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1、湖南农业大学科学技术师范学院课程设计说明书课程名称： 机 械 原 理 课 程 设 计 题目名称： 步 进 式 输 送 机 班 级： 06 级机械制教育班 姓 名： 学 号： 2 0 0 6 4 0 9 1 9 1 20 指导教师： 评定成绩：教师评语：指导老师签名：2008 年 6 月 16 日2目 录一 ） 、 设 计 任 务书 31.课 程 名 称 : 步 进 输 送 机 构 .32.运 动 要 求 和 计 算 基 本 数 据 .33.设 计 任 务 .3二 ） 、 机 构 方 案 的 确 定 .31、 机 构 往 复 运 动 方 案 的 确 定 .42、 传 动 系 统 方 案 的 确
2、定 .4三 ） 、 运 动 循 环 图 ：.5四 ） 、 主 要 机 构 的 设 计 计 算 ：.71、 曲 柄 滑 块 摆 动 机 构 （ 送 料 机 构 ） 的 分 析 ： .62、 齿 轮 设 计 .93、 凸 轮 机 构 设 计 .11 五 ） 、 收 获 体 会 、 建议 .143六 ） 、 参 考 文献 .15一） 、设计任务书1.课程名称: 步进输送机构2.运动要求和计算基本数据滑架为水平纵向往复直线运动，每分钟往复次数为 n1 分三级可调：n1 = 15 str/min 、 12 str/min 、 20 str/min送料的行程 H = 700 mm 行程速比系数 K = 1
3、.7机架长度在 250300mm 之间 ,原动机采用交流异步电动机,额定转速 720 r/min。3.设计任务(1)曲柄滑块机构的运动分析(2)齿轮机构设计4(3)凸轮机构设计二） 、机构方案的确定1、机构往复运动方案的确定序号 方案简图 方案的简要说明方 该机构为曲柄滑块摆动机构：机构具有急回特性，传动的行程可调。刚性比较好，易传递交大的工件。改变案 机架的长度，可以使设计出来的机器体1 积也不是很大。传动也比较平稳。 该机构为直动滑块机构：方 机构无急回特性，传动的行程可调。案 但可调的行程过大时，影响各件的钢2 度或对传递的工件有一定的限制。但此机构传动较平稳。该机构为双滑块曲柄机构：机
4、构无急回特性，传动的行程可调。但可调的行程过大时，影响各件的钢方 度或对传递的工件有一定的限制。但案 此机构传动很平稳。对整个机器的磨损 3 小。但设计出来的机器由于导轨的存在，使整个机器显得笨重。5综合上述的方案，此机器的执行机构采用方案一比较合理。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 1 为最优。2、传动系统方案的确定设计内容 传动方案示意图传动方案示意设计6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=6
5、0） 。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 i 总 1 = n 电 / n 执 = d1/d 1 * Z2/Z 2 * Z6/Z5=720/12= 60 1I 总 2 = n 电/n 执 = d1/d1 * z3/z3 * z6/z5 = 720/15 = 48 I 总 3 = n 电/n 执 = d1/d1 * z4/z4 * z6/z5 = 720/20 = 36 由中心距的关系有：1/2 m*( Z2 +Z2) = 1/2 m*(Z3 + Z3) = 1/2 m*(Z4 + Z4).取模数 M = 4mm 且 Z5 应小于 17 故: 取 Z5 =15 ， Z6
6、 = 60，d1= 600mm d 1 = 100 mm 。由式及以上已知条件可得Z4/Z 4 = 3/2 ， Z 3/Z 3 = 2 ， Z 2/Z 2 = 5/2且 定 变速齿轮的中心距 a = 210 mm由以上可得下列数据带传动 齿轮传动d d n Z 2 Z 2 Z 3 Z 3 Z 4 Z 4 Z 5 Z 6 模数 M100 600 720 7mm mm r/min 30 75 35 70 42 63 15 60 4 mm三） 、运动循环图：四） 、主要机构的设计计算：一、曲柄滑块摆动机构（送料机构）的分析：该机构具有急回特性，在生产大的节省的时间，从而提高的生产效率。1、 该机构中
7、杆件的基本数据如下：（我们在设计时，把曲柄与摇杆垂直的位置作为该机构的初始位置。）取机架：AC = 280 mm （如右图所示） G E计算极位夹角： A = 1800 * ( K - 1 ) / ( K + 1 ) B 8= 1800 * ( 1.7- 1 ) / (1.7 + 1 ) = 46.670 C BC = AC / COS /2 = 280 / COS（46.67/2） O= 304.35 mm解直角三角形得- 曲柄：AB = BC2 - AC2 = 304.352 - 2802 = 111 mm利用相似三角形解得-摇杆：CG = (H/2) / sin (/2) = (700/
8、2) / sin(46.67/2) = 884 mmCE = (H/2) / tan (/2) = (700/2) / tan(46.67/2) = 812 mm2、计算摇杆在一个工作循环时，曲柄所转的角度而摇杆所对应的速度与加速度。在三角形 ABC 中有 AB / Sin = AC / Sin(-)- 利用正弦定理- 式 1对 式两边求导得到： 11/AB*COS*W2=1/AC *COS(-)(W1-W2)- 式 2对 式两边求导得到： 21/AB* (- Sin)*W22+1/AB* COS*2=1/AC *COS(-)(- 2)+ 1/AC *- Sin(-)* (W1-W2)2- 式
9、 3对 式整理得-摇杆的角速度 W2 和角加速度 2 2 39（我们对摇杆的速度加速度让算时，对摇杆的转速以 20 str/min 为准而展开计算。 ）所以 W1 = n/30 = 3.14 * 20/30 = 2.1 rad/s1 当曲柄转过了 400 时（如下图所示） ，W2 = 0.43 rad/s 2 = 0.23 rad/s2摇杆的速度 V4 = W2 * CG = 0.43 * 884= 376.12 mm/s加速度 a4t = 2 * CG = 0.23 * 884 = 203.17 mm/s2a4n = W22 * CG = 0.43 * 0.43 * 884 = 163.45
10、 mm/s21040 度时的速度 40 时的加速度 2 当曲柄转过了 600 时（如下图所示） ，W2 = 0.5 rad/s 2 = 0.37rad/s2摇杆的速度 V4 = W2 * CG = 0.5 * 884=434.01 mm/s加速度 a4t = 2 * CG = 0.37 * 884 = 328.58 mm/s2a4n = W22 * CG = 0.5* 0.5 * 884 = 221mm/s21160 度时的速度 60 度时的加速度 二、齿轮设计：1、 齿 轮 传 动 的 示 意设计内容 传动方案示意图122、 传 动 系 统 的 各 级 齿 轮 设 计 计 算(当 轮 齿 有
11、 轻 微 根 切 时 ， 增 大 了 齿 根 圆 半 径 ， 对 轮 齿 抗 弯 强 度 有 利 ， 故 工上 也 常 允 许 国 信 通 信 齿 产 生 轻 微 根 切 ， 这 时 可 取 Zmin=14,故 齿 轮 Z5=15在 此 就 不 需 作 变 位 齿 轮 主 算 。 即 依 然 按 照 标 准 齿 轮 进 行 相 关 的 计 算 。 )已 知 Z5=15 Z6=60 m=4S = e = p/2 = m/2 = 6.28 mm变 位 系 数 X5 = 0 X6 = 0inv = 2 * (X5+X6) * tg20o / (Z5+Z6) + inv= inv = 0.1549 (查 表 得 ) 啮 合 角 = 20o 中 心 距 a = (Z5+Z6 )* m
