文档介绍：机械原理课程设计
题目: 步进输送机运动简图设计
学院: 汽车学院班级: 10级四班
设计者:罗明慧(102163) 李嘉欣(102154)
指导教师: 张强生
完成时间:2012年07月26日
一. 设计任务书
1. 工作原理及工艺动作简述
步进输送机是一种能间歇地输送工件,并使其间距始终保持稳定步长的传送机械。图1为其示意图,工件经过隔断板从料轮滑落到辊道上,隔断板作间歇往复直线运动,工件按一定的时间间隔向下滑落。输送滑架作往复直线运动,工作行程时,滑架上位于最左侧的推爪推动始点位置工件向前移动一个步长,当滑架返回时,始点位置又从料轮接受了一个新工件。由于推爪下装有压力弹簧,推爪返回时得以从工件底面滑过,工件保持不动。当滑架再次向前推进时,该推爪早已复位并推动新工件前移,与此同时,该推爪前方的推爪也推动前工位的工件一齐向前再移动一个步长。如此周而复始,实现工件的步进式传输。显而易见,隔断板的插断运动必须与工件的移动协调,在时间和空间上相匹配。
图1 步进输送机示意图
2. 原始数据及设计要求
(1)输送工件形状和尺寸如图1,工件质量60kg,输送步长H=840mm,允许误差±。
(2)辊道上允许输送工件最多8件。(当量值),输送滑架质量为240kg,。
(3),要求保证输送速度尽可能均匀,行程速比系数K≥。
(4)最大摆动件线质量为20 kg/m,质心在杆长中点,绕质心线转动惯量为2 kgּm2/m,其余构件质量与转动惯量忽略不计。发动机到曲柄轴的传动系统的等效转动惯量(视曲柄为等效转动构件)
近似取为2 kgּm2。。
(5)允许速度不均匀速度为[δ]=。
(6)滑架导路水平线与安装平面高度允许在1100mm以下。
(7)电动机规格自选。
二. 根据工艺要求拟定运动循环图
由工作原理可知,对于步进输送机运动循环图主要是确定滑架与隔断板两个执行构件的先后顺序、相位,以及对各执行机构的设计、装配和调试。
步进输送机的滑架机构为主机构,以它的主动件的零位角为起点,横坐标表示主动摇杆的转角,运动循环图(直线式)如表1所示。要求隔板在滑架回城即将结束进程即将开始前打开并保证工件在滑架的速度为0时恰好落在辊道上,之后闭合并在下一次下落前始终关闭。
表1 步进输送机直线式运动循环图
三. 进行插断机构、步进输送机的选型
根据隔板、滑架这两个执行构件动作要求和结构特点,可以选择如表2的常用的机构,即机构的形态矩阵。
隔板
凸轮及附加滑块的四杆机构
弹簧、电脉冲及电磁铁
不完全齿轮及附加滑块的摇杆机构
槽轮及附加滑块的摇杆机构
滑架
曲柄摇杆机构
凸轮机构
不完全齿轮
表2 步进输送机机构形态矩阵
下面对各种机构进行详尽的讨论:
结构运动简图
优点
缺点
凸轮及附加滑块的四杆机构
可以双侧开启,比较可靠;工作情况稳定,能达到间歇运动的要求,造价低廉。
结构外形较复杂,凸轮制造工艺复杂。
弹簧、电脉冲及电磁铁
电力控制工作情况十分稳定,制造工艺简单,占用空间小。
弹簧易损坏。
不完全齿轮及附加滑块的摇杆机构
传动精确,可以精准的控制隔板的开启与关闭。
制造较复杂,齿轮的参数不易确定,造价高。
槽轮及附加滑块的摇杆机构
能达到隔板间歇运动的要求。
对润滑要求高,外形复杂难加工,且有多处的应力集中难以保证寿命。
结构运动简图
优点
缺点
曲柄滑块机构
机构具有急回特性,改变摇杆长度即可调整行程,制造简单,价格低廉。
滑架的速度不是十分平稳,所需空间较大。
凸轮机构
传动平稳,可以保证较均匀的速度。
外形复杂难加工,制造成本高。
不完全齿轮
可以保证滑架具有稳定的运动速度,可以间歇运动。
内啮合齿轮会因滑架行程过大,内啮合齿轮难加工,制造精度要求较高,制造成本高,相应的参数难以确定。
根据表2所示的两个执行构件的机构形态矩阵,由此可求出冲压式蜂窝煤成型机的机械运动方案数为:
N=4×3=12
现在可以按给定条件、各机构的相容性和尽量使机构简单等来选择方案,我们选定的结构比较简单的方案为:
隔板:凸轮及附加滑块的摇杆机构;
滑架:曲柄滑块机构。
故步进输送机的运动简图如图2所示:
图2 步进输送机机构结构简图
由图2可知,该机构共有12个活动构件,17个低副与1个高副,故机构自由度为:
F=3n-2pl+ph=3×12-2×17+1=1
故该方案拟定的机构具有唯一确定的运动,方案可行。
四. 机构的设计计算
设计内容
计算机说明
结果与结