步进式工件输送机设计

《机械设计基础》

课

程

设

计

说

明

书

设计题目：步进式工件输送机设计

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导老师：

完成日期： 2010年12月

目录

第1章课程设计任务书

1.1 设计题目 (3)

1.2 工作原理 (3)

1.3 已知条件 (3)

1.4 设计要求 (3)

1.5 设计任务 (4)

第2章机构选型设计

2.1 传动方案 (5)

第3章机构尺度综合

3.1 整体的设计思路 (7)

3.3 曲柄摇杆机构的设计尺寸 (7)

3.2 偏重式推爪的设计尺寸 (7)

第4章机构动力学分析

4.1 机构的运动分析 (8)

4.2 曲柄摇杆机构的动力学分析 (8)

4.3 确定铰链中心A点的位置 (9)

4.4 设计减速器 (12)

第5章几何尺寸的计算

5.1 计算分度圆直径 (16)

5.2 计算中心距 (16)

5.3 计算齿轮的宽度 (16)

第6章绘制齿轮图 (16)

第7章电动机的选择 (16)

附件1 大齿轮图 (17)

附件2 小齿轮图 (18)

附件3 工件输送机系统总图 (19)

第1章课程设计任务书

1.1设计题目：设计步进式工件运输机

1.2 工作原理

步进式工件输送机能间歇的工作，电动机能过通过传动装置，工件机构驱动滑架往返移动。工作行程是滑架上的推爪推动工件前移一个步长，滑架返回时，由于推爪与轴间有扭簧，因此推爪从工件底面滑过，工件保持不动。当滑架再次向前推动时，推爪一复位，并推动新的工件前移，前方推爪也推动前一工件前移。起传动装置常由减速器和一级开式齿轮传动组成。

1.3 已知条件

1. 工作阻力Fr(N)：2500

2. 往返次数N(min):30

3. 形成速比系数K:1.15

4. 步长S(mm):475

5. 滑架宽度d(mm)：260

6. 高度H（mm）：800—1000

7. 工作机构效率：0.95

8. 使用年限（年）：5

9. 工作制度（班/日）：2

10. 载荷：中等载荷

11. 使用电源：三相交流电源

1.4设计要求

1. 设计出满足已知条件要求工件主要的部分

2. 滑架往复次数误差≤±0.05

3. 机构最小传动角r≥40°

4. 摇杆的摆角初选40°～50°，再由步长确定摇杆的长度。

5. 推荐取L CD≈(0.6～0.7)L DE L EF≈(0.3～0.6)L DE.

6. 根据形成速比系数及传动角要求确定绞点A的位置及曲柄，

连杆的长度。

1.5设计任务

1. 拟定出工作机构和传动系统运动方案，并进行多方面的分析。

2. 画出工件输送机系统的运动简图。

3. 工作行程时，对原动机曲柄每转30°时的工作机构的各位置

进行运动和动力分析。

4. 设计绘制减速器总装配图一张

5. 设计绘制零件图各二张。

6. 设计绘制工件输送机的系统总图一张。

7. 编写设计说明书一份

第2章机构选型设计

2.1传动方案

机构1：采用减速器

图2.3减速器机构

图2.1减速器机构

齿轮减速器通过齿轮间的传动，达到减速要求，它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴的运动和动力，并具有传递功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作可靠等优点。故选择齿轮减速器。

—————摘自西北工业大学《机械原理（第七版）》机构2: 采用曲柄摇杆机构。

图 2.2曲柄摇杆机构

平面四杆机构是主要的常用基本机构之一，应用十分广泛，也是其他多杆机构的基础，尤其是曲柄摇杆机构，在实际工程中应用十分广泛。曲柄摇杆机构支撑可靠、耐磨损、加工方便、有利于制造精度的提高。之所以不选择凸轮机构是因为凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，且制造较困难。而槽轮机构传动时尚存在柔性冲击，常用于速度不太高的场合。

————摘自西北工业大学《机械原理（第七版）》机构3：采用偏重式推爪机构

图2.2偏重式推爪机构

图2.3偏重式推爪机构

由机械设计任务书的两种推爪机构相比较，上下移动式推爪采用弹簧返回的摆动推爪机构，复位靠弹簧力结构较复杂，可靠性不高，且对润滑和维护的要求较高。根据任务要求，故选择偏重式推爪机构。

————摘自西北工业大学《机械原理（第七版）》

第3章机构尺度综合

3.1整体的设计思路

3.2偏重式推爪的设计尺寸

由已知步长S＝475mm, 滑架宽度d＝260mm，为安全起见，设计该步进式工件输送机的步长为S＝475mm，d＝260mm。

3.3.曲柄摇杆机构的设计尺寸

往返一次的时间

由已知条件知偏重式推爪的往返次数为30次，且往返次数误差为≤±5%。所以经过计算得往返一次的时间为t1＝60/30＝2。符合误差范围的允许值。

第4章机构动力学分析4.1机构的运动分析

1.偏重式推爪的运动轨迹

2.曲柄摇杆机构的运动轨迹

3.运动学分析结果

4.2曲柄摇杆机构的动力学分析（详见计算步骤）

图4.1

由工件输送机的工作参数得步长S＝475，取E1E2＝480 Cos450＝DE12+DE22- E1E22/2DE1DE2,而DE1＝DE2＝DE

代入数字解得：

Cos45O ＝ 2DE2-4802/2DE2＝0.707

则 DE ＝ 626.63mm

设AB＝L1 BC＝L 2 CD＝L3 AD＝L4

取L3＝0.6DE＝375.978mm≈376 mm

取摆角ψ＝45o

行程变化系数K＝1.15

由θ＝180o×(K-1)/(K+1)得：