步進(jìn)送料機(jī)設(shè)計(jì)終稿

1、目錄第一章課程設(shè)計(jì)的容1.1設(shè)計(jì)題目1.2設(shè)計(jì)要求1.3設(shè)計(jì)任務(wù)第二章步進(jìn)送料機(jī)的設(shè)計(jì)2.1 工作原理2.2 傳動(dòng)方案比較及選擇2.3 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖第三章步進(jìn)送料機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)及協(xié)調(diào)3.1 確定導(dǎo)引錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸3.2 選電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)比分配3.3 蝸桿參數(shù)的確定3.4 蝸輪參數(shù)的確定3.5 齒輪參數(shù)的確定第四章機(jī)構(gòu)布置和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖第五章參考文獻(xiàn)及附件第一章課程設(shè)計(jì)的容1.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)某自動(dòng)生產(chǎn)線的一部分一一步進(jìn)送料機(jī)。如圖1所示，加工過程要求若干個(gè)相同的被輸送的工件間隔相等的距離a,在導(dǎo)軌上向左依次間歇移動(dòng)，即每個(gè)零件耗時(shí) ti移動(dòng)距離a后間歇時(shí)間t2?？紤]到動(dòng)停時(shí)間之 比K=ti/t

2、2之值較特殊，以及耐用性、成本、維修方便等因素，不宜采用槽輪、凸輪等高副機(jī)構(gòu)，而應(yīng)設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。圖1步進(jìn)送料機(jī)1.2 設(shè)計(jì)要求1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，即必須有曲柄。2、輸送架平動(dòng)，其上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為虛線所示閉合曲線（以下將該曲線簡稱為軌跡曲線）。3、軌跡曲線的AB段為近似的水平直線段，其長度為a,允差土c （這段對(duì)應(yīng)于工件的移動(dòng)）；軌跡曲線的CDE段的最高點(diǎn)低于直線段 AB的距離 至少為b,以免零件停歇時(shí)受到輸送架的不應(yīng)有的回碰。有關(guān)數(shù)據(jù)見 下表4、在設(shè)計(jì)圖中繪出機(jī)構(gòu)的四個(gè)位置，AB段和CDE段各繪出兩個(gè)位。需注明機(jī)構(gòu)的全部幾何尺寸。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)acbt1t2mmmmmmss3002050121

3、.3 設(shè)計(jì)任務(wù)1）設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。2）進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型分析，并進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇。3）畫出步進(jìn)送料機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。4）對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)，驗(yàn)證輸出構(gòu)件的軌跡是否滿足 設(shè)計(jì)要求。5）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。（用B5紙，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）第二章步進(jìn)送料機(jī)的工作原理2.1工作原理加工過程中若干個(gè)相同被輸送的間隔為300mm ,在導(dǎo)軌上向左依次間歇移動(dòng)，每個(gè)零件向左移動(dòng)300mm耗時(shí)1s后，間歇時(shí)間2s。這樣依次循環(huán)下去，就達(dá)到了把坯料或成品從右輸送到左端的目的。該系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過帶蝸桿減速將運(yùn)動(dòng)傳給齒輪，再由各級(jí) 齒輪進(jìn)行減速使其轉(zhuǎn)速符合要求。最

4、后利用齒輪和連桿將運(yùn)動(dòng)傳給輸送 架。2.3 傳動(dòng)方案比較及選擇方案1 :采用凸輪搖桿機(jī)構(gòu)圖2.1凸輪搖桿機(jī)構(gòu)此機(jī)構(gòu)雖然能夠滿足輸送零件的要求，但由于該機(jī)構(gòu)有凸輪機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)路線的計(jì)算時(shí)非常復(fù)雜，而且凸輪機(jī)構(gòu)易磨損，機(jī)構(gòu)的平衡性不好，導(dǎo)致在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生很大的噪聲，而且構(gòu)件會(huì)損壞的非?？?， 所以舍棄這個(gè)方案。方案2 :采用從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)s=s少圖（3-1）圖2.2從動(dòng)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)該凸輪機(jī)構(gòu)雖然能實(shí)現(xiàn)工件的移動(dòng)，但不滿足設(shè)計(jì)要求的輸送爪的運(yùn)動(dòng)軌跡，所以該方案舍棄。方案3:采用齒輪與齒條的配合s=s6=I A3圖2.3齒輪與齒條配合該機(jī)構(gòu)雖然能實(shí)現(xiàn)工件在工作臺(tái)上的間歇運(yùn)動(dòng)，也能滿足設(shè)

5、計(jì)要求的時(shí)間間隔，但該機(jī)構(gòu)的傳送裝置為環(huán)狀的傳送帶，不滿足得及要求的曲線，所以該方案舍棄。方案4:采用錢鏈四桿機(jī)構(gòu)圖2.4曲柄連桿機(jī)構(gòu)這種曲柄連桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)很多的軌跡，可以通過調(diào)整桿件的長度比例來實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過比較最后選擇方案四的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.3機(jī)構(gòu)的整體簡圖運(yùn)動(dòng)流程描述：電機(jī)運(yùn)行時(shí)，蝸桿1轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)蝸輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，接著齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而齒輪4, 4'轉(zhuǎn)動(dòng)，然后傳給齒輪 5,5'。把力傳到曲柄 AB。然后連桿BE, BC轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得傳送架運(yùn)動(dòng)。即達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第三章步進(jìn)送料機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)及協(xié)調(diào)3.1確定導(dǎo)引錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸并驗(yàn)證d學(xué)力使 E 一 返同行程 CD 一 1

6、1分析：設(shè)計(jì)連桿尺寸要滿足兩部分要求： （1）由于K=t i/t 2=1/2 ,要滿足E點(diǎn)走過 工作行程a時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)120O,回程時(shí)曲柄準(zhǔn)過剩下的 2400。（2）滿足 行程 a=280320mm , b>80mm。查連桿曲線圖譜，技巧是：由于曲柄每隔15度就打點(diǎn)一次，故一共連桿曲線上有24個(gè)點(diǎn)，那么120度就對(duì)應(yīng)8個(gè)點(diǎn)，所以要找到直線部分有8個(gè)點(diǎn)的曲線。觀察圖譜不難發(fā)現(xiàn)繞B點(diǎn)一周的圖上每個(gè)環(huán)的點(diǎn)有一側(cè)多，另一側(cè)少?？傮w來看，在右側(cè)的環(huán)，外側(cè)點(diǎn)少而側(cè)多；在左側(cè)的環(huán)，側(cè)點(diǎn) 少而外側(cè)點(diǎn)多。另外為滿足a和b的比例，要事先在選定的環(huán)線上量取，算 b/a 的值，要求 b/a >50/300

7、=0.166 。在做比例放大時(shí)，借助EXCEL表格做好輸入量和結(jié)果輸出的關(guān)系運(yùn)算，便于調(diào)整設(shè)計(jì)值。（注：由于圖譜給的曲線有限，有時(shí)候需要中間的某個(gè)環(huán)線而圖譜上又沒有時(shí)，可用插值法，通常插值是自己的估計(jì)值，需要反復(fù)帶入驗(yàn)算，這里 就可以借助EXCEL）這里簡化一下曲折的參數(shù)設(shè)計(jì)過程：桿ABCD連桿點(diǎn)位比例12.53.53.5(- 300,9)設(shè)計(jì)尺寸62154216216(- 300,556)首先找到差不多符合的環(huán)線，取值參數(shù)如下（注：放大倍數(shù) =a/7.5=300/9=61.8 ）用SolidWorks繪制草圖并用描點(diǎn)法驗(yàn)證設(shè)計(jì)的曲線是否符合要求41畸附窿-q-制-觀察上面的連桿曲線發(fā)現(xiàn)，曲柄

8、轉(zhuǎn)120度基本問題不大，但 b值過小。觀察圖譜，發(fā)現(xiàn)修改連桿點(diǎn)位可以解決這個(gè)問題，現(xiàn)修改如下：桿ABCD連桿點(diǎn)位比例12.53.53.5(-300, 7.5)設(shè)計(jì)尺寸79198277277，一0(-30 , 594)（注：放大倍數(shù) =a/7.5=300/7.5=79.2 ）再用SolidWorks繪制草圖并用描點(diǎn)法驗(yàn)證設(shè)計(jì)的曲線是否符合要求0 J * 二發(fā)現(xiàn)：走過直線段整個(gè)過程曲柄的轉(zhuǎn)角= 175.30 -57.96 0117.30,直線段長度為288.3mm , b=92.72mm>80mm 。故此結(jié)構(gòu)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。3.2 選用電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)比分配電動(dòng)機(jī)選用轉(zhuǎn)速為1000r/min由

9、方案可知：輸出構(gòu)件每分鐘循環(huán)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)為：60/( 1+2 )=20次，即轉(zhuǎn)速為20r/min總傳動(dòng)比為1000/20=50傳動(dòng)比分配：蝸輪蝸桿傳動(dòng)比25.5 ,齒輪傳動(dòng)比1.96。3.3 蝸桿的參數(shù)確定簡要介紹蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)。1傳動(dòng)比大，且精確。2傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲。3當(dāng)蝸桿的螺旋升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)自鎖。4嚙合面有較大的滑動(dòng)速度，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦磨損。蝸桿頭數(shù)為Zi (Zi=14),蝸輪齒數(shù)為Z2 (Z2 =3080),主要參數(shù)蝸桿頭數(shù) Zi,模數(shù)mai,壓力角aai,分度圓直徑di由蝸桿的分度圓直徑預(yù)期模數(shù)的匹配標(biāo)準(zhǔn)系列可知：模數(shù)為2的時(shí)候，分度圓直徑可選為22.4。主要

10、參數(shù)乙maiaaidi數(shù)值2220022.43.4蝸輪的參數(shù)確定主要參數(shù)Z2ma2aa2d2數(shù)值5i2200i020'"(中心距a=63,變位系數(shù)x=+0.4 ,分度圓導(dǎo)程角丫 = 28 i0 43 )3.5 齒輪參數(shù)的確定漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的正確嚙合條件是兩齒輪分度圓的模數(shù)和壓力角分別 相等0mi m2 ma2 2, ai a2 aa2 20由于齒輪3與蝸輪2連在同一軸上，所以這兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速w與蝸輪的轉(zhuǎn)速一致。齒輪5與5',4與4'齒輪只起到拉長距離的作用并不影響傳動(dòng)比，兩兩完全相同，所以該直齒圓柱齒輪組的參數(shù)可設(shè)計(jì)如下圓直徑齒輪32522050齒輪48222

11、0164齒輪4'82220164齒輪5, 5'4922098輸出構(gòu)件每分鐘循環(huán)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)為：60/ (1+2 ) =20次，即齒輪5, 5'的轉(zhuǎn)速為20r/min ,齒輪4, 4'不影響傳動(dòng)比，這樣齒輪 3到齒輪5, 5'的傳 動(dòng)比為49/25、一_49 _計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速為 2025.5 999.6r/min25所以只要電機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)1000r/min ,齒輪5, 5'的輸出轉(zhuǎn)速就可以滿足20r/min ,等于設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速。故該傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)是合理且符合要求的。第四章 機(jī)構(gòu)布置和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖4.1 機(jī)構(gòu)布置：使用SolidWorks草圖繪制，調(diào)整后的結(jié)果如下:4.2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖:AB桿的角度輸送爪工作情