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1、湖南工業(yè)大學 課程設(shè)計 資 料 袋 機械工程 學院（系.部）第 二 學年第二 學期 課程名稱 機械原理課程設(shè)汁 指導教師 _ 職稱 教授 學生姓名 luobotao 專業(yè)班級 機械 0908 學號 09405700817 題 目 _ 步進式輸送機設(shè)計 _ 成 績 _ 起止日期 2011 年 6 月 27日 2011年 7月 3 目錄清單 序號 材料名稱 資料數(shù)疑 備注 1 課程設(shè)計任務(wù)書 1 2 課程設(shè)計說明書 1 3 課程設(shè)計圖紙 1 張 4 5 6 機械原理課程設(shè)計 設(shè)計說明書 步進式輸送機設(shè)計 起止日期： 2011年 6月 27日至 2011 年 7月 3 日 學 生 姓 名 羅波濤 班

2、 級 機械0908 學 號 09405700817 成 績 指導教師（簽字） 機械工程學院（部） 2011年 7月 2日0.課程設(shè)計任務(wù)書 . 2 1. 設(shè)計題目 . 3 2. 工作原理和工藝動作分解 . 3 3. 根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 . 5 4. 步進式輸送機的功能分析與設(shè)計過程 . 6 5. 步進輸式送機構(gòu)與插斷機構(gòu)選型 . 8 6. 機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構(gòu) . 11 7. 步進式輸送機構(gòu)的尺度設(shè)計 . 12 8步進式輸送機的運動分析 . 13 9. 步進式輸送機三維圖設(shè)計 . 16 10. . 參考資料 . 17 11. . 設(shè)計總結(jié) . 18課程設(shè)計任務(wù)書 20

3、10 2011 學年第 2 學期 機械工程 學院（系、部）機械 專業(yè) 0908 班級 課程名稱： 機械原理課程設(shè)計 _ 設(shè)計題 th 步進式輸送機設(shè)計 _ 完成期限：自 2011 年 6月 27日至 2011 年 7月 3日共 1周 1 設(shè)計題目：步進式輸送機設(shè)計 1.1設(shè)計原理： 工件通過隔斷板釋放，滑落到餛道上，帶有推爪的滑架作往復直線運動，當向右運動 時推爪推動工件的左端面一起運動，經(jīng)過多次的往復運動，最終把工件運送到指泄位置。 1.2設(shè)計要求 1） 工件質(zhì)量:70kg 2） 輸送步長 H=860mm,可載 58個工件 內(nèi)容及任務(wù) 程輸動返從移而從數(shù)慚幼訕J J0 0臨紐砸MM傳 過地上

4、運架以前周，參闞影晝Q 血脯艸吩岀冷 悅 作歇道線滑得件此調(diào)術(shù)切荷縊她 曲豊曲畫t t1 1札刖 動間銀直當時工如協(xié)技Er.Er.- -f f龐 期步伸州対那刪 藝能到復，回新。動要呎紅kgkgz z- -K K佛隊絆鹽算妙姒ti ti 工種落往長返動長移主申齟lokr lokr 川n n1 1骨代計樹詡冷 及一滑作步爪推步的與繃卅公 礎(chǔ) 歸時妬創(chuàng)寸奴如H H- - 理是輪架個推并個件求說卄為說 務(wù)1:1:蒯詡蚣尺冊皿如 原機料滑一，位一工要淮漁MM- -.H.H任朮軸施髓何刊 M M 罪 作送從送動簧復動與計 |!用 工輸板輸屆彈以移偵設(shè)敝頒架衲5050設(shè)0 0 n M n M 動皿)11)

5、11小 JM JM。亠冃r/ r/ 41 41 rf rf IX IX 1A 0D 4A p4d1A 0D 4A p4d - -Io 7Io 7 一步隔落向壓推前動二1)2)1)2)送3)3)鼻三 要 進度安排 3 3 7.7. 主要 參考 資料 理蔥 朱鄒 TJ 1JTJ 1J 1 2 1 2 rL rLrL rL 指導教師:銀金光 2011年 7 月 1日 3） 運輸速度為 0.44m/s,盡可能均勻，行程系數(shù) K21.5 4） 速度不均勻系數(shù)6 =0. 1 5） 滑架導路水平線與安裝平而髙度允許在 1100mm以下。 2.工作原理和工藝動作分解 2.1工作原理和工藝動作分解 根據(jù)工藝過程

6、，機構(gòu)應(yīng)具有一個電動機和兩個執(zhí)行構(gòu)件（滑架、隔斷板）。 （1） 滑架 作往復直線運動， 推程時推動工件向前運動， 回程時， 工件靜上， 工作行程 L=880mm,工作平均速度 v=0.44m/s。 （2） 隔斷板作間隔往復直線運動，推程時隔板打開釋放工件，回程時隔板關(guān)閉，處于 停歇狀態(tài)，工作行程 h=80mm.其運動準確性要求不高。 3 根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 擬泄運動循環(huán)圖的目的是確定各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動作的先后順序、相位，以利于設(shè)計、 裝配和調(diào)試。 以主動件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標（0 、360 ）,以各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標作出 位移曲線。主動軸每轉(zhuǎn)一圈為其準擬左的運動循環(huán)圖如圖所

7、示: 圖 2-2隔板機構(gòu)運動循環(huán)圖 80 1 229 圖 2-3機構(gòu)運動循環(huán)圖 4 步進式輸送機的功能分析與設(shè)計過程 Si 滑 架 機 構(gòu) 229 360 S2 4. 1步進式輸送機的功能分析 山上述分析可知，步進式輸送機的功能分析可作總結(jié)如圖 4-1所示 隔 板 機 構(gòu) 360 圖 4-1步進式輸送機的功能分析圖 由功能分析圖可知，英運動過程為下放工件一滑架運送工件一滑架空程返回（下放工件）起 始位臥 4.2步進式輸送機的設(shè)計過程 （1） 隔斷板做間隙往復直線運動，當滑架往右運輸工件時，隔斷板處于關(guān)閉停歇狀態(tài)，當 滑架回程時，隔斷板往左運動下放工件，在滑架未回到起始位巻前，隔斷板右運動又關(guān)閉

8、。 故該機構(gòu)要有兩次間歇功能。 （2） 餛道 兩排間隙相等的轆輪，間隙 s=90mm.兩轆道相距一立距離使推爪能夠順利通過; 輪道至少能承載（70 x8）kg的工件，轆道上允許最多 8個工件。 （3） 滑架做往復直線運動，要求工作行程平均速度為 0.44m/s,輸送速度盡可能均勻，且到 終點位置時速度逐漸減為 Om/s,以保證工件速度也變?yōu)?0m./s,每個步長誤差不超過 0. 2mm, 行程速度變化系數(shù)K21.5?；苌涎b有 8個推爪，間距為 860mm,誤差士 0.2mm。為保證推 爪在推動工件前保持推程狀態(tài)，行程應(yīng)比工件輸送步長大 20mm左右，即滑架在起始位置時 推爪距第一個工件左端而

9、為 20mm,滑架行程為 880mm 0. 2mm. 5.滑架機構(gòu)與隔板機構(gòu)的選型 5.1滑架機構(gòu)的選型 根據(jù)往復直線運動的功能，可選 1 曲柄滑塊機構(gòu) 2 曲柄搖桿機構(gòu) 3 雙滑塊曲柄機構(gòu) 機構(gòu)圖 特點 機構(gòu)無急回特性，傳動的行程 可調(diào)， 但可調(diào)的行程過大時， 影響各件的剛度或?qū)鬟f的工 件有一泄的限制。但此機構(gòu)傳 動較平穩(wěn)。 機構(gòu)具有急回特性， 傳動的行程可調(diào)，剛 性比較好，易傳遞較 大的工件。改變機架 的長度，可以使設(shè)計 出來的機械體積不是 很大，傳動比較平穩(wěn)。 機構(gòu)無急回特 性，傳動的行程可 調(diào)。但可調(diào)的行程 過大時，影響各件 的鋼度或?qū)鬟f 的工件有一泄的 限制。但此機構(gòu)傳 動很平穩(wěn)

10、。對整個 機器的磨損小。但 設(shè)計出來的機器 由于導軌的存在， 使整個機器顯得 笨重。 綜合上述的方案，此機器的執(zhí)行機構(gòu)采用機構(gòu)二曲柄搖桿機構(gòu)比較合理。成本低、易制造、 適應(yīng)各種工廠中工件的傳輸、再加上該機構(gòu)本身的特點等，所以選取方案 2為最優(yōu)，其具 體機構(gòu)圖如圖所示： 5.2隔斷板機構(gòu)的選型 隔斷板機構(gòu)做間隔往復直線運動，運動準確性要求不髙，可選方案有: 3 圖 5-2 此機構(gòu)簡單，動力傳遞性能較好，能達到間歇運動的要求，造價低廉，但機構(gòu)外觀復雜，體 積相對較大 2. 圖 53 機構(gòu)符合間隙運動要求，但機構(gòu)復雜，槽機構(gòu)動力傳遞性能差，錐齒輪較難造，制造成本髙。Ill illll 1ZZ / /

11、 / 77： f f f f f I 4/ LLL 777 圖 5.4 機構(gòu)簡單，此機構(gòu)簡單，動力傳遞性能較好，能達到間歇運動的要求，造價低廉，機構(gòu)體積 小，外觀美。 綜合上述，隔斷板機構(gòu)應(yīng)選方案 3 5.3機構(gòu)簡圖 7771 177T 圖 55機構(gòu)簡圖 6 機械傳動的速比和變速機構(gòu) 6.1傳動方案的確定 傳動方案示意圖 該傳動方案是山電動機的轉(zhuǎn)動帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動，從而使 三聯(lián)滑移齒輪轉(zhuǎn)動，通過齒輪的嚙合實現(xiàn)了從動件的轉(zhuǎn)動， 其中三聯(lián)滑移齒輪能實現(xiàn)三種不同速度的從動件轉(zhuǎn)動 （i=36、i=48、i=60）o此機構(gòu)在運動過程中運轉(zhuǎn)較平穩(wěn)， 傳動效率高、功率大。 各分傳動比 ii = n電/n執(zhí)=d

12、/ /d】* Z/ /Z2 * Z6/Z5 =720/12= 60 . in 電/n 執(zhí)=dP /dl * z3 /z3 * z6/z5 = 720/15 = 48 iin= n 電/n 執(zhí)=dl /dl * z4f /z4 * z6/z5 = 720/20 = 36 由中心距的關(guān)系有：1/2 m*( Z2 +Z2, ) = 1/2 m*(Z3 + Z3) =1/2 m*(Z4 + Z/ ) . 取模數(shù) M = 4mm且 Z5應(yīng)大于 17 故： 取 Z5=18 , Z6=72,設(shè)計內(nèi)容 簡 要 說 明 d/ = 418mm di = 100 mm。 由式及以上己知條件可得 Z/ 仏=3/2 ,

13、 0 /Z3 = 2 , Z, /Z2 = 5/2 且定變速齒輪的中心距 a = 210 mm 由以上可得下列數(shù)據(jù) 7 步進式輸送機機的尺度設(shè)計計算 取 A0=300mm,滑架實際行程 H=860+20=880inm,滑架板長 900nun,則有: 最大擺動件線質(zhì)量為 20kg/m,對質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為 2 kg ma,由 J=(l/12)*n)*L*L,得： AC=L=1062.65111111, o =2*arcsin(H/2)/L=2*24.46 =48.92 , k=(180 +9)/( 180 - 0 )=1.75 OB=AO sin( 0 =124.22mm, 7.2插斷凸輪機構(gòu)的尺度

14、設(shè)計 隔斷板運動時，推程和回程均做等加速等減速運動，行程 h=80mm, 取凸輪基圓 ro= 100mm,如圖所示 3 X 8步進式輸送機的運動分析 C Y W 6 B A b3 1. t=H/v0=0.88/0.44=2(s), w=(180 + 9 )/t=114.46 /s，即 n=19r/min. 2.滑架的位移即為 C點在水平方向的位移，設(shè)速度為 V,則有： 速度 VB2=VB1 + VB2B1 大小 ？ Wi*OB 2 ? 方向 V V V VB2=VBI sinB=VBi COSarcsin(OA sin 0 /OB), VC=AC*VB2/AB=AC*VBI* COSarcsi

15、n(OA sin P /OB)/(OACOS P +(OB 2 -OA 2sinB 2) %) V=Vc COS B = AC*VBI* COS B *C0Sarcsin(OA sin B /OB)/(OACOS B +(OB 2 -OA 2 sinB 2) %) W2=VC/AC= VBI* COSarcsin(OA sin B /OB)/(OACOS B +(OB 2 OA 2 sinB 2) %)bl b2 HnB3 clB2 &B3 akB3B2 HB3B2 a【B3 加速度 anb3 + atb3 = ab2 + ab3b2 + akb3b2 大小 W2*AB 2 X w*OB 2

16、X 2*W2*VB3B2 方向 V V V V V 得： aB?=(aB2sinarcsin(OAsin P /OB) akB3B2)2 +anB3 ?)% =(w*OB *OA*sinB 2*W2*VB3B2)2 +(wi*AB 2)2 )Vi 九.步進式輸送機三維圖設(shè)計 1齒輪、凸輪和搖桿 2 傳動系統(tǒng) 1 、高英武、楊文敏 編著 . 機械原理課程設(shè)計 2 、孫桓、陳作模、葛文杰編著 . 機械原理 3 、哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室-編理論力學 4 、楊昂岳主編 . 機械原理 5 、王成濤 現(xiàn)代機械設(shè)計-思想與方法M.上?？萍技夹g(shù)文獻出版社，1999. 6 、機械手冊 十一總結(jié) 一周的課程

17、設(shè)計己經(jīng)結(jié)束，大家并不覺得很累，因為這正是我們 感興趣的專業(yè)，大家都帶著成就感，看著自己設(shè)計的作品格外的欣慰。 在這次課程設(shè)計中，我看到了同學們團結(jié)互助的精神，也看到了 同學們刻苦鉆研的學習精神。課程設(shè)計是對我們思維能力的一種鍛 煉，也是理論與實踐結(jié)合的一次過渡，同學們興趣濃厚，并有著創(chuàng)新 的意識。同時通過木次課程設(shè)計，在完成設(shè)計任務(wù)的同時能夠進一步 理解和鞏固所學課程內(nèi)容，并將所學知識綜合運用到實際設(shè)計中，不 僅加強了學習更鍛煉了實際操作能力和設(shè)計經(jīng)驗。在設(shè)計計算過程 中，通過組內(nèi)的討論和交流，加深了對基礎(chǔ)知識的理解；在老師的細 心指導下，讓我們了解到更多的機械實際設(shè)計方面的知識，開闊了視 野。我建議老師能鼓勵同學們向機械設(shè)計創(chuàng)新方面發(fā)展，通過這次課 程設(shè)計，我才發(fā)現(xiàn)理論知識的重要性，好的設(shè)計是建立在塌實的理論 知識之上的。