机械原理课程设计 ——步进输送机.doc

步进输送机设计计算说明书 姓 名： 学 号班 级：车辆七班 指导老师：何朝明 2012年6月 第1章 问题的提出 2 1.1引言 2 1.2设计简介 3 1.2.1国内外步进机发展史 3 1.2.2工作原理 7 第2章 设计要求与设计数据 8 2.1 设计要求 8 2.2 性能数据要求 8 2.3 设计用途 9 第3章 设计方案 9 3.1 设计方案1 9 3.2 设计方案2 9 第4章 机构尺度综合 10 4.1尺寸的得出 10 4.2机构尺寸计算结果 10 第5章 机构运动分析 11 5.1步进输送机运动学方程 11 5.1.1 步行输送机初始状态 12 求解方程组，以求得BP和CP的长度值。 13 5.1.2步行输送机平动过程 14 5.2运动学分析结果 19 第6章 机构动力分析 20 6.1步行输送机的动力学分析 20 6.1.1步行输送机的动力学方程 20 6.1.2步行输送机的动力学仿真图 21 6.2动力学分析结果 24 第7章 结论 26 7.1方案特点 26 7.2设计方法特点 26 第8章 收获与体会 28 第9章 致谢 29 第1章 问题的提出 1.1引言 输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以输送设备广泛应用于现代化的各种工业企业中。古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形； 17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料； 19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。1868年，在英国出现了带式输送机； 1887年，在美国出现了螺旋输送机； 1905年，在瑞士出现了钢带式输送机； 1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。 此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。 第2章 设计要求与设计数据 2.1 设计要求 加工过程要求若干个相同的被输送的工件间隔相等的距离a=300mm，在导轨上向左依次间歇移动，即每个零件耗时T1移动距离a后间歇时间T2，又耗时时间T1移动距离a后间歇时间T2……考虑到动停时间之比K=T1/T2之值比较特殊，受力较大，以及耐用性、成本、维修方便等因素，不宜采用槽轮、凸轮等高副机构直接实现上述要求，而应利用平面连杆机构轨迹曲线。 2.2 性能数据要求 图2-1 步进输送机模型图 根据上述所说的功能确定机械设计尺寸及要求如下： 1） 输送平台距离地面的高度为80cm。 2） 输送架上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线。. 3） 单次输送距离在300mm左右。 4） 输送架在一定范围内保持平动。 5） 轨迹曲线的CDE段的最高点低于直线段AB的距离至少为50mm。 2.3 设计用途 可以进行产品生产线上的产品步进输送，而且步进输送有一段停顿的时间，在这段时间内，可以对产品进行加工处理。同时，步进输送运动平稳，动作一般不会太快，方便精密工件的加工生产。此种步进输送机，采用挡板推动，能产生较大的作用力，所以能适应不同重量的工件输送。可靠，稳定…… 第3章 设计方案 3.1 设计方案1 方案一采用凸轮机构做为原动件，并通过采用局部自由度来减少构件之间的摩擦，能够实现并适应复杂的工作要求与条件，但是凸轮制造费用高，承载能力有限，不可避免的会受到一些冲击。 3.2 设计方案2 方案（2）：该方案完全采用连杆机构，运动连续，平稳。由于构件大部分是连杆，成本较低且维护，检修都较为简单。该机构只有一个自由度，运动易于控制。缺点是机构的零件较多，较为复杂。 图3-2 步进输送机设计方案2 通过两个方案的比较分析，选择方案（2）较好，比较适合设计要求。所以选择方案（2）作为设计方案。 第4章 机构尺度综合 4.1尺寸的得出 根据设计要求，相同的被输送工件间隔相等的距离为300mm，轨迹曲线的CDE段的最高点低于直线段AB的距离至少为50mm，以免零件停歇时受到输送架的不应有的回碰。 4.2机构尺寸计算结果 图4-1 输送机机构示意图 采用作图法求尺寸，如图，一点A为坐标（0,0）得坐标如下图： 对于AB的长度