步进送料机设计终稿精
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TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
目录
第一章课程设计的内容
1.1设计题目
1.2设计要求
1.3设计任务
第二章步进送料机的设计
工作原理
传动方案比较及选择
机构的运动简图
第三章步进送料机的参数设计及协调确定导引铰链四杆机构的尺寸
选电动机及传动比分配
蜗杆参数的确定
蜗轮参数的确定
齿轮参数的确定
第四章机构布置和运动循环图
第五章参考文献及附件
第一章课程设计的内容
设计题目
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t
1移动距离a后间歇时间t
2。
考虑到动停时间之比K=t
1/t
2
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。
图1 步进送料机
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。
设计数据
设计任务
1）设计传动系统并确定其传动比分配。
2）进行机构选型分析，并进行机械运动方案的评价和选择。
3）画出步进送料机的机构运动方案简图和运动循环图。
4）对所设计机构中各构件进行尺寸设计，验证输出构件的轨迹是否满足设计要求。
5）编写设计计算说明书。
（用 B5 纸张，封面用标准格式）
第二章步进送料机的工作原理
工作原理
加工过程中若干个相同被输送的间隔为300mm，在导轨上向左依次间歇移动，每个零件向左移动300mm耗时1s后，间歇时间2s。
这样依次循环下去，就达到了把坯料或成品从右输送到左端的目的。
该系统由电动机驱动，通过带蜗杆减速将运动传给齿轮，再由各级齿轮进行减速使其转速符合要求。
最后利用齿轮和连杆将运动传给输送架。
传动方案比较及选择
方案1：采用凸轮摇杆机构
图凸轮摇杆机构
此机构虽然能够满足输送零件的要求，但由于该机构有凸轮机构，导致在机构的运动路线的计算时非常复杂，而且凸轮机构易磨损，机构的平衡性不好，导致在机构运动时，产生很大的噪声，而且构件会损坏的非常快，所以舍弃这个方案。
方案2：采用从动件圆柱凸轮机构
图从动圆柱凸轮机构
该凸轮机构虽然能实现工件的移动，但不满足设计要求的输送爪的运动轨迹，所以该方案舍弃。
方案3：采用齿轮与齿条的配合
图齿轮与齿条配合
该机构虽然能实现工件在工作台上的间歇运动，也能满足设计要求的时间间隔，但该机构的
传送装置为环状的传送带，不满足得及要求的曲线，所以该方案舍弃。
方案4:采用铰链四杆机构
图曲柄连杆机构这种曲柄连杆机构可以实现很多的轨迹，可以通过调整杆件的长度比例来实现所需要的运动轨迹，通过比较最后选择方案四的传动机构。
机构的整体简图
（1）
运动流程描述：
电机运行时，蜗杆1转动，带动蜗轮2转动，接着齿轮3转动，继而齿轮4，4’转动，然后传给齿轮5，5’。
把力传到曲柄AB。
然后连杆BE，BC转动，最终使得传送架运动。
即达到设计要求。
第三章步进送料机的参数设计及协调
确定导引铰链四杆机构的尺寸并验证
分析：
设计连杆尺寸要满足两部分要求：（1）由于K=t
1/t
2
=1/2，要满足E
点走过工作行程a时，曲柄转动0
120，回程时曲柄准过剩下的0
240。
（2）满足行程a=280~320mm，b≥80mm。
查连杆曲线图谱，技巧是：由于曲柄每隔15度就打点一次，故一共连杆曲线上有24个点，那么120度就对应8个点，所以要找到直线部分有8个点的曲线。
观察图谱不难发现绕B点一周的图上每个环的点有一侧多，另一侧少。
总体来看，在右侧的环，外侧点少而内侧多；在左侧的环，内侧点少而外侧点多。
另外为满足a和b的比例，要事先在选定的环线上量取，算b/a的值，要求b/a≥
50/300= 。
在做比例放大时，借助EXCEL表格做好输入量和结果输出的关系运算，便于调整设计值。
（注：由于图谱给的曲线有限，有时候需要中间的某个环线而图谱上又没有时，可用插值法，通常插值是自己的估计值，需要反复带入验算，这里就可以借助EXCEL）
这里简化一下曲折的参数设计过程：
首先找到差不多符合的环线，取值参数如下
（注：放大倍数=a/=300/9=）
用SolidWorks绘制草图并用描点法验证设计的曲线是否符合要求观察上面的连杆曲线发现，曲柄转120度基本问题不大，但b值过小。
观察图谱，发现修改连杆点位可以解决这个问题，现修改如下：
（注：放大倍数=a/=300/=）
再用SolidWorks绘制草图并用描点法验证设计的曲线是否符合要求发现：走过直线段整个过程曲柄的转角=0
0117.3
175.3 ，直
-
57.96
线段长度为，b=>80mm。
故此结构参数符合设计要求。
选用电动机及传动比分配
电动机选用转速为1000r/min
由方案可知：
输出构件每分钟循环运动的次数为：60/（1+2）=20次 ，即转速为20r/min
总传动比为1000/20=50
传动比分配：蜗轮蜗杆传动比 ，齿轮传动比 。
蜗杆的参数确定
简要介绍蜗杆传动的特点。
1传动比大，且精确。
2传动平稳，无噪声。
3当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，可以实现自锁。
4啮合面有较大的滑动速度，会产生严重的摩擦磨损。
蜗杆头数为1Z （1Z =1~4），蜗轮齿数为2Z (2Z =30~80), 主要参数蜗杆头数1Z ，模数1a m ，压力角1a a ，分度圆直径1d 由蜗杆的分度圆直径预期模数的匹配标准系列可知：
模数为2的时候，分度圆直径可选为。
蜗轮的参数确定
(中心距a=63，变位系数x=+ ，分度圆导程角γ="'0431028) 齿轮参数的确定
渐开线标准齿轮的正确啮合条件是两齿轮分度圆的模数和压力角分别相等
由于齿轮3与蜗轮2连在同一轴上，所以这两个齿轮的转速w与蜗轮的转速一致。
齿轮5与5’,4与4’齿轮只起到拉长距离的作用并不影响传动比，两两完全相同，所以该直齿圆柱齿轮组的参数可设计如下
主要参数齿数模数压力角
分度圆直径
齿轮 3 25 2 20 50
齿轮4 82 2 20 164
齿轮4’ 82 2 20 164
齿轮5，5’ 49 2 20 98
输出构件每分钟循环运动的次数为：60/（1+2）=20次，即齿轮5，5’的转速为20r/min ，齿轮4，4’不影响传动比，这样齿轮3到齿轮5，5’的传动比为49/25 计算电机转速为min /6.9995.2525
49
20r =⨯⨯
所以只要电机转速到达1000r/min ，齿轮5，5’的输出转速就可以满足20r/min ，等于设计要求的转速。
故该传动系的设计是合理且符合要求的。
第四章 机构布置和运动循环图
机构布置：
使用SolidWorks 草图绘制，调整后的结果如下：
运动循环图：
第五章参考文献
[1].《机械原理》孙桓、陈作模主编高等教育出版社
[2].《机械原理课程设计指导书》裘建新主编
[3].《机械设计》蒲良贵、纪名刚主编高等教育出版社
[4].《连杆曲线图谱》李学荣、朱桥等编制重庆出版社
附件：如需查看设计草图，登陆到百度网盘下载。
格式为 .SLDPRT
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