步进送料机.

机械原理课程设计说明书
设计题目：步进送料机
07机械设计制造及其自动化专业二班
设计者：徐丽丽
指导教师：迎春,张春友
2009年12月6日
课程设计步进送料机
目录
前言………………………………………………………第1章课程设计内容…………………………………第2章设计思路………………………………………第3章工作原理………………………………………第4章运动循环图……………………………………第5章机械系统运动方案……………………………第6章主要执行结构方案设计………………………
第7章传动机构尺寸设计……………………………
第8章系统机械运动方案简图………………………
前言
随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善，消费者的价值观念变化很快，市场需求才出现多样化的特征，机械产品的种类日益增多，例如，各种金属切削机床、仪器仪表、重型机械、轻工机械、纺织机械、石油化工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、办公设备、家用电器以及儿童玩具等等。

同时，这些机械产品的寿命周期也相应缩短。

企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。

新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素。

机械产品的设计是对产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造的工作过程。

其中机械产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式等内容是机械原理课程的教学内容。

当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济已见端倪，综合国力的竞争日趋激烈。

国力的竞争，归根结底是科技与人才的竞争。

而机械原理课程设计是机械原理课程的一个重要实践性教学环节，同时，又是机械类专业人才培养计划中一个相对独立的设计实践，在培养学生的机械综合设计能力及创新意识与能力方面，起着重要的作用。

在课程设计中，它培养了学生创新设计的能力。

本次设计的是半自动钻床设计，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要同学们理性的思维和丰富的空间想象能力。

关键字：送料机构,定位机构,传动机构
第一章课程设计步进送料机
一．设计题目
设计某自动生产线的一部分——步进送料机。

如图25所示，加工过程要求若干个相同的被输送的工件间隔相等的距离a，在导轨上向左依次间歇移动，即每个零件耗时t1移动距离a后间歇时间t2。

考虑到动停时间之比K=t1/t2之值较特殊，以及耐用性、成本、维修方便等因素，不宜采用槽轮、凸轮等高副机构，而应设计平面连杆机构。

具体设计要求为：
1、电机驱动，即必须有曲柄。

2、输送架平动，其上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线（以下将该曲线简称为轨迹曲线）。

3、轨迹曲线的AB段为近似的水平直线段，其长度为a，允差±c（这段对应于工件的移动）；轨迹曲线的CDE段的最高点低于直线段AB的距离至少为b，以免零件停歇时受到输送架的不应有的回碰。

有关数据见表1.1
表1.1 设计数据
方案号a
mm c
mm b
mm t1
s t2
s
A 300 20 50 1 2
B 300 20 55 1 2
C 350 20 50 1 3
D 350 20 55 1 3
E 400 20 50 2 4
F 400 20 55 2 4
二.设计任务
1. 步进送料机一般至少包括连杆机构和齿轮机构二种常用机构。

2. 设计传动系统并确定其传动比分配。

3. 图纸上画出步进送料机的机构运动方案简图和运动循环图。

4. 对平面连杆机构进行尺度综合，并进行运动分析；验证输出构件的轨迹是否满足设计要求；求出机构中输出件的速度、加速度；画出机构运动线图。

5. 编写设计计算说明书。

三．设计提示
1. 由于设计要求构件实现轨迹复杂并且封闭的曲线，所以输出构件采用连杆机构中的连杆比较合适。

2. 由于对输出构件的运动时间有严格的要求，可以在电机输出端先采用齿轮机构进行减速。

如果再加一级蜗杆蜗轮减速，会使机构的结构更加紧凑。

3. 由于输出构件尺寸较大，为提高整个机构的刚度和运动的平稳性，可以考虑采用对称结构（虚约束）。

第二章设计思路
零件工作时间与中间间歇时间比为1:2,则齿轮转动1/(1+2)*360=120为有效工作时间,曲柄摇杆机构的极位夹角为180—120=60. 选取AB=100 mm,
BC=350mm，角CBE=30度，BE=173.2mm, 画出机构如图所示。

E’E’’=300mm，取E’E’’’=50mm，过点E’’’做E’’’B’’’=173.2mm,再过B’’’做B’’’C’’’=350mm,使角C’’’B’’’E’’’=30度，找出C’’’，然后根据C’，C’’，C’’’点画出D点，CD=374mm 。

其中E’E’’相当于轨计的AB点
齿轮传动
传动比准确，外廓尺寸小，功率高，寿命长，功率及速度范围广，适宜于短距离传动
制造精度要求高
开式0.92-0.96
闭式0.96-0.99
6级精度直齿v≤18m/s
6级精度非直齿v≤36m/s
5级精度直齿v≤200m/s
渐开线齿轮≤50000kw圆弧齿轮≤6000kw锥齿轮≤1000kw
一对圆柱齿轮i≤10
通常i≤5
一对圆锥齿轮i≤8
通常i≤3
主要用于传动
带传动
中心距变化范围广，可用于长距离传动，可吸振，能起到缓冲及过载保护
用打滑现象，轴上受力较大
平带0.92-0.98
V带0.92-0.94
同步带0.96-0.98
V带v≤25m/s
同步带v≤50m/s
V带≤40
同步带≤200-750kw
平带i≤5
V带i≤7
同步带i≤10
常用于传动链的高速端
连杆传动
适用于宽广的载荷范围，可实现不同的运动轨迹，可用于急回、增力，加大或缩小行程等
设计复杂，不宜高速度运动
在运动过程中随时发生变化
既可为传动机构又可做为执行机构
第三章工作原理
功能要求：加工过程要求若干个相同的被输送的工件间隔相等的距离a，在导轨上向左依次间歇移动，即每个零件耗时t1=1s移动距离a=300mm后间歇时间t2=2s
功能原理：步进送料机的工作原理分解如图所示，该系统由电动机驱动，通过带传动将运动传给齿轮，再由各级齿轮进行减速使其转速符合要求，即
n=1r/3s=20r/min。

最后利用齿轮和连杆将运动传给输送架。

第四章运动循环图
齿轮转角0~~120 120~~360
送料输送架向前推进，工件前移输送架向后退回，工件停止
第五章机械系统运动方案
方案号a
mm c
mm b
mm t1
s t2
s
A 300 20 50 1 2
B 300 20 55 1 2
C 350 20 50 1 3
D 350 20 55 1 3
E 400 20 50 2 4
F 400 20 55 2 4
选择方案A
第六章主要执行机构设计方案
连杆传动机构
送料--------连杆在图示轨迹上做往复运动----------齿轮定转速转动
第七章计算传动机构传动机构尺寸设计
1.根据所给的设计参数，可算出执行构件连接的齿轮的转速n=20r/min，取驱动电机：y180l-8，功率N=11KW，转速n=710r/min。

所以机械的总传动比为：可根据总传动比设计传动机构。

一般一级减速用皮带轮i皮≤5～8，二级减速用齿轮，传动比的各级分配情况应遵循“前小后大”的原则分配较为有利。

即：i1＜i2＜…＜in，且相邻两级传动比的差值不要太大，运动链这样逐级减速，使各级
中间轴有较高的转速及较小的转矩，从而使轴与轴间的零件有较小的尺寸，机构较为紧凑。

齿轮选取钢料，m=5，取z2=20，i1=7.1，则
z1=20*=142 d1=mz1=5*142=710mm 而AB=200mm，d1>2AB，所以齿轮符合连杆的传动要求
i1*i2=35.5，所以i2=5也符合传动要求
2设计计算各主要执行机构
送料机构的设计，首先要确定从动件的运动规律，确定连杆的几何尺寸。

计算齿轮在转动一周过程中的理论和实际廓线的坐标值。

对各主要执行机构进行受力分析。

第八章系统机械运动方案简图
参考文献：《机械原理课程设计指导书》，《机械原理》
2009年12月9日。