机械原理课程设计(步进输送机)

2011 机械原理课程设计说明书

目录

一.设计任务书

◆ 1.1课程名称: 步进输送机构 (3)

◆ 1.2运动要求和计算基本数据 (3)

二.机构方案的选定

◆ 2.1轨道平台的移动 (3)

◆ 2.2下料机的设计 (4)

三.主要机构的设计计算

◆ 3.1导杆机构的杆长设计 (6)

◆ 3.2运动循环图 (8)

◆ 3.3凸轮机构设计 (8)

◆ 3.4插板相连的四杆机构的设计 (10)

◆ 3.5速度和加速度的分析与计算（图解法） (12)

◆ 3.6速度和加速度的分析与计算（解析法） (24)

四.收获体会、建议 (28)

五.参考文献 (28)

机械课程设计说明书

一.设计任务书

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：

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

2.下料机构的设计（插板的移动）

我们组经过讨论运用了：

1）采用凸轮导杆机构 2）采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合 3）采用四杆机构

三.主要机构的设计计算

1.导杆机构的杆长设计1）有关系数计算

2）杆长计算

图2.1

3.凸轮机构设计

我们采用的是对心滚子推杆盘形凸轮机构。

一.凸轮基本数据：

1.基圆半径Rb=30mm

2.滚子半径R=3mm

3.凸轮的行程h=40mm

二．1送料时凸轮的设计

在传送工件时，要求凸轮能带动四杆机构来实现把工件挡住，防止工件下落。

2.回程时凸轮的设计

挡住工件的摆杆在凸轮的带动下不断的退出，使工件下落。当工件下落后又能迅

3.凸轮的运动规律曲线

图3.2.3

推程是40mm,所以摆杆BC 摆过的角度最大为17度，凸轮转过的角度与摆杆摆过的角度成一定的函数关系，这里我们用了线性函数，如图3.2.3 已知物体的高度h 为80mm ，

t===0.13962s

=t=20.13962=0.279 rad=

∴凸轮转，摆杆摆动带动插板慢慢打开，插板完全打开后摆杆就不动，等物体整个完全落下时也就是凸轮转过16度后摆杆再动，插板又慢慢合上，防止物体又下落，凸轮转过360度，一个物体运送好，接着又重复上述运动。

4.凸轮轮廓曲线图

运用机座反转法，机座逆时针，根据凸轮运动规律曲线图作图如下

ϕθ22/1gt h =⇒g h /28.9/08.02⨯θω⨯⨯︒16

图3.2.4 4.插板相连的四杆机构的设计

利用刚化法作图如下

图4.1

连接FJ,取FJ=628mm，以F为圆心，FH为半径画圆弧，取FH=1300mm，JI顺时针转过25°到JI',连接JH',JH'逆时针转过25°到JH''连接H''H画中垂线JI 交与I点。点I就是所求一点，连接IH,四边形FIJH就是所求的四杆机构，可量得IJ=310mm IH=815mm。

5.速度和加速度的分析与计算（图解法）

当曲柄转过0°时：

090854

V B2= V B1=ω×AB =2×0.2375 =0.475m/s

V B3⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = V B2⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + V B3B2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗

方向 ⊥ DC ⊥ AB ∥ DC 大小 ？ w 1×AB ？

V B3 =0 V D4=V B3=0

V D5 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = V D4⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + V D5D4⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 方向 ⊥DE ∥DE 大小 ？ 0 ？

V D5=0

a B3t ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + a B3n ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = a B2⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + a B3B2r ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + a B3B2k ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 方向 ⊥BC B →A ∥BC 大小 ？ 0 l AB ω12 ？ 0

a B3 =l AB ω12=0.95m/s 2

a D4=a B3=0.95m/s 2 a D5⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = a D4⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + a D5D4r ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + a D5D4k ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 方向 ⊥DE ⊥BC //CD 大小 ? 0.95 ? 0 a D5=p ′d ′=1.035m/s 2

当曲柄转过72°时：

090861

V B2= V B1=ω×AB =2×0.2375=0.475m/s V B3⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = V B2⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + V B3B2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗

方向 ⊥ DC ⊥ AB ∥ DC 大小 ？ w 1×AB ？ V B3 =pb 3=0.148m/s

ω3=v B3l BC =0.1480.7939=0.186rad/s

V B2B3 =b 2b 3=0.452m/s

V D4=V B3=0.148m/s V D5 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = V D4⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + V D5D4⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 方向 ⊥DE ⊥CD ∥DE