步进式工件输送机毕业论文

毕

业

设

计

论

文

设计题目：步进式工件输送机设计

目录

内容摘要 (1)

关键词 (1)

1、绪论 (2)

1.1背景介绍 (2)

1.2方案比较 (2)

1.3设计方案综述 (3)

2、连杆机构的设计 (4)

2.1 连杆机构的定义及特点 (4)

2.2 平面曲柄摇杆机构 (5)

2.3 平面四连杆机构有曲柄的条件 (5)

2.4 连杆设计内容 (6)

2.4.1 摇杆的摆角初选 (6)

2.4.2 铰点位置和曲柄长度的设计 (8)

2.4.3 曲柄摇杆机构的设计 (9)

2.4.4 校核最小传动角 (9)

3、机构的运动和动力分析 (10)

3.1 概述 (10)

3.2 用矢量方程图解法作平面连杆机构的速度分析 (11)

3.2.1 绘制机构运动简图 (11)

3.2.2 作速度分析 (13)

3.3 用矢量方程图解法作平面连杆机构的动态静力分析 (14)

3.3.1 对机构进行运动分析 (15)

3.3.2 确定各构件的惯性力和惯性力偶矩 (15)

4、杆件的设计 (16)

4.1 杆件的类型 (16)

4.2 钢材和截面的选择 (17)

4.3 杆件间的联结 (17)

4.3.1 剪切强度计算 (17)

4.3.2 挤压强度计算 (17)

4.3.3 稳定性的校核 (18)

5、减速机的设计及选择 (18)

5.1 电动机的选择 (18)

5.1.1 选择电动机类型和机构形式 (18)

5.1.2 功率的计算 (18)

5.1.3 电动机功率计算 (19)

5.1.4 传动效率 (19)

5.1.5 确定电动机转速 (19)

5.2 确定传动装置传动比 (19)

5.2.1 总传动比 (20)

5.2.2 分配减速器的各级传动比 (20)

6、机架的设计 (20)

6.1 机架钢材料的选择 (20)

6.2 钢结构设计应满足的要求 (20)

6.3 传输机附件的设计 (20)

参考文献 (21)

致谢 (22)

内容摘要：

在科技越来越发达的今天，各行各业中生产效率便显得更加重要。为提高生产效率，各行业对设备的自动化程度提出了更高的要求，各种输送机的用途也越来越大，与此同时对输送机的要求也越来越高。在本次工件输送机的设计里，对输送机的输送距离、输送速度及其精确度都提出较高的要求。本次设计对步进式工件输送机的各个部分进行选择和分析，并对产品的经济性和质量的稳定性方面，也做了重要的把握。

关键词：输送机；连杆机构；齿轮传动。

1 绪论

1.1背景介绍

进入21世纪以来，随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格低廉、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。

企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素.机械原理课程设计结合一种简单机器进行机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合、机构运动方案设计等，使学生进一步巩固、掌握并初步运用机械原理的知识和理论，对分析、运算、绘图、文字表达及技术资料查询等诸方面的独立工作能力进行初步的训练，培养理论与实际结合的能力，更为重要的是培养开发和创新能力。因此，毕业论文设计在机械类专业学生的知识体系训练中，具有不可替代的重要作用。

本次我设计的是步进式工件输送机，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要我们理性的思维和丰富的空间想象能力。我们可以通过对步进式工件输送机的设计进一步了解机械设计的流程，为我们今后的设计工作奠定了基础。

1.2方案比较

经过反复调查研究，查阅相关资料，我们根据工件传输机的工作状况的要求，提出了以下四种方案：

方案一：直接用带传动和步进电动机来实现滑架的往返运动，通过步进电动机的正反转控制往返运动，通过单片机控制驱动电路来设置相关的运动参数。

方案二：运用齿轮齿条和步进电动机来实现滑架的往复运动，通过步进电机的正反转，齿条固定在滑架上，利用齿轮齿条间的传动来实现滑架的往返运动。

方案三：采用液压凸轮机构为主，以达到设计要求。本方案采用液压动力装置以推动挡板左右往复运动。再采用凸轮机构推动挡板做上下的往复运动。该机构由液压机构和凸轮机构相互配合，使挡板做曲线运动。

方案四：运用连杆机构，减速机，普通电动机。通过普通电动机可以获得运动所需要的动力，减速机调整相应的速度和节奏，连杆机构实现不同的速度比，节奏，步长和滑架的运动轨迹。

经过可行性调研，我们发现方案一中步进电机的功率和工作状况要求中的中度冲击问题对步进电机的影响不能很好的解决，而且步进电机拥有一个很明显的优点，就是它有精确的正反转功能，因为步进电机是将电脉冲信号转化为角位移，或线位移的开环控制元件，在非超载的情况下，电机的转速，停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载的变化而影响，即给电机加一个脉冲信号

,电机则转过一个步距角，这一线性关系的存在，加上步进电机只有同期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度控制领域用步进电机来控制变的非常简单，而且低速精度高。虽然如今步进电机已经被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规条件下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。方案二也存在类似的问题，方案三机构结构简单，构造也较为普通，且运行时噪声低。运动行程十分明了，缺点是该机构有两个自由度，所以运动难遇控制，不够平稳。而且液压机构成本太高，且维护检修复杂。而方案四对于方案一方案二的问题有了很好的实现，而且普通电动机容易选择，减速机和连杆机构，结构可靠，稳定性高,可以承受一定的冲击，所以此方案较合理。

在整个设计过程中，连杆机构的设计和分析应是本课题的重点，运用机械设计和机械原理的相关内容来设计，设计的主要内容应包括工作机构和传动系统的运动分析，连杆机构的运动和动力分析，减速机及电机的选择设计。本课题的难点是连杆机构的分析和动力运动的分析。

1.3设计方案综述

工件输送机是一种实现往复传送可以间歇性地输送工件的机械，通过传动装置，电动机驱动滑架往复移动工件，行程时，滑架上的推爪推动工件前进一个步长，当滑架返回的时候，因为推爪下部有压缩弹簧，所以推爪从工件底面滑过，工件保持不动，当滑架再次向前推进时，已复位，就这样往返推动工件前移。

设计意义：工件传输机在自动化流水线上的充分运用能提高工厂的生产率，减轻工人的劳动强度，保障工人的生命安全，为实现车间无人化提供了可靠的条件。