畢業(yè)設(shè)計(jì)論文設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)式工件輸送機(jī)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"容摘要 1關(guān)鍵詞 11、緒論 0\o"CurrentDocument"背景介紹 1\o"CurrentDocument"方案比較 2\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)方案綜述 3\o"CurrentDocument"、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"連桿機(jī)構(gòu)的定義及特點(diǎn) 4\o"CurrentDocument"平面曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 5\o"CurrentDocument"平面四連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件 5\o"CurrentDocument"連桿設(shè)計(jì)容 6\o"CurrentDocument"搖桿的擺角初選 6\o"CurrentDocument"鉸點(diǎn)位置和曲柄長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 8\o"CurrentDocument"曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9\o"CurrentDocument"校核最小傳動(dòng)角 9\o"CurrentDocument"、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析 10\o"CurrentDocument"概述 10\o"CurrentDocument"用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度分析 11\o"CurrentDocument"繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 11\o"CurrentDocument"作速度分析 13\o"CurrentDocument"用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 14\o"CurrentDocument"對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析 15\o"CurrentDocument"確定各構(gòu)件的慣性力和慣性力偶矩 15、桿件的設(shè)計(jì) 16\o"CurrentDocument"桿件的類型 16\o"CurrentDocument"鋼材和截面的選擇 17\o"CurrentDocument"桿件間的聯(lián)結(jié) 17\o"CurrentDocument"剪切強(qiáng)度計(jì)算 17\o"CurrentDocument"擠壓強(qiáng)度計(jì)算 17\o"CurrentDocument"穩(wěn)定性的校核 18\o"CurrentDocument"、減速機(jī)的設(shè)計(jì)及選擇 18\o"CurrentDocument"電動(dòng)機(jī)的選擇 18\o"CurrentDocument"選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式 18\o"CurrentDocument"功率的計(jì)算 18\o"CurrentDocument"電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 19\o"CurrentDocument"傳動(dòng)效率 19\o"CurrentDocument"確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 19\o"CurrentDocument"確定傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 19\o"CurrentDocument"總傳動(dòng)比 20\o"CurrentDocument"分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比 20\o"CurrentDocument"、機(jī)架的設(shè)計(jì) 20\o"CurrentDocument"機(jī)架鋼材料的選擇 20\o"CurrentDocument"鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求 20\o"CurrentDocument"傳輸機(jī)附件的設(shè)計(jì) 20\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 21\o"CurrentDocument"致 22容摘要:在科技越來(lái)越發(fā)達(dá)的今天，各行各業(yè)中生產(chǎn)效率便顯得更加重要。為提高生產(chǎn)效率，各行業(yè)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化程度提出了更高的要求，各種輸送機(jī)的用途也越來(lái)越大，與此同時(shí)對(duì)輸送機(jī)的要求也越來(lái)越高。在本次工件輸送機(jī)的設(shè)計(jì)里，對(duì)輸送機(jī)的輸送距離、輸送速度及其精確度都提出較高的要求。本次設(shè)計(jì)對(duì)步進(jìn)式工件輸送機(jī)的各個(gè)部分進(jìn)行選擇和分析，并對(duì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量的穩(wěn)定性方面，也做了重要的把握。關(guān)鍵詞：輸送機(jī)；連桿機(jī)構(gòu)；齒輪傳動(dòng)。1緒論背景介紹進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展和人們生活條件的不斷改善市場(chǎng)愈加需要各種各樣性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠、價(jià)格低廉、效率高、能耗低的機(jī)械產(chǎn)品，而決定產(chǎn)品性能、質(zhì)量、水平、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)。企業(yè)為了贏得市場(chǎng)，必須不斷開(kāi)發(fā)符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造，其中設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的第一步，是決定產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、水平、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益的最主要因素.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)合一種簡(jiǎn)單機(jī)器進(jìn)行機(jī)器功能分析、工藝動(dòng)作過(guò)程確定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)定、機(jī)構(gòu)尺度綜合、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)等，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、掌握并初步運(yùn)用機(jī)械原理的知識(shí)和理論，對(duì)分析、運(yùn)算、繪圖、文字表達(dá)及技術(shù)資料查詢等諸方面的獨(dú)立工作能力進(jìn)行初步的訓(xùn)練，培養(yǎng)理論與實(shí)際結(jié)合的能力，更為重要的是培養(yǎng)開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力。因此，畢業(yè)論文設(shè)計(jì)在機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的知識(shí)體系訓(xùn)練中，具有不可替代的重要作用。本次我設(shè)計(jì)的是步進(jìn)式工件輸送機(jī)，以小見(jiàn)大，設(shè)計(jì)并不是門簡(jiǎn)單的課程，它需要我們理性的思維和豐富的空間想象能力。我們可以通過(guò)對(duì)步進(jìn)式工件輸送機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)一步了解機(jī)械設(shè)計(jì)的流程，為我們今后的設(shè)計(jì)工作奠定了基礎(chǔ)。方案比較經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)查研究，查閱相關(guān)資料，我們根據(jù)工件傳輸機(jī)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(dòng)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑架的往返運(yùn)動(dòng)，通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制往返運(yùn)動(dòng)，通過(guò)單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路來(lái)設(shè)置相關(guān)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。方案二：運(yùn)用齒輪齒條和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑架的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，齒條固定在滑架上，利用齒輪齒條間的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑架的往返運(yùn)動(dòng)。方案三：采用液壓凸輪機(jī)構(gòu)為主，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本方案采用液壓動(dòng)力裝置以推動(dòng)擋板左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。再采用凸輪機(jī)構(gòu)推動(dòng)擋板做上下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)由液壓機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)相互配合，使擋板做曲線運(yùn)動(dòng)。方案四：運(yùn)用連桿機(jī)構(gòu)，減速機(jī)，普通電動(dòng)機(jī)。通過(guò)普通電動(dòng)機(jī)可以獲得運(yùn)動(dòng)所需要的動(dòng)力，減速機(jī)調(diào)整相應(yīng)的速度和節(jié)奏，連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同的速度比，節(jié)奏，步長(zhǎng)和滑架的運(yùn)動(dòng)軌跡。經(jīng)過(guò)可行性調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)方案一中步進(jìn)電機(jī)的功率和工作狀況要求中的中度沖擊問(wèn)題對(duì)步進(jìn)電機(jī)的影響不能很好的解決，而且步進(jìn)電機(jī)擁有一個(gè)很明顯的優(yōu)點(diǎn)，就是它有精確的正反轉(zhuǎn)功能，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移，或線位移的開(kāi)環(huán)控制元件，在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速，停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載的變化而影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角，這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有同期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)，使得在速度控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常簡(jiǎn)單，而且低速精度高。雖然如今步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)條件下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。方案二也存在類似的問(wèn)題，方案三機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)造也較為普通，且運(yùn)行時(shí)噪聲低。運(yùn)動(dòng)行程十分明了，缺點(diǎn)是該機(jī)構(gòu)有兩個(gè)自由度，所以運(yùn)動(dòng)難遇控制，不夠平穩(wěn)。而且液壓機(jī)構(gòu)成本太高，且維護(hù)檢修復(fù)雜。而方案四對(duì)于方案一方案二的問(wèn)題有了很好的實(shí)現(xiàn)，而且普通電動(dòng)機(jī)容易選擇，減速機(jī)和連桿機(jī)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(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析應(yīng)是本課題的重點(diǎn)，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理的相關(guān)容來(lái)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要容應(yīng)包括工作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析，連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析，減速機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計(jì)。本課題的難點(diǎn)是連桿機(jī)構(gòu)的分析和動(dòng)力運(yùn)動(dòng)的分析。設(shè)計(jì)方案綜述工件輸送機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)往復(fù)傳送可以間歇性地輸送工件的機(jī)械，通過(guò)傳動(dòng)裝置，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滑架往復(fù)移動(dòng)工件，行程時(shí)，滑架上的推爪推動(dòng)工件前進(jìn)一個(gè)步長(zhǎng)，當(dāng)滑架返回的時(shí)候，因?yàn)橥谱ο虏坑袎嚎s彈簧，所以推爪從工件底面滑過(guò)，工件保持不動(dòng)，當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時(shí)，已復(fù)位，就這樣往返推動(dòng)工件前移。設(shè)計(jì)意義：工件傳輸機(jī)在自動(dòng)化流水線上的充分運(yùn)用能提高工廠的生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障工人的生命安全，為實(shí)現(xiàn)車間無(wú)人化提供了可靠的條件。2連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的定義及特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用非常廣泛的機(jī)構(gòu)，折疊傘的收放機(jī)構(gòu)，機(jī)械手的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及人體假肢的設(shè)計(jì)等，都是連桿機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)的定義：(1)某原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)都要經(jīng)過(guò)一個(gè)不直接與機(jī)架相聯(lián)的中間構(gòu)件才能傳動(dòng)從動(dòng)件，中間構(gòu)件稱為連桿。這些機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機(jī)構(gòu)。 (2)這些機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副。故連桿機(jī)構(gòu)也稱低副機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：連桿機(jī)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(qiáng)較低，因而可用來(lái)傳遞較大的動(dòng)力。又由于低副元素的幾何形狀比較簡(jiǎn)單，故容易加工。構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式具有多樣性。連桿機(jī)構(gòu)中既有繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的曲柄、繞定軸往復(fù)擺動(dòng)的搖桿，又有作平面一般運(yùn)動(dòng)的連桿、作往復(fù)直線移動(dòng)的滑塊等，利用連桿機(jī)構(gòu)可以獲得各種形式的運(yùn)動(dòng)，這在工程實(shí)際中具有重要價(jià)值。在主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的情況下，只要改變連桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的相對(duì)尺寸，就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)要求。連桿曲線具有多樣性。連桿機(jī)構(gòu)中的連桿，可以看作是在所有方向上無(wú)限擴(kuò)展的一個(gè)平面，該平面稱為連桿平面。在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，固接在連桿平面上的各點(diǎn)，將描繪出各種不同形狀的曲線，這些曲線稱為連桿曲線。在連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一些構(gòu)件(如連桿)的質(zhì)心在作變速運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生的慣性力不好平衡，因而會(huì)增加機(jī)構(gòu)的動(dòng)載荷，使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。所以連桿機(jī)構(gòu)一般不適于用在高速場(chǎng)合。連桿機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)的傳遞要經(jīng)過(guò)中間構(gòu)件，而各構(gòu)件的尺寸不可能做得絕對(duì)準(zhǔn)確，再加上運(yùn)動(dòng)副間的間隙，故運(yùn)動(dòng)傳遞的累積誤差比較大。平面曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿中一個(gè)為搖桿，另一個(gè)為曲柄，那么這個(gè)四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件時(shí)，可以把曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)，此種機(jī)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛。平面四連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件桿長(zhǎng)之和條件：平面四桿機(jī)構(gòu)的最短桿和最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或者等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，如果某個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副能夠成為整轉(zhuǎn)副，則它所連接的兩個(gè)構(gòu)件中，必有一個(gè)為最短桿，并且四個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)度關(guān)系滿足桿長(zhǎng)之和條件。在有整轉(zhuǎn)副存在的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副均為整轉(zhuǎn)副。此時(shí)，如果取最短桿為機(jī)架，則得到雙曲柄機(jī)構(gòu)；若取最短桿的任何一個(gè)相連構(gòu)件為機(jī)架，則得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；如果取最短桿對(duì)面構(gòu)件為機(jī)架，則得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。如果四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長(zhǎng)之和條件，則不論選取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，所得到機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。綜上所述：平面四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件是四個(gè)桿的長(zhǎng)度關(guān)系，誰(shuí)做機(jī)架決定是否會(huì)存在曲柄。連桿設(shè)計(jì)容輸送機(jī)的工作阻力Fr=5000N，步長(zhǎng)S=450mm，往復(fù)次數(shù)N=40次/分，行程速比系數(shù)K=1.3,高度H=800mm。輸送時(shí)滑架受到的阻力Fr視為常數(shù)，滑架寬度為250mm，使用折舊期為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，三相交流電源，工作機(jī)構(gòu)效率為0.95，用于小批量生產(chǎn)。搖桿的擺角初選根據(jù)設(shè)計(jì)的常識(shí)一般初選擺角為40°-50°左右,再由步長(zhǎng)定搖桿長(zhǎng)度,一般取Lcd心(0.6-0.7)Lde,Lef心(0.2-0.3)Lde。鉸點(diǎn)位置和曲柄長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)根據(jù)行程速比和傳動(dòng)角要求鉸點(diǎn)A的位置及曲柄連桿長(zhǎng)度。根據(jù)所給條件以及現(xiàn)場(chǎng)的要求，和行程速比系數(shù)K，在設(shè)計(jì)四連桿時(shí)，可利用機(jī)構(gòu)在極位時(shí)的幾何關(guān)系，再運(yùn)用其它輔助條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通過(guò)擺角及行程速比系數(shù)K=1.3和搖桿長(zhǎng)度來(lái)設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)。首先按公式=180°(K-1)/(K+1)算出極位夾角為23.5°。然后任取一點(diǎn)D,再用此點(diǎn)為頂點(diǎn)作等腰三角形,使兩腰的長(zhǎng)度等于CD,/CiDC2。作C2N使/C2C1N=90°-,再作C2M丄C1C2,C2M與CiN的交點(diǎn)卩。作厶PC2C1的外接圓，那么圓弧C1PC2上任一點(diǎn)A到G和C2的連線所形成的夾角/C1AC2都等于極位夾角，所以曲柄的軸心A應(yīng)在這個(gè)圓弧上。設(shè)曲柄的長(zhǎng)度為a,連桿的長(zhǎng)度為b，那么AG=b+a,AC2=b-a.所以a=(AC1-AC2)/2于是以A為圓心，以為AC2為半徑作圓弧交AG于點(diǎn)E,則得出a=EG/2,b=AC1-EC1/2。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，曲柄的軸心A不能選在弧段上,否則機(jī)構(gòu)將不能滿足運(yùn)動(dòng)連續(xù)性的要求。根據(jù)上面的方法可以算出平面四連桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)分別為a=115mm，b=385mm，c=380mm，d=380mm。校核最小傳動(dòng)角在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,傳動(dòng)角的大小是不停變化的,為了保證機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使min>40。傳遞力矩比較大時(shí)，則應(yīng)使min>50°；對(duì)于一些受力很小或者不經(jīng)常使用的操縱機(jī)構(gòu)，則可允許傳動(dòng)角小一些，只要不發(fā)生自鎖就可以。最小傳動(dòng)角與機(jī)構(gòu)中各桿的長(zhǎng)度有關(guān)。所以滿足最小傳動(dòng)角的要求。因此可以定出該要求設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)的總體尺寸，即Lab=a=115mm，Lbc=b=385mm,Lcd=c=380mm.Lad=d=380mm,Lde=550mm,Lef=180mm。上面的Lab是桿件AB的長(zhǎng)度，Lbc是桿件BC的長(zhǎng)度，Lcd是桿件CD的長(zhǎng)度,Lad是桿件AD的長(zhǎng)度，Lde是桿件DE的長(zhǎng)度，Lef是桿件EF的長(zhǎng)度。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖1-1。3機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析3.1概述用矢量方程圖解法進(jìn)行機(jī)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(xué)中的運(yùn)動(dòng)合成原理。對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度和加速度的分析時(shí) ，首先要根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成原理列出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的矢量方程 ，然后再根據(jù)該方程來(lái)作圖進(jìn)行解決.3.2用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度分析根據(jù)構(gòu)件上已知的一點(diǎn)的速度和加速度能夠求出另外的點(diǎn)的速度和加速度(包括大小和方向),所以在以圖解法作機(jī)構(gòu)的速度和加速度的分析的時(shí)候 ，應(yīng)該先從具備這個(gè)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(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，需要先繪出該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，然后再根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖進(jìn)行速度和加速度的分析，求解的步驟說(shuō)明如下：3.2.1繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖根據(jù)前面所描繪的方法和步驟，選取尺寸比例尺 l=Lab.AB(m/mm)，并按照比例尺準(zhǔn)確地繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 1-1所示。3.2.2作速度分析根據(jù)用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度分析可知，速度求解的步驟應(yīng)依次求出相應(yīng)各點(diǎn)的速度和桿件的角速度。ur1、 求VbuuVbLab1 0.115m60rad/s0.077m/s (3.1)方向垂直于AB，指向與1的轉(zhuǎn)向一致。uu2、 求Vc因點(diǎn)C及點(diǎn)B都為同一構(gòu)件2上的點(diǎn)，故得uu uu uuuVc = Vb+ Vcbuuuuu式中Vc及Vcb的大小未知，所以用圖解法求解

t't'圖3-2速度分析圖uir uu如圖3-2所示，取點(diǎn)P作為速度多邊行的極點(diǎn)，并作pb代表UuVB,uu那么速度比例尺。再分別自點(diǎn)B，P作垂直于BC，CUU的直線bc,pc,代表VCB，vc的方向線,兩線交于點(diǎn)C,貝慶量pc，be分別代表Vc和Vcb，于是得uu ULTvc vpem/s210mm^(m/sj/mm0.08085m/s (3—2)uu3)求Ve由于E點(diǎn)和C點(diǎn)都在桿件3上，桿件3上的點(diǎn)的角速度都相同，所以u(píng)uVfuirvpfm/s255mm0.077uuVfuirvpfm/s255mm0.077200(m/s)0.0982(3—3)uuuuVeLcdVc0.126m/suu4)求代VfuuuuuuuVf=Ve +Vfe于是有uuVCB2 L-CB晉rad/sLcb0.000385450.3850.045rad/s(3—4)VCD3氐ur占rad/sCD0.0003852100.3800.2128rad/s(3—5)uuVef4 Lef -Vpf 0.000385255Lef rad1s 0.1800.5454rad/s(3—6)3.3用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析動(dòng)態(tài)靜力分析是根據(jù)達(dá)朗貝爾原理將慣性力和外力加在機(jī)構(gòu)的相應(yīng)構(gòu)件上，用靜力平衡的條件求出各運(yùn)動(dòng)副中的反力和原動(dòng)件上的平衡力的一種比較常用的工程方法。進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析首先是求出個(gè)構(gòu)件的慣性力 ，并把它們當(dāng)作外力加于產(chǎn)生這些慣性力的構(gòu)件上面。然后再根據(jù)靜定條件將機(jī)構(gòu)分解為若干個(gè)平衡力和構(gòu)件組作用的構(gòu)件。而進(jìn)行力分析的順序一般是由離受平衡力作用的構(gòu)件的最遠(yuǎn)構(gòu)件組開(kāi)始，逐步推算到平衡力作用的構(gòu)件上。331對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析在之前的運(yùn)動(dòng)分析里，已經(jīng)用選定好的長(zhǎng)度比例尺 I,速度比例尺V,加速度比例尺a,繪出了機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖及其速度多邊形和加速度多邊形。3.3.2確定各構(gòu)件的慣性力和慣性力偶矩在對(duì)機(jī)械進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)需要求出各構(gòu)件的慣性力，在新機(jī)械的設(shè)計(jì)中機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸，質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)都尚未確定，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)先給出各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)，再進(jìn)行靜力分析,在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行各構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算,再根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果對(duì)構(gòu)件尺寸進(jìn)行修正，最后定出構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸。（1）計(jì)算各桿的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量因?yàn)楦鳁U都是拉壓桿件，要求力學(xué)綜合性能較高，所以選45號(hào)鋼,各桿應(yīng)初選直徑。見(jiàn)表3-1表3-1桿件質(zhì)量特性表?xiàng)U件長(zhǎng)度mm直徑mm重量kg轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kgm2Lab1151005.4160.00597Lbc385507.6460.0944Lde5508022.1050.557Lef180602.8000.00756各桿中除了桿2外,慣性力都可以作用在機(jī)架上，因此在進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)可以忽略不計(jì)，作用在連桿2上的慣性力及慣性力偶矩為：2P2m>as2mtaps2 7.646kg0.000255(m/s)/mm113mm0.220N(3—14)Mi2Js22 JS2aCBt/LBC Js2aPc/Lbc 0.00597糾溜2550.0009Nm(3—15)將Pi2及Mi2合并成一個(gè)總慣性力Pi2,其作用線從質(zhì)心S2處偏移一距離h2,其值為h2M12/R2牆90.0041m4.1mm (3—16)4桿件的設(shè)計(jì)根據(jù)上一章已經(jīng)計(jì)算出來(lái)的桿件受力情況和工作狀況，現(xiàn)在要求分析桿的類型和一系列的穩(wěn)定性以及截面的設(shè)計(jì)。4.1桿件的類型桿件是四連桿結(jié)構(gòu)，根據(jù)受力的方向得知，屬于拉壓桿。4.2鋼材和截面的選擇1、因?yàn)槔瓑簵U的綜合性能要求比較高，根據(jù)用途選45鋼，有關(guān)物理屬性見(jiàn)下表4-1o表4-1桿件材料的質(zhì)量系數(shù)材料BMPaSMPa5%3kg/mEGPa456003501678002062、選擇截面尺寸根據(jù)上一章各軸之間力的計(jì)算可以知道拉壓桿所受的外力，根據(jù)強(qiáng)度條件可以確定所需要的橫截面面積。式中S為大于1的安全系數(shù)取S=1.3其中為極限屈服系數(shù)。選連桿2作校核由于所選的是圓形桿件，所以確定直徑為基于制造困難和穩(wěn)定性的考慮，于是取d2為初選的參數(shù)。桿件間的聯(lián)結(jié)拉壓桿與其它構(gòu)件之間，或者一般構(gòu)件與構(gòu)件之間，常采用銷軸，耳片，螺栓等相聯(lián)接。連結(jié)件的受力與變形都比較復(fù)雜，在工程實(shí)際中，我們常常采用簡(jiǎn)化分析的方法。他的要點(diǎn)是：對(duì)連接件的受力與應(yīng)力分布進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后計(jì)算出各部分的名義應(yīng)力。以下為計(jì)算軸和耳片。剪切強(qiáng)度計(jì)算考慮圖中所示的軸銷，它的受力情況如圖所示，可以看出，作用在軸銷上面的外力有以下幾個(gè)特點(diǎn)：外力垂直作用于軸銷的軸線，且作用線之間的距離很小(軸銷一般都是短而粗的)。根據(jù)受力情況可以看出，軸銷上主要受剪切力的作用。在工程力學(xué)計(jì)算中，通常都假設(shè)剪切面上的剪應(yīng)力是均勻分布的。剪切面上的剪應(yīng)力不得超過(guò)連接件上的許用剪應(yīng)力[]，即要求QP (4—1)其中許用剪切應(yīng)力[]表示為連接件的剪切極限應(yīng)力除以安全系數(shù)。擠壓強(qiáng)度計(jì)算在外力作用下,孔與銷軸直接接觸,接觸面上的應(yīng)力稱為擠壓應(yīng)力。當(dāng)擠壓應(yīng)力過(guò)大時(shí),在孔和銷接觸的局部區(qū)域,將產(chǎn)生明顯的塑性變形,導(dǎo)致影響孔,銷間的正常配合。最大擠壓應(yīng)力 bs發(fā)生在該表面的中部。擠壓應(yīng)力為Fbs,銷或孔的直徑為d,耳片的厚度為t,根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果得知：圖4-1軸銷受力示意圖旦bstd圖4-1軸銷受力示意圖旦bstd(4—2)Td表示受壓圓柱面在相應(yīng)徑向平面上的投影；bs表示最大擠壓應(yīng)力，數(shù)值上與徑向截面的平均壓應(yīng)力相等。由上述分析可知，為了防止擠壓造成破壞，最大擠壓應(yīng)力bs不得超過(guò)連接件的許用壓應(yīng)力[bs],即要求[bs]表示連接件的擠壓極限應(yīng)力除以安全系數(shù)。因此，從擠壓強(qiáng)度考慮，接頭的許用載荷是[P]td[bs]=40 30300=360KN433穩(wěn)定性的校核當(dāng)作用在細(xì)長(zhǎng)桿上的軸向力達(dá)到或超過(guò)一定限度的時(shí)候，桿件可能會(huì)突然產(chǎn)生彎曲，即失穩(wěn)現(xiàn)象。因此，對(duì)于軸向受壓桿件，除了應(yīng)考慮它的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題外，還應(yīng)考慮它的穩(wěn)定問(wèn)題。1、臨界載荷該連桿為兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿

2、校核,必須鋼的屈服應(yīng)力，所以，連桿壓縮屈服所需的軸向壓力由以上的分析可以得知,,必須式中：代表穩(wěn)定安全系數(shù)；代表穩(wěn)定許用壓力。工況為一般的中度沖擊。上述表明，細(xì)長(zhǎng)桿的承壓能力是由穩(wěn)定性的要求確定的。5減速機(jī)的設(shè)計(jì)及選擇減速機(jī)是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場(chǎng)合也用來(lái)增速，稱為增速器。選用減速機(jī)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動(dòng)力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速機(jī)的外廓尺寸，傳動(dòng)效率，承載能力，質(zhì)量，價(jià)格等，選擇最適合的減速機(jī)。減速機(jī)是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，并且是標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)中要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)等，選擇合適的電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速,再根據(jù)這些確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分,工業(yè)上常采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中普通籠型異步電動(dòng)機(jī)在平時(shí)應(yīng)用最廣泛。在一般的設(shè)計(jì)中，優(yōu)先選用 丫系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂懈咝?，噪音小，振?dòng)小，節(jié)能，安全可靠的特點(diǎn),而且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),適用于那些無(wú)特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。根據(jù)所給條件中工作場(chǎng)地的要求:每天二班制工作，載荷中有中度沖擊，工作環(huán)境清潔，室，三相交流電源。所以選擇電動(dòng)機(jī)為丫系列380V三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)在功率方面的選擇是否合適將直接影響到電動(dòng)機(jī)在工作性能和經(jīng)濟(jì)性能方面的體現(xiàn)。如果選用的電動(dòng)機(jī)額定功率小于工作機(jī)所要求的功率 ，那么工作機(jī)就不能正常工作，而且容易是電動(dòng)機(jī)因?yàn)殚L(zhǎng)期過(guò)載而導(dǎo)致過(guò)早損壞，如果選用的電動(dòng)機(jī)額定功率大于工作機(jī)所要求的，那么相比于電動(dòng)機(jī)的價(jià)格，沒(méi)有得到充分的應(yīng)用，而導(dǎo)致浪費(fèi)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于工件傳輸機(jī)一般為長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷不變或很少變化的機(jī)械,并且傳遞功率較小，故只需使電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped等于或梢大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率R,即為Pd。這樣電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱，一般不需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱平衡計(jì)算和校核啟動(dòng)力矩。5.1.3電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算Pw電動(dòng)機(jī)所需工作功率為Pd 寸式中：Pw工作機(jī)所需工作功率，指工作機(jī)主動(dòng)端運(yùn)輸帶所需功率。a由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主運(yùn)動(dòng)端運(yùn)輸帶的總效率。工作機(jī)所需工作功率，應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算T—工作機(jī)的阻力矩 一工作機(jī)的角速度5.1.4傳動(dòng)效率傳動(dòng)裝置的總效率應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘積, 1? 2?3…n其中:分別為每一傳動(dòng)副，每對(duì)軸承,每個(gè)連軸器的效率?傳動(dòng)副的效率數(shù)值可按下列選取，軸承及連軸器效率的概略值為：滾動(dòng)軸承0.98-0.995，滑動(dòng)軸承0.97-0.99，彈性連軸器0.99-0.995 ，齒輪連軸器0.99，萬(wàn)向連軸器0.97-0.985.1.5確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速容量相同的同類電動(dòng)機(jī)，有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列供使用者選擇，如三相異步電動(dòng)機(jī)常用的有四種同步轉(zhuǎn)速，即3000,1500,1000,750r/min（ 相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù)為2,4,6,8）。同步轉(zhuǎn)速為由電流頻率與極對(duì)數(shù)而定的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)才可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速。為了合理的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，根據(jù)工作機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速要求和各傳動(dòng)比圍，可推算出電動(dòng)機(jī)裝速的可選圍，其中包括電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速圍，傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理圍，以及工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速。選定電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu),對(duì)電動(dòng)機(jī)可選的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，選定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并計(jì)算出所需容量后，即可在電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄中查出所要的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)工況和計(jì)算所選電動(dòng)機(jī)見(jiàn)下表5-1o表5-1電動(dòng)機(jī)參數(shù)表型號(hào)額定功率kW滿載時(shí)起動(dòng)電流起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速電流效率功率因素額定電流額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩YR132M1-63960r/min8.280.50.696.52.52.85.2確定傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比5.2.1總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，可得到傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為為ia其中nm為選擇電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速,n為工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。該設(shè)計(jì)中nm為960r/min,n 為40r/min 。所以TOC\o"1-5"\h\zi 2m 960r/min 24ia n 40r/min 24 （5—2）總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比ii,i2,i3…in的乘積，即ia ioiiio,ii分別為減速器各級(jí)傳動(dòng)比。5.2.2分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比考慮潤(rùn)滑的條件我們選用閉式布置，，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，可由二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配圖資料查得io6.2，則iii/io24/6.23.87。6機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)器的全部重量將通過(guò)機(jī)架傳至基礎(chǔ)上.機(jī)架零件還負(fù)有承受機(jī)器工作時(shí)的作用力和使機(jī)器穩(wěn)定在基礎(chǔ)上的作用。運(yùn)輸機(jī)的機(jī)架的設(shè)計(jì):機(jī)架的設(shè)計(jì)使用槽鋼焊接成,根據(jù)實(shí)際情況和工作需要選取、滑架部分軸加滾套的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)工件在工作臺(tái)上的滑動(dòng),工作行程時(shí)滑架上的推爪下部有壓縮彈簧,推爪得以從工件底面滑過(guò),工件保持不動(dòng),推爪已復(fù)位,并推動(dòng)新的工件前移,前方推爪也推動(dòng)前一工件前移,如此周而復(fù)始,工件不斷前移。減速機(jī)和曲柄之間用連軸器來(lái)傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速。對(duì)于機(jī)架零件一般要有以下要求：1、足夠的強(qiáng)度和剛度；2、形狀簡(jiǎn)單,便于制造；3、便于在機(jī)架上安裝附件。對(duì)于帶有缸體,導(dǎo)軌等的機(jī)架零件,還應(yīng)有良好的耐磨性,以保證機(jī)器有足夠的使用壽命，.高速機(jī)器的機(jī)架零件還應(yīng)滿足振動(dòng)穩(wěn)定性的要求。強(qiáng)度和剛度是評(píng)判機(jī)架零件工作能力的基本準(zhǔn)則。機(jī)架的零件的形狀復(fù)雜,受外界的因素的影響很多,設(shè)計(jì)時(shí)通常都是先根據(jù)機(jī)器的工作要求和類型相近的機(jī)器擬訂機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸,然后進(jìn)行初略計(jì)算以核驗(yàn)其危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。機(jī)架鋼材料的選擇在工程結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)是應(yīng)用比較廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)，一些高度或跨度比較大的結(jié)構(gòu)，載荷或吊起重量很大的結(jié)構(gòu)，有較大的結(jié)構(gòu)，有較大的振動(dòng)的結(jié)構(gòu)，高溫車間的結(jié)構(gòu)等等，采用其他建筑材料，目前尚有困難或不很經(jīng)濟(jì)，則可考慮用鋼結(jié)構(gòu)，而本設(shè)計(jì)中用到的鋼結(jié)構(gòu)用于整個(gè)傳動(dòng)裝置的支承的主框架結(jié)構(gòu)，用這種鋼結(jié)構(gòu)具有以下的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、材料強(qiáng)度高在相同的載荷條件下，采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)的自重較小，當(dāng)跨度和滿載相同時(shí)，由于重量輕，便于運(yùn)輸安裝。2、安全可靠鋼材質(zhì)地均勻，各向同性，彈性模量大，有良好的塑性和韌性。3、工業(yè)化生產(chǎn)程度高與其它結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化生產(chǎn)程度高，能成批大量生產(chǎn)，制造精度高，采用工廠制造，工地安裝的施工方法，可縮短周期，降低造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益。4、具有一定的耐熱性溫度在35度以鋼的性質(zhì)變化很小，溫度達(dá)到30度以后強(qiáng)度逐漸下降達(dá)到45度?60度時(shí)，強(qiáng)度為零。一般用于溫度不高于25度的場(chǎng)合。該機(jī)器工作場(chǎng)合是室,所以符合要求。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求