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湖北師范學院求真學院 步進式工件輸送機的設計 摘 要：輸送機的主要作用是在固定線路上連續(xù)輸送物料，它結構簡單、輸送能力大、運輸距 離長、且造價低，并且可在輸送的同時完成若干工藝操作，可進行水平、垂直、傾斜輸送，因此輸 送機被廣泛應用于農業(yè)、采礦、電站、冶金、港口以及 工業(yè)企業(yè)等。工件步進輸送機一般來說應 具有電動機、聯(lián)軸器、減速器、工作機構、滑架、推爪、輥道和機架等部分。 本文首先調查分析了步進式輸送機的現況及原理，通過對原理的分析提出了四種實現方案， 方案對比后確定采用普通電機減速后驅動曲柄搖桿機構實現，接著采用作圖法得出個桿件長度，并 進行校核，最后選定電機并對個傳動裝置進行設計及校核。 關鍵詞：輸送機；連桿機構；齒輪傳動 Stepping workpiece conveyor design Abstract: The main role of the conveyor is in the fixed-line continuous transportation of materials, simple structure, large transmission capacity, long distance transport, and low cost, and can be completed at the same time conveying a number of process operation, and can be horizontal, vertical, inclined transportation, so the conveyor is widely used in agriculture, mining, power plants, metallurgy, ports and industrial enterprises. Workpiece conveyor stepper motors in general should have, coupling, reducer, work organization, carriage, pawl, roller and rack components. This paper analyzes the current status of the investigation and the principle of stepper conveyor, through the analysis of the principles put forward four implementations, after the program determine the use of contrast drive crank rocker mechanism to achieve common after the motor decelerates, then have to adopt mapping out of a rod length, and checked, the final selection of a motor and gear design and verification. Keywords: Conveyor; Linkage; Gear 湖北師范學院求真學院 I 目 錄 第 1 章 緒 論 ..................................................................................................................................................1 1.1 引言 ..................................................................................................................................................1 1.2 研究目的及意義 ....................................................................................................................................1 1.3 國內外研究狀況 ....................................................................................................................................1 1.4 輸送機的發(fā)展趨勢 ................................................................................................................................2 第 2 章 步進式工件輸送機總體設計 ............................................................................................................3 2.1 設計要求 ................................................................................................................................................3 2.2 方案設計與選擇 ....................................................................................................................................3 2.2.1 原理分析 .........................................................................................................................................3 2.2.2 方案設計 .........................................................................................................................................4 2.2.3 方案選定 .........................................................................................................................................4 第 3 章 連桿機構設計 ....................................................................................................................................5 3.1 桿件尺寸設計 ........................................................................................................................................5 3.1.1 搖桿的擺角初選 ............................................................................................................................5 3.1.2 鉸點位置和曲柄長度的設計 ........................................................................................................5 3.1.3 曲柄搖桿機構的設計 ....................................................................................................................5 3.1.4 校核最小傳動角 ............................................................................................................................6 3.2 運動和動力分析 ....................................................................................................................................6 3.2.1 運動分析 .........................................................................................................................................6 3.2.2 動態(tài)靜力分析 .................................................................................................................................9 3.3 桿件形狀設計 ......................................................................................................................................13 3.3.1 桿件的類型 ...................................................................................................................................13 3.3.2 鋼材和截面的選擇 .......................................................................................................................13 3.3.3 穩(wěn)定性的校核 ...............................................................................................................................14 3.4 桿件間的聯(lián)結設計 ..............................................................................................................................14 3.4.1 剪切強度計算 ...............................................................................................................................14 3.4.2 擠壓強度計算 ...............................................................................................................................15 第 4 章 電動機及聯(lián)軸器的選用 ..................................................................................................................16 4.1 選擇電動機類型 ..................................................................................................................................16 4.1.1 選擇電動機容量 ...........................................................................................................................16 4.1.2 確定電動機轉速 ...........................................................................................................................17 4.2 電動機型號的選擇 .............................................................................................................................17 4.3 聯(lián)軸器的選用 ......................................................................................................................................17 4.3.1 剛性聯(lián)軸器 ...................................................................................................................................18 4.3.2 撓性聯(lián)軸器 ...................................................................................................................................18 第 5 章 減速機構的設計 ..............................................................................................................................20 5.1 總傳動比 ..............................................................................................................................................20 湖北師范學院求真學院 II 5.2 分配傳動比 ..........................................................................................................................................20 5.3 運動和動力參數計算 ..........................................................................................................................20 5.3.1 各軸的轉速 ...................................................................................................................................20 5.3.2 各軸的輸入功率 ...........................................................................................................................20 5.3.3 各軸的輸入轉矩 ...........................................................................................................................21 5.3.4 整理列表 .......................................................................................................................................21 5.4 高速級齒輪的設計 ..............................................................................................................................21 5.4.1 選精度等級、材料和齒數 ...........................................................................................................21 5.4.2 按齒面接觸疲勞強度設計 ...........................................................................................................21 5.4.3 按齒根彎曲強度設計 ...................................................................................................................23 5.4.4 幾何尺寸計算 ...............................................................................................................................24 5.5 低速級齒輪 ..........................................................................................................................................25 5.6 開式齒輪 ..............................................................................................................................................25 5.7 軸系結構設計 ......................................................................................................................................26 5.7.1 高速軸的軸系結構設計 ...............................................................................................................26 5.7.2 中間軸的軸系結構設計 ...............................................................................................................29 5.7.3 低速軸的軸系結構設計 ...............................................................................................................31 5.8 減速器箱體的設計 ..............................................................................................................................33 5.9 潤滑與密封 ..........................................................................................................................................34 5.9.1 潤滑方式的選擇 ...........................................................................................................................34 5.9.2 密封方式的選擇 ...........................................................................................................................34 5.9.3 潤滑油的選擇 ...............................................................................................................................34 總 結 ..............................................................................................................................................................35 參考文獻 ........................................................................................................................................................36 致 謝 ..............................................................................................................................................................37 湖北師范學院求真學院 0 第 1 章 緒 論 1.1 引言 隨著科學技術的進步，我國傳送裝置制造行業(yè)有了長足的進步。傳送裝置的成套性，自動化程 度，定位精度和整體質量都明顯提高，其應用范圍正逐步擴大。輸送機是在一定線路上連續(xù)輸送物 料的物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機。它可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路， 輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力達，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作， 所以應用十分廣泛。工件步進輸送機用于間歇地輸送工件，到達預定位置。 工件步進輸送機一般來說應具有電動機、聯(lián)軸器、減速器、工作機構、滑架、推爪、輥道和機 架等部分，其中減速器是工件步進輸送機最關鍵的傳動裝置之一。它在傳送工件的過程中不僅擔負 著減速及增加轉矩的功能，同時也降低了負載的慣量，是步進式輸送機的核心部件之一。 1.2 研究目的及意義 輸送機是可以在固定線路上連續(xù)輸送物料的機械，一般情況下它的特點是結構簡單、工作效率 高、造價低，有的甚至可以在輸送工件的同時對工件進行一系列工藝操作，因此工件輸送機在各行 各業(yè)中都被廣泛的應用著。 而我設計的這款步進式工件輸送機與傳統(tǒng)的工件輸送機最大的不同就是它并非一直處于連續(xù)不 斷的輸送狀態(tài)，而是將工件輸送一段距離之后停下來，等待幾秒之后在繼續(xù)將工件往前輸送，他的 意義在于那停頓的幾秒可以對工件進行加工或是包裝之類的處理，使其達到流水線生產，自動化生 產的目的，提高了生產效率。 在如今這個效益至上的時代，實現在流水線生產或自動化生產上實現進料出料自動化，大大提 高了生產效率，減少人工成本，實現高效生產。所以我設計的工件輸送機是典型的理論與實踐結合 的應用。 1.3 國內外研究狀況 步進式工件輸送機在國外的發(fā)展已十分成熟，尤其是在一些發(fā)達國家如美國，德國，日本，英 國，俄羅斯等。這些國家已實現，高負載輸送，高速度輸送，高傾角輸送的技術。此外還有一些新 型的輸送機，可實現檢測篩選功能，空間轉彎輸送，有的甚至結合機械手在輸送的同時。但無外乎 兩個方面，一是功能多元化，另一方面則是加強其輸送能力。這兩方面也是工件輸送機的主要研究 方向。 在我國，工件輸送機的研發(fā)和使用與發(fā)達國家差距并不大，我國自主研發(fā)的生產制造的輸送機 的類型較多；最近幾年，在國家一個專門針對輸送機的項目——“國家一條龍‘日產萬噸綜采設 備’ ”的指導和扶持下，我國輸送機技術飛速發(fā)展。其中也出現了一些新型輸送機，由 PLC 控制的 自動輸送機，有液壓驅動調速的輸送機。[1] 出了在增強輸送機能力方面，理他一些方面也是輸送機研究的方向，例如低能耗，低噪聲，專 湖北師范學院求真學院 1 門用來輸送易燃易爆物品的輸送機還有在特定環(huán)境中工作的輸送機，如高溫環(huán)境，有毒環(huán)境，粉塵 環(huán)境等。