步进送料机设计终稿

目录

第一章课程设计的内容

1.1设计题目

1.2设计要求

1.3设计任务

第二章步进送料机的设计

工作原理

传动方案比较及选择

机构的运动简图

第三章步进送料机的参数设计及协调确定导引铰链四杆机构的尺寸

选电动机及传动比分配

蜗杆参数的确定

蜗轮参数的确定

齿轮参数的确定

第四章机构布置和运动循环图

第五章参考文献及附件

第一章课程设计的内容

设计题目

设计某自动生产线的一部分——步进送料机。如图1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t

1移动距离a后间歇时间t

2

。考虑

到动停时间之比K=t

1/t

2

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。

图1 步进送料机

设计要求

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。有关数据见下表

4、在设计图中绘出机构的四个位置，AB段和CDE段各绘出两个位。

需注明机构的全部几何尺寸。

设计数据

设计任务

1）设计传动系统并确定其传动比分配。

2）进行机构选型分析，并进行机械运动方案的评价和选择。

3）画出步进送料机的机构运动方案简图和运动循环图。

4）对所设计机构中各构件进行尺寸设计，验证输出构件的轨迹是否满足设计要求。

5）编写设计计算说明书。（用 B5 纸张，封面用标准格式）

第二章步进送料机的工作原理

工作原理

加工过程中若干个相同被输送的间隔为300mm，在导轨上向左依次间歇移动，每个零件向左移动300mm耗时1s后，间歇时间2s。这样依次循环下去，就达到了把坯料或成品从右输送到左端的目的。

该系统由电动机驱动，通过带蜗杆减速将运动传给齿轮，再由各级齿轮进行减速使其转速符合要求。最后利用齿轮和连杆将运动传给输送架。

传动方案比较及选择

方案1：采用凸轮摇杆机构

图凸轮摇杆机构

此机构虽然能够满足输送零件的要求，但由于该机构有凸轮机构，导致在机构的运动路线的计算时非常复杂，而且凸轮机构易磨损，机构的平衡性不好，导致在机构运动时，产生很大的噪声，而且构件会损坏的非常快，所以舍弃这个方案。

方案2：采用从动件圆柱凸轮机构

图从动圆柱凸轮机构

该凸轮机构虽然能实现工件的移动，但不满足设计要求的输送爪的运动轨迹，所以该方案舍弃。

方案3：采用齿轮与齿条的配合

图齿轮与齿条配合

该机构虽然能实现工件在工作台上的间歇运动，也能满足设计要求的时间间隔，但该机构的

传送装置为环状的传送带，不满足得及要求的曲线，所以该方案舍弃。方案4:采用铰链四杆机构

图曲柄连杆机构这种曲柄连杆机构可以实现很多的轨迹，可以通过调整杆件的长度比例来实现所需要的运动轨迹，通过比较最后选择方案四的传动机构。

机构的整体简图

（1）

运动流程描述：

电机运行时，蜗杆1转动，带动蜗轮2转动，接着齿轮3转动，继而齿轮4，4’转动，然后传给齿轮5，5’。把力传到曲柄AB。然后连杆BE，BC转动，最终使得传送架运动。即达到设计要求。

第三章步进送料机的参数设计及协调

确定导引铰链四杆机构的尺寸并验证

分析：

设计连杆尺寸要满足两部分要求：（1）由于K=t

1/t

2

=1/2，要满足E

点走过工作行程a时，曲柄转动0

120，回程时曲柄准过剩下的0

240。（2）满足行程a=280~320mm，b≥80mm。

查连杆曲线图谱，技巧是：由于曲柄每隔15度就打点一次，故一共连杆曲线上有24个点，那么120度就对应8个点，所以要找到直线部分有8个点的曲线。观察图谱不难发现绕B点一周的图上每个环的点有一侧多，另一侧少。总体来看，在右侧的环，外侧点少而内侧多；在左侧的环，内侧点少而外侧点多。另外为满足a和b的比例，要事先在选定的环线上量取，算b/a的值，要求b/a≥50/300= 。

在做比例放大时，借助EXCEL表格做好输入量和结果输出的关系运算，

便于调整设计值。

（注：由于图谱给的曲线有限，有时候需要中间的某个环线而图谱上又没有时，可用插值法，通常插值是自己的估计值，需要反复带入验算，这里就可以借助EXCEL）

这里简化一下曲折的参数设计过程：

首先找到差不多符合的环线，取值参数如下

（注：放大倍数=a/=300/9=）

用SolidWorks绘制草图并用描点法验证设计的曲线是否符合要求

观察上面的连杆曲线发现，曲柄转120度基本问题不大，但b值过小。

观察图谱，发现修改连杆点位可以解决这个问题，现修改如下：（注：放大倍数=a/=300/=）

再用SolidWorks绘制草图并用描点法验证设计的曲线是否符合要求发现：走过直线段整个过程曲柄的转角=0

0117.3

57.96

175.3 ，直线

-

段长度为，b=>80mm。故此结构参数符合设计要求。

选用电动机及传动比分配