步进输送机课程设计

机械原理课程设计

设计计算说明书

设计题目：步进输送机

学院：理学院

专业：机械电子工程

班级： 12

学号： *********

设计者：程满

指导教师：***

2011年5月26日

湖北民族学院

目录

一、设计题目 (2)

二设计简介 (3)

2.1工作原理 (3)

2.2原始数据及设计要求 (4)

2.3 设计任务 (5)

三、运动方案的拟定 (5)

3.1 步进输送机构 (5)

3.2 下料机构（插断机构） (7)

3.3运动方案的选定 (8)

四、机构运动简图 (8)

五、运动分析 (11)

5.1输送机构的运动分析 (11)

5.2插断机构（下料机构）的运动分析 (20)

5.3飞轮的转动惯量的计算 (23)

六、机构运动循环图 (24)

七、减速机构的设计 (24)

八、设计总结 (25)

九、参考文献 (25)

一、设计题目：步进输送机

二、设计简介

2.1工作原理

步进输送机是一种能间歇地输送工件，并使其间距始终保持稳定步长的传送机械。图1为运动示意图，工件经过隔断板从料轮滑落到辊道上，隔断板作间歇往复直线运动，工件按一定的时间间隔向下滑落。输送滑架作往复直线运动，工作行程时，滑架上位于最左侧的推爪推动始点位置工件向前移动一个步长，当滑架返回时，始点位置又从料轮接受了一个新工件。由于推爪下装有压力弹簧，推爪返回时得

以从工件底面滑过，工件保持不动。当滑架再次向前推进时，该推爪早已复位并推动新工件前移，与此同时，该推爪前方的推爪也推动前工位的工件一齐向前再移动一个步长。如此周而复始，实现工件的步进式传输。显而易见，隔断板的插断运动必须与工件的移动协调，在时间和空间上相匹配。

图1 步进输送机示意图

2.2 原始数据及设计要求

（1）输送工件形状和尺寸如图1，工件质量60kg，输送步长H＝840mm，允许误差±0.2mm。

（2）辊道上允许输送工件最多8件。工件底面与辊道间的摩擦系数

0.15（当量值），输送滑架质量为240kg，当量摩擦系数也为

0.15。

（3）滑架工作行程平均速度为0.42m/s，要求保证输送速度尽可能均匀,行程速比系数K≥1.7。

（4）最大摆动件线质量为20 kg/m，质心在杆长中点，绕质心线转动惯量为 2 kgּm2/m，其余构件质量与转动惯量忽略不计。发

动机到曲柄轴的传动系统的等效转动惯量（视曲柄为等效转动构件）近似取为2 kgּm2。。

（5）允许速度不均匀速度为[δ]＝0.1。

（6）滑架导路水平线与安装平面高度允许在1100mm以下。

（7）电动机规格自选。

2.3 设计任务

（1）根据工艺动作要求拟定运动循环图；

（2）进行插断机构、步进输送机构的选型；

（3）机械运动方案的评定和选择；

（4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在报告上画出传动方案图；

（5）进行工件停止在工位上的惯性前冲量计算；

（6）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；

（7）画出机械运动方案简图；

（8）编写设计计算说明书。

三、运动方案的拟定

3.1 步进输送机构

步进输送机的主传动机构的原动

件是曲柄；从动件为推爪(滑块),行程

中有急回特性；机构应有较好的动力

特性及在工作进程中速度要求较小且

均匀。要满足这些要求，用单一的四

杆机构是难以实现的。下面介绍拟定的几种方案。图1-1

1.如上图1-1所示，牛头刨床的主传动机构采用导杆机构、连

杆滑块机构组成的6杆机构。采用导杆机构，滑块3与导杆之间的传

动角γ始终为90o，且适当确定构件尺寸，可以保证机构工作行程速度

较低并且均匀，而空回行程速度较高，满足急回特性要求。适当确定

推爪的导路位置，可以使压力角α尽量小。

2、如图1-2所示，步进输送机的主传动机构采用凸轮机构和摇

杆滑块机构。适当选择凸轮运动规律，设计出凸轮廓线，可以实现刨

头的工作行程速度较低，而返回行程速度较高的急回特性；在推爪往

复运动的过程中，避免加减速度的突变发生(采用正弦加速度运动规

律）。

3、如图1-3所示，步进输送机主传动机构采用曲柄导杆机构机

构。导杆做往复摆动其速度有点波动，并且也具有急回特性。

图1-2 图1-3

4、如图1-4所示，步进输送机的主传动机构采用曲柄摇杆机构

和摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构可以满足工作进给时推爪的速度较低，在运动过程中曲柄摇杆机构的从动件摇杆3的压力角 是变化的。

3.2 下料机构（插断机构）

一种方案是采用齿轮与齿条的配合（图2-1）。

s=sψ

A

ω

（图2-1）

而另一种方案是采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合图（2-2），利用弹簧的弹力使滚子从动件始终紧靠在凸轮上

图2-2

3.3运动方案的选定

经过小组讨论最终确定选输送机构的方案1和插断机构的方案2作为此次课程设计所要求的运动方案。

四、机构运动简图

运动简图

1.初始状态

2.工件输送阶段

3.工件到达工位点

4.输送架回程及下料阶段