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22

412===-+=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。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1.1 步进送料机

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。

1.3设计任务

1. 至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；

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.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。

6. 编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。

7. 在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。

1.4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）。

1.5设计思路

连杆机构的特点：

1）其运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证机构的可靠性有利。

2）在连杆机构中，在原动件的运动规律不变的条件下，可用改变各机构的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。

3）在连杆机构中，在连杆上各点的轨迹是各种不同的形状的曲线，其形状随着各构件的相对长度的改变而改变，故连杆曲线的形式多样，可用来满足一些特定的工作需要。

利用连杆机构还可以很方便地改变运动的传递方向，扩大行程，实现增力和远距离传动等目的。

图1.2连杆机构

齿轮机构的特点：

齿轮机构是在各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有传递功率范围大，传动功率高，传动比准确，使用寿命长，工作可靠等优点。

图1.3 齿轮机构

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，故采用应平面连杆机构和齿轮机构。

1.6输送方案1

把需要实现的走行轨迹做成槽形凸轮固定在机架上，有主动件曲柄带动输送架左右往返运动，输送架在左右往返的同时由滚子沿着槽形凸轮轨迹运动，实现输送架对被输送物品的间歇动停输送功能。如图所示。

方案1图例

1.7输送方案2