采用水平滑板的步进 送料机构设计说明 赵庆义李世伟

Solidworks造型
Adams图线分析
ADAMS对输送杆进行位移曲线仿真、 速度、加速度分析
输送杆的轨迹仿真
运动方案的分析与比较
• 方案一 凸轮设计较为复杂，传动精确度不高，输送爪的运动轨迹为一 矩形，虽然同样能满足步进送料的功能，但没有我们所要求的急回特 性。
• 方案二 利用不完传齿轮进行传动，传动较为精确，工作也比较安全可 靠，所以其可行性也比较好，只是设计起来略显麻烦。
• 最后我们选择了方案六 作为我们的最终设计方案， 因为最后一种方案无论是从Solidworks造型的简易度或 者在ADAMS造型都同样能满足设计的最终功能要求， 同时从机构所具有的性质上看，它的可行性都是比较 好的，且该机构在运动初始具有急回特性，这也是在 设计机构时我们必须考虑的因素之一。
• 方案三 优点是：运动副都是低副，因此运动副元素都是面接触，压强 较小，可承受较大的载荷；有利于润滑，磨损较小；此外，运动副元 素的几何形状比较简单，便于加工制造。还可以改变各构件的相对长 度使从动件得到不同的运动规律。缺点是：传递路线较长，易产生较 大的误差积累，同时，也使机械效率降低，且不利于高速运动。
小组提出的可行方案：
• 方案一：
该机构的自由度为2。 两个输入运动分别 从凸轮1和2中传入， 从动构件3控制了 输送杆5的水平运动， 从动构件4控制了输
送杆5的上下运动。
• 方案二：
齿轮1与2、3的传动比为3：8 3种运动情况机构的自由度
• 机构只做横向运 动,n=9,pl=12,ph=2, F=9*3-(12*2+2)=1
• 机构只做竖向运 动,n=4,pl=5,ph=1,F =4*3-(5*2+1)=1
• 机构做复合运动， n=13,pl=17,ph=3,F= 13*3-(17*2+3)=2
• 方案三：
该机构的自由度计 算：
n=7,l=10 F=3*n-2*l=1
• 方案四：
• 自由度为1,中间 齿轮1为主动齿轮， 2、3为从动轮。
• 方案四 优点是：功率范围大，传输效率高，传送比 较准确，使用寿命长，工作安传可靠等。缺点是：轨 迹为圆形，每推移一次的前进距离取决于输送爪的高 度，且输送时输送爪与板料之间进行摩擦，同时没有 严格按照输送爪的运动轨迹，但同样也能实现题目要 求。
• 方案五 其基本原理和方案一相似，也是设计凸轮的 外轮廓线来控制输出机构的水平和竖直运动，在 ADAMS中，我们一般不采用凸轮机构来设计，因为 凸轮的尺寸不容易控制。
。
前 言
设计题目：
采用水平滑块的步进送料机构的设计。
功能要求：
•
用于自动装配机的夹具
输送，包装机上的硬纸箱
输送，或板料和棒料的输
送等。输送杆实现如下图
所示的运动轨迹，当输送
杆在上方运动时，他将推
动导轨上被输送的料前进，
当输送杆实现下方轨迹时，
输送杆与料脱离，料静止。
•
如图：
小组讨论设计阶段
• 我们小组整个机构设计过程， 一开始是个人设计、综合讨论， 在小组设计方案确定的过程中 我们在尽力发挥个人创新精神 的同时也保证集体目标的一致 性，以自主设计为主同时参考 书籍、网络等其它资源，这样 保证了最终方案是集合了各方 案优中选优的结果；之后的小 组工作我们则发挥各人的长处， 既分担了劳动强度也保证了工 作效率。
（5）造型的美观设计，一种设计的美观同样重要，尺寸确定 后根据现实的需要和工程上的要求来具体度机构机型改 装，设计出具有创新能力的机构。
• 计算机仿真结果及分析：
Solidworks 造型后为充分体现设计的精度与设 计的准确度，采用ADAMS的图线分析能力， 将转配好的实体导入ADAMS对输送杆进行 位移曲线仿真、速度、加速度分析和输送杆 的轨迹仿真
• • •
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• c1、c2分别绕齿轮2、 3的中心转动，相 当于双曲柄机构，
• 方案五：
自由度为2,凸轮1 来控制执行机构 （即输出爪）的 水平方向的运动， 凸轮2来控制执行 机构竖直方向的 运动，两凸轮以 相同的角速度W来 进行转动
• 方案六 （最终方 案）
最终设计方案分析
• 设计原理
主要机构为曲柄摇杆机构它类似采用的是一种简易的四杆机构， 我们知道，当连杆上的点处在连杆平面的不同位置时，其曲线形状将 有很大的变化，连杆曲线的形状主要有椭圆形、曲边三角形、逗点形、 “8”字形、月牙形等，这些形状的连杆曲线分布在连杆平面的不同区 域内，我们在连杆平面内找到一点，使得在平面作相对水平运动，保 证输送抓与被传送件没有相对运动，也就是不产生相对磨擦，满足传 送件要运动的轨迹要求。由轨迹曲线图来看，该机构具有急回运动特 性。
• 设计过程：
（1 ）根据题目运动轨迹要求，查找四连杆曲线图曲线的四连杆机构设计该机构的具体尺寸
（4）利用计算机造型: 1、主要利用Solidworks、ADAMS，根据 尺寸在Solidworks下造型装配，然后在ADAMS下分析输送 抓送料时的运动位移、速度、加速度曲线，以及动画设 计生成Windows Meidia Player 可进行现场媒体播放；2、直接 根据构件尺寸在ADAMS下造型分析，同样分析输送抓送 料时的运动位移、速度、加速度曲线，以及动画设计生 成Windows Meidia Player 可进行现场媒体播放；
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