買文檔就送您 01339828或 11970985 優(yōu)秀設(shè)計 圖 書 分類號： 密 級： 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 工件自動輸送機的設(shè)計 of 生姓名 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 20*年 5 月 27 日 買文檔就送您 01339828或 11970985 摘要 在科技越來越發(fā)達的今天，在各種行業(yè)中生產(chǎn)效率也變的更加重要。于是各種類型的輸送機的用處也越來越大。與此同時對輸送機的要求也越來越高。在本次工件輸送機的設(shè)計里，在工件輸送機的傳輸距離和速度 方面要求也比較高，本次設(shè)計對整個輸送機的主要部件進行了粗略的介紹，其中在節(jié)省投資和控制方面有比較好的調(diào)節(jié)。 本設(shè)計的主要研究內(nèi)容是設(shè)計連桿結(jié)構(gòu)的尺寸以及齒輪傳動的主要參數(shù)等，對主要研究部分的部件進行了選型，設(shè)計，校核。 關(guān)鍵詞 輸送機；連桿機構(gòu)；齒輪傳動 買文檔就送您 01339828或 11970985 is in So of s is of is In of of is is in of of in of of is of of so To of 文檔就送您 01339828或 11970985 目 錄 摘要 . 10 . 11 1 緒論 . 4 景介紹 . 4 案比較 . 4 計方案綜述 . 5 2 連桿機構(gòu)的設(shè)計 . 6 桿機構(gòu)的定義及特點 . 6 面曲柄搖桿機構(gòu) . 6 面四連桿機構(gòu)有曲柄的條件 . 6 桿設(shè)計內(nèi)容 . 7 桿的擺角初選 . 7 點位置和曲柄長度的設(shè)計 . 7 柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計 . 7 核最小傳動角 . 8 3 機構(gòu)的運動和動力分析 . 9 述 . 9 矢量方程圖解法作平面連桿機構(gòu)的速度和加速度分析 . 9 制機構(gòu)運動簡圖 . 9 速度分析 . 9 加速度 分析 . 10 矢量方程圖解法作平面連桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析 . 12 機構(gòu)進行運動分析 . 12 定各構(gòu)件的慣性力和慣性 力偶矩 . 12 構(gòu)的動態(tài)靜力分析 . 13 4 桿件的設(shè)計 . 17 件的類型 . 17 材和截面的選擇 . 17 件間的聯(lián)結(jié) . 17 切強度計算 . 17 壓強度計算 . 18 定性的校核 . 19 5 減速器的設(shè)計 . 20 動機的選 擇 . 20 買文檔就送您 01339828或 11970985 擇電動機類型和機構(gòu)形式 . 20 率的計算 . 20 動機功率計算 . 20 動效率 . 21 定電動機轉(zhuǎn)速 . 21 定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 . 21 傳動比 . 21 配減速器的各級傳動比 . 22 算傳動裝置的運動和動力參數(shù) . 22 軸轉(zhuǎn)速 . 22 軸輸入功率 . 22 軸輸入轉(zhuǎn)矩 . 22 速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計 . 23 體結(jié)構(gòu) . 23 鐵減速器機體的結(jié)構(gòu)尺寸見下表 5位 ) . 23 動零 件的設(shè)計計算 . 24 速器外傳動零件的設(shè)計 . 24 速器內(nèi)傳動零件的設(shè)計 . 24 配圖設(shè)計第一階段 . 27 關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)和尺寸的確定 . 27 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 28 的支點距離和力作用點的確定 . 28 動軸承的選擇 . 31 擇原則 . 32 用方法 . 32 動軸承的失效 . 32 承蓋上的螺紋強度計算 . 33 的選擇和強度校核 . 34 軸器的選擇計算 . 34 配圖設(shè)計的第二階段 . 35 承端蓋結(jié)構(gòu) . 35 承的潤滑與密封 . 35 速器的潤滑 . 35 速器附件設(shè)計 . 36 視孔蓋和窺視孔 . 36 買文檔就送您 01339828或 11970985 油螺塞 . 36 標 . 36 氣器 . 36 蓋螺釘 . 36 首螺釘 ,吊環(huán) ,和吊鉤 . 36 6 開式齒輪的設(shè)計 . 37 式齒輪計算公式 . 37 算參數(shù)的選取如下 . 37 定傳動主要尺寸 . 38 7 機架的設(shè)計 . 39 架鋼材料的選擇 . 39 結(jié)構(gòu)設(shè)計時應滿足下列要求 . 39 輸機附件的設(shè)計 . 40 結(jié)論 . 42 致謝 . 43 參考文獻 . 44 買文檔就送您 01339828或 11970985 1 緒論 景介紹 本課題來源于社會生產(chǎn)實踐，屬于工程設(shè)計 類。在自動化生產(chǎn)線中進料及出料都要求實現(xiàn)自動化，本課題即是為了解決這一實際問題的。采用什么機構(gòu)或傳動方式、速度及加速度、運動軌跡的設(shè)計是其中的核心問題，某結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計也可成為設(shè)計的內(nèi)容，本課題是典型的機械設(shè)計及理論的應用。 在越來越注重生產(chǎn)效益的今天，自動化的輸送可以節(jié)省很多不必要的時間和人力資源，從而可以獲得最高的收益！自動化的生產(chǎn)線減少了不必要的人為失誤，減少了機器的損壞，同時也更加保障了員工們的生命安全！ 案比較 經(jīng)過反復調(diào)查研究，查閱相關(guān)資料，我們根據(jù)工件傳輸機的工作狀況的要求，提出了以下 四種方案： 方案一：直接用帶傳動和步進電動機來實現(xiàn)滑架的往返運動，通過步進電動機的正反轉(zhuǎn)控制往返運動，通過單片機控制驅(qū)動電路來設(shè)置相關(guān)的運動參數(shù)。 方案二：運用齒輪齒條和步進電動機來實現(xiàn)滑架的往復運動，通過步進電機的正反轉(zhuǎn)，齒條固定在滑架上，利用齒輪齒條間的傳動來實現(xiàn)滑架的往返運動。 方案三：采用液壓凸輪機構(gòu)為主，以達到設(shè)計要求。本方案采用液壓動力裝置以推動擋板左右往復運動。再采用凸輪機構(gòu)推動擋板做上下的往復運動。該機構(gòu)由液壓機構(gòu)和凸輪機構(gòu)相互配合，使擋板做曲線運動。 方案四：運用連桿機構(gòu)，減速器，普通電動 機。通過普通電動機可以獲得運動所需要的動力，減速器調(diào)整相應的速度和節(jié)奏，連桿機構(gòu)實現(xiàn)不同的速度比，節(jié)奏，步長和滑架的運動軌跡。 經(jīng)過可行性調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)方案一中步進電機的功率和工作狀況要求中的中度沖擊問題對步進電機的影響不能很好的解決，而且步進電機擁有一個很明顯的優(yōu)點，就是它有精確的正反轉(zhuǎn)功能，因為步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移，或線位移的開環(huán)控制元件，在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速，停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載的變化而影響，即給電機加一個脈沖信號 ,電機則轉(zhuǎn)過一個步距角，這一線性關(guān) 系的存在，加上步進電機只有同期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常簡單，而且低速精度高。雖然如今步進電機已經(jīng)被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)條件下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等太多的專業(yè)知識。方案二也存在類似的問題，方案三機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，買文檔就送您 01339828或 11970985 構(gòu)造也較為普通，且運行時噪聲低。運動行程一眼明了，缺點是該機構(gòu)有兩個自由度，所以運動難遇控制，不夠平穩(wěn)。而且液壓機構(gòu) 成本太高，且維護檢修復雜。而方案四對于方案一方案二的問題有了很好的實現(xiàn)，而且普通電動機容易選擇，減速器和連桿機構(gòu)，結(jié)構(gòu)可靠，穩(wěn)定性高 ,可以承受一定的沖擊，所以此方案較合理。在整個設(shè)計過程中，減速器部分和連桿機構(gòu)的設(shè)計和分析應是本課題的重點，運用機械設(shè)計和機械原理的相關(guān)內(nèi)容來設(shè)計，設(shè)計的主要內(nèi)容應包括工作機構(gòu)和傳動系統(tǒng)的運動分析，連桿機構(gòu)的運動和動力分析，減速器的設(shè)計，減速器零件的制造以及相關(guān)工藝流程。本課題的難點是連桿尺寸的分析和動力運動的分析，減速器各軸和齒輪的計算設(shè)計。 工件輸送機是 一種實現(xiàn)往復傳送可以間歇性地輸送工件的機械，通過傳動裝置，電動機驅(qū)動滑架往復移動工件，行程時，滑架上的推爪推動工件前進一個步長，當滑架返回的時候，因為推爪與軸間裝有扭簧，所以推爪從工件底面滑過，工件保持不動，當滑架再次向前推進時，已復位，就這樣往返推動工件前移。 設(shè)計意義：工件傳輸機在自動化流水線上的充分運用能提高工廠的生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，保障工人的生命安全，為實現(xiàn)車間無人化提供了可靠的條件。 買文檔就送您 01339828或 11970985 2 連桿機構(gòu)的設(shè)計 桿機構(gòu)的定義及特點 連桿機構(gòu)是一種應用 非常廣泛的機構(gòu)，折疊傘的收放機構(gòu)，機械手的傳動機構(gòu)以及人體假肢的設(shè)計等，都是連桿機構(gòu)。 連桿機構(gòu)的定義： (1)某原動件的運動都要經(jīng)過一個不直接與機架相聯(lián)的中間構(gòu)件才能傳動從動件，中間構(gòu)件稱為連桿。這些機構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機構(gòu)。 (2)這些機構(gòu)中的運動副一般均為低副。故連桿機構(gòu)也稱低副機構(gòu)。 連桿機構(gòu)的特點： (1) 連桿機構(gòu)中構(gòu)件間以低副相連，低副兩元素為面接觸，在承受同樣載荷的條件下壓強較低，因而可用來傳遞較大的動力。又由于低副元素的幾何形狀比較簡單，故容易加工。 (2) 構(gòu)件運動形式具有多樣性。連桿機構(gòu)中既有 繞定軸轉(zhuǎn)動的曲柄、繞定軸往復擺動的搖桿，又有作平面一般運動的連桿、作往復直線移動的滑塊等，利用連桿機構(gòu)可以獲得各種形式的運動，這在工程實際中具有重要價值。 (3) 在主動件運動規(guī)律不變的情況下，只要改變連桿機構(gòu)各構(gòu)件的相對尺寸，就可以使從動件實現(xiàn)不同的運動規(guī)律和運動要求。 (4) 連桿曲線具有多樣性。連桿機構(gòu)中的連桿，可以看作是在所有方向上無限擴展的一個平面，該平面稱為連桿平面。在機構(gòu)的運動過程中，固接在連桿平面上的各點，將描繪出各種不同形狀的曲線，這些曲線稱為連桿曲線。 (5) 在連桿機構(gòu)的運動 過程中，一些構(gòu)件（如連桿）的質(zhì)心在作變速運動，由此產(chǎn)生的慣性力不好平衡，因而會增加機構(gòu)的動載荷，使機構(gòu)產(chǎn)生強迫振動。所以連桿機構(gòu)一般不適于用在高速場合。 (6) 連桿機構(gòu)中運動的傳遞要經(jīng)過中間構(gòu)件，而各構(gòu)件的尺寸不可能做得絕對準確，再加上運動副間的間隙，故運動傳遞的累積誤差比較大。 面曲柄搖桿機構(gòu) 在鉸鏈四連桿機構(gòu)中，若兩個連架桿中一個為搖桿，另一個為曲柄，那么這個四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。在曲柄搖桿機構(gòu)中，當曲柄為原動件，搖桿為從動件時 ， 可以把曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復擺動，此種機構(gòu) 應用比較廣泛。 面四連桿機構(gòu)有曲柄的條件 (1)桿長之和條件：平面四桿機構(gòu)的最短桿和最長桿的長度之和小于或者等于 其余 兩桿長度之和。 買文檔就送您 01339828或 11970985 (2)在 鉸鏈 四桿機構(gòu)中，如果某個轉(zhuǎn)動副能夠成為整轉(zhuǎn)副，則它所連接的兩個構(gòu)件中，必有一個為最短桿，并且四個構(gòu)件的長度關(guān)系滿足桿長之和條件。 (3)在有整裝副存在的鉸鏈四桿機構(gòu)中，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動副均為整轉(zhuǎn)副。此時，如果取最短桿為 機架 ，則得到雙曲柄機構(gòu)；若取最短桿的任何一個相連構(gòu)件為機架，則得到曲柄搖桿機構(gòu)；如果取最短桿對面構(gòu)件為機架，則得到雙搖桿機構(gòu)。 (4)如果四桿機 構(gòu)不滿足桿長之和條件，則不論選取哪個構(gòu)件為機架，所得到機構(gòu)均為雙搖桿機構(gòu)。 綜上所述：平面四桿機構(gòu)中曲柄存在的條件是四個桿的長度關(guān)系，誰做機架決定是否會存在曲柄！ 桿設(shè)計內(nèi)容 輸送機的工作阻力000N，步長 S=450復次數(shù) N=40 次 /分，行程速比系數(shù)K=度 H=800送時滑架受到的阻力 架寬度為 250用折舊期為 5年，每天二班制工作，載荷里有中等沖擊，工作環(huán)境清潔，室內(nèi)，三相交流電源，工作機構(gòu)效 率為 于小批量生產(chǎn)。 桿的擺角初選 根據(jù)設(shè)計的常識一般初選擺角為 40 右 ,再由步長定搖桿長度 ,一般取( 點位置和曲柄長度的設(shè)計 根據(jù)行程速比和傳動角要求鉸點 據(jù)所給條件以及現(xiàn) 場的要求，和行程速比系數(shù) K，在 設(shè)計四連桿時，可利用機構(gòu)在極位時的幾何關(guān)系，再運用其它輔助條件進行設(shè)計。 柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計 通過擺角及行程速比系數(shù) K=先按公式 =180(K+1)算出極位夾角 為 然后任取一點 D,再用此點為頂點作等腰三角形 ,使兩腰的長度等于 12C 。作210 - ,再作222。作21那么圓弧12到12 ,所以曲柄的軸心 設(shè)曲柄的長度為 a,連桿的長度為 b，那么1AC=b+a, 2AC=a=(12于是以 以為2徑作圓弧交1,則得出 a=1,b=1。設(shè)計時應注意 ,曲柄的軸心 否則機構(gòu)將不能滿足運動連 續(xù)性的要求。 買文檔就送您 01339828或 11970985 根據(jù)上面的方法可以算出平面四連桿機構(gòu)的桿長分別為 a=115b=385c=380mm，d=380 核最小傳動角 在機構(gòu)運動過程中 ,傳動角的大小是不停變化的 ,為了保證機構(gòu)的傳動性能要求 ,設(shè)計時應使 40傳遞力矩比較大時，則應使 50；對于一些受力很小或者不經(jīng)常使用的操縱機構(gòu)，則可允許傳動角小一些，只要不發(fā)生自鎖就可以。最小傳動角與機構(gòu)中各桿的長度有關(guān) ,見下 面的公式 : 2 2 2 2 2 2( ) 3 7 5 3 8 0 ( 3 9 0 1 2 5 )2 2 3 7 5 3 8 0= a r c c o s a r c c o s 4 0 . 5b c d 式 (40 所以滿足最小傳動角的要求。 因此可以定出該要求設(shè)計的機構(gòu)的總體尺寸 ,即a=115CL=b=385DL=c=380DL=d=3805080 上面的構(gòu)的運動簡圖見下圖 1 圖 1構(gòu)的運動簡圖 買文檔就送您 01339828或 11970985 3 機構(gòu)的運動和動力分析 述 用矢量方程圖解法進行機構(gòu)的速度和加速度的分析 , 矢量方程圖解法依據(jù)的基本原理是理論力學中的運動合成原理。對機構(gòu)進行速度和加速度的分析時 ,首先要根據(jù)運動合成原理列出機構(gòu)運動的矢量方程 ,然后再根據(jù)該方程來作圖進行解決 . 下面的就是機構(gòu)運動分析 : 矢量方程圖解法作平面連桿機構(gòu)的速度和加速度分析 根據(jù)構(gòu)件上已知的一點的 速度和加速度能夠求出另外的點的速度和加速度 (包括大小和方向 ),所以在以圖解法作機構(gòu)的速度和加速度的分析的時候 ,應該先從具備這個條件的構(gòu)件著手 ,再分析與該構(gòu)件依次相連的其他各構(gòu)件。 在用圖解法作機構(gòu)的運動分析時，需要先繪出該機構(gòu)的運動簡圖，然后再根據(jù)運動簡圖進行速度和加速度的分析，求解的步驟說明如下： 制機構(gòu)運動簡圖 根據(jù)前面所描繪的方法和步驟，選取尺寸比例尺L=B(m/并按照比例尺準確地繪制出機構(gòu)的運動簡圖如圖 1 速度分析 根據(jù)用矢量方程圖解法作平面連桿機構(gòu)的速度分析可知，速度求解的步驟應依次求出相應各點的速度和桿件的角速度。 1）求00 . 1 1 5 / 0 . 0 7 7 /B A m r a d s m s 式 (方向垂直于 向與1的轉(zhuǎn)向一致。 2）求及點 同一構(gòu)件 2上的點，故得 大小 ？ ？ 式中以用圖解法求解。 買文檔就送您 01339828或 11970985 圖 3度分析圖 如圖 3點 作 表么速度比例尺可以求得 0 . 0 7 7 /200/ ( / ) 0 . 0 0 0 3 8 5 ( / ) /p b m s m m m s m m 。 再分別自點 B， C， bc,表線交于點 C，則矢量 別代表是得 0 . 0 7 7200/ 2 1 0 ( / ) / 0 . 0 8 0 8 5 /p c m s m m m s m m m s 式 (3）求點和 上，桿件 3上的點的角速度都相同，所以 0 . 1 2 6 /E C D v m s 4）求 / 大小 ？ 0 . 0 7 7200/ 2 5 5 ( / ) 0 . 0 9 8 2p f m s m m m s 式 (于是有 0 . 0 0 0 3 8 5 4 52 0 . 3 8 5/ 0 . 0 4 5 /C B C BV b r a d s r a d s 式 (0 . 0 0 0 3 8 5 2 1 03 0 . 3 8 0/ 0 . 2 1 2 8 /C D C DV p r a d s r a d s 式 (0 . 0 0 0 3 8 5 2 5 54 0 . 1 8 0/ 0 . 5 4 5 4 / E r a d s r a d s 式 (加速度分析 加速度求解的步驟與速度分析相同 ,也是先依次求出a，a。 然后再求解2，3，41)求所以沒有切向加速度 。 2 2 2 2401 600 . 1 1 5 ( ) / 0 . 0 5 1 / A A Ba a L m s m s 式 (方向由 . 買文檔就送您 01339828或 11970985 2）求分別對于點 的的相對運動關(guān)系 ,可得 C D B A C B 小 23？ 2？ 式中 可用作圖法求解。 圖 3速度分析圖 如圖 3示，取點 p 作為加速度多邊形的極點，并作 代表加速度比例尺可求得 2220 . 0 5 1 /200/ ( / ) / 0 . 0 0 0 2 5 5 ( / ) /p b m s m m m s m m ， 然后再按上式作圖，可求得 代表大小為 2 2 2/ 0 . 0 0 0 2 5 5 ( / ) / 1 2 5 0 . 0 3 1 9 /p c m s m s m m m m m s