步进送料机课程设计说明书

西南交通大学机械原理课程设计机械原理课程设计说明书设计题目：步进送料机机构综合2学生姓名：杨小青学号：20116268班级：工程机械3班指导老师：冯鉴日期：2013年12月22日西南交通大学机械原理课程设计2目录引言...........................................................................................................................................1一、题目简介.................................................................................................................................21.1、设计题目：步进送料机机构综合.................................................................................21.2、具体设计要求：.............................................................................................................21.3.、设计任务.......................................................................................................................3二、方案拟定及评价.....................................................................................................................32.1方案一:曲柄摇杆机构......................................................................................................32.2方案二:四杆机构.............................................................................................................42.3方案三：曲柄四连杆机构...............................................................................................4三、选择电机及分配传动比..........................................................................................................5四、传动原理图.............................................................................................................................5五、机构运动尺寸综合..................................................................................................................6六．运动循环图.............................................................................................................................8七、三维建模过程.........................................................................................................................9八、设计总结...............................................................................................................................11九、参考资料...............................................................................................................................11十．部分截图...............................................................................................................................12西南交通大学机械原理课程设计1引言本次设计是步进送料机机构的综合。根据题目要求必须有曲柄、且输送架平动，输送架上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线。首先根据要求，先提出了多种方案，最终择优选取了铰链四杆机构实现运动要求。通过图解法综合铰链四杆机构，确定该四杆的构尺寸位置以及尺寸。并进行了三维建模，运动仿真，制作动画。设计过程中运用多种软件，如在SolidWorks中三维建模，后在ADAMS中输出位移、速度加速度曲线等等。西南交通大学机械原理课程设计2一、题目简介1.1、设计题目：步进送料机机构综合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。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。有关数据见下表（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。设计数据ammcmmbmmt1st2s400205024图1步进送料机西南交通大学机械原理课程设计31.3.、设计任务1.至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；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.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。6.编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。7.在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。二、方案拟定及评价2.1方案一:曲柄摇杆机构图（2）送料爪的动作时是通过“摇杆”的运动来实现的。优点：结构简单，通过摇杆外伸端的点循环摆动来实现送料。西南交通大学机械原理课程设计4缺点：外伸端的承载较差,且只有当摇杆足够长时，才能使输送工件的轨迹AB近似为直线。2.2方案二:四杆机构图（3）采用两个四杆机构，通过连杆中间点的轨迹实现送料爪的运动。优点：结构简单，能够实现送料的要求缺点：该四杆机构综合出来的尺寸比较大，推得过程中将工件顶起工件，需较大的功率。2.3方案三：曲柄四连杆机构图（4）采用两个四杆机构，通过连杆外伸端的点轨迹实现送料爪的运动优点：能实现送料的要求，且机构尺寸较小西南交通大学机械原理课程设计5缺点：外伸端杆的承载差。综合三种方案，现选用第三种方案进行设计。三、选择电机及分配传动比3.1、选择电机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400mm，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后间歇时间t2=4s机器中可用于运动和动力源的种类很多，有电动机、内燃机、液压马达、气动马达、蒸汽机、水轮机、气轮机等。但是电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。送料机曲柄工作转速1260/()10/minnttr通常，二级减速器的传动比为8~60i，这里我选用传动比为10的二级减速器，故我选用100r/min的电动机驱动，和机械原理实验指导书上一致。3.2、减速齿轮的选择从电动机的选择上我可以采用的是传动比10i的二级减速器，这里我选用两对直齿轮配合，传动比分别为122.5,4ii。齿轮依次为1234ZZZZ、、、，参数如下表:Z1Z2Z3Z4齿数（mm）4010025100模数2.52.522节园直径（mm）10025050200内径（mm）25401740压力角（度）20202020厚度（mm）30303030表1减速齿轮的选择四、传动原理图传动原理图及有关参数如下：西南交通大学机械原理课程设计6图5传动原理图1图6传动原理图2五、机构运动尺寸综合5.1尺寸综合根据执行构件的运动轨迹，以及其参数即速比系数K=2，极限夹角θ=60°。采用solidworks中绘图求解：由题目已知400,50ammbmm，其运动轨迹图如下：西南交通大学机械原理课程设计7图7运动轨迹图该机构的极位夹角为θ=60°。曲柄从开始的0°~120°是输送架走过工作行程a的角度。此时我们可以用试凑法来求解各个杆长。先确定一个水平距离400，即可以确定2个点，在这两个点上，自己确定了极角，再确定一个点，根据3个点，求解出杆长。求得结果如图所示：图8尺寸综合图最终尺寸确定为：西南交通大学机械原理课程设计8165272364352ABmmBCmmCDmmADmm5.2检验因为AB是最短杆，且有ABCDBCAD，所以AB为曲柄。在adams中仿真后发现，位移在误差范围内是满足题意的。六．运动循环图因为输入材料过程中送料爪作平动，所以送料爪上每一点的速度、加速度相同。在adams中得到的位移，速度，加速度图如下所示。图（9）图（10）位移图西南交通大学机械原理课程设计9图（11）速度曲线图图（12）加速度曲线图七、三维建模过程机架是用槽钢焊接而成，下图是建模的装配体。其他零件建模见建模过程截图。西南交通大学机械原理课程设计10图（13）机架图（14）装配体实体西南交通大学机械原理课程设计11图（15）装配体二维图八、设计总结此设计运用的是平面连杆机构，较好的完成了给定的轨迹。此次课程设计使我受益匪浅，查阅了很多的有关资料，熟悉了多种软件，拓展了自己的知识面，增强了自己解决实际问题的能力，有利于把学过的理论知识和实际联系起来。在建模过程中运用了SolidWorks，在ADAMS中输出位移、速度和加速度曲线图。并在adams中制作了仿真视频。有一些零件的尺寸是自己定的，并不是特别的正确，也没有考虑到现实中的应用，因此，这次的设计只是，找到了一个简单地四杆机构来完成给定的运动。也没有考虑各种零件的材料，只是建了个大概的模型。九、参考资料[1]冯鉴、何俊等，机械原理西南交通大学出版社，2008年8月[2]王淑仁，