步進(jìn)式工件輸送機(jī)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢</b></p><p><b>　　業(yè)</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p><p><b>　　論</b></p><p

2、><b>　　文</b></p><p>　　設(shè)計題目：步進(jìn)式工件輸送機(jī)設(shè)計</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要1</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞1</b></p><p

3、><b>　　1、緒論2</b></p><p><b>　　1.1背景介紹2</b></p><p><b>　　1.2方案比較2</b></p><p>　　1.3設(shè)計方案綜述3</p><p>　　2、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計4</p><p&g

4、t;　　2.1 連桿機(jī)構(gòu)的定義及特點4</p><p>　　2.2 平面曲柄搖桿機(jī)構(gòu)5</p><p>　　2.3 平面四連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件5</p><p>　　2.4 連桿設(shè)計內(nèi)容6</p><p>　　2.4.1 搖桿的擺角初選6</p><p>　　2.4.2 鉸點位置和曲柄長度的設(shè)計8</

5、p><p>　　2.4.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計9</p><p>　　2.4.4 校核最小傳動角9</p><p>　　3、機(jī)構(gòu)的運動和動力分析10</p><p><b>　　3.1 概述10</b></p><p>　　3.2 用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度分析11</p&g

6、t;<p>　　3.2.1 繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖11</p><p>　　3.2.2 作速度分析13</p><p>　　3.3 用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析14</p><p>　　3.3.1 對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析15</p><p>　　3.3.2 確定各構(gòu)件的慣性力和慣性力偶矩15</p>

7、<p>　　4、 桿件的設(shè)計16</p><p>　　4.1 桿件的類型16</p><p>　　4.2 鋼材和截面的選擇17</p><p>　　4.3 桿件間的聯(lián)結(jié)17</p><p>　　4.3.1 剪切強(qiáng)度計算17</p><p>　　4.3.2 擠壓強(qiáng)度計算17</p>

8、<p>　　4.3.3 穩(wěn)定性的校核18</p><p>　　5、 減速機(jī)的設(shè)計及選擇18</p><p>　　5.1 電動機(jī)的選擇18</p><p>　　5.1.1 選擇電動機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式18</p><p>　　5.1.2 功率的計算18</p><p>　　5.1.3 電動機(jī)功率計算19

9、</p><p>　　5.1.4 傳動效率19</p><p>　　5.1.5 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速19</p><p>　　5.2 確定傳動裝置傳動比19</p><p>　　5.2.1 總傳動比20</p><p>　　5.2.2 分配減速器的各級傳動比20</p><p>　　6、 機(jī)

10、架的設(shè)計20</p><p>　　6.1 機(jī)架鋼材料的選擇20</p><p>　　6.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足的要求20</p><p>　　6.3 傳輸機(jī)附件的設(shè)計20</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　致謝22</b>

11、</p><p><b>　　內(nèi)容摘要：</b></p><p>　　在科技越來越發(fā)達(dá)的今天，各行各業(yè)中生產(chǎn)效率便顯得更加重要。為提高生產(chǎn)效率，各行業(yè)對設(shè)備的自動化程度提出了更高的要求，各種輸送機(jī)的用途也越來越大，與此同時對輸送機(jī)的要求也越來越高。在本次工件輸送機(jī)的設(shè)計里，對輸送機(jī)的輸送距離、輸送速度及其精確度都提出較高的要求。本次設(shè)計對步進(jìn)式工件輸送機(jī)的各個部分進(jìn)行

12、選擇和分析，并對產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量的穩(wěn)定性方面，也做了重要的把握。</p><p>　　關(guān)鍵詞：輸送機(jī)；連桿機(jī)構(gòu)；齒輪傳動。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1背景介紹</b></p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)以來， 隨著科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展

13、和人們生活條件的不斷改善市場愈加需要各種各樣性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠、價格低廉、效率高、能耗低的機(jī)械產(chǎn)品，而決定產(chǎn)品性能、質(zhì)量、水平、市場競爭能力和經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)是產(chǎn)品設(shè)計。</p><p>　　企業(yè)為了贏得市場，必須不斷開發(fā)符合市場需求的產(chǎn)品。新產(chǎn)品的設(shè)計與制造，其中設(shè)計是產(chǎn)品開發(fā)的第一步，是決定產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、水平、市場競爭力和經(jīng)濟(jì)效益的最主要因素.機(jī)械原理課程設(shè)計結(jié)合一種簡單機(jī)器進(jìn)行機(jī)器功能分析、工藝動作過

14、程確定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運動方案評定、機(jī)構(gòu)尺度綜合、機(jī)構(gòu)運動方案設(shè)計等，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、掌握并初步運用機(jī)械原理的知識和理論，對分析、運算、繪圖、文字表達(dá)及技術(shù)資料查詢等諸方面的獨立工作能力進(jìn)行初步的訓(xùn)練，培養(yǎng)理論與實際結(jié)合的能力，更為重要的是培養(yǎng)開發(fā)和創(chuàng)新能力。因此，畢業(yè)論文設(shè)計在機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的知識體系訓(xùn)練中，具有不可替代的重要作用。</p><p>　　本次我設(shè)計的是步進(jìn)式工件輸送機(jī)，以小見大，設(shè)計并不是

15、門簡單的課程，它需要我們理性的思維和豐富的空間想象能力。我們可以通過對步進(jìn)式工件輸送機(jī)的設(shè)計進(jìn)一步了解機(jī)械設(shè)計的流程，為我們今后的設(shè)計工作奠定了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1.2方案比較</b></p><p>　　經(jīng)過反復(fù)調(diào)查研究，查閱相關(guān)資料，我們根據(jù)工件傳輸機(jī)的工作狀況的要求，提出了以下四種方案：</p><p>　　方案一：直接

16、用帶傳動和步進(jìn)電動機(jī)來實現(xiàn)滑架的往返運動，通過步進(jìn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制往返運動，通過單片機(jī)控制驅(qū)動電路來設(shè)置相關(guān)的運動參數(shù)。</p><p>　　方案二：運用齒輪齒條和步進(jìn)電動機(jī)來實現(xiàn)滑架的往復(fù)運動，通過步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，齒條固定在滑架上，利用齒輪齒條間的傳動來實現(xiàn)滑架的往返運動。</p><p>　　方案三：采用液壓凸輪機(jī)構(gòu)為主，以達(dá)到設(shè)計要求。本方案采用液壓動力裝置以推動擋板左右往復(fù)運動

17、。再采用凸輪機(jī)構(gòu)推動擋板做上下的往復(fù)運動。該機(jī)構(gòu)由液壓機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)相互配合，使擋板做曲線運動。</p><p>　　方案四：運用連桿機(jī)構(gòu)，減速機(jī)，普通電動機(jī)。通過普通電動機(jī)可以獲得運動所需要的動力，減速機(jī)調(diào)整相應(yīng)的速度和節(jié)奏，連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)不同的速度比，節(jié)奏，步長和滑架的運動軌跡。</p><p>　　經(jīng)過可行性調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)方案一中步進(jìn)電機(jī)的功率和工作狀況要求中的中度沖擊問題對步進(jìn)電機(jī)的

18、影響不能很好的解決，而且步進(jìn)電機(jī)擁有一個很明顯的優(yōu)點，就是它有精確的正反轉(zhuǎn)功能，因為步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移，或線位移的開環(huán)控制元件，在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速，停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載的變化而影響，即給電機(jī)加一個脈沖信號,電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角，這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有同期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常簡單，而且低速精度高。雖然如今步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)被

19、廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)條件下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。方案二也存在類似的問題，方案三機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)造也較為普通，且運行時噪聲低。運動行程十分明了，缺點是該機(jī)構(gòu)有兩個自由度，所以運動難遇控制，不夠平穩(wěn)。而且液壓機(jī)構(gòu)成本太高，且維護(hù)檢修復(fù)雜。而方案四對于方案一方案二的問題有了很好的實現(xiàn)，而且普通電動機(jī)容易選擇，減速機(jī)和連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可靠，穩(wěn)定性高,可以承受一定的

20、沖擊，所以此方案較合理。</p><p>　　在整個設(shè)計過程中，連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計和分析應(yīng)是本課題的重點，運用機(jī)械設(shè)計和機(jī)械原理的相關(guān)內(nèi)容來設(shè)計，設(shè)計的主要內(nèi)容應(yīng)包括工作機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)的運動分析，連桿機(jī)構(gòu)的運動和動力分析，減速機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計。本課題的難點是連桿機(jī)構(gòu)的分析和動力運動的分析。</p><p><b>　　1.3設(shè)計方案綜述</b></p>&

21、lt;p>　　工件輸送機(jī)是一種實現(xiàn)往復(fù)傳送可以間歇性地輸送工件的機(jī)械，通過傳動裝置，電動機(jī)驅(qū)動滑架往復(fù)移動工件，行程時，滑架上的推爪推動工件前進(jìn)一個步長，當(dāng)滑架返回的時候，因為推爪下部有壓縮彈簧，所以推爪從工件底面滑過，工件保持不動，當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時，已復(fù)位，就這樣往返推動工件前移。</p><p>　　設(shè)計意義：工件傳輸機(jī)在自動化流水線上的充分運用能提高工廠的生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)度，保障工人的生命

22、安全，為實現(xiàn)車間無人化提供了可靠的條件。</p><p><b>　　2 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　2.1 連桿機(jī)構(gòu)的定義及特點</p><p>　　連桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用非常廣泛的機(jī)構(gòu)，折疊傘的收放機(jī)構(gòu)，機(jī)械手的傳動機(jī)構(gòu)以及人體假肢的設(shè)計等，都是連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　連桿機(jī)構(gòu)的定義：(1)某原動

23、件的運動都要經(jīng)過一個不直接與機(jī)架相聯(lián)的中間構(gòu)件才能傳動從動件，中間構(gòu)件稱為連桿。這些機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機(jī)構(gòu)。(2)這些機(jī)構(gòu)中的運動副一般均為低副。故連桿機(jī)構(gòu)也稱低副機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　連桿機(jī)構(gòu)的特點：</b></p><p>　　(1) 連桿機(jī)構(gòu)中構(gòu)件間以低副相連，低副兩元素為面接觸，在承受同樣載荷的條件下壓強(qiáng)較低，因而可用來傳遞較大的動力。又由于低副元素

24、的幾何形狀比較簡單，故容易加工。 </p><p>　　(2) 構(gòu)件運動形式具有多樣性。連桿機(jī)構(gòu)中既有繞定軸轉(zhuǎn)動的曲柄、繞定軸往復(fù)擺動的搖桿，又有作平面一般運動的連桿、作往復(fù)直線移動的滑塊等，利用連桿機(jī)構(gòu)可以獲得各種形式的運動，這在工程實際中具有重要價值。 </p><p>　　(3) 在主動件運動規(guī)律不變的情況下，只要改變連桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的相對尺寸，就可以使從動件實現(xiàn)不同的運動規(guī)律和運動要

25、求。</p><p>　　(4) 連桿曲線具有多樣性。連桿機(jī)構(gòu)中的連桿，可以看作是在所有方向上無限擴(kuò)展的一個平面，該平面稱為連桿平面。在機(jī)構(gòu)的運動過程中，固接在連桿平面上的各點，將描繪出各種不同形狀的曲線，這些曲線稱為連桿曲線。 </p><p>　　(5) 在連桿機(jī)構(gòu)的運動過程中，一些構(gòu)件（如連桿）的質(zhì)心在作變速運動，由此產(chǎn)生的慣性力不好平衡，因而會增加機(jī)構(gòu)的動載荷，使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動

26、。所以連桿機(jī)構(gòu)一般不適于用在高速場合。 </p><p>　　(6) 連桿機(jī)構(gòu)中運動的傳遞要經(jīng)過中間構(gòu)件，而各構(gòu)件的尺寸不可能做得絕對準(zhǔn)確，再加上運動副間的間隙，故運動傳遞的累積誤差比較大。</p><p>　　2.2 平面曲柄搖桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　在鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu)中，若兩個連架桿中一個為搖桿，另一個為曲柄，那么這個四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。在曲柄搖桿機(jī)

27、構(gòu)中，當(dāng)曲柄為原動件，搖桿為從動件時，可以把曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動，此種機(jī)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛。</p><p>　　2.3 平面四連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件</p><p>　　(1)桿長之和條件：平面四桿機(jī)構(gòu)的最短桿和最長桿的長度之和小于或者等于其余兩桿長度之和。</p><p>　　(2)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，如果某個轉(zhuǎn)動副能夠成為整轉(zhuǎn)副，則它所連接的兩個構(gòu)件中，

28、必有一個為最短桿，并且四個構(gòu)件的長度關(guān)系滿足桿長之和條件。</p><p>　　(3)在有整轉(zhuǎn)副存在的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動副均為整轉(zhuǎn)副。此時，如果取最短桿為機(jī)架，則得到雙曲柄機(jī)構(gòu)；若取最短桿的任何一個相連構(gòu)件為機(jī)架，則得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；如果取最短桿對面構(gòu)件為機(jī)架，則得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　(4)如果四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長之和條件，則不論選取哪個構(gòu)件為機(jī)架，所得到機(jī)構(gòu)均

29、為雙搖桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　綜上所述：平面四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件是四個桿的長度關(guān)系，誰做機(jī)架決定是否會存在曲柄。</p><p>　　2.4 連桿設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　輸送機(jī)的工作阻力=5000N，步長S=450mm，往復(fù)次數(shù)N=40 次/分，行程速比系數(shù)K=1.3，高度H=800mm。輸送時滑架受到的阻力Fr視為常數(shù)，滑架寬度為250mm，使用折

30、舊期為5年，每天二班制工作，載荷里有中等沖擊，工作環(huán)境清潔，室內(nèi)，三相交流電源，工作機(jī)構(gòu)效率為0.95，用于小批量生產(chǎn)。</p><p>　　2.4.1 搖桿的擺角初選</p><p>　　根據(jù)設(shè)計的常識一般初選擺角為40°-50°左右,再由步長定搖桿長度,一般取≈(0.6-0.7) , ≈(0.2-0.3) 。</p><p>　　2.4.2

31、 鉸點位置和曲柄長度的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)行程速比和傳動角要求鉸點A的位置及曲柄連桿長度。根據(jù)所給條件以及現(xiàn)場的要求，和行程速比系數(shù)K，在設(shè)計四連桿時，可利用機(jī)構(gòu)在極位時的幾何關(guān)系，再運用其它輔助條件進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　2.4.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　通過擺角及行程速比系數(shù)K=1.3和搖桿長度來設(shè)計該機(jī)構(gòu)。首先按公式=180

32、°(K-1)/(K+1)算出極位夾角為23.5°。</p><p>　　然后任取一點D,再用此點為頂點作等腰三角形,使兩腰的長度等于CD, ∠。作使∠=90°-,再作⊥, 與的交點P。作△的外接圓,那么圓弧上任一點A到和的連線所形成的夾角∠都等于極位夾角 ,所以曲柄的軸心A應(yīng)在這個圓弧上。</p><p>　　設(shè)曲柄的長度為a,連桿的長度為b，那么=b+a,

33、 =b-a.所以a=(-)/2于是以A為圓心,以為為半徑作圓弧交于點E,則得出a=/2,b=-/2。設(shè)計時應(yīng)注意,曲柄的軸心A不能選在弧段上,否則機(jī)構(gòu)將不能滿足運動連續(xù)性的要求。</p><p>　　根據(jù)上面的方法可以算出平面四連桿機(jī)構(gòu)的桿長分別為a=115mm，b=385mm，c=380mm，d=380mm。</p><p>　　2.4.4 校核最小傳動角</p><

34、p>　　在機(jī)構(gòu)運動過程中,傳動角的大小是不停變化的,為了保證機(jī)構(gòu)的傳動性能要求,設(shè)計時應(yīng)使≥40°傳遞力矩比較大時，則應(yīng)使≥50°；對于一些受力很小或者不經(jīng)常使用的操縱機(jī)構(gòu)，則可允許傳動角小一些，只要不發(fā)生自鎖就可以。最小傳動角與機(jī)構(gòu)中各桿的長度有關(guān)。</p><p>　　所以滿足最小傳動角的要求。</p><p>　　因此可以定出該要求設(shè)計的機(jī)構(gòu)的總體尺寸,即=

35、a=115mm，=b=385mm, =c=380mm, =d=380mm, =550mm,=180mm。</p><p>　　上面的是桿件AB的長度，是桿件BC的長度，是桿件CD的長度，是桿件AD的長度，是桿件DE的長度，是桿件EF的長度。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運動簡圖見下圖1-1。</p><p>　　圖1-1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運動簡圖</p><p>　　3 機(jī)構(gòu)的運動和

36、動力分析</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　用矢量方程圖解法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的速度和加速度的分析, 矢量方程圖解法依據(jù)的基本原理是理論力學(xué)中的運動合成原理。對機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度和加速度的分析時,首先要根據(jù)運動合成原理列出機(jī)構(gòu)運動的矢量方程,然后再根據(jù)該方程來作圖進(jìn)行解決.</p><p>　　3.2 用矢量方程圖解法作平面

37、連桿機(jī)構(gòu)的速度分析</p><p>　　根據(jù)構(gòu)件上已知的一點的速度和加速度能夠求出另外的點的速度和加速度(包括大小和方向),所以在以圖解法作機(jī)構(gòu)的速度和加速度的分析的時候,應(yīng)該先從具備這個條件的構(gòu)件著手,再分析與該構(gòu)件依次相連的其他各構(gòu)件。</p><p>　　在用圖解法作機(jī)構(gòu)的運動分析時，需要先繪出該機(jī)構(gòu)的運動簡圖，然后再根據(jù)運動簡圖進(jìn)行速度和加速度的分析，求解的步驟說明如下：</

38、p><p>　　3.2.1 繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖</p><p>　　根據(jù)前面所描繪的方法和步驟，選取尺寸比例尺=(m/mm)，并按照比例尺準(zhǔn)確地繪制出機(jī)構(gòu)的運動簡圖如圖1-1所示。</p><p>　　3.2.2 作速度分析</p><p>　　根據(jù)用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度分析可知，速度求解的步驟應(yīng)依次求出相應(yīng)各點的速度和桿件的角速度。

39、</p><p><b>　　1、求</b></p><p><b>　　(3.1)</b></p><p>　　方向垂直于AB，指向與的轉(zhuǎn)向一致。</p><p>　　2、求因點C及點B都為同一構(gòu)件2上的點，故得</p><p>　　= + &

40、lt;/p><p>　　式中及的大小未知，所以用圖解法求解。</p><p>　　圖3-2 速度分析圖</p><p>　　如圖3-2所示，取點P作為速度多邊行的極點，并作代表，那么速度比例尺。再分別自點B，P作垂直于BC，CD的直線bc,pc,代表，的方向線，兩線交于點C，則矢量，分別代表和，于是得</p><p><b>　　(3—

41、2)</b></p><p>　　3）求 由于E點和C點都在桿件3上，桿件3上的點的角速度都相同，所以</p><p><b>　　4）求</b></p><p>　　= + </p><p><b>　　(3—3)</b></p><p>&

42、lt;b>　　于是有</b></p><p><b>　　(3—4)</b></p><p><b>　　(3—5)</b></p><p><b>　　(3—6)</b></p><p>　　3.3 用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p&

43、gt;<p>　　動態(tài)靜力分析是根據(jù)達(dá)朗貝爾原理將慣性力和外力加在機(jī)構(gòu)的相應(yīng)構(gòu)件上，用靜力平衡的條件求出各運動副中的反力和原動件上的平衡力的一種比較常用的工程方法。進(jìn)行動態(tài)靜力分析首先是求出個構(gòu)件的慣性力,并把它們當(dāng)作外力加于產(chǎn)生這些慣性力的構(gòu)件上面。然后再根據(jù)靜定條件將機(jī)構(gòu)分解為若干個平衡力和構(gòu)件組作用的構(gòu)件。而進(jìn)行力分析的順序一般是由離受平衡力作用的構(gòu)件的最遠(yuǎn)構(gòu)件組開始,逐步推算到平衡力作用的構(gòu)件上。</p>

44、;<p>　　3.3.1 對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析</p><p>　　在之前的運動分析里，已經(jīng)用選定好的長度比例尺,速度比例尺,加速度比例尺,繪出了機(jī)構(gòu)簡圖及其速度多邊形和加速度多邊形。</p><p>　　3.3.2 確定各構(gòu)件的慣性力和慣性力偶矩</p><p>　　在對機(jī)械進(jìn)行動態(tài)靜力分析時需要求出各構(gòu)件的慣性力,在新機(jī)械的設(shè)計中,機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)

45、尺寸,質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù)都尚未確定,根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗先給出各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù),再進(jìn)行靜力分析,在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行各構(gòu)件的強(qiáng)度驗算,再根據(jù)驗算的結(jié)果對構(gòu)件尺寸進(jìn)行修正,最后定出構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　（1）計算各桿的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量</p><p>　　因為各桿都是拉壓桿件,要求力學(xué)綜合性能較高,所以選45號鋼,各桿應(yīng)初選直徑。見表3-1</p><p&

46、gt;　　表3-1 桿件質(zhì)量特性表</p><p>　　各桿中除了桿2外,慣性力都可以作用在機(jī)架上,因此在進(jìn)行動態(tài)靜力分析時可以忽略不計,作用在連桿2上的慣性力及慣性力偶矩為：</p><p><b>　　(3—14)</b></p><p><b>　　(3—15)</b></p><p>　　將

47、及合并成一個總慣性力,其作用線從質(zhì)心處偏移一距離，其值為 (3—16)</p><p><b>　　4 桿件的設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)上一章已經(jīng)計算出來的桿件受力情況和工作狀況，現(xiàn)在要求分析桿的類型和一系列的穩(wěn)定性以及截面的設(shè)計。</p><p><b>　　4.1 桿件的類型</b>

48、;</p><p>　　桿件是四連桿結(jié)構(gòu),根據(jù)受力的方向得知，屬于拉壓桿。</p><p>　　4.2 鋼材和截面的選擇</p><p>　　1、因為拉壓桿的綜合性能要求比較高，根據(jù)用途選45鋼，有關(guān)物理屬性見下表4-1。</p><p>　　表4-1 桿件材料的質(zhì)量系數(shù)</p><p><b>　　2、選擇

49、截面尺寸</b></p><p>　　根據(jù)上一章各軸之間力的計算可以知道拉壓桿所受的外力，根據(jù)強(qiáng)度條件可以確定所需要的橫截面面積。</p><p>　　式中S為大于1的安全系數(shù)取S=1.3</p><p>　　其中為極限屈服系數(shù)。</p><p>　　選連桿2作校核由于所選的是圓形桿件，所以確定直徑為</p><

50、;p>　　基于制造困難和穩(wěn)定性的考慮，于是取為初選的參數(shù)。</p><p>　　4.3 桿件間的聯(lián)結(jié)</p><p>　　拉壓桿與其它構(gòu)件之間，或者一般構(gòu)件與構(gòu)件之間，常采用銷軸，耳片，螺栓等相聯(lián)接。連結(jié)件的受力與變形都比較復(fù)雜，在工程實際中，我們常常采用簡化分析的方法。他的要點是：對連接件的受力與應(yīng)力分布進(jìn)行簡化，然后計算出各部分的名義應(yīng)力。以下為計算軸和耳片。</p>

51、<p>　　4.3.1 剪切強(qiáng)度計算</p><p>　　考慮圖中所示的軸銷，它的受力情況如圖所示，可以看出，作用在軸銷上面的外力有以下幾個特點：外力垂直作用于軸銷的軸線，且作用線之間的距離很小（軸銷一般都是短而粗的）。根據(jù)受力情況可以看出，軸銷上主要受剪切力的作用。在工程力學(xué)計算中，通常都假設(shè)剪切面上的剪應(yīng)力是均勻分布的。剪切面上的剪應(yīng)力不得超過連接件上的許用剪應(yīng)力，即要求</p>

52、<p><b>　　(4—1)</b></p><p>　　其中許用剪切應(yīng)力表示為連接件的剪切極限應(yīng)力除以安全系數(shù)。</p><p>　　4.3.2 擠壓強(qiáng)度計算</p><p>　　在外力作用下,孔與銷軸直接接觸,接觸面上的應(yīng)力稱為擠壓應(yīng)力。當(dāng)擠壓應(yīng)力過大時,在孔和銷接觸的局部區(qū)域內(nèi),將產(chǎn)生明顯的塑性變形,導(dǎo)致影響孔,銷間的正常配合

53、。最大擠壓應(yīng)力發(fā)生在該表面的中部。擠壓應(yīng)力為,銷或孔的直徑為d ,耳片的厚度為t ,根據(jù)實驗分析結(jié)果得知:</p><p>　　圖4-1 軸銷受力示意圖</p><p><b>　　(4—2)</b></p><p>　　Td表示受壓圓柱面在相應(yīng)徑向平面上的投影；</p><p>　　表示最大擠壓應(yīng)力,數(shù)值上與徑向截面的

54、平均壓應(yīng)力相等。</p><p>　　由上述分析可知,為了防止擠壓造成破壞,最大擠壓應(yīng)力不得超過連接件的許用壓應(yīng)力,即要求</p><p>　　表示連接件的擠壓極限應(yīng)力除以安全系數(shù)。</p><p>　　因此，從擠壓強(qiáng)度考慮, 接頭的許用載荷是</p><p>　　4.3.3 穩(wěn)定性的校核</p><p>　　當(dāng)作用在

55、細(xì)長桿上的軸向力達(dá)到或超過一定限度的時候，桿件可能會突然產(chǎn)生彎曲，即失穩(wěn)現(xiàn)象。因此，對于軸向受壓桿件，除了應(yīng)考慮它的強(qiáng)度和剛度問題外，還應(yīng)考慮它的穩(wěn)定問題。</p><p><b>　　1、臨界載荷</b></p><p>　　該連桿為兩端鉸支細(xì)長壓桿。</p><p><b>　　2、校核</b></p>

56、<p>　　鋼的屈服應(yīng)力 ，所以，連桿壓縮屈服所需的軸向壓力</p><p>　　由以上的分析可以得知,為了保證壓桿在軸向壓力的作用下不被導(dǎo)致失穩(wěn),必須滿足下面的穩(wěn)定條件。</p><p>　　式中： 代表穩(wěn)定安全系數(shù)； 代表穩(wěn)定許用壓力。</p><p>　　工況為一般的中度沖擊。</p><p>　　上述表明，細(xì)長桿的承壓能力

57、是由穩(wěn)定性的要求確定的。</p><p>　　5減速機(jī)的設(shè)計及選擇</p><p>　　減速機(jī)是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。</p><p>　　選用減速機(jī)時應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速機(jī)的外廓尺寸，傳動效率，承載能力，質(zhì)量，

58、價格等，選擇最適合的減速機(jī)。減速機(jī)是一種相對精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　5.1 電動機(jī)的選擇</p><p>　　5.1.1 選擇電動機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式</p><p>　　電動機(jī)是常用的原動機(jī)，并且是標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計中要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運動，動力參數(shù)等，選擇合適的電動機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速,再根

59、據(jù)這些確定電動機(jī)的型號。</p><p>　　電動機(jī)有交流電動機(jī)和直流電動機(jī)之分,工業(yè)上常采用交流電動機(jī)。交流電動機(jī)有異步電動機(jī)和同步電動機(jī)兩類，異步電動機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中普通籠型異步電動機(jī)在平時應(yīng)用最廣泛。在一般的設(shè)計中，優(yōu)先選用Y系列籠型三相異步電動機(jī)，因為它具有高效，噪音小，振動小，節(jié)能，安全可靠的特點,而且安裝尺寸和功率等級符合國際標(biāo)準(zhǔn),適用于那些無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。</p>

60、<p>　　根據(jù)所給條件中工作場地的要求:每天二班制工作，載荷中有中度沖擊，工作環(huán)境清潔，室內(nèi)，三相交流電源。所以選擇電動機(jī)為Y系列380V 三相籠型異步電動機(jī)。</p><p>　　5.1.2 功率的計算</p><p>　　電動機(jī)在功率方面的選擇是否合適將直接影響到電動機(jī)在工作性能和經(jīng)濟(jì)性能方面的體現(xiàn)。如果選用的電動機(jī)額定功率小于工作機(jī)所要求的功率,那么工作機(jī)就不能正常工

61、作, 而且容易是電動機(jī)因為長期過載而導(dǎo)致過早損壞,如果選用的電動機(jī)額定功率大于工作機(jī)所要求的,那么相比于電動機(jī)的價格，沒有得到充分的應(yīng)用，而導(dǎo)致浪費。</p><p>　　在設(shè)計過程中,由于工件傳輸機(jī)一般為長期連續(xù)運轉(zhuǎn),載荷不變或很少變化的機(jī)械,并且傳遞功率較小，故只需使電動機(jī)的額定功率等于或梢大于電動機(jī)的實際輸出功率 ,即。這樣電動機(jī)在工作時就不會過熱,一般不需要對電動機(jī)進(jìn)行熱平衡計算和校核啟動力矩。</

62、p><p>　　5.1.3 電動機(jī)功率計算</p><p>　　電動機(jī)所需工作功率為</p><p>　　式中：工作機(jī)所需工作功率,指工作機(jī)主動端運輸帶所需功率。</p><p>　　由電動機(jī)至工作機(jī)主運動端運輸帶的總效率。</p><p>　　工作機(jī)所需工作功率,應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運動參數(shù)計算 </p>

63、;<p>　　T—工作機(jī)的阻力矩 —工作機(jī)的角速度</p><p>　　5.1.4 傳動效率</p><p>　　傳動裝置的總效率應(yīng)為組成傳動裝置的各部分運動副效率之乘積,</p><p>　　其中:分別為每一傳動副,每對軸承,每個連軸器的效率.傳動副的效率數(shù)值可按下列選取,軸承及連軸器效率的概略值為: 滾動軸承0.98-0.995，滑動軸承0

64、.97-0.99，彈性連軸器0.99-0.995，齒輪連軸器0.99，萬向連軸器0.97-0.98</p><p>　　5.1.5 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　容量相同的同類電動機(jī),有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列供使用者選擇,如三相異步電動機(jī)常用的有四種同步轉(zhuǎn)速,即3000,1500,1000,750r/min(相應(yīng)的電動機(jī)定子繞組的極對數(shù)為2,4,6,8)。同步轉(zhuǎn)速為由電流頻率與極對數(shù)而定

65、的磁場轉(zhuǎn)速,電動機(jī)空轉(zhuǎn)時才可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速,負(fù)載時的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速。</p><p>　　為了合理的設(shè)計傳動裝置，根據(jù)工作機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速要求和各傳動比范圍，可推算出電動機(jī)裝速的可選范圍，其中包括電動機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍，傳動裝置總傳動比的合理范圍，以及工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速。</p><p>　　選定電動機(jī)類型,結(jié)構(gòu),對電動機(jī)可選的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較,選定電動機(jī)轉(zhuǎn)速并計算出所需容量后,即可在電動機(jī)產(chǎn)品目錄中

66、查出所要的電動機(jī)。根據(jù)工況和計算所選電動機(jī)見下表5-1。</p><p>　　表5-1 電動機(jī)參數(shù)表</p><p>　　5.2 確定傳動裝置傳動比</p><p>　　5.2.1 總傳動比</p><p>　　由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速,可得到傳動裝置的總傳動比為 </p><p>　　其中為選擇電動機(jī)

67、的滿載轉(zhuǎn)速,n為工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速。該設(shè)計中為960r/min,n為40r/min。所以</p><p><b>　　(5—2)</b></p><p>　　總傳動比為各級傳動比,,…的乘積，即</p><p>　　，分別為減速器各級傳動比。</p><p>　　5.2.2 分配減速器的各級傳動比</p>&

68、lt;p>　　考慮潤滑的條件我們選用閉式布置，,為使兩級大齒輪直徑相近,可由二級圓柱齒輪減速器傳動比分配圖資料查得，則。</p><p><b>　　6機(jī)架的設(shè)計</b></p><p>　　機(jī)器的全部重量將通過機(jī)架傳至基礎(chǔ)上.機(jī)架零件還負(fù)有承受機(jī)器工作時的作用力和使機(jī)器穩(wěn)定在基礎(chǔ)上的作用。運輸機(jī)的機(jī)架的設(shè)計:機(jī)架的設(shè)計使用槽鋼焊接成,根據(jù)實際情況和工作需要選取

69、、滑架部分軸加滾套的形式來實現(xiàn)工件在工作臺上的滑動,工作行程時滑架上的推爪下部有壓縮彈簧,推爪得以從工件底面滑過,工件保持不動,推爪已復(fù)位,并推動新的工件前移,前方推爪也推動前一工件前移,如此周而復(fù)始,工件不斷前移。減速機(jī)和曲柄之間用連軸器來傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速。</p><p>　　對于機(jī)架零件一般要有以下要求：1、足夠的強(qiáng)度和剛度；2、形狀簡單,便于制造；3、便于在機(jī)架上安裝附件。對于帶有缸體,導(dǎo)軌等的機(jī)架零件,還

70、應(yīng)有良好的耐磨性,以保證機(jī)器有足夠的使用壽命，.高速機(jī)器的機(jī)架零件還應(yīng)滿足振動穩(wěn)定性的要求。</p><p>　　強(qiáng)度和剛度是評判機(jī)架零件工作能力的基本準(zhǔn)則。機(jī)架的零件的形狀復(fù)雜,受外界的因素的影響很多,設(shè)計時通常都是先根據(jù)機(jī)器的工作要求和類型相近的機(jī)器擬訂機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸,然后進(jìn)行初略計算以核驗其危險截面的強(qiáng)度。</p><p>　　6.1 機(jī)架鋼材料的選擇</p>&

71、lt;p>　　在工程結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)是應(yīng)用比較廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)，一些高度或跨度比較大的結(jié)構(gòu)，載荷或吊起重量很大的結(jié)構(gòu)，有較大的結(jié)構(gòu)，有較大的振動的結(jié)構(gòu)，高溫車間的結(jié)構(gòu)等等，采用其他建筑材料，目前尚有困難或不很經(jīng)濟(jì)，則可考慮用鋼結(jié)構(gòu)，而本設(shè)計中用到的鋼結(jié)構(gòu)用于整個傳動裝置的支承的主框架結(jié)構(gòu)，用這種鋼結(jié)構(gòu)具有以下的幾個優(yōu)點：</p><p><b>　　1、材料強(qiáng)度高</b></p&

72、gt;<p>　　在相同的載荷條件下，采用鋼結(jié)構(gòu)時，結(jié)構(gòu)的自重較小，當(dāng)跨度和滿載相同時，由于重量輕，便于運輸安裝。</p><p><b>　　2、安全可靠</b></p><p>　　鋼材質(zhì)地均勻，各向同性，彈性模量大，有良好的塑性和韌性。</p><p>　　3、工業(yè)化生產(chǎn)程度高</p><p>　　與

73、其它結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化生產(chǎn)程度高，能成批大量生產(chǎn)，制造精度高，采用工廠制造，工地安裝的施工方法，可縮短周期，降低造價，提高經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　4、具有一定的耐熱性</p><p>　　溫度在35度以內(nèi)鋼的性質(zhì)變化很小，溫度達(dá)到30 度以后強(qiáng)度逐漸下降達(dá)到45度～60度時，強(qiáng)度為零。一般用于溫度不高于25 度的場合。該機(jī)器工作場合是室內(nèi),所以符合要求。</p>

74、<p>　　6.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足的要求</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度，鋼性和穩(wěn)定性；</p><p>　　2、要符合工作機(jī)的使用要求，要有良好的耐久性；</p><p>　　3、盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量；</p><p>　　4、盡可能縮短制造安裝時間，節(jié)約勞動時間；</p><p>

75、;　　5、結(jié)構(gòu)要便于運輸、維護(hù)；</p><p>　　6、可能條件下，盡量注意美觀，特別是外露機(jī)構(gòu)。</p><p>　　根據(jù)以上各項要求，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該重視貫徹和研究節(jié)約鋼材，降低造價的各種措施，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用，確保質(zhì)量。</p><p>　　根據(jù)以上各原則和工作機(jī)器的工況要求,我選擇槽鋼及方管。</p><p>　　6.

76、3 傳輸機(jī)附件的設(shè)計</p><p>　　由于該工件傳送機(jī)需要實現(xiàn)來回往復(fù)運動,因此在設(shè)計時運用滑架在機(jī)架中的滑動，用連桿來聯(lián)接滑架，提供往返滑動的軌跡和動力，滑架放置在機(jī)架上的滑槽內(nèi)。</p><p><b>　　1、輥子的設(shè)計</b></p><p>　　工件在傳動的時候,需要減少其運動帶來的阻力,因此在設(shè)計時,采用了若干輥子使工件可以在輥

77、子上滾動,從而實現(xiàn)了滾動摩擦代替滑動摩擦,減少了工件和工作機(jī)之間的摩擦,提高了工作效率。</p><p>　　2、推爪和壓縮彈簧簧的設(shè)計</p><p>　　在滑架上端的輥子上的工件需要一個向前的推動力，在滑架的兩側(cè)設(shè)計兩個推爪來推動工件的向前滑動。工作行程時滑架上推爪推動工件前移一個步長，推爪的后端設(shè)計成方形，前端設(shè)計成圓形，由于是往返輸送工件，所以要求推爪有復(fù)位裝置,在推爪下部裝有壓縮

78、彈簧，可以在滑架返回時使推爪可以從工件的底部滑過，工件保持不變,當(dāng)滑架再次向前時，推爪已復(fù)位，并推動新的工件前移，前方推爪也推動前一工位的工件前移，如此周而復(fù)始，工件不斷前移。</p><p>　　在自由狀態(tài)下，壓縮彈簧的各彈簧圈間應(yīng)留有少量間隙（0.5mm）。否則，在彈簧工作時，各圈將彼此接觸并產(chǎn)生摩擦和磨損。</p><p>　　由于壓縮彈簧的彈簧絲主要受彎曲作用，所以從材料利用方面看

79、，以采用方形彈簧絲制造扭轉(zhuǎn)彈簧較為合理，但因圓彈簧絲容易獲得，故仍以圓彈簧絲用得普遍。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1].邱宣懷. 機(jī)械設(shè)計. 第4版. 高等教育出版社，1997</p><p>　　[2].陳秀寧，施高義. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計. 第2版. 浙江大學(xué)出版社，2004</p>&

80、lt;p>　　[3].謝進(jìn)，萬朝燕，杜立杰. 機(jī)械原理. 高等教育出版社，2004</p><p>　　[4].高玉芳，朱鳳艷，機(jī)械制圖（機(jī)械專業(yè)第三版），大連理工大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[5].楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）高等教育出版社，2006 </p><p>　　[6].周軍.劉曉飛.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程.2006年.第

81、34期.P29</p><p>　　[7].李娜.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).2003年.第36期.P38</p><p>　　[8].郭慧慧.機(jī)械設(shè)計課程圖冊.2002年.第26期.P48</p><p>　　[9].朱周.水利機(jī)械基礎(chǔ)[M].杭州：大連理工出版社，1996.</p><p>　　[10].張全杰.機(jī)械制圖集[M].廣州：浙江大學(xué)出版社，

82、1993.</p><p>　　[11].劉小飛，吳天河.齒輪設(shè)計與維護(hù)[M].大連：大連理工出版社，1995．</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在做本次畢業(yè)設(shè)計中，先是擬定了設(shè)計方案，通過電動機(jī)獲得動力，通過減速器控制轉(zhuǎn)速，通過連桿機(jī)構(gòu)控制步長，根據(jù)給定的一些數(shù)據(jù)，先是對連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析計算，將各桿的長度和速度計

83、算出來，然后再根據(jù)這些計算所需要的動力，再由生產(chǎn)的環(huán)境，要求等選擇合適的減速器和電動機(jī)。在這些都定下以后就是對整個機(jī)構(gòu)的各個部分進(jìn)行驗算。最后根據(jù)這些條件畫出裝備圖和零件圖。 </p><p>　　利用連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的輸送機(jī)，不僅僅在使生產(chǎn)效率提高方面有很大的提高，同時在財力，人力方面也有很大的節(jié)省，在越來越注重效益的生產(chǎn)中有著很大的發(fā)展前景。</p><p>　　本設(shè)計包括了以下內(nèi)容:決定