1、<p>　　機械原理課程設(shè)計說明書</p><p>　　——————步進(jìn)輸送機</p><p><b>　　學(xué)院：機械工程學(xué)院</b></p><p>　　專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化</p><p><b>　　班級：機械2班</b></p><p>　　設(shè) 計

2、者：15組 </p><p><b>　　組長：***</b></p><p>　　組員：*** ***</p><p><b>　　***</b></p><p><b>　　輔導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　2011年5

3、月</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　人們在長期的生產(chǎn)實踐和社會生活中，為了節(jié)省勞動，提高效率，不斷改進(jìn)所使用的工具從而創(chuàng)造和發(fā)明了機械和機械科學(xué)。然而在當(dāng)今社會，使用機器進(jìn)行生產(chǎn)的水平已成為衡量一個國家生產(chǎn)技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。其中機械設(shè)計扮演著很重要的角色。</p><p>　　本書

4、以市場為導(dǎo)向，采用詳圖詳解的方式對步進(jìn)輸送機進(jìn)行精刨，通俗易解。為業(yè)余愛好者及商家提供了解的平臺。通觀總過程，設(shè)計本著以下原則：</p><p>　　1.滿足功能性要求：機械設(shè)計的目的就是要實現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)，本設(shè)計也步2例外，經(jīng)過對數(shù)位著名教授所編書籍的精讀，確定最終方案。</p><p>　　2.滿足可靠性要求：為不使機械在于預(yù)期時間內(nèi)發(fā)生破壞、零件過度磨損、變形而導(dǎo)致失效，強烈的震動和沖

5、擊而損壞機器的工作性能，為保證人身和財產(chǎn)安全，對機械的整體設(shè)計及零部件的強度設(shè)計都做了嚴(yán)格的要求。</p><p>　　3.滿足經(jīng)濟要求：機械產(chǎn)品的經(jīng)濟體現(xiàn)在設(shè)計、制造、銷售和使用的全過程，產(chǎn)品的成本很大程度上取決于設(shè)計階段。本設(shè)計在保證機器質(zhì)量的前提下，降低了原材料的消耗；在滿足要求的前提下，采用了價格低廉的原材料；采用標(biāo)準(zhǔn)零部件，并充分考慮其工藝性以減少加工成本。</p><p>　　

6、此次課程本組主要設(shè)計步進(jìn)輸送機，通過本組成員的努力，我們設(shè)計出了三種方案并對教材中的方案進(jìn)行了理論分析和數(shù)據(jù)計算，理論數(shù)據(jù)和分析詳見說明書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言 …………………………………………………………2</p><p>　　課程設(shè)計的內(nèi)容 ………………………………….............

7、....4</p><p><b>　　一、設(shè)計題目 </b></p><p>　　二、設(shè)計的要求及原始數(shù)據(jù)</p><p>　　方案設(shè)計………………………………………..……………………….5</p><p>　　一、步進(jìn)輸料機的主要設(shè)計過程</p><p><b>　　二、機構(gòu)分析&

8、lt;/b></p><p><b>　　三、方案初步設(shè)計</b></p><p><b>　　四、方案初步設(shè)計</b></p><p>　　機構(gòu)的尺寸計算………………………………………………..……10</p><p><b>　　桿件計算</b></p>

9、<p><b>　　凸輪計算</b></p><p>　　不同時段機構(gòu)的狀態(tài)圖及分析………………….……...12</p><p>　　曲線分析………………………………………………………….….……16</p><p>　　心得體會……………………………………………………………..……19</p><p>　

10、　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………..……19</p><p><b>　　課程設(shè)計的內(nèi)容</b></p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p>　　如圖1所示，工件由料倉卸落到輥道上，滑架作往復(fù)直線運動?；艿恼谐虝r，通過棘鉤使工件向前運動；滑架返回時，棘鉤的彈簧被壓下，棘鉤從

11、工件下面滑過，工件不動。當(dāng)滑架又向前運動時，棘鉤又鉤住下一個工件向前運動，從而實現(xiàn)工件的步進(jìn)傳送，插板作帶停歇的往復(fù)運動，可使工件保持一定的時間間隔卸落到輥道上。</p><p>　　設(shè)計要求及其原始數(shù)據(jù)</p><p>　　輸送工件的形狀和尺寸如圖所示，輸送步長H=800mm。</p><p>　　滑架工作行程平均速度為0.42m/s.要求保證輸送速度盡可能均勻，

12、行程速比系數(shù)k值為1.65左右。</p><p>　　滑架導(dǎo)軌水平線至安裝平面的高度在1100mm一下。</p><p>　　電動機功率可選用1.1kw，1400r/min左右（Y90s-4）。</p><p>　　為保證推爪在推動工件前保持推程狀態(tài)，輸送機構(gòu)的行程應(yīng)大于工件輸送步長20mm左右。</p><p><b>　　方案設(shè)

13、計</b></p><p>　　一、步進(jìn)輸料機的主要設(shè)計過程</p><p><b>　　二、機構(gòu)分析</b></p><p>　　針對教材中的機構(gòu)簡圖，我們做如下分析</p><p><b>　　1.間歇運動</b></p><p>　　教材中使用的是凸輪實現(xiàn)間

14、隙運動，我們認(rèn)為也可以使用其他機構(gòu)，如不完全齒輪、槽輪等實現(xiàn)。但需要考慮其受力情況，不能存在過強的剛性沖擊和過大的力矩。</p><p><b>　　2.滑架的往復(fù)運動</b></p><p>　　實現(xiàn)往復(fù)運動的機構(gòu)有很多，我們考慮可以使用四連桿機構(gòu)來實現(xiàn)往復(fù)運動，但要考慮四連桿機構(gòu)的急回運動，行程速比系數(shù)需要在規(guī)定的區(qū)間內(nèi)。</p><p>

15、<b>　　3.控制下料機構(gòu)</b></p><p>　　教材中使用連桿機構(gòu)實現(xiàn)，我們認(rèn)為也可以使用特殊凸輪機構(gòu)或滑塊機構(gòu)來實現(xiàn)。</p><p><b>　　三、方案初步設(shè)計</b></p><p>　　1.利用滑塊改變下料機構(gòu)(見圖1)</p><p>　　2.利用槽輪改變凸輪間歇運動，利用四連

16、桿機構(gòu)實現(xiàn)滑架往復(fù)運動（見圖2）</p><p>　　3.利用不完全齒輪實現(xiàn)間歇運動，利用特殊凸輪機構(gòu)改變下料機構(gòu)（見圖3）</p><p><b>　　四、三種方案分析</b></p><p>　　1.方案一利用滑塊改變下料機構(gòu)，滑塊的運動靠滾子的重力作用帶動，整體機構(gòu)的設(shè)計比較合理，無過強的剛性沖擊，機構(gòu)簡單易行，便于制造。但當(dāng)滾子處于最底

17、點向上運動時，受到橫向的摩擦力，此時凸輪對滾子的力很大，存在柔性沖擊，這對凸輪要求較高，另外，實際中應(yīng)盡量減少滑塊受到的摩擦力。此方案未采用滑架，將滑架改為圓環(huán)型導(dǎo)軌，并利用大齒輪與齒條傳動來進(jìn)行傳動，可大量節(jié)省空間。</p><p>　　2.方案二利用槽輪改變凸輪間歇運動，利用四連桿機構(gòu)實現(xiàn)滑架往復(fù)運動，滑塊的運動仍靠滾子的重力作用帶動，整體機構(gòu)較為合理，機構(gòu)也比較簡單易行。存在少量剛性沖擊，另外對于曲柄搖桿機

18、構(gòu)，合理的行程速比系數(shù)尤為重要，需要合理計算及加工。</p><p>　　3.方案三利用不完全齒輪實現(xiàn)間歇運動，利用特殊凸輪機構(gòu)改變下料機構(gòu)，此方案較為復(fù)雜，需要不完全齒輪、凸輪及帶傳動，對加工要求很高，價格昂貴。但整體傳動很平穩(wěn)，無較大沖擊。四連桿機構(gòu)與方案二類似，需考慮行程速比系數(shù)。</p><p>　　三種方案各存在優(yōu)缺點，選擇時還要依實際情況。</p><p&g

19、t;　　故本組認(rèn)為不存在最終方案。</p><p><b>　　方</b></p><p><b>　　案</b></p><p><b>　　一</b></p><p><b>　　方</b></p><p><b>　

20、　案</b></p><p><b>　　二</b></p><p><b>　　方</b></p><p><b>　　案</b></p><p><b>　　三</b></p><p>　　第三章 機構(gòu)的尺寸計算&l

21、t;/p><p><b>　　步進(jìn)輸送機尺寸確定</b></p><p><b>　　桿件計算：</b></p><p>　　確定桿2的擺角，有行程速比系數(shù)k=1.8得=51°。</p><p>　　確定滑架的長度L1，由輸送步長H=830mm慮到為了保證推爪在推動工件前保持推程狀態(tài)，輸送機構(gòu)

22、的行程應(yīng)大于工件輸送步長20mm，所以取H=850mm。L1==987mm。</p><p>　　取桿AB=200mm，求得AC=419mm，BC=464mm。</p><p>　　由滑架的平均速度v=0.42，得到機構(gòu)運動的周期T==4.05s。原動件轉(zhuǎn)速n==14.8。</p><p>　　取桿3的長度為280mm，桿4的長度為1000mm，桿3和桿4之間的夾角

23、為90°，經(jīng)計算，O點到料倉底部的距離為605mm取桿3的長度為280mm，桿4的長度為1000mm，桿3和桿4之間的夾角為90°，經(jīng)計算，O點到料倉底部的距離為605mm。</p><p>　　求件下落的時間t，取件做自由落體運動，為保證插板能夠及時關(guān)閉，工件下落的位移s在50mm到80mm之間，所以根據(jù)t=取g=10，所以0.1<t<0.126s。</p><

24、;p><b>　　凸輪計算：</b></p><p>　　1、在t這段時間。凸輪轉(zhuǎn)過的角度?=8.9°~11.2°，取?=10°。取凸輪基圓半徑100mm，最大半徑180mm。</p><p>　　2、利用解析法可得出凸輪的理論曲線，如圖</p><p>　　8、進(jìn)而可求得凸輪實際曲線，如圖</p>

25、;<p>　　基圓半徑和最大半徑已求出，其他數(shù)據(jù)依實際情況確定</p><p>　　第四章 不同時段機構(gòu)的狀態(tài)圖及分析</p><p><b>　　轉(zhuǎn)角為0°時</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)角為90°時</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)角為

26、180°時</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)角為270°時</b></p><p><b>　　第五章 曲線分析</b></p><p>　　通過軟件MAD可繪出各時間點機構(gòu)的受力、速度、加速度情況，具體曲線分析如下：</p><p>　　圖一 滑架位移圖（絕對

27、值）</p><p>　　位移圖顯示滑架的步長和行程速比系數(shù)，</p><p>　　由圖可知：輸送步長H=830mm，行程速比系數(shù)K=1.8，</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　圖二 滑架速度圖</b></p><p>　　由圖可知

28、，滑架速度較為平穩(wěn)，無速度的突變，使整個機構(gòu)無較大的剛性沖擊，速度范圍為0~8000mm/s，符合要求。 </p><p><b>　　圖三 滑架加速度圖</b></p><p>　　由圖可知，加速度較為合理，無加速度突變，使整個機構(gòu)無柔性沖擊，加速度范圍為0~1200mm/s2，符合要求。</p><p>　　*以上所有圖橫坐標(biāo)單位為

29、76;，縱坐標(biāo)依次為</p><p>　　總結(jié)：由三幅圖可知機構(gòu)的設(shè)計尺寸符合要求，該機構(gòu)設(shè)計合理。</p><p><b>　　第六章 心得體會</b></p><p>　　經(jīng)過幾天不斷的努力，身體有些疲憊，但看到勞動后的碩果，心中又有幾分喜悅?？偠灾?，感觸良多，收獲頗豐。</p><p>　　通過認(rèn)真思考和總結(jié)，機

30、械設(shè)計存在以下一般性問題：機械設(shè)計的過程是一個復(fù)雜細(xì)致的工作過程，不可能有固定不變的程序，設(shè)計過程須視具體情況而定，大致可以分為三個主要階段：產(chǎn)品規(guī)劃階段、方案設(shè)計階段和技術(shù)設(shè)計階段。值得注意的是：機械設(shè)計過程是一個從抽象概念到具體產(chǎn)品的演化過程，我們在設(shè)計過程中不斷豐富和完善產(chǎn)品的設(shè)計信息，直到完成整個產(chǎn)品設(shè)計；設(shè)計過程是一個逐步求精和細(xì)化的過程，設(shè)計初期，我們對設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)關(guān)系和參數(shù)表達(dá)往往是模糊的，許多細(xì)節(jié)在一開始不是很清楚，隨

31、著設(shè)計過程的深入，這些關(guān)系才逐漸清楚起來；機械設(shè)計過程是一個不斷完善的過程，各個設(shè)計階段并非簡單的安順序進(jìn)行，為了改進(jìn)設(shè)計結(jié)果，經(jīng)常需要在各步驟之間反復(fù)、交叉進(jìn)行，指導(dǎo)獲得滿意的結(jié)果為止。</p><p>　　獲得這份擁有是我們團(tuán)隊共同努力的結(jié)果。我們通過默契的配合，精細(xì)的分工，精誠的合作，不斷的拼搏，共同完成了這一艱巨而又光榮的任務(wù)。</p><p>　　最后感謝本小組成員的認(rèn)真參與和工

32、作</p><p><b>　　第七章 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　濮良貴，紀(jì)名剛，機械設(shè)計（第八版），北京：高等教育出版社，2006</p><p><b>　　.</b></p><p>　　

33、2．孫桓，陳作模，機械原理（第七版），北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　陸玉，馮立艷，機械設(shè)計課程設(shè)計（第四版），北京機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　4.許連元，李強德，徐祖茂，機械制圖，上海：同濟大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　5.曲繼芳等，機械原理課程設(shè)計，機械工業(yè)出版社。1989</p><p