1---课程设计----步进送料机

1课程设计步进送料机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25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步进送料机1.2具体设计要求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表1.1设计数据A（mm）C（mm）b（mm）t1（S）t2（S）4002050241.3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。1.4．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）。2设计思路2.1连杆机构的特点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。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。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。2.2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。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。3工作原理功能要求：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=2s移动距离a=400mm后间歇时间t2=4s功能原理：步进送料机的工作原理分解如图3-1所示，该系统由电动机驱动，通过带蜗杆减速将运动传给齿轮，再由各级齿轮进行减速使其转速符合要求。最后利用齿轮和连杆将运动传给输送架。原动机的选择：经过计算与讨论，最终我们选择转速为960r/min的电动机，因为经过比较在此转速下的电动机能够充分满足动力要求而且不会造成机器的浪费。原动机传动机构执行机构图3.1工作原理分解图3.1传动机构齿轮传动：优点传动比准确，外廓尺寸小，功率高，寿命长，功率及速度范围广，适宜于短距离。缺点制造精度要求高。主要用于传动。带传动：优点中心距变化范围广，可用于长距离传动，可吸振，能起到缓冲及过载保护。缺点有打滑现象，轴上受力较大。常用于传动链的高速端。连杆传动：优点适用于宽广的载荷范围，可实现不同的运动轨迹，可用于急回、增力，加大或缩晓行程。缺点设计复杂，不宜高速度运动。既可为传动机构又可做为执行机构。凸轮机构：优点能实现各种运动规律，机构紧凑。缺点易磨损，主要用于运动的传递。主要用于执行机构。3.2传动机构的选择与比较鉴于传动机构的特点，我们小组提出了三种方案：方案1：采用凸轮摇杆机构图3.2凸轮摇杆机构此机构虽然能够满足运动轨迹的要求，但由于该机构有凸轮机构，导致在机构的运动路线的计算时非常复杂，而且凸轮机构易磨损，机构的平衡性不好，导致在机构运动时，产生很大的噪声，而且构件会损坏的非常快，所以舍弃这个方案。方案2：采用连杆机构图3.5连杆机构该方案可以实现轨迹要求，而且简单。经过分析研究，我最终采用方案二。3．3执行机构的选择与比较方案2：机械爪图3.7机械爪经过慎重考虑与比较，最终我们选择了方案2。3.4机械运动简图原动机执行机构12345abcdabcd76：图3.8机械运动简图5构件的运动分析及尺寸的确定因为执行构件（即输出构件）要满足如下的运动轨迹，所以运动构件必须要满足如图的运动路径。40055图5.1运动轨迹由连杆曲线图谱可查得图5.2连杆曲线图谱满足该路径的四连杆机构为abcdb’图5.3四连杆机构由图谱所给定的参数可查得，杆a,b,b’,c,d的长度比例为：1：5：2.5：4：3a杆与该机构的平动轨迹的长度比为1：5.因为输出机构要满足题目要求的轨迹，表2方案号acbt1t2/mm/mm/mm/s/sF400205524即平动轨迹要求长度为400mm，根据查表来的比例数据可得各个杆的长度为：表3杆号abb’cd杆长（mm)80400200320240