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1、一、题目简介一、题目简介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。二二 、具体设计要求：、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
2、 CDE 段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。表 1.1 设计设计数据图 1 步进送料机三、设计任务三、设计任务1. 步进送料机一般至少包括连杆机构和齿轮机构二种常用机构，提出可能的运动方案，进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；2. 画出步进送料机的机构运动方案简图和运动循环图。3. 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；4、 用软件（VB、MATLAB、ADAMS 或 SOLIDWOR
3、KS 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。5、图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。ammcmmbmmt1st2s300205012已有参数AB=AB=31mm BC=BC=36.7mm DC=DC=77.5mm BE=BE=36.7mm. CE=CE=63.6mm电机转速min/750rnN蜗杆,蜗轮21Z402Z齿轮203Z齿轮454Z齿轮55 4Z齿轮355Z齿轮355Z一，确定传动方案一，确定传动方案1、传动方案：电动机通过涡轮蜗杆减速器接在一级圆柱齿轮减速器上，该方案的优点 是圆柱齿轮的设计、加工制造容易，采用卧式两级圆
4、柱齿轮减速器。 2、联轴器类型：HL 系列。其中电动机和输入轴之间采用弹性套柱销联轴器 HL1-J； 工作机构和输出轴之间采用 HL3-J1。3、减速器的总传动比为 35，其中涡轮蜗杆的传动是 20。 4、轴承类型：圆锥滚子轴承。二，电机的选用二，电机的选用根据动力源工作要求选用电压 380V 的异步电动机一般而言，选用高速电动机，电动机重量小，价格便宜，但是总的传动比较大，总体 尺寸价格不一定低：但是选用低速电动机，电动机的重量较大，价格偏高，但是总的传动 比小，总体尺寸价格不一定高。本设计选用 Y132S-8 型电动机。Y132S-8 型电动机的主要性能参数如下 表 1满载电动机 型号额定
5、功 率 KW转速 rmin电流 A效率功率因数 cosY132S82.27505.893.50.87启动电流 （额定电流）启动转矩 （额定转矩）最大转矩 （额定转矩）重量 Kg6.01.9 2.063额定功率是 2.2KW 启动转矩/额定转矩：1.9 最大转矩/额定转矩：2.0三，传动系统的设计三，传动系统的设计1） 。电机。电机 电动机通过涡轮蜗杆、齿轮减速器带动曲柄，驱动连杆送料机构，驱动输送架往复移 动，工作行程时输送架上的推爪推动工件前移一个步长，当输送架返回时，推爪与轴间有 扭簧，推爪得以从工件底面滑过，工件保持不动，当再推进时，推爪再次向前推动新的工 件前移，前方的推爪也推动前一工
6、作位上的工件前移。它的传动装置使用蜗轮蜗杆和展开 式一级圆柱齿轮减速器调速。电机的周期 T=3s，AB 盘的转速就是就是我们最后所需要的转速是min/20rn 。Y132S-8 电机的空载转速是，它的额定转速min/20rmin/7500rn ，此时取，近似认为满载转速为。0)95. 093. 0(nnNmin/700rnNmin/7000rn2） 、计算总传动比并确定传动比分配、计算总传动比并确定传动比分配1）传动装置的总传动比 i 为3520700nniN2） 、传动比的分配21iii涡轮蜗杆传动比为：201i取齿轮传动比为：75. 121i3、传动装置运动参数的计算1） 、各参数说明（暂
7、时不讨论电机轴与蜗杆的轴）这里只讨论图左边的轴是涡轮与齿轮 3 的共同轴，是齿轮 4 的轴，是齿轮 5 的轴、轴的转速()1n2n3nmin/r、轴的输入功率(kW)1P2P3P、轴的输入转矩()1T2T3TmN /2）计算轴的转速min/3520/700/70011rinmin/203545min/75.7820452312rnnrnn3）轴的输入功率装置中联轴器一个，它的传动效率是，滚动轴承 6 对，每对轴承的传动效率是99. 01，涡轮蜗杆一对，它的传动效率是 0.8。总的传动效率是98. 02702. 036 21从涡轮蜗杆传动出来的功率就是电机轴KWP2 . 20蜗轮输出功率KWKW
8、Pwol708. 18 . 098. 099. 02 . 2KWPPKWPPKWPPwo607. 198. 0640. 198. 0673. 198. 0231214） 、各个轴扭矩的计算mNmNnPTmNmNnPTmNmNnPTmNmNnPT734.7620607. 195509550888.1975.78640. 195509550649.4535673. 19550955001.307002 . 2955095503332221110003） 。 联轴器的介绍及选用（电机与蜗杆之间的联轴器）联轴器的介绍及选用（电机与蜗杆之间的联轴器）一）联轴器的介绍一）联轴器的介绍 本次传动装置的设计中
9、，采用了联轴器，这里对其做简单介绍：联轴器是机械传动中 常用的部件。这里的联轴器作用是用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只 有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。 联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等， 往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要 从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。 根据对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能） ， 联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件
10、的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个 类别。 一， 刚性联轴器这类联轴器有套筒式，这类联轴器有套筒式、夹壳式和凸缘式等。这里介绍常见 的凸缘联轴器 凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器用普通平键分别与两轴连接，然后用螺栓把 两个半联轴器连成一体，以传递运动和转矩。凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢，重载 时或圆周速度大于 30m/s 时应用铸钢或碳钢。由于凸缘联轴器属于刚性联轴器，对所联两 轴的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中性的要求很高。当两轴有相对位移存在时，就 会在机件内引起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。但由于构造简单、成本 低、可传递较大转矩，故当转速低、无冲击、轴的
11、刚性大、对中性较好时亦常采用。 二， 挠性联轴器 1 无弹性元件的挠性联轴器 这类联轴器因具有挠性，故可以补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。 常用的有以下几种 （1）十字滑块联轴器 （2）滑块联轴器 （3）十字轴式万向联轴器 （4）齿式联轴器 （5）滚子链联轴器 2 有弹性元件的挠性联轴器 这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿联轴间的相对位移，而且具有缓冲减振能力。 弹性元件所储存的能量越多，则联轴器的缓冲能力越强；弹性元件的弹性滞后性能与弹性 变型时零件间的摩擦功越大，则联轴器的减振能力越好。这类联轴器的运用越来越广泛 （1）弹性套柱销联轴器 （2）弹性柱销联轴器 （3）
12、梅花形弹性联轴器 （4）轮胎式联轴器 （5）膜片联轴器二）联轴器的选用二）联轴器的选用已知选用的电机额定功率是 2.2KW，转速是 750r/min 1 类型选择 为了隔离振动与冲击，选用弹性套柱销连接轴 2 公称转矩mmNmmNnPT3661001.287502 . 21055. 91055. 9由机械设计书上表 14-1 查得，故5 . 1AKmNmmNTKTAca01.421001.285 . 133 型号选择从 GB 4323-84 中查得 TL4 型弹性套柱销联轴器的许用转矩为,许用的最大转mN 31063速为 5700r/min,故可用。4 4 ） 。减速器主要零件的设计。减速器主
13、要零件的设计/减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩以及 满足各种工作机械的需要。在原动机和工作机之间用来提高转速的独立的闭式传动装置则 称为增速器。按照传动形式不同可以分为齿轮减速器，蜗杆减速器和行星减速器;按照传动 的级数可分为单级和多级减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式，分流式和同轴式 减速器。一）一）设计说明设计说明 前面和电机连接的采用蜗杆减速器，与蜗杆连接的采用直齿轮减速器。齿轮传动速度 不高，故选用 8 级精度。 材料选择：由表机械设计书表 10-1，选择小齿轮材料为 40Cr，调质处理，齿芯部硬 度为 280HBS，齿面硬度为 50HRC；
14、大齿轮材料为 45 钢，也作调质处理，齿芯部硬度为 240HBS，齿面为 45HRC。鉴于该减速器有轻微震动，空载启动，两级圆柱齿轮的使用系数均取 1.0。由机械设计齿轮相对于两轴承非对称布置且大齿轮为软齿面,因此选齿宽系数 0.8。二）高速级齿轮传动设计（齿轮二）高速级齿轮传动设计（齿轮 3,53,5）由前面运动及动力参数的计算结果知高速级齿轮传动的最大传递功率为 2.2kW，小齿轮最高转速为 750r/min，闭式齿轮的小齿齿数，40,201Z1 1 选材选材 A 按设计给定的方案，选用直齿圆柱齿轮。 B 运输机为一般工作机器，速度不高，固选 8 级精度。C 小齿轮材料为 40Cr（调质）
15、 ，硬度为 280HBS；大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS。 D 选，2 按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计 由机械设计书（109a）式的公式321 1132. 2 HEdZ uuKTd1）确定参数，确定公式内各计算数值(1) 3 . 1, 4 . 12 , 1tKK(2) 小齿轮的转矩mNT649.451(3) 由机械设计书上表 107 查得小齿轮的齿宽系数为8 . 0d（4） 由机械设计书上表 10-6 查得材料的弹性影响系数21 8 .189 MPaZE（5） 由机械设计书上图 10-21d 按齿面硬度查得经调质处理的小齿轮的接触疲劳极限；大齿轮的接触疲劳强度极限，材料品质选择的是MPaH6101limMPaH5602limME。 此对此轮的疲劳强度极限共给出的代表材料品质的三个等级 ME,MQ,ML，ME 是齿轮材料 品质和热处理质量很高时的疲劳强度极限取值线，MQ 是齿轮材料品质和热处理达到中等 要求时的疲劳强度极限取值线，ML 是齿轮材料品质和热处理质量达到最低要求时的疲劳 强度取值线。（6）由前知齿数比，由蜗轮传动，工作寿命 15 年（每年工作 300 天） ，两班制。5 . 1u由机械设计书上式 10-13 计算应力循环次数。hnjLN608828 1110008. 15 . 1 10512. 110512.
