步進(jìn)送料機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)送料機(jī)機(jī)構(gòu)綜合2</p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　班 級(jí)：工程機(jī)械3班</p><p><b>　　指導(dǎo)老師： &

2、lt;/b></p><p>　　日 期：2013年12月22日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p><b>　　一、題目簡介2</b></p><p>　　1.1、

3、設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)送料機(jī)機(jī)構(gòu)綜合2</p><p>　　1.2、具體設(shè)計(jì)要求：2</p><p>　　1.3.、設(shè)計(jì)任務(wù)3</p><p>　　二、方案擬定及評(píng)價(jià)3</p><p>　　2.1方案一:曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3</p><p>　　2.2 方案二:四桿機(jī)構(gòu)4</p><p>　　2.

4、3 方案三：曲柄四連桿機(jī)構(gòu)4</p><p>　　三、選擇電機(jī)及分配傳動(dòng)比5</p><p><b>　　四、傳動(dòng)原理圖5</b></p><p>　　五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸綜合6</p><p><b>　　六．運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖8</b></p><p>　　七、三維建模過程

5、9</p><p><b>　　八、設(shè)計(jì)總結(jié)11</b></p><p><b>　　九、參考資料11</b></p><p><b>　　十．部分截圖12</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p&

6、gt;　　本次設(shè)計(jì)是步進(jìn)送料機(jī)機(jī)構(gòu)的綜合。根據(jù)題目要求必須有曲柄、且輸送架平動(dòng)，輸送架上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為虛線所示閉合曲線。首先根據(jù)要求，先提出了多種方案，最終擇優(yōu)選取了鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)要求。通過圖解法綜合鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，確定該四桿的構(gòu)尺寸位置以及尺寸。并進(jìn)行了三維建模，運(yùn)動(dòng)仿真，制作動(dòng)畫。設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用多種軟件，如在SolidWorks中三維建模，后在ADAMS中輸出位移、速度加速度曲線等等。</p><p&

7、gt;<b>　　一、題目簡介</b></p><p>　　1.1、設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)送料機(jī)機(jī)構(gòu)綜合</p><p><b>　　圖1 步進(jìn)送料機(jī)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)某自動(dòng)生產(chǎn)線的一部分——步進(jìn)送料機(jī)。如圖1所示，加工過程要求若干個(gè)相同的被輸送的工件間隔相等的距離a，在導(dǎo)軌上向左依次間歇移動(dòng)，即每個(gè)零件耗時(shí)t1

8、移動(dòng)距離a后間歇時(shí)間t2?？紤]到動(dòng)停時(shí)間之比K=t1/t2之值較特殊，以及耐用性、成本、維修方便等因素，不宜采用槽輪、凸輪等高副機(jī)構(gòu)，而應(yīng)設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　1.2、具體設(shè)計(jì)要求：</p><p>　?。?）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，即必須有曲柄。</p><p>　?。?）、輸送架平動(dòng)，其上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為虛線所示閉合曲線（以下將該曲線簡稱為軌跡曲線）

9、。</p><p>　?。?）、軌跡曲線的AB段為近似的水平直線段，其長度為a，允差±c（這段對(duì)應(yīng)于工件的移動(dòng)）；軌跡曲線的CDE段的最高點(diǎn)低于直線段AB的距離至少為b，以免零件停歇時(shí)受到輸送架的不應(yīng)有的回碰。有關(guān)數(shù)據(jù)見下表</p><p>　?。?）、在設(shè)計(jì)圖中繪出機(jī)構(gòu)的四個(gè)位置，AB段和CDE段各繪出兩個(gè)位。需注明機(jī)構(gòu)的全部幾何尺寸。</p><p>

10、<b>　　設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　1.3.、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1. 至少提出兩種運(yùn)動(dòng)方案，然后進(jìn)行方案分析評(píng)比，選出一種運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)；</p><p>　　2. 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。</p><p>　　3. 圖紙上畫出步進(jìn)送料機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

11、方案簡圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。</p><p>　　4. 對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度綜合，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析；驗(yàn)證輸出構(gòu)件的軌跡是否滿足設(shè)計(jì)要求；求出機(jī)構(gòu)中輸出件的速度、加速度；畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖。</p><p>　　5.用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，并畫出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。</p><p>　　6.

12、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，其中應(yīng)包括設(shè)計(jì)思路、計(jì)算及運(yùn)動(dòng)模型建立過程以及效果分析等。 </p><p>　　7. 在機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用機(jī)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。</p><p><b>　　二、方案擬定及評(píng)價(jià)</b></p><p>　　2.1方案一:曲柄搖桿機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　圖（2）&l

13、t;/b></p><p>　　送料爪的動(dòng)作時(shí)是通過 “搖桿”的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，通過搖桿外伸端的點(diǎn)循環(huán)擺動(dòng)來實(shí)現(xiàn)送料。</p><p>　　缺點(diǎn)：外伸端的承載較差,且只有當(dāng)搖桿足夠長時(shí)，才能使輸送工件的軌跡AB近似為直線。2.2 方案二:四桿機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　圖（3）<

14、;/b></p><p>　　采用兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，通過連桿中間點(diǎn)的軌跡實(shí)現(xiàn)送料爪的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)送料的要求</p><p>　　缺點(diǎn)：該四桿機(jī)構(gòu)綜合出來的尺寸比較大，推得過程中將工件頂起工件，需較大的功率。</p><p>　　2.3 方案三：曲柄四連桿機(jī)構(gòu)</p><p>&

15、lt;b>　　圖（4）</b></p><p>　　采用兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，通過連桿外伸端的點(diǎn)軌跡實(shí)現(xiàn)送料爪的運(yùn)動(dòng)</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)送料的要求，且機(jī)構(gòu)尺寸較小</p><p>　　缺點(diǎn)：外伸端桿的承載差。</p><p>　　綜合三種方案，現(xiàn)選用第三種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　三、

16、選擇電機(jī)及分配傳動(dòng)比</p><p><b>　　3.1、選擇電機(jī)</b></p><p>　　加工過程要求若干個(gè)相同的被輸送的工件間隔相等的距離400mm，在導(dǎo)軌上向左依次間歇移動(dòng)，即每個(gè)零件耗時(shí)t1,=2s 移動(dòng)距離a后間歇時(shí)間t2=4s</p><p>　　機(jī)器中可用于運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力源的種類很多，有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)、蒸汽機(jī)、

17、水輪機(jī)、氣輪機(jī)等。但是電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護(hù)容易，一般機(jī)械上大多數(shù)是均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。</p><p><b>　　送料機(jī)曲柄工作轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　通常，二級(jí)減速器的傳動(dòng)比為，這里我選用傳動(dòng)比為10的二級(jí)減速器，故我選用100r/min的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，和機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上一致。</p><p>　　3.2、減速

18、齒輪的選擇</p><p>　　從電動(dòng)機(jī)的選擇上我可以采用的是傳動(dòng)比的二級(jí)減速器，這里我選用兩對(duì)直齒輪配合，傳動(dòng)比分別為。齒輪依次為，參數(shù)如下表:</p><p><b>　　表1減速齒輪的選擇</b></p><p><b>　　四、傳動(dòng)原理圖</b></p><p>　　傳動(dòng)原理圖及有關(guān)參數(shù)如下

19、：</p><p><b>　　圖5 傳動(dòng)原理圖1</b></p><p><b>　　圖6 傳動(dòng)原理圖2</b></p><p>　　五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸綜合</p><p><b>　　5.1尺寸綜合</b></p><p>　　根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)軌跡，

20、以及其參數(shù)即速比系數(shù)K=2，極限夾角θ=60° 。采用solidworks中繪圖求解：由題目已知，其運(yùn)動(dòng)軌跡圖如下：</p><p><b>　　圖7 運(yùn)動(dòng)軌跡圖</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)的極位夾角為θ=60°。曲柄從開始的0 °~120°是輸送架走過工作行程a的角度。此時(shí)我們可以用試湊法來求解各個(gè)桿長。先確定一個(gè)水平

21、距離400，即可以確定2個(gè)點(diǎn)，在這兩個(gè)點(diǎn)上，自己確定了極角，再確定一個(gè)點(diǎn)，根據(jù)3個(gè)點(diǎn)，求解出桿長。求得結(jié)果如圖所示：</p><p>　　圖8 尺寸綜合圖</p><p><b>　　最終尺寸確定為：</b></p><p><b>　　5.2檢驗(yàn)</b></p><p>　　因?yàn)锳B是最短桿，

22、且有，所以AB為曲柄。在adams中仿真后發(fā)現(xiàn)，位移在誤差范圍內(nèi)是滿足題意的。</p><p><b>　　六．運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p>　　因?yàn)檩斎氩牧线^程中送料爪作平動(dòng)，所以送料爪上每一點(diǎn)的速度、加速度相同。在adams中得到的位移，速度，加速度圖如下所示。</p><p><b>　　圖（9）</b><

23、;/p><p><b>　　圖（10） 位移圖</b></p><p>　　圖（11） 速度曲線圖</p><p>　　圖（12） 加速度曲線圖</p><p><b>　　七、三維建模過程</b></p><p>　　機(jī)架是用槽鋼焊接而成，下圖是建模的裝配體。其他零件建模見建模

24、過程截圖。</p><p><b>　　圖（13） 機(jī)架</b></p><p>　　圖（14） 裝配體實(shí)體</p><p>　　圖（15） 裝配體二維圖</p><p><b>　　八、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　此設(shè)計(jì)運(yùn)用的是平面連桿機(jī)構(gòu)，較好的完成了給定的軌跡

25、。此次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺，查閱了很多的有關(guān)資料，熟悉了多種軟件，拓展了自己的知識(shí)面，增強(qiáng)了自己解決實(shí)際問題的能力，有利于把學(xué)過的理論知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來。</p><p>　　在建模過程中運(yùn)用了SolidWorks，在ADAMS中輸出位移、速度和加速度曲線圖。并在adams中制作了仿真視頻。</p><p>　　有一些零件的尺寸是自己定的，并不是特別的正確，也沒有考慮到現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用，因此，

26、這次的設(shè)計(jì)只是，找到了一個(gè)簡單地四桿機(jī)構(gòu)來完成給定的運(yùn)動(dòng)。也沒有考慮各種零件的材料，只是建了個(gè)大概的模型。</p><p><b>　　九、參考資料</b></p><p>　　[1] 馮鑒、何俊等，機(jī)械原理 西南交通大學(xué)出版社，2008年8月</p><p>　　[2] 王淑仁，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社，2006年9月</p>

27、<p>　　[3] 吳宗澤等，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 高等教育出版社，2008年12月</p><p>　　[4] 江曉侖，理論力學(xué) 中國鐵道出版社，2004年7月</p><p>　　[5] 詹迪維，SolidWorks高級(jí)應(yīng)用教程 機(jī)械工業(yè)出版社，2009年2月</p><p><b>　　十．部分截圖</b></p>