机械原理课程设计样本

广东工业大学华立学院课程设计（论文）

课程名称_________机械原理____ __

题目名称_____步进输送机__________

学生学部（系）_________________

专业班级______________________

学号______________________

学生姓名______________________

指导教师______________________

年月日

目录

一、步进输料机的主要设计过程 (4)

二、步进输料机结构简图 (4)

三、设计简述 (4)

3.工作原理 (4)

3.传动方案 (5)

3.3设计要求 (6)

四、部分结构解析 (6)

4.直齿齿轮分析 (6)

4.1.1精度分析 (7)

4.1.齿轮副的侧隙分析 (9)

4.1.3受力分析 (9)

4.1.4载荷分析 (11)

4.1.5齿面接触疲劳强度计算 (12)

4.1.6齿根弯曲疲劳强度计算 (13)

4.2V带传动分析 (15)

4.2.1 带传动受力分析 (15)

4.2.2 带出动的传动比 (17)

4.3凸轮机构及其设计 (19)

4.3.1 强等加速减速运动规律 (19)

4.3.2用解析法设计盘型凸轮轮廓 (21)

4.3.3 滚子直动从动件凸轮机构 (22)

4.4轴的分析及其设计 (24)

4.4.1轴的概述 (24)

4.4.2提高轴刚度和强度的措施 (25)

五、自我评价 (28)

六、参考书籍 (29)

七、附图 (29)

一、步进输料机的主要设计过程

步进输送机的主要设计过程

二、步进输料机结构简图

（见书后附图）

三、设计简述

§3.1工作原理

当电源接通后，电动机带动带轮1转动，带轮2通过V型带与带轮3相连，（其中带轮3与齿轮4、凸轮5通过轴连接，）带轮3内部的星心轮把电动机的

转速ω降到一定的转速ω

1,则此时齿轮与凸轮的转速相同，既是ω

1

。之后，凸轮

的转动控制杆机构6，使A杆的收缩和伸长控制工件是否落下（具体情况我们后面会提到杆机构6时的介绍和计算，其中A杆是在伸缩弹簧作用下进行工作的），落下一个工件后杆A伸长阻止下一个工件的落下，同时配合齿轮带动齿形皮带转动把工件送到加工处5加工。齿轮的间歇配合使工件间歇运动。每前进一次后，

齿轮4的空隙时间用于工件的加工，达到步进的目的。

§3.2传动方案

此机构的传动方案大体上没什么不同，在杆结构6 的问题上有所不同的意见，我们组进行了紧张的讨论：一种观点是采用从动件圆柱凸轮机构（图3-1），

s=sψ

图（3-1)

图（3-1）

第二种方案是采用齿轮与齿条的配合（图3-2）。

s=s

ψ

而另一种观点是采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合图（3-3）。

图（3-3）

这三种方案的目的都是为了间隔性的阻止工件落在传送带上。考虑到设计时尺寸等作用，另外也借助杠杆的放大作用，我们最终选择了方案三。

§3.3设计要求

通过对《机械原理课程设计指导》（主编张永安编著张永安徐锦康王超英）一书中46页的题目八——步进送料机机构设计与分析的学习，并在伙伴们的帮助下认真分析总结，设计了此机构。此机构要求送料机自动送料，每分钟送料30个，且每次送料的距离相同，经加工后方可继续进料，准确无误的完成快速加工。

四、部分结构解析

§4.1 直齿齿轮分析

我们都知道齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。其主要特点时：能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳、可靠，效率高，寿命长，结构紧凑，传动速度和功率范围广。但是，齿轮需要专门设备制造，加工精度和安装精度较高，且不适宜远距离传动。本设计中的变速箱

图（4-1）

在此，我们进行有关变速箱3中齿轮的各项分析。包括精度、受力、载荷、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度等。

§4.1.1精度分析

我们都知道齿轮传动的工作性能、承载能力及使用寿命都与齿轮的制作精度有关，精度过低将影响齿轮传动的质量和寿命，而且精度过高又会增加制造成本。因此在设计齿轮传动时，应根据工作情况合理选择齿轮的精度。

国家标准《渐开线圆柱齿轮精度》和《锥齿轮精度》中规定，将影响齿轮传动的各项精度指标分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个公差组。各公差组对传动性能的影响如下。

（1）第Ⅰ公差组精度等级用于限制齿轮在一转内其会转角误差不得超过某一限度，以保证运动传递的准确性。

（2）第Ⅱ公差组精度等级用于限制传动时瞬时传动比的变化不得超过某一限度，以减少冲击、震动和噪声，使运动传递平稳。

（3）第Ⅲ公差组精度等级用于保证相啮合的两齿面接触良好，载荷分布均匀。

标准中还规定齿轮精度分为12个等级，第一级最高，第12级最低。一般机械中常用的精度等级为6～9级。

齿轮的精度等级应根据传动的用途、使用条件、传动的功率、圆周速度及其他技术要求规定。选择时，先根据齿轮的圆周速度确定第Ⅱ公差组的精度等级（见表4-1），第I公差组精度等级可比第Ⅱ公差组精度等级低一级或同级，第Ⅲ公差组精度等级不能低于第Ⅱ公差组精度等级。

在此，根据我们的设计“步进送料机”的特点：齿轮强度高、转速低、传动稳，应选取精度等级为9级、圆周速度为≤3的齿轮。

§4.1.2齿轮副的侧隙分析