《步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計(19頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計
目錄
課程設(shè)計任務(wù)書2
1 .設(shè)計題目3
2 .工作原理和工藝動作分解3
3 .根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖3
4 .步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析與設(shè)計過程5
5 .步進(jìn)輸式送機(jī)構(gòu)與插斷機(jī)構(gòu)選型6
6 .機(jī)械傳動系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)9
7 .步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計10
8 .步進(jìn)式輸送機(jī)的運動分析13
9 .步進(jìn)式輸送機(jī)三維圖設(shè)計15
10 .參考資料19
11 .設(shè)計總結(jié)19
6
課程設(shè)計任務(wù)書
2015—2016學(xué)年第1學(xué)期
機(jī)械工程學(xué)院(系、部)機(jī)械專業(yè)2013250101班級
課程名稱:機(jī)械原理課程設(shè)計
設(shè)計題目:步進(jìn)式輸
2、送機(jī)設(shè)計
一、工作原理及工藝動作過程簡介
步進(jìn)輸送機(jī)是一種能間歇地輸送工件并使其間距始終保持穩(wěn)定步長的傳送機(jī)械。工件經(jīng)過隔斷板從料輪滑落到輻道上,隔斷板做間歇往復(fù)直線運動,工件按一定的時間間隔向下滑落。輸送滑架作往復(fù)直線運動,工作行程時,滑架上位于最左側(cè)的推抓推動始點位置工件向前移動一個步長,當(dāng)滑架返回時,始點位置又從料輪處接受了一個新工件。推爪下裝有壓力彈簧,推爪返回時得以從工件底面滑過,工件保持不動。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時,該推爪以復(fù)位并推動新工件前移,與此同時,該推爪前方的推爪也推動前工位的工件一起向前再移動一個步長。如此周而復(fù)始,實現(xiàn)工件的步進(jìn)式傳輸。顯而易見,隔斷板的插斷運動必須與
3、工件的移動協(xié)調(diào),從而在時間和空間上相匹配。
二、設(shè)計要求與主要技術(shù)參數(shù)
內(nèi) 容 及 任 務(wù)
1)輸送工件形狀和尺寸如圖所示,工件質(zhì)量為70kg,輸送步長H=860mm允許誤差土0.2ms2)輻道上允許輸送工件最多為8件。工件底面與輻道間的摩擦系數(shù)為0.15(當(dāng)量值),輸送滑架質(zhì)量為240kg,當(dāng)量摩擦系數(shù)可取為0.15。
3)滑架工作行程平均速度為0.44m/s,要求保證輸送速度盡可能均勻,行程速度變化系數(shù)K
>1.5o
三、設(shè)計任務(wù)
1)根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖;
2)進(jìn)行插斷機(jī)構(gòu)、步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)的選型;
3)機(jī)械運動方案的評定和選擇;
4)根據(jù)選定的原動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)
4、的運動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案,分配傳動比,并進(jìn)行主
要傳動幾何尺寸計算,畫出傳動系統(tǒng)方案圖;
5)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動尺寸計算;
6)畫出機(jī)構(gòu)運動見圖;
7)編寫設(shè)計計算說明書。
主要 拳考 資料
[1] 朱理.機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社,2008:15-200
[2] 鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2009:15-250
1 .設(shè)計題目:步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)計
1.1 設(shè)計原理:
工件通過隔斷板釋放,滑落到輻道上,帶有推爪的滑架作往復(fù)直線運動,當(dāng)向右運動時推爪推動工件的左端面一起運動,經(jīng)過多次的往復(fù)運動,最終把工件運送到指定位置。
2 .2設(shè)計要求
5、1)工件質(zhì)量:70kg
2)輸送步長H=860mm,可載5~8個工件
3)運輸速度為0.44m/s,盡可能均勻,行程系數(shù)K>1.5
4)速度不均勻系數(shù)[6]=0.1
5)滑架導(dǎo)路水平線與安裝平面高度允許在1100mm以下。
2 .工作原理和工藝動作分解
2.1 工作原理和工藝動作分解
根據(jù)工藝過程,機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一個電動機(jī)和兩個執(zhí)行構(gòu)件(滑架、隔斷板)。
(1)滑架作往復(fù)直線運動,推程時推動工件向前運動,回程時,工件靜止,工作行程L=880mm,工作平均速度v=0.44m/s。
(2)隔斷板作間隔往復(fù)直線運動,推程時隔板打開釋放工件,回程時隔板關(guān)閉,處于
停歇狀態(tài),工作行程h=
6、80mm,其運動準(zhǔn)確性要求不高。
3 .根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖
擬定運動循環(huán)圖的目的是確定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動作的先后順序、相位,以利于設(shè)計、
裝配和調(diào)試。
以主動件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0°、360°),以各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作出位移曲線。主動軸每轉(zhuǎn)一圈為其準(zhǔn)擬定的運動循環(huán)圖如圖所示:
圖3-2隔板機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖
圖3-3機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖
4 .步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析與設(shè)計過程
4.1 步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析
由上述分析可知
7、,步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析可作總結(jié)如圖4-1所示
圖4-1步進(jìn)式輸送機(jī)的功能分析圖
由功能分析圖可知,其運動過程為下放工件一滑架運送工件一滑架空程返回(下放工件)起
始位置。
4.2 步進(jìn)式輸送機(jī)的設(shè)計過程
(1)隔斷板做間隙往復(fù)直線運動,當(dāng)滑架往右運輸工件時,隔斷板處于關(guān)閉停歇狀態(tài),當(dāng)滑架回程時,隔斷板往左運動下放工件,在滑架未回到起始位置前,隔斷板右運動又關(guān)閉。故該機(jī)構(gòu)要有兩次間歇功能。
(2)輻道兩排間隙相等的輻輪,間隙s=90mm,兩輻道相距一定距離使推爪能夠順利通過;
輻道至少能承載(70x8)kg的工件,輻道上允許最多8個工件。
(3)滑架做往復(fù)直線運動,要求工作
8、行程平均速度為0.44m/s,輸送速度盡可能均勻,且到
終點位置時速度逐漸減為0m/s,以保證工件速度也變?yōu)?m./s,每個步長誤差不超過土0.2mm,
行程速度變化系數(shù)K>1.5°滑架上裝有8個推爪,間距為860mm,誤差±0.2mm3為保證推爪在推動工件前保持推程狀態(tài),行程應(yīng)比工件輸送步長大20mm左右,即滑架在起始位置時
推爪距第一個工件左端面為20mm滑架行程為880mn±0.2mm=
5 .滑架機(jī)構(gòu)與隔板機(jī)構(gòu)的選型
5.1 滑架機(jī)構(gòu)的選型
根據(jù)往復(fù)直線運動的功能,可選
1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)
3雙滑塊曲柄機(jī)構(gòu)
機(jī)構(gòu)圖
特點
機(jī)
9、構(gòu)無急回特性,傳動的行程可調(diào),但可調(diào)的行程過大時,影響各件的剛度或?qū)鬟f的工件有一定的限制。但此機(jī)構(gòu)傳動較平穩(wěn)。
機(jī)構(gòu)具有急回特性,傳動的行程可調(diào),剛性比較好,易傳遞較大的工件。改變機(jī)架的長度,可以使設(shè)計出來的機(jī)械體積不是很大,傳動比較平穩(wěn)。
機(jī)構(gòu)無急回特性,傳動的行程可調(diào)。但可調(diào)的行程過大時,影響各件的鋼度或?qū)鬟f的工件有一定的限制。但此機(jī)構(gòu)傳動很平穩(wěn)。對整個機(jī)器的磨損小。但設(shè)計出來的機(jī)器由于導(dǎo)軌的存在,使整個機(jī)器顯得笨重。
綜合上述的方案,此機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用機(jī)構(gòu)二曲柄搖桿機(jī)構(gòu)比較合理。成本低、易制造、
適應(yīng)各種工廠中工件的傳輸、再加上該機(jī)構(gòu)本身的特點等,所以選取方案2為最優(yōu),
10、其具體機(jī)構(gòu)圖如圖所示:
滑架機(jī)構(gòu)5-1
5.2 隔斷板機(jī)構(gòu)的選型
隔斷板機(jī)構(gòu)做間隔往復(fù)直線運動,運動準(zhǔn)確性要求不高,可選方案有:
1.
圖5-2
此機(jī)構(gòu)簡單,動力傳遞性能較好,能達(dá)到間歇運動的要求,造價低廉,但機(jī)構(gòu)外觀復(fù)雜,體積相對較大
2.
機(jī)構(gòu)符合間隙運動要求,但機(jī)構(gòu)復(fù)雜,槽機(jī)構(gòu)動力傳遞性能差,錐齒輪較難造,制造成本高。
3.
圖5.4
機(jī)構(gòu)簡單,此機(jī)構(gòu)簡單,動力傳遞性能較好,能達(dá)到間歇運動的要求,造價低廉,機(jī)構(gòu)體積小,外觀美。
綜合上述,隔斷板機(jī)構(gòu)應(yīng)選方案3
5.3機(jī)構(gòu)簡圖
圖5-5機(jī)構(gòu)簡圖
12
6 .機(jī)械傳動的速比和
11、變速機(jī)構(gòu)
6.1傳動方案的確定
設(shè)計內(nèi)容
傳動方案示意圖
該傳動方案是由電動機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動,從而使三聯(lián)滑移齒輪轉(zhuǎn)動,通過齒輪的嚙合實現(xiàn)了從動件的轉(zhuǎn)動,其中三聯(lián)滑移齒輪能實現(xiàn)三種不同速度的從動件轉(zhuǎn)動(i=36、i=48、i=60)。此機(jī)構(gòu)在運動過程中運轉(zhuǎn)較平穩(wěn),傳動效率高、功率大。
各分傳動比r=n電/n執(zhí)=d「/di*Z2'/Z2*Za=720/12=6001
in=n電加執(zhí)=dV/di*z3'/z3*z6/z5=720/15=48…②
im=n電/n執(zhí)=d1'/d1*z4'/z4*z6/z5=720/20=36…③
由中心距的關(guān)系有:1/2m*(Z
12、2+Z2')=1/2m*(Z3+Z3')
=1/2m*(Z4+Z4')..④
取模數(shù)M=4mm且Z5應(yīng)大于17故:
取Z5=18,Z6=72,
di'=418mmdi=100mm。
由①②③式及以上已知條件可得
1'/Z4=3/2,Z3,/Z3=2,Z2,/Z2=5/2
且定變速齒輪的中心距a=210mm
由以上可得下列數(shù)據(jù)
帶傳動
齒輪傳動
d
d
n
Z2
''
Z2
Z3
,
Z3
Z4
,
Z4
Z5
Z6
模數(shù)M
100mm
418mm
720
r/min
30
75
35
70
42
63
18
72
4
13、mm
7 .步進(jìn)式輸送機(jī)機(jī)的尺度設(shè)計計算
7.1滑架機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計
取AO=300mm,滑架實際行程H=860+20=880mm,滑架板長900mm,則有:
最大擺動件線質(zhì)量為20kg/m,對質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為2kg.m,,由
J=(1/12)*m*L*L,得:
AC=L=1062.65mm,
0=2*arcsin(H/2)/L=2*24.46=48.92,
k=(180+0)/(180-0)=1.75
0B=AOsin(0/2)=124.22mm,
7.2插斷凸輪機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計
隔斷板運動時,推程和回程均做等加速等減速運動,行程h=80mm,
取凸輪基圓r0=10
14、0mm,如圖所示
S▲
80
8步進(jìn)式輸送機(jī)的運動分析
1.t=H/v0=0.88/0.44=2(s),
w=(180+0)/t=114.46/s,即n=19r/min.
13
2.滑架的位移即為C點在水平方向的位移,設(shè)速度為V,則有:
速度
Vb2=Vb1+Vb2b1
大???W1*OB2?
方向VVV
Vb2=VbisinB=VBiCOWrcsin(OAsin[3/OB),
Vc=AC*Vb2/AB=AC*Vbi*C0Sarcsin(0AsinB/OB)/(OACO郃+(OB2
-OA2sinB2)?)
V=VcCOSB=AC*Vb
15、i*COSB*COSircsin(OAsinB/OB)/(OACOS[3
+(OB2-OA2sinB2)?)
W2=Vc/AC=Vbi*COSarcsin(OAsinB/OB)/(OACOSp+(OB2-OA2
sinB2)?)
加速度
anb3+atb3=ab2+ab3b2+akb3b2
大小 W2*AB 2 x w*OB 2 x
2*w2*VB3B2
方向VVVVV
得:
aB3=((aB2sinarcsin(OAsinB/OB)—akB3B2)2+anB32)?
=((w*OB*OA*sinB-2*W2*VB3B2)2+(w2*AB2)2)?
15
九.
16、步進(jìn)式輸送機(jī)三維圖設(shè)計
1齒輪、凸輪和搖桿
76
17
17、
18
十.考資料
[1]、高英武、楊文敏編著《機(jī)械原理課程設(shè)計》
[2]、孫桓、陳作模、葛文杰編著《機(jī)械原理》
[3]、哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室-編…《理論力學(xué)》
[4]、楊昂岳主編《機(jī)械原理》
[5] 、王成濤現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計---思想與方法[M].上??萍技夹g(shù)文獻(xiàn)出版社,1999.
[6] 、機(jī)械手冊
十一.總結(jié)
通過本次課程設(shè)計,在完成設(shè)計任務(wù)的同時能夠進(jìn)一步理解和鞏
固所學(xué)課程內(nèi)容,并將所學(xué)知識綜合運用到實際設(shè)計中,不僅加強了
學(xué)習(xí)更鍛煉了實際操作能力和設(shè)計經(jīng)驗。在設(shè)計計算過程中,通過組
內(nèi)的討論和交流,加深了對基礎(chǔ)知識的理解;在老師的細(xì)心指導(dǎo)下,
讓我們了解到更多的機(jī)械實際設(shè)計方面的知識,開闊了視野。通過這
次課程設(shè)計,我才發(fā)現(xiàn)理論知識的重要性,好的設(shè)計是建立在塌實的
理論知識之上的。
19