步进式工件输送机

机电工程学院《机械原理课程设计》说明书课题名称：步进式工件输送机学生姓名：学号：专业：机械电子工程班级：成绩：指导教师签字：2014年1月1日目录1设计题目及其要求........................................................................................错误!未定义书签。2题目分析.......................................................................................................................................23设计...............................................................................................................................................43.1杆长设计............................................................................................................................43.2凸轮设计............................................................................................................................53.3四杆机构设计....................................................................................................................93.4速度加速度分析..............................................................................................................113.5机构状态分析..................................................................................................................156总结.............................................................................................................................................20徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书11.课程名称:步进输送机构简图设计1.工作原理及工艺动作简述步进输送机是一种间歇输送工件的传送机械。工件由料仓卸落到轨道上，滑架作往复直线运动。滑架正行程时，通过棘钩使工件向前运动；滑架返回时，棘钩的弹簧被压下，棘钩从工件下面滑过，工件不动。当滑架又向前运动时，棘钩又钩住下一个工件向前运动，从而实现工件的步进传送。插板作带停歇的往复运动，可使工件保持一定的时间间隔卸落到轨道上。2.运动要求和计算基本数据1）输送工件形状和尺寸如附图1所示。输送步长H=830mm。2）滑架工作行程平均速度为0.42m/s。要求保证输送速度尽可能左右平均，行程速比系数K值为1.7。3）滑架导轨水平线至安装平面的高度在1100mm以下。4）电动机功率可选1.1KW，1400r/min左右（如Y90S-4）二.机构方案的选定徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书21.轨道平台的移动我们组经过讨论运用了：用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构1）采用曲柄摇杆机构2）采用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构3）采用齿轮与齿条的配合结构运动简图优点缺点机构具有急回特性，传动的行程可调，刚性比较好，易传递较大的工件。改变机架的长度，可以使设计出来的机械体积不是很大，传动比较平稳。导杆做往复摆动其速度有点波动。曲柄摇杆机构可以满足工作进给时推爪的速度较低，在运动过程中曲柄摇杆机构的从动件摇杆的压力角是变化的。难以控制行程的多少，而且较多的低副引起较多的累计误差。As=sψω不完全齿轮能达到间歇的要求。此机构齿轮易磨损，造价也不便宜。2.下料机构的设计（插板的移动）徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书3我们组经过讨论运用了：四杆机构1）采用凸轮导杆机构2）采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合3）采用四杆机构结构运动简图优点缺点此机构简单，动力传递性能较好，能达到间歇运动的要求，造价低廉。机构外观复杂，凸轮与推杆间易磨损。利用弹簧的弹力使滚子从动件始终紧靠在凸轮上，急回比较灵敏。凸轮的磨损大，外形计算比较麻烦。徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书4机构运动副面接触，耐磨损，润滑好，曲柄摇杆也能达到间歇运动。杆长比较难以确定，精度不高。三.主要机构的设计计算1.导杆机构的杆长设计1）有关系数计算项目内容结果1）计算极位角2）计算速度θ=180°11KK=180°x17.117.1=46.7°K=21VV→v2=kv1=1.7x0.42=0.714m/st1=42.083.0=1.98s推程θ=46.7°v1=0.42m/sv2=0.714m/s徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书5杆长计算CBθ/2A项目内容结果AC的距离BC杆长令AC=600㎜BC=ACxCOS2=600xcos23.35。=551㎜AB=22BCACAC=600㎜BC=551mm3)计算周期，角速度t2=714.083.0=1.16s急回周期T=t1+t2=3.14s角速度ω=T2=2rad/s周期T=3.14s角速度ω=2rad/s徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书6AB杆长=22551-600=237.5㎜AB=237.5mmCABDθ/2HCD杆长CD=22SinH=。35.23415Sin=1047㎜CD1100mm，满足题目要求CD=1047mm2.运动循环图工件掉落与传输带的运动关系，绘制如下的运动循环图2.1：开关打开闭合打开闭合传输带不运动运动不运动运动图2.13.凸轮机构设计我们采用的是对心滚子推杆盘形凸轮机构。一.凸轮基本数据：1.基圆半径Rb=30mm徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书72.滚子半径R=3mm3.凸轮的行程h=40mm二．1送料时凸轮的设计在传送工件时，要求凸轮能带动四杆机构来实现把工件挡住，防止工件下落。2.回程时凸轮的设计挡住工件的摆杆在凸轮的带动下不断的退出，使工件下落。当工件下落后又能迅速的带动四杆机构来实现把工件挡住，防止工件下落。项目内容结果AF的距离AE的距离摆杆EF的长度根据基圆半径和推程先定AF=133.4mmAE就是基圆半径EF=22AEAF=22304.133=130mmAF=133.4mmAE=30mmEF=130mm3.凸轮的运动规律曲线徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书8图3.2.3推程是40mm,所以摆杆BC摆过的角度最大为17度，凸轮转过的角度与摆杆摆过的角度成一定的函数关系，这里我们用了线性函数，如图3.2.3已知物体的高度h为80mm，22/1gtht=gh/2=8.9/08.02=0.13962s=t=20.13962=0.279rad=16∴凸轮转，摆杆摆动带动插板慢慢打开，插板完全打开后摆杆就不动，等物体整个完全落下时也就是凸轮转过16度后摆杆再动，插板又慢慢合上，防止物体又下落，凸轮转过360度，一个物体运送好，接着又重复上述运动。4.凸轮轮廓曲线图运用机座反转法，机座逆时针，根据凸轮运动规律曲线图作图如下徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书9图3.2.44.插板相连的四杆机构的设计项目内容结果杆FG的长AD=447mm,再加上上面的工件高80mm,还有轨道10mm,空隙10mm，合计高h=547，初始角度10°，可得FG=555.4mmFG=555.4mm徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书10项目内容结果杆FG摆过17°后的GFGG的距离GF=547/cos27°=614mmGG=22547-613-22547-4.555=182.4mm物体宽的一半270/2=135mm满足条件GF=614mmGG=182.4mm徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书11利用刚化法作图如下图4.1连接FJ,取FJ=628mm，以F为圆心，FH为半径画圆弧，取FH=1300mm，JI顺时针转过25°到JI',连接JH',JH'逆时针转过25°到JH''连接H''H画中垂线JI交与I点。点I就是所求一点，连接IH,四边形FIJH就是所求的四杆机构，可量得IJ=310mmIH=815mm。5.速度和加速度的分析与计算（图解法）当曲柄转过0°时：徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书12(1)位移量取S=—415mm（2）速度分析VB2=VB1=ω*AB=2*0.2375=0.475m/sVB3=VB2+VB3B2方向⊥DC⊥AB∥DC大小ω1*ABVB3=0徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书13结论：VD5=0VD4=VB3=0VD5=VD4+VD5D4方向⊥DE∥DE大小？0？VD5=0（3）加速度分析徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书14结论：ad5=1.035m/s2徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书15徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书15不同时段机构的状态图及分析转角为0°时转角为90°时徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书16转角为180°时徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书17转角为270°时徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书18徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书19总结通过本次课程设计，在完成设计任务的同时能够进一步理解和巩固所学课程内容，并将所学知识综合运用到实际设计中，不仅加强了学习更锻炼了实际操作能力和设计经验。在设计计算过程中，通过组内的讨论和交流，加深了对基础知识的理解；在老师的细心指导下，让我们了解到更多的机械实际设计方面的知识，开阔了视野。通过这次课程设计，我才发现理论知识的重要性，好的设计是建立在塌实的理论知识之上的。