xiàn)。同時，為了節(jié)約工作時間、提高工作效率，桿AB回轉時應有較大的速度，以縮短回程時間。圖4圖52.3.3方案三方案三是曲柄滑塊機構配合傳送帶機構組成的搬運機構。圖6曲柄滑塊機構示意圖3.3.1 機構的結構 如圖6所示，該機構由左側一個曲柄滑塊機構，右側一個傳送帶機構組成。左側的曲柄滑塊機構做成了偏心的，使滑塊向右工作時具有較長的行程，確保工件被推送到傳送帶上。傳送帶有齒輪1驅動，其驅動力可由同一個電動機通過相應的變速機構提供，傳送帶是一個內側齒輪齒形排列的一系列的突起，相當于齒

7、條。其材質可為橡膠。傳送帶表面由于工件搬運速度相一致的溝槽，用于暫時安放工件。如圖7為齒條一段的剖面形狀。其傳送動力的機構為與其相嚙合的齒輪，左邊工作臺右側角上鑲有一個擋塊，防止工件滑到傳送帶上而不翻轉90度。右側工作臺左端一段為一光滑面，黑影為一橡膠皮墊，增大摩擦，防止工件滑移太遠超過預定位置太遠。圖7 齒條剖面形狀示意圖3.3.2 工作原理該方案是利用左邊曲柄滑塊將工件推到運行的傳送帶上。曲柄可固連在一齒輪上，通過電動機提供動力，一定傳動比的變速機構傳遞到該齒輪上，驅動曲柄的旋轉。齒輪1設計為主動齒輪，齒輪2設計為從動齒輪。當曲柄推動工件滑到傳送帶上時，通過一定的時序控制，傳送帶正好運動到

8、左側工作臺附近，工件落入傳送帶表面的溝槽里，防止工件剛剛加速時運動之后，保證時序上的一致性。當工件運送到右邊工作臺上時，利用工件的慣性繼續(xù)運動，滑到右工作臺上，當工件運送到右工作臺的減速橡膠片上時，工件停止運動。至此，工件的一次搬運動作完成。如此循環(huán)。此機構雖然能實現(xiàn)工件的移送，但不能達到預定的位置精度要求。為此右工作臺上還可安裝一機械手，以確保工件運送到準確位置。2.3.4方案比較（1）優(yōu)點比較由于各方案中只有移送機構不同，抓取機構（機械手）相同，此處只比較舉升機構。1) 方案二是通過機械手夾取工件的，夾取工件穩(wěn)定可靠；方案三中傳送帶上設計了可以容納工件的溝槽，防止工件初始加速度時的滑移。2

9、) 方案一、二運動副處如果潤滑好，磨損小，桿件加工制造容易，并且機構有急回特性，在工作行程慢速前進，以利于工件運輸?shù)钠椒€(wěn)；而回程時為了節(jié)約時間，可以快速返回。3) 三個方案中的機構都可以通過改變各構件的相對尺寸來使從動件得到不同的運動規(guī)律，從而實現(xiàn)不同的工件傳輸?shù)闹付ㄈ蝿?，諸如轉向，遠距離運輸。4) 第三個方案是通過曲柄滑塊的推動和齒條傳送帶的運動實現(xiàn)搬運的，最后僅是利用工件自身的慣性進入傳送帶，這說明傳送需要一定地速度滿足工件的慣性需求。5) 方案一、三結構簡單，采用簡單桿件和滑塊。3.7.2缺點比較1） 方案一兩桿受力較集中，對桿件強度要求較高，安全性不高。2） 圓柱凸輪和帶溝槽的傳送帶需

10、要單獨制造。方案三中不完全齒輪部分制造難度大，成本高（傳送帶也可由標準的傳送帶改造得到）。（3）方案確定經過對各個方案的比較，我們決定采用第二種方案，第二種方案動力傳動性能較好相對較穩(wěn)定、能保證一定的位置精度。雖然不如方案三穩(wěn)定，但相對比較簡單，容易實現(xiàn)。對傳動機構的尺寸進行優(yōu)化使其可獲得更好的動力傳遞性能。圖8優(yōu)化方案 圖8優(yōu)化方案4系統(tǒng)尺度綜合在方案二中已經對方案的相對尺寸進行了說明，桿件運動過程中傳動角取最大值使機構獲得更好的性能。圖9 所選方案圖圖10 所選方案工作循環(huán)圖各桿的長度、角度等尺寸可由機構CAD原理圖得到。分析如下：原始尺寸計算尺寸數(shù)據(jù)組編號4桿件編號長度/mm桿件編號桿件

11、夾角/°a（mm）40AB186b（mm）100BC652h（mm）150DE776L1（mm）500L2（mm）1000機構中原動件的轉速、功率等數(shù)據(jù)可由工作速度、效率以及原動機的相關參數(shù)要求適當選取。5 系統(tǒng)運動學分析此部分內容主要是分析機械系統(tǒng)運動的位移、速度、加速度與原動件轉角（轉速）的關系，建議用仿真軟件完成，也可以用解析法，圖解法作為最后的方法。仿真軟件包括：Adams、各種自編小軟件，如四桿機構仿真軟件、凸輪仿真軟件等。對桿件運動軌跡進行模擬分析，對氣泵與機械手及各桿件的速度與加速度關系進行分析，對機械手的抓取與放松過程、工件最終到達的位置進行協(xié)調性分析。對機構的總體運

12、動情況進行分析，加深傳動機構的深入認識，以及設計應用，將課堂與實際操作設計相結合，最后使設計的機構能夠有效工作。6 課程設計總結本次課程設計是我進入大學以來第一次對自己所學知識和動手能力的綜合檢測，使我感觸頗多、獲益匪淺。首先，通過此次課程設計，進一步鞏固所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關的具體機械所涉及的實際問題的能力。對平面連桿機構、搖桿、齒輪、槽輪等一些課本上獨立的知識有了更加深刻的理解和聯(lián)系，要使這些基本結構能組成功能強大的各種機構，我的學習還有待于更深入。其次，這次課程設計過程中，使我了解到團隊的力量是無限的。與同學們激烈討論，團結合作，共同努力，最

13、終完美的實現(xiàn)了機構的設計，是本次課程設計中珍貴的體驗。 此外，希望我們能有更多的機會參與課程設計，提高自主創(chuàng)新能力。這次課程設計我投入了很多的時間和精力，我覺得這是完全值得的。在我看來，課程設計比考試更能檢測出學習的深度和精度。獨立思考，勇于創(chuàng)新，動手能力都得到了進一步的加強。最后，衷心感謝老師這個學期的悉心教導與鼓勵，在課堂上為我們補充了很多知識，帶領我們走進了奇妙的機械世界。在曹老師的耐心指導下，我們才能完成了這次的課程設計 ，并從中學到了更多的知識。參考文獻1 孫桓，陳作模.機械原理M.7版. 北京：高等教育出版社，2006 2 黃錫愷，鄭文緯機械原理M.6版北京：高等教育出版社，1993 3 梁