步进式工件输送机设计说明书
步进式工件输送机
机电工程学院《机械原理课程设计》说明书课题名称：步进式工件输送机学生姓名：学号：专业：机械电子工程班级：成绩：指导教师签字：2014年1月1日目录1 设计题目及其要求..................................................................................... 错误！未定义书签。
2 题目分析 (2)3 设计 (4)3.1杆长设计 (4)3.2凸轮设计 (5)3.3四杆机构设计 (9)3.4速度加速度分析 (11)3.5机构状态分析 (15)6 总结 (20)1.课程名称: 步进输送机构简图设计1.工作原理及工艺动作简述步进输送机是一种间歇输送工件的传送机械。
工件由料仓卸落到轨道上，滑架作往复直线运动。
滑架正行程时，通过棘钩使工件向前运动；滑架返回时，棘钩的弹簧被压下，棘钩从工件下面滑过，工件不动。
当滑架又向前运动时，棘钩又钩住下一个工件向前运动，从而实现工件的步进传送。
插板作带停歇的往复运动，可使工件保持一定的时间间隔卸落到轨道上。
2.运动要求和计算基本数据1）输送工件形状和尺寸如附图1所示。
输送步长H=830mm。
2）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左右平均，行程速比系数K 值为1.7。
3）滑架导轨水平线至安装平面的高度在1100mm以下。
4）电动机功率可选1.1KW，1400r/min左右（如Y90S-4）二.机构方案的选定1.轨道平台的移动我们组经过讨论运用了：用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构1）采用曲柄摇杆机构 2）采用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构 3）采用齿轮与齿条的配合结构运动简图优点缺点机构具有急回特性，传动的行程可调，刚性比较好，易传递较大的工件。
改变机架的长度，可以使设计出来的机械体积不是很大，传动比较平稳。
导杆做往复摆动其速度有点波动。
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的压力角是变化的。
步进式工件输送机课程设计方案(一)
步进式工件输送机课程设计方案(一)步进式工件输送机课程设计方案概述步进式工件输送机是一种常用的输送设备，采用不同步距的步进电机作为驱动源，能够将工件精确地运输到指定位置。
本方案为步进式工件输送机的课程设计方案，旨在培养学生的电机控制和自动化控制技能。
设计目标本课程设计的主要目标为： - 理解步进电机的工作原理和控制方法 - 掌握步进电机控制系统的设计和调试方法 - 设计一款步进式工件输送机，能够精确地输送工件设计内容该课程设计包括以下内容： - 步进电机控制系统的搭建 - 步进电机驱动电路的设计 - 步进式工件输送机的机械结构设计及搭建 - 控制程序的编写及调试设计流程•步进电机控制系统的搭建1.寻找适合的步进电机和驱动器2.搭建步进电机控制系统，并进行基本调试•步进电机驱动电路的设计1.了解常用的步进电机驱动电路设计方法2.根据步进电机型号和工作条件，选取合适的驱动电路设计方案•步进式工件输送机的机械结构设计及搭建1.根据工件输送的需求，设计步进式工件输送机的机械结构2.搭建机械结构，并与步进电机控制系统进行连接3.进行基本调试•控制程序的编写及调试1.了解步进电机的控制原理和控制方式，并编写相应的控制程序2.进行程序调试，测试工件输送的准确性和精度成果展示学生在课程结束后将完成一台步进式工件输送机，具备以下特点：- 快速精准地输送工件 - 控制程序稳定可靠 - 机械结构紧凑，占用空间小总结本课程设计旨在让学生掌握步进电机的控制和机械结构设计技能，通过课程的学习和实践，学生将获得实际的工程设计经验和技术能力提升。
实施方案•课程类型：选修•学时：32学时（含实验）•授课教师：具有相关理论和实践经验的教师•实验设备：–步进电机–步进电机驱动器–基础电路实验箱–3D打印机、机床等基础加工设备•课程评估：–实验报告–课程设计报告–课堂讨论和答辩教学方法本课程采用以下教学方法： - 理论授课：介绍步进电机的原理和控制方法，讲解步进式工件输送机的机械结构设计 - 实验演示：通过实验演示，让学生了解步进电机的控制方法和机械运作原理 - 设计实践：让学生根据课程要求，设计并搭建步进式工件输送机，并进行控制程序编写和调试 - 课堂讨论：对学生的实验结果进行讨论，引导学生思考问题和解决问题的方法，提高学生的动手能力和创新意识学习收获通过本课程的学习，学生将获得以下方面的收获： - 掌握步进电机的原理和控制方法，了解常用的步进电机驱动电路设计方法 - 熟练运用基本电子元件，如电容器、电阻、二极管等 - 了解机械结构设计的思路和方法，具备一定的创新意识和解决问题的能力 - 能够独立完成步进式工件输送机的设计、搭建和控制程序编写等工作注意事项在实验过程中要注意以下事项： - 必须遵守实验室的安全规定，注意使用电路实验箱和工作台等设备时的安全问题 - 在实验操作和电路组装过程中，不能随意更换设备或接线，以防意外事故的发生 - 操作实验设备时需要谨慎，以免损坏实验设备结语本课程设计充分考虑到学生的实际需要和工程设计实践，通过丰富的教学内容和实践操作，为学生提供了一个全面提高自身技术能力的平台。
步进送料机
1.1 精度分析
我们都知道齿轮传动的工作性能、承载能力及使用寿命都与齿轮的制作精度 有关，精度过低将影响齿轮传动的质量和寿命，而且精度过高又会增加制造 成本。因此在设计齿轮传动时，应根据工作情况合理选择齿轮的精度。 国家标准《渐开线圆柱齿轮精度》 国家标准《渐开线圆柱齿轮精度》和《锥齿轮精度》中规定，将影响齿轮传 锥齿轮精度》 动的各项精度指标分为Ⅰ 动的各项精度指标分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个公差组。各公差组对传动性能的影响 如下。 （1）第Ⅰ公差组精度等级 用于限制齿轮在一转内其会转角误差不得超过某 ）第Ⅰ 一限度，以保证运动传递的准确性。 （2）第Ⅱ公差组精度等级 用于限制传动时瞬时传动比的变化不得超过某一 ）第Ⅱ 限度，以减少冲击、震动和噪声，使运动传递平稳。 （3）第Ⅲ公差组精度等级 用于保证相啮合的两齿面接触良好，载荷分布均 ）第Ⅲ 匀。 标准中还规定齿轮精度分为12个等级，第一级最高，第12级最低。一般机械 标准中还规定齿轮精度分为12个等级，第一级最高，第12级最低。一般机械 中常用的精度等级为6 中常用的精度等级为6～9级。 齿轮的精度等级应根据传动的用途、使用条件、传动的功率、圆周速度及其 他技术要求规定。选择时，先根据齿轮的圆周速度确定第Ⅱ 他技术要求规定。选择时，先根据齿轮的圆周速度确定第Ⅱ公差组的精度等 级（见表4 ），第I公差组精度等级可比第Ⅱ 级（见表4-1），第I公差组精度等级可比第Ⅱ公差组精度等级低一级或同级， 第Ⅲ公差组精度等级不能低于第Ⅱ公差组精度等级。 公差组精度等级不能低于第Ⅱ
1.3 受力分析
图4-2（a）所示为一对标准直齿轮圆柱齿轮在标准 中心距安装条件下的受力情况。在分析齿轮传动 受力时，用齿宽中点的集中力代替沿齿宽的分布 力，并忽略摩擦力。当转矩T 由主动轮1 力，并忽略摩擦力。当转矩T1由主动轮1传递给齿 轮2时，齿轮间的作用力是沿着啮合线作用在齿面 上的，此力的方向即为齿面在该点的法线方向， 故称为法向力F 。为了便于分析，在节点处将F 故称为法向力Fn。为了便于分析，在节点处将Fn 分解为两个互相垂直的力，图4 分解为两个互相垂直的力，图4-2（b）表示出作用 于齿轮1上的法向力F 于齿轮1上的法向力Fn的分解情况：与分度圆相切 的圆周力F 和沿半径方向作用的径向力F 的圆周力Ft和沿半径方向作用的径向力Fr。
步进输送机设计说明书
步进输送机设计说明书I 步进输送机设计摘要步进输送机是在一定的线路上间断输送物料的运输机械，在工业自动化生产线上应用极为广泛。
可以进行生产线上产品的步进输送，步进输送有一段停顿时间，可以对产品进行加工处理。
步进输送运动平稳，并能适应一定重量的工件输送，是一种被广泛应用于生产的输送设备。
此次所设计的步进输送机是通过四连杆机构带动滑架进行来回的往复运动，滑架的两侧有间距相等的两排L型挡块，输送物品时由挡块进行推动，四连杆的往复摆动促使L型挡块回来的时候会从工件底部滑过，从而达到步进输送的目的。
此次课题的设计内容主要包括了电动机选择、减速器的设计、开式齿轮的设计以及四连杆机构的设计。
本次我是要通过机械原理、机械设计、机械制图等等一系列学习过的理论基础，加上一些对其他类似的输送机的结构了解，并且通过查找更多的相关资料进行方案的设计，并通过计算机制图，直观的描绘出步进输送机的结构及工作原理。
选择步进输送机这种生产机械的设计作为毕业设计的选题，能培养了我的机械设计中的总体设计能力，将大学中所学的有关机械原理方案设计、运动和动力学分析、机械零部件设计理论、方法、结构及工艺设计等内容有机地结合进行综合设计实践训练，与实际的联系更为紧密，以及独立解决工程实际问题的能力。
它还增强了我的机械构思设计和创新设计能力。
关键词：步进输送，四连杆机构，减速器。
II 步进输送机设计AbstractStep conveyor transport machinery intermittent transport of materials in certain lines，production line applications in industrial automation is extremely broad. Can production line stepper delivery stepping conveying a pause time, to process the product. Step conveyor movement is smooth, and able to adapt to a certain weight of the work piece conveying, is a widely used in the production of transportation equipment.The design step conveyor through the four-bar linkage driven carriage back and forth reciprocating motion, the two rows of equally spaced L-shaped block on both sides of the carriage, conveying goods from the block to promote. Thefour-link swing back and forth to promote the L-shaped block back from the work piece bottom of the slip, so as to achieve the purpose of stepping transportation. The design of the subject including the motor selection, gear design, the design of open gears and four-bar linkage design.The mechanical principles, mechanical design, mechanical drawing a series of learning the theoretical basis, together with some other similar conveyor structure to understand, and by looking for more information on program design,and through computer graphics, intuitive depiction of the structure and working principle of stepper conveyor.Step conveyor of this production machinery design as a graduate design topics, to cultivate the ability of the mechanical design of the overall design, the design of mechanical principles, the University movement and dynamics analysis, mechanicalthe contents of the component design theory, methods, structure and process design combines integrated design practice, training, closer to the actual contact, as well as the ability to solve practical engineering problems independently. It also enhances the mechanical conceptual design and innovative design capabilities.Keywords: Stepping transportation, Four-bar linkage, ReducerIII 步进输送机设计目录1 绪论 (1)1.1输送机的历史 ........................................................................... .. (1)1.2 输送机的分类 ........................................................................... ....................................................... 1 1.3 发展趋势 ........................................................................... (2)2 总体方案设计 (3)2.1 课题的设计要求与主要技术参数 ........................................................................... .. (3)2.2 研究方案 ........................................................................... (3)3 执行装置的设计 (5)3.1 总摩擦力的计算 ........................................................................... (5)3.2 输送总长的计算 ........................................................................... ................................................... 5 3.3 机架的设计 ........................................................................... ........................................................... 5 3.4 平面四连杆机构的设计 ........................................................................... (7)4 传动装置的设计 (18)4.1 电动机的选择 ........................................................................... .. (18)4.2 传动比的确定 ........................................................................... ..................................................... 18 4.3 各轴的转速计算 ........................................................................... ................................................. 19 4.4 各轴的输入功率 ........................................................................... ................................................. 19 4.5 各轴的输入转矩 ........................................................................... ................................................. 19 4.6 蜗轮蜗杆减速器的设计 ........................................................................... ..................................... 20 4.7 蜗杆轴的设计 ........................................................................... ..................................................... 25 4.8 蜗轮轴的设计 ........................................................................... ..................................................... 29 4.9 箱体的设计 ........................................................................... ......................................................... 33 4.10传动机构的设计 ........................................................................... ................................................ 34 4.11 高速轴的设计 ........................................................................... ................................................... 39 4.12 低速轴的设计 ........................................................................... (44)5 三维建模 .................................................... 486 结论 ........................................................ 51 参考文献 ...................................................... 52 致谢 (53)1 步进输送机设计1 绪论1.1输送机的历史步进输送机是输送机的其中一种，输送机可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线需要。
工件步进输送机设计
工件步进输送机设计
一、设计目标
设计一套能够满足工作需要的步进输送机，该机器可以将工件进行传送，达到自动化生产的效果。
二、设计要求
1.输送带宽度为400毫米。
2.输送速度不少于5米/分钟。
3.传送带必须具备自动停止功能。
4.步进距离不得超过5毫米。
5.输送带上应该具备称重传感器和计数器，方便对工件重量和数量进行监控。
6.控制系统采用PLC控制。
三、设计方案
1.输送带
输送带采用PVC或PU材质制成，具备耐磨性和耐腐蚀性。
2.驱动装置
工件步进输送机采用直流电机驱动，通过齿轮传动实现加速和减速，实现步进式传送。
同时，驱动装置配备减速机和反转器，确保输送带的正常运转。
3.控制系统
采用PLC控制器，与称重传感器和计数器进行联动，实现自
动计数和称重，并能够通过触摸屏设置输送带的速度和步进距离，确保输送带的正常运转。
4.停止系统
若发生异常情况，例如输送带断开或异常震动，控制器会自动停止输送带的运转，确保工件安全传送。
五、结论
通过上述设计方案，可以制作一套满足需求的工件步进输送机，实现自动化生产，提高工作效率，确保工件质量。
步进式工件输送机设计说明书
目录一．电动机的选择 (1)1.1选择电动机类型和结构形式 (1)1.2电动机容量的选择 (1)1.3确定电动机的转速 (1)二．确定传动装置的总传动比和分配传动比 (2)2.1总传动比 (2)2.2分配减速器的各级传动比直齿轮圆锥齿轮传动比 (2)三 .计算传动装置的运动和动力参数 (2)3.1各轴的转速 (2)3.2各轴的输出、输入功率 (3)3.3各轴输入、输出转矩 (3)四.减速器结构的设计 (4)4.1机体结构 (4)4.2铸铁减速器机体的结构尺寸见下表 (4)五.传动零件的设计计算 (5)5.1减速器外传动零件的设计 (5)5.2减速器内传动零件的设计 (6)六.轴的计算 (11)6.1减速器高速轴I的设计 (11)6.2Ⅱ轴的计算 (15)6.3Ⅲ轴的设计 (15)七.装配图设计 (16)7.1装配图的作用 (16)7.2减速器装配图的绘制 (16)八．设计小结 (17)九．参考文献 (18)一．电动机的选择1.1 选择电动机类型和结构形式根据所给条件中工作场地的要求：每天两班制工作，载荷为中等冲击，工作环境为室内、较清洁，三相交流电源，所以选择电动机为Y 系列380V 三相笼型异步电动机。
1.2 电动机容量的选择在课程设计中，只需使电动机的额定功率d P c 等于或大于电动机的实际功率d P ，即d P P ≥cd 就可以了。
电动机的输出功率为ad ηWP P =，W P ：工作机所需输入功率，a η：传动装置总效率。
工作机所需功率，由机器工作阻力和传动参数计算求得：w 325.1w 100053.025001000v K K Kw F P W =⨯==传动装置总效率a η为n 21a ...ηηηη=。
1η为联轴器传动效率，2η为滚动轴承传动效率，3η为圆锥齿轮传动效率，4η为圆柱齿轮传动效率，5η为开式齿轮传动效率，6η为工作机构效率。
经查书得：,99.01=η98.02=η96.03=η，97.04=η，96.05=η，95.06=η。
步进式输送机综合设计
建模及过程介绍
• 设定工作环境，确定位置
• 根据点依次建立构件模型
• 添加转动副及驱动
• 建立推动加工工件的挡板
• 添加机架构件
• 数据曲线及演示动画的得出
机构尺度综合
• • • • • • • • • 底板架的高度为——700mm 底板的长度为——1800mm 底板的宽度为——400mm 杆AB的长度为——195mm 杆CC1的长度为——870mm 杆BD的长度为——570mm 杆CE的长度为——435mm 杆CD的长度为——300mm AD之间的长度为—— 397.5mm 电机主轴距离O点的距离 为——180mm 铰链点E与E1之间的距离 为——870mm 点D与D1间的距离为—— 870mm 点C1与D1 本次步进输送机的主要特点： 一、采用了连杆机构来完成机构的设计； 二、采用电动机作为机构的动力装置。 主要优点是：架构简单，连杆组的结构可以很好的保证挡 板可以进行一段水平运动。在运动过程中，挡板能够适 时的退到平台以下，可以保证步进输送机的平稳输送货 物。机构采用杆组结构，链接安全可靠，维护方便可以 大量节约成本。而其它几种方案，要么成本太高，要么 结构不够稳定。都有各自的缺陷。可以说这个设计是用 简单的方法实现了复杂的运动过程，并且操作运用都较 为简单。
相关设计要求
水平直线段，其长度 a=300mm，允许±20mm
电机驱动，即必须有曲柄 输送 架上任一点的运动轨迹近似为虚 线所示闭合曲线
.
轨迹曲线的CDE段的最高点低于 直线段AB的距离至少为b=50mm
模型的选型设计
曲柄滑块机构
液压凸轮机构
曲柄连杆机构
机构尺度综合
• 利用解析法，如图， ABCE是曲柄摇杆的四 杆机构，而三角板的 另一个顶点P点要求水 平段三百毫米，在水 平段上取三个点，端 点及中点，然后初步 取AB段杆长，列出方 程。并且结合Adams软 件的模拟分析，得到 要求的尺寸，并在此 基础上完成整个模型 的建立
步进送料机设计说明书
《机械综合课程设计》设计题目：步进送料机传动系统设计院系：机械工程系专业班级： 2013级铁道车辆2班*名：**学号：********指导教师：**西南交通大学峨眉校区目录第1章步进送料机传动系统的总体方案拟定 (4)1.1功能分析 (4)1.2步进送料机原理设计 (4)1.3设计任务 (5)1.4设计提示 (6)1.5设计思路 (6)1.6输送方案1 (8)1.7输送方案2 (8)1.8输送方案3 (9)1.9方案评选 (9)第二章机构尺寸综合及机构仿真 (10)2.1运动轨迹分析 (10)2.2杆长综合 (10)2.3杆长检验及仿真运动轨迹 (11)2.4机构仿真 (12)2.5运动方案简图，运动循环图，速度，位移，加速度图以及运动分析 (13)第三章动力传动综合 (19)3.1工作原理 (19)3.2传动比与减速箱齿轮设计 (19)3.3电机选择 (20)第四章PROE三维建模及几何尺寸 (21)第五章实物搭建 (26)第六章设计总结 (28)九、参考资料............................................................................................................................................... - 29 -第1章 步进送料机传动系统的总体方案拟定1.1功能分析为实现步进送料机输送工件的任务，输送架的运动功能可分解为两种工艺动作：1、输送架送料过程，输送架往前水平移动，移动a 距离，耗时1t ，即工件动的时间为1t 。
2、输送架回程，输送架往前水平移动a 距离后，回到1t 前的状态，这时输送架要进行水平往后运动行程示意图竖直方向上的复合运动，以满足设计要求的回程曲线，耗时2t ，即工件停的时间为2t . t 1=2s,t 2=4 s ；即速比系数K=t 2/t 1=2； 因为22412===-+=t t K θπθπ；由此可知极限夹角θ=600； 1.2步进送料机原理设计设计某自动生产线的一部分——步进送料机。
步进输送机计算说明书
机械原理课程设计计算说明书题目：步进输送机的设计姓名：**学号： *******专业：机械设计及自动化指导老师：***目录一、工作原理二、原始数据及设计要求三、执行机构工作原理的分析四、机构工作循环图的拟定五、机构运动方案的拟定六、机构的设计计算过程七、机构运动分析校检计算八、设计计算结果附表九、主要参考文献十、设计心得体会工作原理步进输送机是一种能间歇的输送工件，并使其间距始终保持稳定步长的传送机械。
下图是运动示意图，工件经过个短板从料轮滑落到辊道上，隔板作间歇往复直线运动，工件按一定的时间间隔乡下滑落。
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抓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，该推抓早已复位并推动新工件移动，于此同时，该推爪前方的推爪也推动前工位的工件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。
原始数据及要求（1）输送工件形状和尺寸如图所示，输送步长H=840mm。
（2）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值为1.7左右。
（3）滑架导轨水平线至安装平面的高度在1100mm以下。
（4）电动机的功率可以选用1.1KW，1400r/min左右（Y90S-4）。
执行机构的运动分析1.构件组成滑架作水平往复运动；插板作有停歇的水平往复运动。
2.机构的运动过程分解初始状态(t=0)：滑架处于正的行程起点，工件1已经落在辊道上；插板处于闭合状态。
过程一（t=0-t1）滑架从起点开始到达正的行程终点，同时推抓推动工件完成输送步长840mm；这个过程插板始终保持闭合。
状态一(t=t1)滑架开始急回运动，插板开始张开；工件1停止在当前位置并且在本次循环中不再运动，等待下一次推程。
步进输送机设计计算说明书
步进输送机设计计算说明书姓名：学号：20061150班级：机械11班指导老师：何朝明2009年6月目录第1章问题的提出 (2)1.1引言 (2)1.2国内外输送机发展历史 (2)1.3输送机的分类 (3)第2章设计要求与设计数据 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 性能数据要求 (4)2.3 设计用途 ......................................................................错误！未定义书签。
第3章机构选型设计 (5)3.1 设计方案1 (5)3.2 设计方案2 ...................................................................错误！未定义书签。
第4章机构尺度综合 (7)4.1尺寸的得出 (7)4.2机构尺寸计算结果 (7)第5章机构运动分析 ..........................................................................错误！未定义书签。
5.1步进输送机运动学方程 ...............................................错误！未定义书签。
5.1.1 步进输送机初始状态 ...............................................错误！未定义书签。
5.1.2步进输送机平动过程 (10)5.2 运动学分析结果 (15)第6章机构动力分析 ..........................................................................错误！未定义书签。
6.1步进输送机的动力分析 ...............................................错误！未定义书签。
步进送料机设计说明书
《机械综合课程设计》设计题目：步进送料机传动系统设计院系：机械工程系专业班级：2013级铁道车辆2班姓名：赖鑫学号：20137562指导教师：何俊西南交通大学峨眉校区目录第1章步进送料机传动系统的总体方案拟定 (4)1.1功能分析 (4)1.2步进送料机原理设计 (4)1.3设计任务 (5)1.4设计提示 (6)1.5设计思路 (6)1.6输送方案1 (8)1.7输送方案2 (8)1.8输送方案3 (9)1.9方案评选 (9)第二章机构尺寸综合及机构仿真 (10)2.1运动轨迹分析 (10)2.2杆长综合 (10)2.3杆长检验及仿真运动轨迹 (11)2.4机构仿真 (12)2.5运动方案简图，运动循环图，速度，位移，加速度图以及运动分析 (13)第三章动力传动综合 (19)3.1工作原理 (19)3.2传动比与减速箱齿轮设计 (19)3.3电机选择 (20)第四章PROE三维建模及几何尺寸 (21)第五章实物搭建 (26)第六章设计总结 (28)九、参考资料............................................................................................................................................................ - 29 -第1章 步进送料机传动系统的总体方案拟定1.1功能分析为实现步进送料机输送工件的任务，输送架的运动功能可分解为两种工艺动作：1、输送架送料过程，输送架往前水平移动，移动a 距离，耗时1t ，即工件动的时间为1t 。
2、输送架回程，输送架往前水平移动a 距离后，回到1t 前的状态，这时输送架要进行水平往后运动行程示意图竖直方向上的复合运动，以满足设计要求的回程曲线，耗时2t ，即工件停的时间为2t . t 1=2s,t 2=4 s ；即速比系数K=t 2/t 1=2； 因为22412===-+=t t K θπθπ；由此可知极限夹角θ=600； 1.2步进送料机原理设计设计某自动生产线的一部分——步进送料机。
工件步进输送机设计
工件步进输送机设计摘要工件步进输送机用于间歇地输送工件，到达预定位置。
传统输送机通过电动机采用普通减速器多级变速实现，传动装置结构尺寸大。
为了使装置结构紧凑，传动效率高，本文完成了采用行星减速器为传动系的步进输送机的设计与研究。
本文对工件步进输送机的研究要点如下：（1）介绍了现有工件输送机的类型、发展趋势和研究本课题的目的、意义，分析了输送机国内外的研究现状。
（2）在完成对工作机构的设计、确定电动机的类型的情况下，建立了两种传动系减速方案，通过方案对比，择优选择出采用行星齿轮减速器的步进输送机传动方案，并对此方案的可行性进行了分析。
（3）进行了工件步进输送机的总体结构设计，重点设计了行星齿轮减速器总体及部分零件的结构，并详细绘制了关键零件的工作图。
（4）同时运用计算机辅助软件对工作机构及传动系进行运动仿真分析，为进一步改进传动结构提供理论依据。
关键词：工件步进输送机电动机行星齿轮减速器设计仿真Workpiece stepping conveyor designAbstractWorkpiece stepping conveyor used intermittently transportation workpiece, arrived at the scheduled position. Traditional conveyor by using common reducer multistage variable speed motors, transmission device structure size realization. In order to achieve high transmission efficiency, we completed a planetary reducer for transmission by the workpiece stepping conveyor design and research.This article on the stepping conveyor research points as follows:(1)Introduces existing workpiece, the types of belt conveyor development trend, and study of this subject, analyzes the purpose and significance of the research situation at home and abroad.(2) After finishing the design of working mechanism and determine the type of situation motor, set up two kinds of transmission deceleration scheme, through the scheme contrast, technical selected the planet gear reducer stepping conveyor transmission scheme, and the feasibility of this plan are analyzed.(3) Underwent workpiece stepping conveyor the overall structure design, focusing on the planet gear reducer design of the structure of overall and parts, and detailed the key parts mapped the working drawing.(4) At the same time using computer-aided software to work institutions and drivetrain motion simulation analysis, for further improved transmission structure provides theory basis.Keywords:workpiece stepping conveyor; motor ;planetary gear reducer ;design; simulation目录1. 绪论 (I)1.1 引言 (1)1.1.1 输送机的类型及特性介绍 (1)1.1.2 工件步进输送机的工作原理 (2)1.1.3 输送机的发展趋势 (3)1.2 研究的目的和意义 (3)1.3 国内外研究现状 (4)1.4 主要研究内容 (4)1.4.1 课题任务 (4)1.4.2 课题所要完成的主要工作 (5)2. 步进输送机方案设计 (6)2.1 工作机构的设计与分析 (6)2.1.1 工作机构型式的选择 (6)2.1.2 设计机构的具体尺寸 (6)2.1.3 机构的速度分析 (8)2.2 选择电动机 (9)2.2.1 选择电动机的类型 (9)2.2.2 选择电动机的容量 (9)2.3 传动方案的对比分析及优选 (10)2.3.1 选择传动形式 (10)2.3.2两种传动方案对比分析及优选 (10)3. 行星齿轮减速器性能参数设计.......................... 错误!未定义书签。
【精品毕设】机械原理课程设计计算说明书步进输送机
（3）步进输送机构运动简图应进行多方案比较。工件的运送要求平稳并有较高的定位精度。进行方案评价时，侧重点应放在运动和动力功能质量方面（工件停止在工位上之前的速度变化应尽量平缓）。
构件及移动副：7个构件，转动副7个，移动副3个，共9个低副1个高副，其中滚子5带来局部自由度1个；
自由度：F=3×7—2×9—1—1=1
运动说明：凸轮E为原动件，当转至远休止时，推动滚子5向上，同时杆7向上运动使得杆3与杆4张角增大，1、2滑块同时向两侧滑动打开送料口，挡板恰不影响送料，当凸轮向近休止转动时，滑块1、2在弹簧的作用下向中心滑动，挤压杆3、4，使其夹角减小，同时杆7向下运动使滚子始终与凸轮接触，至近休止处，送料口完全被挡板挡住。
3
优点：主要通过对心直动滚子推杆盘形凸轮机构实现对下料的控制，当远休止时，两边滑块压缩弹簧下料口恰好完全打开，凸轮再转过一点小角度下料口在弹簧弹力的作用下开始关闭当到达近休止时已完全关闭。可通过调整凸轮形状以及滑块距离下料口的距离、弹簧劲度系数实现以上要求。整体无过强的刚冲击。
缺点：两侧滑块收到的摩擦力可能较大。滚子与凸轮接触为线接触，滚子易打滑。
构件及移动副：共有3个活动构件，4个平面低副。
自由度：F=3×3-2×4=1
运动说明：凸轮1为原动件，凸轮1转动带动焊接件2整体向左运动，同时滑块C在杆3上作上下滑动，由此再带动平台作作用滑动。
2
优点：电动机输出动力，主动件做周转运动，带动摆杆在一定可控角度内作摆转运动，运转相对稳定，且保证了输送滑架的往复运动。摆杆摆动角度区间可根据需要制定，滑块保证了不存在过强的刚性冲击以及过大的力矩。
步进输送机 机械原理课程设计说明书
编号学号Z080314——机械原理课程设计说明书——————步进输送机系别：专业：班级：设计者：辅导老师：前言人们在长期的生产实践和社会生活中，为了节省劳动，提高效率，不断改进所使用的工具从而创造和发明了机械和机械科学。
然而在当今社会，使用机器进行生产的水平已成为衡量一个国家生产技术水平和现代化程度的标志之一。
其中机械设计扮演着很重要的角色。
本书以市场为导向，采用详图详解的方式对步进输送机进行精刨，通俗易解。
为业余爱好者及商家提供了解的平台。
通观总过程，设计本着以下原则：1、满足功能性要求：机械设计的目的就是要实现预定的目标，本设计也步例外，经过对数位著名教授所编书籍的精读，确定最终方案。
2、满足可靠性要求：为不使机械在于预期时间内发生破坏、零件过度磨损、变形而导致失效，强烈的震动和冲击而损坏机器的工作性能，为保证人身和财产安全，对机械的整体设计及零部件的强度设计都做了严格的要求。
3、满足经济要求：机械产品的经济体现在设计、制造、销售和使用的全过程，产品的成本很大程度上取决于设计阶段。
本设计在保证机器质量的前提下，降低了原材料的消耗；在满足要求的前提下，采用了价格低廉的原材料；采用标准零部件，并充分考虑其工艺性以减少加工成本。
编者2009-12-25目录一、步进输料机的主要设计过程 (4)二、步进输料机结构简图 (4)三、设计简述 (4)3.1工作原理 (4)3.2传动方案 (5)3.3设计要求 (6)四、部分结构解析 (6)4.1直齿齿轮分析 (6)4.1.1精度分析 (7)4.1.2齿轮副的侧隙分析 (9)4.1.3受力分析 (9)4.1.4载荷分析 (11)4.1.5齿面接触疲劳强度计算 (12)4.1.6齿根弯曲疲劳强度计算 (13)4.2V带传动分析 (15)4.2.1带传动受力分析 (15)4.2.2带出动的传动比 (17)4.3凸轮机构及其设计 (19)4.3.1强等加速减速运动规律 (19)4.3.2用解析法设计盘型凸轮轮廓 (21)4.3.3滚子直动从动件凸轮机构 (22)4.4轴的分析及其设计 (24)4.4.1轴的概述 (24)4.4.2提高轴刚度和强度的措施 (25)五、自我评价 (28)六、参考书籍 (29)七、附图 (29)一、步进输料机的主要设计过程产品规划阶段 市场需求调查 提出开发计划 设计任务书拟定总体布局 寻求解决方案 功能分析方案设计阶段机械运动方案设计 原理方案图装配图 总体结构设计 主要尺寸及参数设计技术设计阶段零部件结构设计 零件图 技术文档步进输送机的主要设计过程二、步进输料机结构简图（见书后附图）三、设计简述§3.1工作原理当电源接通后，电动机带动带轮1转动，带轮2通过V型带与带轮3相连，（其中带轮3与齿轮4、凸轮5通过轴连接，）带轮3内部的星心轮把电动机的转速ω降到一定的转速ω1,则此时齿轮与凸轮的转速相同，既是ω1。
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目录一．电动机的选择 (1)1.1选择电动机类型和结构形式 (1)1.2电动机容量的选择 (1)1.3确定电动机的转速 (1)二．确定传动装置的总传动比和分配传动比 (2)2.1总传动比 (2)2.2分配减速器的各级传动比直齿轮圆锥齿轮传动比 (2)三 .计算传动装置的运动和动力参数 (2)3.1各轴的转速 (2)3.2各轴的输出、输入功率 (3)3.3各轴输入、输出转矩 (3)四.减速器结构的设计 (4)4.1机体结构 (4)4.2铸铁减速器机体的结构尺寸见下表 (4)五.传动零件的设计计算 (5)5.1减速器外传动零件的设计 (5)5.2减速器内传动零件的设计 (6)六.轴的计算 (11)6.1减速器高速轴I的设计 (11)6.2Ⅱ轴的计算 (15)6.3Ⅲ轴的设计 (15)七.装配图设计 (16)7.1装配图的作用 (16)7.2减速器装配图的绘制 (16)八．设计小结 (17)九．参考文献 (18)一．电动机的选择1.1 选择电动机类型和结构形式根据所给条件中工作场地的要求：每天两班制工作，载荷为中等冲击，工作环境为室内、较清洁，三相交流电源，所以选择电动机为Y 系列380V 三相笼型异步电动机。
1.2 电动机容量的选择在课程设计中，只需使电动机的额定功率d P c 等于或大于电动机的实际功率d P ，即d P P ≥cd 就可以了。
电动机的输出功率为ad ηWP P =，W P ：工作机所需输入功率，a η：传动装置总效率。
工作机所需功率，由机器工作阻力和传动参数计算求得：w 325.1w 100053.025001000v K K Kw F P W =⨯==传动装置总效率a η为n 21a ...ηηηη=。
1η为联轴器传动效率，2η为滚动轴承传动效率，3η为圆锥齿轮传动效率，4η为圆柱齿轮传动效率，5η为开式齿轮传动效率，6η为工作机构效率。
经查书得：,99.01=η98.02=η96.03=η，97.04=η，96.05=η，95.06=η。
79.095.096.097.096.098.099.03=⨯⨯⨯⨯⨯=a η。
电动机功率为w 68.179.0325.1ad K Kw P P W===η。
查表，选Y 系列三相异步电动机，Y100LI-4，额定功率d P c 为2.2Kw 。
1.3 确定电动机的转速工作机构的转速为min /40n r =，由书查的圆锥-圆柱齿轮的传动比一般范围为15~8i =a ，故电动机转速min /1200~640240)15~8(n ''r n i a d =⨯⨯=•=。
根据额定功率d P P ≥cd 且转速满足640r/min<min /1200r n d <,选电动机型号为Y112M-6。
其主要性能如下：二．确定传动装置的总传动比和分配传动比2.1 总传动比总传动比75.1180940===n n i m a 2.2 分配减速器的各级传动比直齿轮圆锥齿轮传动比按直齿轮圆柱齿轮传动比938.275.1125.0i 25.0i =⨯=≈a 锥 锥齿轮的传动比一般不大于3，故取3=锥i ，则917.3375.11i ==柱，实际总传动比751.11917.33i i i =⨯=•=柱锥实，Δi=0.001,满足要求。
三 、计算传动装置的运动和动力参数3.1 各轴的转速m in /940n Ⅰr n m ==r/min 33.3133940I II ===锥i n nr/min 80r/min 992.79917.333.313n n ≈===柱i II III 3.2 各轴的输出、输入功率Kw P P d I 663.199.068.11≈⨯=•=η入w 63.198.0663.12K P P I I ≈⨯=•=η入出w 565.196.063.13K P P I II ≈⨯=•=η出入 w 534.198.0565.12K P P II II ≈⨯=•=η入出 w 488.197.0534.14K P P II III ≈⨯=•=η出入 w 458.198.0488.12K P P III III ≈⨯=•=η入出 w 440.196.0458.15K P P III ≈⨯=•=η出开出 w 368.195.0440.16K P P ≈⨯=•=η开出机3.3 各轴输入、输出转矩m N n P T m d •=⨯=•=07.1794068.195509550d m N n P T I I •=⨯=•=90.16940663.195509550I 入入m N n P T I I •=⨯=•=56.1694063.195509550I 出出 m N n P T II II •=⨯=•=70.4733.313565.195509550II 入入m N n P T II II •=⨯=•=75.4633.313534.195509550II 出出mN n P T III III •=⨯=•=63.17780488.195509550III 入入m N n P T III III •=⨯=•=05.17480458.195509550III 出出m N n P T •=⨯=•=8.34340440.195509550开开出开四. 减速器结构的设计4.1机体结构减速器机体是用以支持和固定轴系的零件，是保证传动零件的啮合精度，良好润滑及密封的重要零件，其重量约占减速器总重量的50%。
因此，机体结构对减速器的工作性能，加工工艺，材料消耗，重量及成本等有很大的影响。
机体材料用灰铸铁（HT150或HT200）制造，机体的结构用剖分式机体。
4.2 铸铁减速器机体的结构尺寸见下表五. 传动零件的设计计算5.1 减速器外传动零件的设计设计采用联轴器，通过联轴器直接把电动机和减速器联接5.2 减速器内传动零件的设计5.2.1 圆锥直齿齿轮传动的计算选择齿形制GB12369-90，齿形角为20°设计基本参数与条件：齿数比3u =，传递功率Kw P 63.11=，主动轴转速m in /9401r n =，采用两班制工作，小锥齿轮悬臂布置。
5.2.1.1选择齿轮材料和精度等级a. 小齿轮材料选取45号钢调制，大齿轮材料选取45号钢正火。
小齿轮齿面硬度为250HBS,大齿轮齿面硬度为210HBS 。
b. 精度等级取8级。
c. 试选小齿轮齿数②，取572=z5.2.1.2按齿面接触疲劳强度设计查机械设计书公式（10-26）齿面接触疲劳强度设计公式32121)5.01()][(92.2d uT K Z R R t H E t φφσ-⨯≥a. 试选载荷系数：6.1=t K 。
b. 计算小齿轮传递的扭矩：mm N P T •=⨯=1.16560n 1055.91161 c. 取齿宽系数：30.0=R φd. 确定弹性影响系数：21a 8.189MP Z E =e. 确定区域系数：标准直齿圆锥齿轮传动：5.2=H Zf. 根据循环次数公式10-13，计算应力循环次数：9h 111017.2830082194060n 60⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==）（jL N912109.0u⨯==N N g. 查图10-19得解除疲劳寿命系数：95.0,94.021==HN HN K K h. 查图10-21（d ）得疲劳极限应力：MPa MPa H H 570,6002lim 1lim ==σσ i. 由式10-12计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数MPa S K S H H HN H H 564][0.11lim 11===σσ，，MPaS K HH HN H 5.541][2lim 22==σσj. 由接触强度计算出小齿轮分度圆直径：≥t 1d 49.97mm, 则=-=)5.01(11R t m d d φ42.47mmk. 齿轮的圆周速度s m n d m /09.2100060v 11=⨯∏=l. 计算载荷系数，试选17.1v =K ，查表10-2得0.1=A K ,1==ααF H K K ,be 5.1βββH F H K K K ==，25,1be =βH K ，所以875.1==ββF H K K ，接强度载荷系数19.2875.1117.10.1=⨯⨯⨯==βαH H V A K K K K Km. 按载荷系数校正分度圆直径 ==311d tt K Kd 55.48mm ==11m z d 2.92取标准值，模数圆整为m=3mmn.计算齿轮的相关参数mm mz 57193d 11=⨯==，mm mz 171573d 22=⨯==︒==43.18arctan211z z δ，︒=-=57.719012δδ mm z z R 12.9021)(d 2121=+=0. 确定齿宽：==R b R φ27.036mm 圆整取mm b 27b 21==5.2.1.3 校核齿根弯曲疲劳强度 a. 载荷系数K=2.19 b. 当量齿数0.20cos 111==δz z v ,3.180cos 222==δz z v c. 查表10-5的80.21=αF Y ,55.11=αS Y ,13.22=αF Y ,85.12=αS Yd. 取安全系数4.1=F S 由图10-18得弯曲疲劳寿命系数9.0,92.021==FN FN K K 查图得弯曲疲劳极限为：,4401MPa FE =σ,4252MPa FE =σ许用应力a 1.289][111MP S K FFE FN F ==σσ， a 2.273][222MP S K FFE FN F ==σσ e. 校核强度，由式10-23 ][z)5.01(2221F R SaFa F bm Y Y KT σσ≤Φ-=计算得11][a 50.93F F MP σσ<=,22][a 81.80F F MP σσ<=,可知弯曲强度满足，参数合理。
5.2.2 圆柱齿轮传动的设计计算已知输入功率1=1.663P Kw ,小齿轮的转速为1n 313.33/min r =，大齿轮的转速为180/min n r =，传动比 3.917i =，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天）两班制。
5.2.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 a. 选用直齿圆柱齿轮b. 输送机为一般工作机构，速度不高，故选用8级精度。
c. 材料选择：小齿轮材料为r 40C （调制），硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢（调制），硬度为240HBS 。
d. 选小齿轮齿数，则123z =，2 3.917239z =⨯=。
5.2.2.2按齿面接触疲劳强度设计，1 2.32t d ≥a. 确定公式内的各计算值1).试选载荷系数 1.5t K = 2）计算小齿轮传递的扭矩：5542195.51095.510 1.565 1.9510313.33I P T N mm n ⨯⨯⨯===⨯•3）选取齿宽系数1d φ=4）查得材料弹性影响系数12189.8E Z Mpa =5)按齿面的硬度查得小齿轮的解除疲劳强度极限lim1600H Mpa σ=，大齿轮的解除疲劳强度极限lim2550H Mpa σ= 6）计算应力循环次数：小齿轮：816060313.331(283005) 4.51210a N njl ==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯大齿轮：8812 4.51210 1.15210u 3.917N N ⨯===⨯ 7)查得接触疲劳寿命系数10.97HN K =,20.99HN K =. 8)计算接触疲劳许用应力[]1lim110.97600582Hl H H K Mpa s σσ==⨯=，[]2lim220.99550544.5Hl H H K Mpa sσσ==⨯=。