1、步进送料机课程设计说明书机械原理课程设计说明书设计题目：步进送料机机构综合2学生： 小青学 号： 20116268班 级：工程机械3班指导老师： 鉴日 期：2013年12月22日 引 言本次设计是步进送料机机构的综合。根据题目要求必须有曲柄、且输送架平动，输送架上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线。首先根据要求，先提出了多种方案，最终择优选取了铰链四杆机构实现运动要求。通过图解法综合铰链四杆机构，确定该四杆的构尺寸位置以及尺寸。并进行了三维建模，运动仿真，制作动画。设计过程中运用多种软件，如在SolidWorks中三维建模，后在ADAMS中输出位移、速度加速度曲线等等。一、题目简介1.1、
2、设计题目：步进送料机机构综合图1 步进送料机设计某自动生产线的一部分步进送料机。如图1所示，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，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。考虑到动停时间之比K=t1/t2之值较特殊，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，而应设计平面连杆机构。1.2、具体设计要求：（1）、电机驱动，即必须有曲柄。（2）、输送架平动，其上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线（以下将该曲线简称为轨迹曲线）。（3）、轨迹曲线的AB段为近似的水平直线段，其长度为a，允差c（这段对应于工件的移动）；轨迹曲线的CDE段
3、的最高点低于直线段AB的距离至少为b，以免零件停歇时受到输送架的不应有的回碰。有关数据见下表（4）、在设计图中绘出机构的四个位置，AB段和CDE段各绘出两个位。需注明机构的全部几何尺寸。设计数据ammcmmbmmt1st2s4002050241.3.、设计任务1. 至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；2. 设计传动系统并确定其传动比分配。3. 图纸上画出步进送料机的机构运动方案简图和运动循环图。4. 对平面连杆机构进行尺度综合，并进行运动分析；验证输出构件的轨迹是否满足设计要求；求出机构中输出件的速度、加速度；画出机构运动线图。5.用软件（VB、MATLAB、
4、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。6. 编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 7. 在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。二、方案拟定及评价2.1方案一:曲柄摇杆机构图（2）送料爪的动作时是通过 “摇杆”的运动来实现的。优点：结构简单，通过摇杆外伸端的点循环摆动来实现送料。缺点：外伸端的承载较差,且只有当摇杆足够长时，才能使输送工件的轨迹AB近似为直线。2.2 方案二:四杆机构图（3）采用两个四杆机构，通过连杆中间点的轨迹实现送料爪的运动。优点：结构简单，能够实
5、现送料的要求缺点：该四杆机构综合出来的尺寸比较大，推得过程中将工件顶起工件，需较大的功率。2.3 方案三：曲柄四连杆机构图（4）采用两个四杆机构，通过连杆外伸端的点轨迹实现送料爪的运动优点：能实现送料的要求，且机构尺寸较小缺点：外伸端杆的承载差。 综合三种方案，现选用第三种方案进行设计。三、选择电机及分配传动比3.1、选择电机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400mm，在导轨上向左依次间歇移动，即每个零件耗时t1,=2s 移动距离a后间歇时间t2=4s机器中可用于运动和动力源的种类很多，有电动机、燃机、液压马达、气动马达、蒸汽机、水轮机、气轮机等。但是电动机结构简单、工作可靠
6、、控制方便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。送料机曲柄工作转速通常，二级减速器的传动比为，这里我选用传动比为10的二级减速器，故我选用100r/min的电动机驱动，和机械原理实验指导书上一致。3.2、减速齿轮的选择从电动机的选择上我可以采用的是传动比的二级减速器，这里我选用两对直齿轮配合，传动比分别为。齿轮依次为，参数如下表:Z1Z2Z3Z4齿数（mm）4010025100模数2.52.522节园直径（mm）10025050200径（mm）25401740压力角（度）20202020厚度（mm）30303030 表1减速齿轮的选择四、传动原理图传动原理图及有关参数如下：图5 传动
7、原理图1图6 传动原理图2五、机构运动尺寸综合5.1尺寸综合根据执行构件的运动轨迹，以及其参数即速比系数K=2，极限夹角=60 。采用solidworks中绘图求解：由题目已知，其运动轨迹图如下：图7 运动轨迹图该机构的极位夹角为=60。曲柄从开始的0 120是输送架走过工作行程a的角度。此时我们可以用试凑法来求解各个杆长。先确定一个水平距离400，即可以确定2个点，在这两个点上，自己确定了极角，再确定一个点，根据3个点，求解出杆长。求得结果如图所示： 图8 尺寸综合图最终尺寸确定为：5.2检验因为AB是最短杆，且有，所以AB为曲柄。在adams中仿真后发现，位移在误差围是满足题意的。 六运动
8、循环图因为输入材料过程中送料爪作平动，所以送料爪上每一点的速度、加速度相同。在adams中得到的位移，速度，加速度图如下所示。图（9）图（10） 位移图图（11） 速度曲线图图（12） 加速度曲线图七、三维建模过程机架是用槽钢焊接而成，下图是建模的装配体。其他零件建模见建模过程截图。图（13） 机架图（14） 装配体实体图（15） 装配体二维图八、设计总结此设计运用的是平面连杆机构，较好的完成了给定的轨迹。此次课程设计使我受益匪浅，查阅了很多的有关资料，熟悉了多种软件，拓展了自己的知识面，增强了自己解决实际问题的能力，有利于把学过的理论知识和实际联系起来。在建模过程中运用了SolidWorks，在ADAMS中输出位移、速度和加速度曲线图。并在adams中制作了仿真视频。有一些零件的尺寸是自己定的，并不是特别的正确，也没有考虑到现实中的应用，因此，这次的设计只是，找到了一个简单地四杆机构来完成给定的运动。也没有考虑各种零件的材料，只是建了个大概的模型。九、参考资料1 鉴、何俊等，机械原理 西南交通大学，2008年8月2 王淑仁，机械原理课程设计 科学，2006年9月3 吴宗泽等，机械设计课程设计手册 高等教育，2008年12月4 江晓仑，理论力学 中国铁道，2004年7月5 詹迪维，SolidWorks高级应用教程 机械工业，2009年2月十部分截图
