机械原理课程设计――步进式送料机.

机械原理课程设计说明书

设计题目:步进式送料机

学院:机械工程学院班级:09机制四班姓名:宋海龙

指导教师:苏和平

日期:

目录

第一章课程设计内容 ·························· 3 1.1设计题

目 ·································3 1.2设计任务 ·································4 1.3设计提示 ·································4第二章工作原理 ······························ 5 2.1送料机工作原理 ························ 5 2.2传动机构:常用传动机构的基本特征······· 5 2.3传动机构的选择 ························ 6 2.4执行机构的选择 ························ 8 2.5动力源的选择及相应参数 ················ 9 第三章构件的运动分析及尺寸的确

定 ············ 9 3.1执行机构的运动轨迹 ···················· 9 3.2连杆机构的分析及尺寸的确定············· 10 3.3蜗轮蜗杆参数的确定 ···················· 11 3.4齿轮参数与尺寸的确定 ·················· 12 第四章连杆机构运动简图及运动分析 ············13 4.1连杆机构运动简图 ······················ 13 4.2运动分析 ······························ 14 第五章运动循环图 ····························15 第六章机构运转的整体流

程 ....................15 参考文献 (17)

第一章课程设计内容

1.1 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 t1移动距离 a 后间歇时间 t2。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, 而应设计平面连杆机构。

图 1 步进式送料机

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。 (有关数据见表 1.1

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。

表 1

方案号 a c b t1 t2 /mm /mm /mm /s /s

F 400 20 55 2 4

1.2 设计任务

1. 步进送料机一般至少包括连杆机构和齿轮机构二种常用机构。

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. 编写设计计算说明书。

1.3 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。

第二章工作原理

2.1 送料机工作原理

图 1为步进送料机的原理图。电动机通过传动装置驱动滑架往复移动, 工作行程时滑架上的推爪推动工件前移一个步长, 当滑架返回时,四杆机构运动使推爪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,推爪已复位,向前推动新的工件前移,前方推爪也推动前一工位的工件前移。其传动装置常使用减速器, 有时也用其它传动装置。

2.2 传动机构:常用传动机构的基本特征

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。

4. 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 2 四杆机构

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。

2.3 传动机构的选择

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。

鉴于传动机构的特点,我们小组提出了四种方案:

方案 1 :采用凸轮摇杆机构

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