采用水平滑板的步進

采用水平滑板的步進第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四前言機械原理課程設計是一次鍛煉學生查資料、動手設計能力的過程；大家知道，各種各樣的機械設備一般都要實現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程和操作過程的自動化，這就要求進行各種機構的創(chuàng)新設計和常見機構的組合應用。因此，機械課程設計對于培養(yǎng)學生對機械運動機構的構思和設計能力起到至關重要的作用。機械運動方案設計的目的在于培養(yǎng)綜合掌握和運用各方面的學科知識和實踐技能，獨立分析和解決工程實際問題的能力，樹立理論聯(lián)系實際的正確設計思想；鼓勵我們在設計時打破常規(guī)，拓寬設計思路，激發(fā)創(chuàng)新精神，善于分析，不斷創(chuàng)新。通過機械原理設計的基本技能訓練，提高大家的計算、繪圖、使用技術資料和設計手冊、熟悉各種規(guī)范標準、進行數(shù)據(jù)分析和處理、編寫技術文件等方面的能力。第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四設計題目：

采用水平滑塊的步進送料機構的設計。功能要求：用于自動裝配機的夾具輸送，包裝機上的硬紙箱輸送，或板料和棒料的輸送等。輸送桿實現(xiàn)如下圖所示的運動軌跡，當輸送桿在上方運動時，他將推動導軌上被輸送的料前進，當輸送桿實現(xiàn)下方軌跡時，輸送桿與料脫離，料靜止。如圖：第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四小組討論設計階段我們小組整個機構設計過程，一開始是個人設計、綜合討論，在小組設計方案確定的過程中我們在盡力發(fā)揮個人創(chuàng)新精神的同時也保證集體目標的一致性，以自主設計為主同時參考書籍、網(wǎng)絡等其它資源，這樣保證了最終方案是集合了各方案優(yōu)中選優(yōu)的結果；之后的小組工作我們則發(fā)揮各人的長處，既分擔了勞動強度也保證了工作效率。

第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四小組提出的可行方案：方案一：該機構的自由度為2。兩個輸入運動分別從凸輪1和2中傳入，從動構件3控制了輸送桿5的水平運動，從動構件4控制了輸送桿5的上下運動。

第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案二：齒輪1與2、3的傳動比為3：83種運動情況機構的自由度機構只做橫向運動,n=9,pl=12,ph=2,F=9*3-(12*2+2)=1機構只做豎向運動,n=4,pl=5,ph=1,F=4*3-(5*2+1)=1機構做復合運動，n=13,pl=17,ph=3,F=13*3-(17*2+3)=2第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案三：該機構的自由度計算：n=7,l=10F=3*n-2*l=1第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案四：自由度為1,中間齒輪1為主動齒輪，2、3為從動輪。c1、c2分別繞齒輪2、3的中心轉動，相當于雙曲柄機構，第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案五：自由度為2,凸輪1來控制執(zhí)行機構（即輸出爪）的水平方向的運動，凸輪2來控制執(zhí)行機構豎直方向的運動，兩凸輪以相同的角速度W來進行轉動第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案六（最終方案）第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四最終設計方案分析設計原理

主要機構為曲柄搖桿機構它類似采用的是一種簡易的四桿機構，我們知道，當連桿上的點處在連桿平面的不同位置時，其曲線形狀將有很大的變化，連桿曲線的形狀主要有橢圓形、曲邊三角形、逗點形、“8”字形、月牙形等，這些形狀的連桿曲線分布在連桿平面的不同區(qū)域內(nèi)，我們在連桿平面內(nèi)找到一點，使得在平面作相對水平運動，保證輸送抓與被傳送件沒有相對運動，也就是不產(chǎn)生相對磨擦，滿足傳送件要運動的軌跡要求。由軌跡曲線圖來看，該機構具有急回運動特性。第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四設計過程：（1）根據(jù)題目運動軌跡要求，查找四連桿曲線圖（2）根據(jù)軌跡查找對應曲線；（3）根據(jù)對應曲線的四連桿機構設計該機構的具體尺寸（4）利用計算機造型:1、主要利用Solidworks、ADAMS，根據(jù)尺寸在Solidworks下造型裝配，然后在ADAMS下分析輸送抓送料時的運動位移、速度、加速度曲線，以及動畫設計生成WindowsMeidiaPlayer可進行現(xiàn)場媒體播放；2、直接根據(jù)構件尺寸在ADAMS下造型分析，同樣分析輸送抓送料時的運動位移、速度、加速度曲線，以及動畫設計生成WindowsMeidiaPlayer可進行現(xiàn)場媒體播放；（5）造型的美觀設計，一種設計的美觀同樣重要，尺寸確定后根據(jù)現(xiàn)實的需要和工程上的要求來具體度機構機型改裝，設計出具有創(chuàng)新能力的機構。第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計算機仿真結果及分析：

Solidworks造型后為充分體現(xiàn)設計的精度與設計的準確度，采用ADAMS的圖線分析能力，將轉配好的實體導入ADAMS對輸送桿進行位移曲線仿真、速度、加速度分析和輸送桿的軌跡仿真第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四Solidworks造型第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四Adams圖線分析第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四ADAMS對輸送桿進行位移曲線仿真、速度、加速度分析第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四輸送桿的軌跡仿真第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四運動方案的分析與比較方案一凸輪設計較為復雜，傳動精確度不高，輸送爪的運動軌跡為一矩形，雖然同樣能滿足步進送料的功能，但沒有我們所要求的急回特性。方案二利用不完傳齒輪進行傳動，傳動較為精確，工作也比較安全可靠，所以其可行性也比較好，只是設計起來略顯麻煩。方案三優(yōu)點是：運動副都是低副，因此運動副元素都是面接觸，壓強較小，可承受較大的載荷；有利于潤滑，磨損較小；此外，運動副元素的幾何形狀比較簡單，便于加工制造。還可以改變各構件的相對長度使從動件得到不同的運動規(guī)律。缺點是：傳遞路線較長，易產(chǎn)生較大的誤差積累，同時，也使機械效率降低，且不利于高速運動。第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四方案四優(yōu)點是：功率范圍大，傳輸效率高，傳送比較準確，使用壽命長，工作安傳可靠等。缺點是：軌跡為圓形，每推移一次的前進距離取決于輸送爪的高度，且輸送時輸送爪與板料之間進行摩擦，同時沒有嚴格按照輸送爪的運動軌跡，但同樣也能實現(xiàn)題目要求。方案五其基本原理和方案一相似，也是設計凸輪的外輪廓線來控制輸出機構的水平和豎直運動，在ADAMS中，我們一般不采用凸輪機構來設計，因為凸輪的尺寸不容易控制。最后我們選擇了方案六作為我們的最終設計方案，因為最后一種方案無論是從Solidworks造型的簡易度或者在ADAMS造型都同樣能滿足設計的最終功能要求，同時從機構所具有的性質(zhì)上看