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步进式输送机设计

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步进式输送机设计 2 步进式输送机设计 目 录 课程设计任务书……………………………………………2 1.设计题目…………………………………………………3 2.工作原理和工艺动作分解………………………………3 3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图……………3 4.步进式输送机的功能分析与设计过程…………………5 5.步进输式送机构与插断机构选型………………………6 6.机械传动系统的速比和变速机构………………………9 7.步进式输送机构的尺度设计……………………………10 8.步进式输送机的运动分析………………………………13 9.步进式输送机三维图设计………………………………15 10.参考资料…………………………………………………19 11.设计总结…………………………………………………19 3

课程设计任务书 2015 —2016学年第1学期 机械工程 学院（系、部） 机械 专业 2013250101 班级 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：步进式输送机设计

内 容 及 任 务

一、工作原理及工艺动作过程简介 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。工件经过隔断板从料轮滑落到辊道上，隔断板做间歇往复直线运动，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抓推动始点位置工件向前移动一个步长，当滑架返回时，始点位置又从料轮处接受了一个新工件。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，该推爪以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 4

的工件一起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，从而在时间和空间上相匹配。 二、设计要求与主要技术参数 1）输送工件形状和尺寸如图所示，工件质量为70kg，输送步长H=860mm,允许误差±0.2mm。 2）辊道上允许输送工件最多为8件。工件底面与辊道间的摩擦系数为0.15（当量值），输送滑架质量为240kg，当量摩擦系数可取为0.15。 3）滑架工作行程平均速度为0.44m/s,要求保证输送速度尽可能均匀，行程速度变化系数K≥1.5。 三、设计任务 1）根据工艺动作要求拟定运动循环图； 2）进行插断机构、步进输送机构的选型； 3）机械运动方案的评定和选择； 4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并进行主要传动几何尺寸计算，画出传动系统方案图； 5）执行机构运动尺寸计算； 5

6）画出机构运动见图； 7）编写设计计算说明书。

主要 参考 资料

［1］ 朱理．机械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2008：15-200 ［2］ 邹慧君．机械原理课程设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2009：15-250 6

1.设计题目：步进式输送机设计 1.1设计原理： 工件通过隔断板释放，滑落到辊道上，带有推爪的滑架作往复直线运动，当向右运动时推爪推动工件的左端面一起运动，经过多次的往复运动，最终把工件运送到指定位置。 1.2设计要求 1）工件质量：70kg 2）输送步长H=860mm，可载5~8个工件 3）运输速度为0.44m/s，尽可能均匀，行程系数K≥1.5 4）速度不均匀系数[δ]=0.1 5）滑架导路水平线与安装平面高度允许在1100mm以下。 2.工作原理和工艺动作分解 2.1工作原理和工艺动作分解 根据工艺过程，机构应具有一个电动机和两个执行构件（滑架、隔断板）。 (1) 滑架 作往复直线运动，推程时推动工件向前运动，回程时，工件静止，工作行程L=880mm，工作平均速度v=0.44m/s。 (2) 隔断板 作间隔往复直线运动，推程时隔 7

板打开释放工件，回程时隔板关闭，处于停歇状态，工作行程h=80mm,其运动准确性要求不高。 3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。 以主动件的转角作为横坐标(0°、360°)，以各机构执行构件的位移为纵坐标作出位移曲线。主动轴每转一圈为其准拟定的运动循环图如图所示：

图3-1 滑架机构运动循环图 S

Oδ360°229°

图3-2 隔板机构运动循环图 8

s1

滑架机构

s2

隔板机构

δ

δ360°229°

229°

880

80360°

图3-3 机构运动循环图

4.步进式输送机的功能分析与设计过程 9

4.1步进式输送机的功能分析 由上述分析可知，步进式输送机的功能分析可作总结如图4-1所示

图4-1步进式输送机的功能分析图 由功能分析图可知，其运动过程为下放工件→滑架运送工件→滑架空程返回（下放工件）起始位置。 4.2步进式输送机的设计过程 （1）隔断板做间隙往复直线运动，当滑架往右运输工件时，隔断板处于关闭停歇状态，当滑架回程时，隔断板往左运动下放工件，在滑架未回到起始位置前，隔断板右运动又关闭。故该机构要有两次间歇功能。 （2）辊道 两排间隙相等的辊轮，间隙s=90mm,两辊道相距一定距离使推爪能够顺利通过；辊道至少能承载(70x8)kg的工件,辊道上允许最多8

步进式输送机的功能分解

隔断板打开，工件下放至辊道后再关闭 滑架右运动，推爪推动工件左端运动 滑架返回，推爪滑过工件底面，回到起始点 10

个工件。 （3）滑架做往复直线运动，要求工作行程平均速度为0.44m/s，输送速度尽可能均匀，且到终点位置时速度逐渐减为0m/s,以保证工件速度也变为0m./s,每个步长误差不超过±0.2mm，行程速度变化系数K≥1.5。滑架上装有8个推爪，间距为860mm,误差±0.2mm。为保证推爪在推动工件前保持推程状态，行程应比工件输送步长大20mm左右，即滑架在起始位置时推爪距第一个工件左端面为20mm,滑架行程为880mm±0.2mm。

5.滑架机构与隔板机构的选型 5.1滑架机构的选型 根据往复直线运动的功能，可选 1曲柄滑块机构 2曲柄摇杆机构 3双滑块曲柄机构 11

机构图 特点 机构无急回特性，传动的行程可调，但可调的行程过大时，影响各件的刚度或对传递的工件有一定的限制。但此机构传动较平稳。 机构具有急回特性，传动的行程可调，刚性比较好，易传递较大的工件。改变机架的长度，可以使设计出来的机械体积不是很大，传动比较平稳。 机构无急回特性，传动的行程可调。但可调的行程过大时，影响各件的钢度或对传递的工件有一定的限制。但此机构传动很平稳。对整个机器的磨损小。但设计出来的 12

机器由于导轨的存在，使整个机器显得笨重。

综合上述的方案，此机器的执行机构采用机构二曲柄摇杆机构比较合理。成本低、易制造、适应各种工厂中工件的传输、再加上该机构本身的特点等，所以选 取方案2为最优，其具体机构图如图所示：

滑架机构5-1 5.2隔断板机构的选型 隔断板机构做间隔往复直线运动，运动准确性要求不高，可选方案有： 13

1. 图5-2 此机构简单，动力传递性能较好，能达到间歇运动的要求，造价低廉，但机构外观复杂，体积相对较大 2. 14

图5-3 机构符合间隙运动要求，但机构复杂，槽机构动力传递性能差，锥齿轮较难造，制造成本高。 3. 图5.4 机构简单，此机构简单，动力传递性能较好，能达到间歇运动的要求，造价低廉，机构体积小，外观美。 综合上述，隔断板机构应选方案3 5.3机构简图 15

图5-5 机构简图 16

6.机械传动的速比和变速机构 6.1传动方案的确定 设计内容 传动方案示意图

传动方案示意设计

简要说明

该传动方案是由电动机的转动带动皮带轮转动，从而使三联滑移齿轮转动，通过齿轮的啮合实现了从动件的转动，其中三联滑移齿轮能实现三种不同速度的从动件转动（i=36 、i=48、i=60）。此机构在运动过程中运转较平稳，传动效率高、功率大。

各分传动比iⅠ = n电 / n执 = d1′/d1 * Z2′/Z2 * Z6/Z5 =720/12= 60…………………………………………○1 iⅡ = n电/n执 = d1′/d1 * z3′/z3 * z6/z5 = 720/15 = 48… ② iⅢ= n电/n执 = d1′/d1 * z4′/z4 * z6/z5 = 720/20 = 36… ③ 由中心距的关系有：1/2 m*( Z2 +Z2′) = 1/2 m*(Z3 + Z3′)

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步进送料机

步进送料机


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》 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 锥齿轮精度》 动的各项精度指标分为Ⅰ 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 ）第Ⅰ 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 ）第Ⅱ 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 ）第Ⅲ 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 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 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 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 ），第I公差组精度等级可比第Ⅱ 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。 公差组精度等级不能低于第Ⅱ
1.3 受力分析
图4-2（a）所示为一对标准直齿轮圆柱齿轮在标准 中心距安装条件下的受力情况。在分析齿轮传动 受力时，用齿宽中点的集中力代替沿齿宽的分布 力，并忽略摩擦力。当转矩T 由主动轮1 力，并忽略摩擦力。当转矩T1由主动轮1传递给齿 轮2时，齿轮间的作用力是沿着啮合线作用在齿面 上的，此力的方向即为齿面在该点的法线方向， 故称为法向力F 。为了便于分析，在节点处将F 故称为法向力Fn。为了便于分析，在节点处将Fn 分解为两个互相垂直的力，图4 分解为两个互相垂直的力，图4-2（b）表示出作用 于齿轮1上的法向力F 于齿轮1上的法向力Fn的分解情况：与分度圆相切 的圆周力F 和沿半径方向作用的径向力F 的圆周力Ft和沿半径方向作用的径向力Fr。
步进输送机课程设计

步进输送机课程设计

步进输送机课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握步进输送机的基本结构及其工作原理；2. 使学生了解步进输送机在工业生产中的应用范围及其优势；3. 帮助学生掌握步进输送机的主要参数及其对输送性能的影响。

技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识分析和解决步进输送机在实际应用中遇到的问题；2. 提高学生设计简单步进输送机系统的能力；3. 培养学生通过查阅资料、进行实验等方法，获取步进输送机相关技术参数的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械工程及自动化领域的兴趣和热情；2. 增强学生的团队协作意识和责任感，使其在项目实施过程中能够积极参与、相互支持；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养，使其在学习和实践中能够遵循客观规律，关注环保和可持续发展。

课程性质分析：本课程属于机械工程及自动化领域，旨在让学生了解步进输送机的工作原理和应用，培养其解决实际问题的能力。

学生特点分析：学生处于高年级阶段，已具备一定的机械基础知识，具有较强的求知欲和自主学习能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

二、教学内容1. 步进输送机的基本概念与分类- 输送机概述- 步进输送机的分类及特点2. 步进输送机的工作原理与结构- 工作原理及运动分析- 主要部件及其作用3. 步进输送机的主要参数与性能- 输送能力、输送速度、驱动功率等参数- 参数对输送性能的影响4. 步进输送机在工业生产中的应用- 应用场景及优势- 常见问题及解决方案5. 步进输送机的设计与计算- 设计原则与步骤- 常用计算方法及公式6. 步进输送机的安装与调试- 安装要求及注意事项- 调试方法及步骤7. 步进输送机的维护与故障排除- 常见故障分析- 维护保养方法及措施教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。

本章节教学大纲明确教学内容安排和进度，对应教材相关章节，确保教学内容与课本紧密关联。

步进式输送机综合设计共29页文档

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Hale Waihona Puke 16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
步进式输送机综合设计
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
END
步进输送机课程设计

步进输送机课程设计

步进输送机 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进输送机的基本概念、工作原理及结构组成；2. 学生能掌握步进输送机在工业生产中的应用及其优势；3. 学生能了解步进输送机的相关技术参数及选型方法。

技能目标：1. 学生能运用步进输送机的知识，分析实际生产过程中的输送需求，提出合理的解决方案；2. 学生能通过实际操作，掌握步进输送机的安装、调试及维护方法；3. 学生能运用步进输送机的相关知识，进行简单的输送线路设计和优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工业自动化设备的兴趣和热爱，激发学生探究机械设备的热情；2. 培养学生团队协作精神，提高学生在实际操作中的沟通与协作能力；3. 增强学生对我国工业发展的认识，培养学生为实现制造强国目标而努力学习的责任感。

课程性质：本课程属于工程技术类课程，旨在让学生了解步进输送机的工作原理、结构及应用，提高学生的实际操作能力和工程实践能力。

学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的机械基础知识，具有较强的求知欲和动手能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论知识与实际应用相结合，提高学生的工程素养和创新能力。

通过本课程的学习，使学生在掌握步进输送机相关知识的基础上，能够解决实际生产中的问题，为未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 步进输送机概述- 定义与分类- 发展历程与应用领域2. 步进输送机工作原理与结构- 工作原理- 主要结构及其功能- 步进输送机与传统输送机的区别3. 步进输送机的技术参数与选型- 技术参数及其意义- 选型方法与步骤- 应用实例分析4. 步进输送机的安装、调试与维护- 安装与调试流程- 常见故障及其排除方法- 维护与保养技巧5. 步进输送机在工业生产中的应用- 典型应用场景分析- 输送线路设计与优化- 创新应用案例分享6. 实践操作与案例分析- 实践操作步骤与方法- 案例分析- 操作注意事项教学内容安排与进度：第一周：步进输送机概述第二周：步进输送机工作原理与结构第三周：步进输送机的技术参数与选型第四周：步进输送机的安装、调试与维护第五周：步进输送机在工业生产中的应用第六周：实践操作与案例分析三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：1. 讲授法：通过生动的语言和丰富的案例，讲解步进输送机的理论知识，使学生系统掌握课程内容。