2320 步進(jìn)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)
2320 步進(jìn)輸送機(jī)的設(shè)計(jì),步進(jìn),輸送,設(shè)計(jì)
塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查記錄表年 月 日學(xué)生姓名 班級課題名稱課題完成進(jìn)度（學(xué)生自述）存在的問題及整改措施（學(xué)生自述）指導(dǎo)教師意見（課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等）指導(dǎo)教師簽名 年 月 日學(xué)院意見負(fù)責(zé)人簽名 年 月 日塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級 機(jī)械 12-2學(xué)生姓名 付振強(qiáng) 學(xué)號 8011208217課題名稱 步進(jìn)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)起止時(shí)間 年 月 日 年 月 日（共 周）指導(dǎo)教師 安靜 職稱 講師課題內(nèi)容（1） 隔斷板作間歇往復(fù)直線運(yùn)動裝置的設(shè)計(jì)；（2） 輸送滑架作往復(fù)直線運(yùn)動的設(shè)計(jì)；（3）推爪的設(shè)計(jì)；（4）動力裝置的設(shè)計(jì)。擬定工作進(jìn)度（以周為單位）第 1 周第 2 周 文獻(xiàn)檢索、社會調(diào)研、資料分析及總結(jié)；第 3 周第 4 周 設(shè)計(jì)方案的確定； 第 5 周第 6 周 交開題報(bào)告；第 7 周第 9 周 初次交電子版畢業(yè)設(shè)計(jì) Auto CAD 圖；第 10 周 第 11 周 修改 Auto CAD 圖 ； 第 12 周 交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；第 13 周 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；第 14 周 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 主要參考文獻(xiàn)1 機(jī)械工程手冊編輯委員會編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊【M】 第 3 版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20082 唐金松.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第二版）M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2002 年 6 月.3運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊編組委.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊（上、下）M.化學(xué)工業(yè)出版社.1999 年 1 月.4 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M.化學(xué)工業(yè)出版社.2002 年.5機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)高英武、楊文敏 編著6機(jī)械原理孫桓、陳作模、葛文杰 編著7理論力學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室-編8機(jī)械手冊9 機(jī)械工業(yè)部北京其重運(yùn)輸機(jī)械研究所編.DTII 型固定帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)用手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 年 10 月9 吳宗澤.羅圣國編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊.北京：高等教育出版社.1999 年任務(wù)下達(dá)人（簽字）年 月 日任務(wù)接受人意見任務(wù)接受人簽名 年 月 日注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。步進(jìn)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 XXX 學(xué) 號 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 12-2 指導(dǎo)教師 XXX 日 期 2012.06 XXXx 大學(xué)教務(wù)處制前 言步進(jìn)輸送機(jī)是綜采工作面配套設(shè)備的重要組成部分,是裝運(yùn)的第一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，步進(jìn)輸送機(jī)的輸送能力在很大程度上決定了采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率。然而，我國生產(chǎn)技術(shù)落后，目前設(shè)計(jì)生產(chǎn)的步進(jìn)輸送機(jī)裝機(jī)功率小,輸送能力低,運(yùn)輸距離短，耐久性差,可靠性低，壽命短。綜合分析我國步進(jìn)輸送機(jī)的使用現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)制造高性能的步進(jìn)輸送機(jī)迫在眉睫。本文首先綜合比較了各種類型輸送機(jī)的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況選用了往復(fù)型步進(jìn)輸送機(jī)。而后，對往復(fù)型步進(jìn)輸送機(jī)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過對動力輸送桿、輸送滑架、推爪以及動力裝置等主要部件進(jìn)行了技術(shù)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了往復(fù)型步進(jìn)輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)的往復(fù)型步進(jìn)輸送機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,受力均勻,運(yùn)行平穩(wěn),摩擦阻力小 ,不易出現(xiàn)堵塞，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。由于本人缺乏經(jīng)驗(yàn)、水平有限，設(shè)計(jì)中難免有錯誤和不妥之處，懇請各位老師提出寶貴意見，我會積極改正并在今后的學(xué)習(xí)中更加努力和認(rèn)真。目 錄1.緒論 .12.設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)輸送機(jī) .23.設(shè)計(jì)簡介 .23.1 工作原理 .23.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 .33.3 設(shè)計(jì)任務(wù) .34.運(yùn)動方案的擬定 .34.1 步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu) .34.2 運(yùn)動方案的選定 .45.機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 .55.1 運(yùn)動簡圖 .56.運(yùn)動分析 .66.1 輸送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 .66.2 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算 .106.3 工件停止在工位上的前沖量 .117.機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖 .118.動力裝置的選用與設(shè)計(jì) .118.1 電動機(jī)的選擇 .118.1.1 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 .118.1.2 選電動機(jī)類型 .118.1.3 選擇電動機(jī)容量 .118.2 動力輸送構(gòu)件的設(shè)計(jì)與選用 .128.3 減速器的設(shè)計(jì) .138.3.1 確定總的傳動比 .138.3.3 計(jì)算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù) .138.3.4 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .149.步進(jìn)輸送機(jī)的運(yùn)動分析 .2010.總結(jié) .21致 謝 .23參考文獻(xiàn) .24 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11.緒論輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛?？梢詥闻_輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)線需要。輸送機(jī)的歷史中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形；17 世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。1868 年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887 年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906 年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化不可缺少的組成部分。具有牽引件的輸送機(jī)一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機(jī)以動力，一般由電動機(jī)、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使?fàn)恳３忠欢ǖ膹埩痛苟?，以保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：被運(yùn)送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運(yùn)送物料的有載分支和不運(yùn)送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運(yùn)動輸送物料。這類的輸送機(jī)種類繁多，主要有帶式輸送機(jī)、板式輸送機(jī)、小車式輸送機(jī)、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、斗式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、懸掛輸送機(jī)和架空索道等。沒有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成各不相同，用來輸送物料的工作構(gòu)件亦不相同。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或往復(fù)運(yùn)動，或利用介質(zhì)在管道中的流動使物料向前輸送。例如，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的工作構(gòu)件為一系列輥?zhàn)?，輥?zhàn)幼餍D(zhuǎn)運(yùn)動以輸送物料；螺旋輸送機(jī)的工作構(gòu)件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以沿料槽推送物料；振動輸送機(jī)的工作構(gòu)件為料槽，料槽作往復(fù)運(yùn)動以輸送置于其中的物料等。輸送機(jī)的發(fā)展趨勢繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝置的長度已達(dá) 440 公里以上。帶式輸送機(jī)的單機(jī)長度已近 15 公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的帶式輸送道。不少國家正在探索長距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性的物料的輸送機(jī)。使輸送機(jī)的構(gòu)造滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動化控制對單機(jī)提出的要求。如郵局所用的自動分揀包裹的小車式輸送機(jī)應(yīng)能滿足分揀動作的要求等。降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個(gè)重要方面。已將1 噸物料輸送 1 公里所消耗的能量作為輸送機(jī)選型的重要指標(biāo)之一。減少各種輸送機(jī)在作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22.設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)輸送機(jī)圖 2-1 原始的步進(jìn)輸送機(jī)模型3.設(shè)計(jì)簡介3.1 工作原理步進(jìn)輸送機(jī)是一種能間歇地輸送工件，并使其間距始終保持穩(wěn)定步長的傳送機(jī)械。圖1 為運(yùn)動示意圖，工件經(jīng)過隔斷板從料輪滑落到輥道上，隔斷板作間歇往復(fù)直線運(yùn)動，工件按一定的時(shí)間間隔向下滑落。輸送滑架作往復(fù)直線運(yùn)動，工作行程時(shí)，滑架上位于最左側(cè)的推爪推動始點(diǎn)位置工件向前移動一個(gè)步長，當(dāng)滑架返回時(shí)，始點(diǎn)位置又從料輪接受了一個(gè)新工件。由于推爪下裝有壓力彈簧，推爪返回時(shí)得以從工件底面滑過，工件保持不動。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時(shí)，該推爪早已復(fù)位并推動新工件前移，與此同時(shí)，該推爪前方的推爪也推動前工位的工件一齊向前再移動一個(gè)步長。如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)工件的步進(jìn)式傳輸。顯而易見，隔斷板的插斷運(yùn)動必須與工件的移動協(xié)調(diào)，在時(shí)間和空間上相匹配。圖 3-1 步進(jìn)輸送機(jī)輸送物件示意圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)33.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（1） 輸送工件形狀和尺寸如圖 1，工件質(zhì)量 60kg，輸送步長 H840mm，允許誤差0.2mm。（2） 輥道上允許輸送工件最多 8 件。工件底面與輥道間的摩擦系數(shù) 0.15（當(dāng)量值），輸送滑架質(zhì)量為 240kg，當(dāng)量摩擦系數(shù)也為 0.15。（3） 滑架工作行程平均速度為 0.42m/s，要求保證輸送速度盡可能均勻,行程速比系數(shù)K1.7。（4） 最大擺動件線質(zhì)量為 20 kg/m，質(zhì)心在桿長中點(diǎn)，繞質(zhì)心線轉(zhuǎn)動慣量為 2 kgm2/m，其余構(gòu)件質(zhì)量與轉(zhuǎn)動慣量忽略不計(jì)。發(fā)動機(jī)到曲柄軸的傳動系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量（視曲柄為等效轉(zhuǎn)動構(gòu)件）近似取為 2 kgm2。 。（5） 允許速度不均勻速度為0.1。（6） 滑架導(dǎo)路水平線與安裝平面高度允許在 1100mm 以下。（7） 電動機(jī)規(guī)格自選。3.3 設(shè)計(jì)任務(wù)（1） 根據(jù)工藝動作要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖；（2） 進(jìn)行插斷機(jī)構(gòu)、步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)的選型；（3） 機(jī)械運(yùn)動方案的評定和選擇；（4） 根據(jù)選定的原動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案，分配傳動比，并在報(bào)告上畫出傳動方案圖；（5） 進(jìn)行工件停止在工位上的慣性前沖量計(jì)算；（6） 對機(jī)械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動尺寸計(jì)算；（7） 畫出機(jī)械運(yùn)動方案簡圖； （8） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。4.運(yùn)動方案的擬定4.1 步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)步進(jìn)輸送機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)的原動件是曲柄；從動件為推爪(滑塊),行程中有急回特性；機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的動力特性及在工作進(jìn)程中速度要求較小且均勻。要滿足這些要求，用單一的四桿機(jī)構(gòu)是難以實(shí)現(xiàn)的。下面介紹擬定的幾種方案。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖 4-1 滑塊搖桿機(jī)構(gòu)如上圖 4-1 所示，牛頭刨床的主傳動 機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、連桿滑塊機(jī)構(gòu)組成的 6 桿機(jī)構(gòu)。采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，滑塊 3 與導(dǎo)桿之間的傳動角始終為 90，且適當(dāng)確定構(gòu)件尺寸，可以保證機(jī)構(gòu)工作行程速度較低并且均勻，而空回行程速度較高，滿足急回特性要求。適當(dāng)確定推爪的導(dǎo)路位置，可以使壓力角 盡量小。如圖 4-2 所示，步進(jìn)輸送機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。適當(dāng)選擇凸輪運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計(jì)出凸輪廓線，可以實(shí)現(xiàn)刨頭的工作行程速度較低，而返回行程速度較高的急回特性；在推爪往復(fù)運(yùn)動的過程中，避免加減速度的突變發(fā)生(采用正弦加速度運(yùn)動規(guī)律） 。如圖 4-3 所示，步進(jìn)輸送機(jī)主傳動機(jī)構(gòu)采用曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。導(dǎo)桿做往復(fù)擺動其速度有點(diǎn)波動，并且也具有急回特性。圖 4-2 凸輪搖桿機(jī)構(gòu) 圖 4-3 曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 4、如圖 4-4 所示，步進(jìn)輸送機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可以滿足工作進(jìn)給時(shí)推爪的速度較低，在運(yùn)動過程中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的從動件搖桿3 的壓力角 是變化的。圖 4-4 曲柄搖桿滑塊機(jī)構(gòu) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)54.2 運(yùn)動方案的選定經(jīng)過從生產(chǎn)成本以及機(jī)構(gòu)的難用程度和操作的簡便性考慮。最終我決定選輸送機(jī)構(gòu)的方案 1 作為此次課程設(shè)計(jì)所要求的運(yùn)動方案。5.機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖5.1 運(yùn)動簡圖圖 5-1 初始狀態(tài)圖 5-2 工件輸送階段 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 5-3 工件到達(dá)工位點(diǎn)圖 5-4 輸送架回程階段6.運(yùn)動分析6.1 輸送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7圖 6-1 輸送機(jī)構(gòu)核心構(gòu)件（1）要求條件：輸送滑架輸送步長 S=840mm+20mm=860mm, 滑架工作行程的平均速度為 0.42m/s, 輸送速度盡可能均勻， 行程速比系數(shù) K1.7。（2）制定參數(shù)：令 K=2，推爪（滑塊）的導(dǎo)路 X-X 在導(dǎo)桿運(yùn)動弧長的平分線上。極為夾角 =180(K-1)/(K+1)=60，即O 2O4A=30。由輸送架工作行程平均速度 0.42m/s,且輸送步長 S=860mm 可得導(dǎo)桿 O4B 的長度O4B=860mm。工作進(jìn)程的時(shí)間 t1=0.86m/0.42m/s=2.0476s回程時(shí)間 t2= t1/2=1.0238s， 有 Wt= 知 W=2.0457 rad/s。轉(zhuǎn)速 n=60W/(2*3.14)=19.5r/min。由O 2O4A=30知 O2A=O2O4/2,又 X-X 在導(dǎo)路所在弧長的平分線上，取 H 約為(860+860*cos30)/2 即令 H=802mm。又要求工作過程中傳動平穩(wěn)，速度均勻，即 BC 桿的傳動角 越大越好。最大的傳動角 =90-arcsin(860-860*cos30)/BC。為保證機(jī)構(gòu)的傳力效果，應(yīng)使傳動角的最小值 min大于或等于其許用值,即 min。一般機(jī)械中，推薦=40-50。取 BC=200mm, =74.38。推爪形狀如下圖：圖 6-2 輸送爪 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8尺寸如上圖所示，單位：mm由上述結(jié)論，確定輸送架運(yùn)動的 6 桿機(jī)構(gòu)的長度分別為：BC=200mm O4B=860mm O2O4=500mm O2A=250mm 。（3）用相對運(yùn)動圖解法做平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析將曲柄端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡的圓周 12 等份，初始位置為 1 如上圖 6-1例如計(jì)算滑塊處于位置 8 時(shí)機(jī)構(gòu)的速度、加速度。（4）求 C 點(diǎn)的速度：確定構(gòu)件 3 上 A 點(diǎn)的速度：構(gòu)件 2 與構(gòu)件 3 用轉(zhuǎn)動副 A 相聯(lián)，所以 A3= A2而 A2= =0.51m/sOl（5）求 4AV的速度： A4 = A3 + A4A3方向： BO 4 AO 2 BO 4 大?。?X YOAl圖 6-3 矢量求解圖用圖解法求解如圖 5-3：、式中 A3、 A4表示構(gòu)件 3 和構(gòu)件 4 上 A 點(diǎn)的絕對速度， A4A3表示構(gòu)件 4 上 A 點(diǎn)相對于構(gòu)件 3 上 A 點(diǎn)的速度，其方向平行于線段 BO4，大小未知；構(gòu)件 4 上 A 點(diǎn)的速度方向垂直于線段 BO4，大小未知。在圖上任取一點(diǎn) P，作 A3 的方向線 pO3 ，方向垂直于 AO2，指向與 2的方向一致，長度等于 A3/ v， （其中 v為速度比例尺） 。過點(diǎn) p 作直線垂直于 BO4 代表 A4的方向線，再過 O3作直線平行于線段 BO4 代表 A4A3 的方向線這兩條直線的交點(diǎn)為 O4，則矢量 pO4和 O3O4分別代 A4和 A4A3 。易知 PO3、PO 4同向，由速度多邊形 PO3O4得： A4=0.51m/s A4A3=03 求 BO 4的角速度 ：4 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9=VA4/ =0.68rad/s44AOlVB= BO4=0.59m/s 求 C 點(diǎn)的速度 c： c = B + CB方向： X-X BO 4 BC 大?。?X 4lO4B Y圖 6-4 適度矢量圖速度圖見圖 5-4：式中 c 、 B 表示點(diǎn)的絕對速度。 CB表示點(diǎn) C 相對點(diǎn) B 的相對速度其方向垂直于構(gòu)件 CB，大小未知，點(diǎn) C 的速度方向平行于 X-X，大小未知，圖上任取一點(diǎn) p 作代表 B的矢量 pb 其方向垂直于 BO4指向于 2轉(zhuǎn)向相反，長度等于 vV/（v為速度比例尺） 。過點(diǎn) p 作直線平行于 X-X，代表 c的方向線，再點(diǎn) b 作直線垂直于BC 代表 CB的方向線，這兩方向線的交點(diǎn)為 C 則矢量 pc 和 bc 便代表 c、 CB則 C 點(diǎn)的速度為： c=0.58m/s， CB=0。4.用 solidworks 仿真繪制速度、加速度、位移曲線。輸送爪的速度曲線圖 6-5 輸送爪的速度曲線由圖 5-5 可以看出，輸送爪的速度在一定的范圍內(nèi)波動，且具有突然加速的功能，這 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10與急回運(yùn)動中的急回時(shí)刻重合，滿足設(shè)計(jì)需要。輸送爪的加速度曲線圖 6-6 輸送爪加速度曲線由加速度曲線可以看出，輸送爪在輸送過程中在一定程度上有加速度的變化，該變化與凸輪搖桿的急回運(yùn)動吻合，可以滿足設(shè)計(jì)需要。輸送爪的位移曲線圖 5-7 輸送爪的位移曲線由位移曲線可以可以看出輸送爪在做往復(fù)運(yùn)動，滿足設(shè)計(jì)需要。6.2 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算等效驅(qū)動力矩 Md 為常數(shù)，在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)做的功等于該周期內(nèi)運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動所需要的功。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)112*Md=8*(1/2m1v2)+m1g1+2m2g2+8*(1/2m2v2)Md=115.4465Nm安裝在曲柄軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：Jf=(Emax-Emin)/ (*22)而 Emax-Emin=61.74 J要求的速度不均勻系數(shù)=0.1, 2=2.0457rad/s。Jf=147.5308kgm2由以上計(jì)算可以看出，飛輪裝在減速箱的輸出軸上是可以滿足的。6.3 工件停止在工位上的前沖量由沖量的計(jì)算公式可以得知：沖量 F*t=mv=60*0.15=9N.S7.機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖圖 7-1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖8.動力裝置的選用與設(shè)計(jì)8.1 電動機(jī)的選擇8.1.1 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是：工作機(jī)空載啟動，有輕微振動，經(jīng)常滿載，單向運(yùn)轉(zhuǎn),單班制工作，使用期限 10 年，每年工作 300 天,運(yùn)輸機(jī)允許速度誤差 5%。8.1.2 選電動機(jī)類型按工作要求和條件，選用三相籠形異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V，Y 型。8.1.3 選擇電動機(jī)容量電動機(jī)所需工作功率按式：P = KWdwpP = 17.85 KWw因此： P = KWd10FV由電動機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動總效率為： 4231a式中： ， ， ， ，分別為聯(lián)軸器、滾子軸承、齒輪、滾動軸承的傳動效1234率。取 =0.995（聯(lián)軸器） ， =0.98（滾子承軸） ， =0.97（齒輪需要精度 8 級） ，123 =0.97（滑動軸承）則 4 87.0)9.()8.0()95.(24a 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12所以 kwFvPd 05.287.10.3確定飛輪的工作轉(zhuǎn)速： min50.341.32.66rDvn按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P2 表 1，二級圓柱齒輪減速器的傳動比Ia=8-40故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為： in2140i48in50.348 rrrnid 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為： ， ， 根據(jù)容量m71m5和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊查出的電動機(jī)型號，因此有以下 3 種傳動比選擇方案，如下： 表 8-1 電動機(jī)數(shù)據(jù)方案 電動機(jī)型號 額定功率 kw同步轉(zhuǎn)速 minr滿載轉(zhuǎn)速 inr電動機(jī)量kg1 Y160L-2 18.5 3000 2930 1472 Y180M-2 22 3000 2940 1803 Y180L-4 22 1500 1470 190本參考比價(jià)僅供參考，表中數(shù)值為相對值。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊P170 表126。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸，質(zhì)量，價(jià)格以及傳動比，可見第三種方案比較合適，因此選定電動機(jī)的型號是 Y180L-4。其主要性能如下表表 8-2 確定選用的電動機(jī)參數(shù)型號 額定功率滿載轉(zhuǎn)速 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y180L-4 22 1470 22.2該電動機(jī)的主要外型和安裝尺寸如下表：（裝配尺寸圖參考設(shè)計(jì)文獻(xiàn)表 12-3）表 8-3 部分?jǐn)?shù)據(jù)中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸180 670430355 279279 15 351108.2 動力輸送構(gòu)件的設(shè)計(jì)與選用 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13圖 8-1 動力機(jī)構(gòu)構(gòu)件示意圖如圖 8-1，在選擇設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí)，由于 AO2桿件是與動力輸出裝置即減速箱直接連接的，考慮到使用的平穩(wěn)性與沖擊性，所以該桿件使用飛輪代替，用飛輪來代替直桿，這樣使用壽命與運(yùn)動的平穩(wěn)性都大大增加了。圖 8-2 飛輪對于構(gòu)件 O4B 和 BC 和，應(yīng)為所受到的力比較平穩(wěn)，考慮到造價(jià)與加工的簡便性，最終選用桿件。8.3 減速器的設(shè)計(jì)8.3.1 確定總的傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)的主軸的轉(zhuǎn)速 n，可得傳動裝置的總的傳動比是：m73.2650.14nimi 在 624 范圍內(nèi)可以選用故采用耳機(jī)展開式齒輪傳動減速器，為使兩大齒輪浸油深度相近，故取 213.i7.3.2 分配傳動比 53.41/7.263.1/2 i90.21i校核實(shí)際傳動比： 73.6.534i傳動比誤差： %0.19.28.3.3 計(jì)算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)如圖 7-3，減速箱內(nèi)三根軸的轉(zhuǎn)速如下：I 軸： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14min/1470rnmIII 軸： i/3.29.51riIIIII 軸： min/50.3.8472rinII 各軸的輸入功率為：I 軸： KWpdI 4.2095.01II 軸： II .17.84.23III 軸： KpII .9.05.193計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩：I 軸： WpdI 0.298.520II 軸： KII 7.1.2III 軸： pII 3.98.028.3.4 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器箱內(nèi)的圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 ：由前面?zhèn)鲃颖扔?jì)算可知： 24.61i80.i校核實(shí)際傳動比 95所以，高速級用斜齒圓柱齒輪傳動，低速級用直齒圓柱齒輪傳動。計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)矩 ：NnPT 14326098.5.0143295010952131 mNnPTIdd 93.1470950 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15NiT849107.9024.613212 35893選擇齒輪材料精度等級四個(gè)齒輪均用 45 鋼制造，調(diào)質(zhì)處理，軟齒面2603.1HBS204.HBS48.limF1.limF3.1liH584.2liH一般減速器，中速中載，取 8 級精度。設(shè)計(jì)低速級齒輪：低速級負(fù)荷大，對外部尺寸影響大，故先設(shè)計(jì)低速級低速級直齒圓柱齒輪傳動初選載荷系數(shù)： 31.6tK非對稱布置，軟齒面： 取 查表 107 （ ）15.70dd201p材料的彈性影響系數(shù)，鋼鋼： 查表 106 （ ）MPaZE8.998標(biāo)準(zhǔn)直齒輪：=20 （ ）0.2H215計(jì)算 ：應(yīng)力循環(huán)系數(shù)：H9160ln4083.10Nj99823.5.14788426.5.71Ni接觸疲勞壽命系數(shù):10.96HNK23.0HNK4.HN查圖 1019 0p彎曲疲勞壽命系數(shù)85.1FN9.32FN40.95FN查圖 1018 取 1.4 .FS1HS= = =651MP3HHNK3lim3.0562 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16= = =477 MP3FFHNSK3lim0.9514= =661.2 MPHHli44.8aMP4lim40.95476.51FNKS將 的較小值代入 ,計(jì)算 dt3H2342321.5490.8.5.612.8tEHtdTZu 取 d=計(jì)算中心距 m 和齒數(shù) 及圓周速度 Va0Z取 250329(1)(14.28)5.tIim=0.015 =0.015250=3.75 取 m=3.75a03.75tdZm取 25342.810取 7Z31439.1.636060288.tndmVsi角 合 適計(jì)算寬度: 取 93319dtbA計(jì)算螺旋角=arcos (207).5.8.1角 合 適 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17325.794.65cos0zmd取計(jì)算 3tV31309.14.6328ttndism計(jì)算 k 值0.AK查表 10-2 （ ） 19P1.VK查圖 10-8 查得動載系數(shù)V=1.63 sm查表 10-4（插入法）非對稱布置，軟齒面。8 級精度設(shè)計(jì)匯總：325Z41073.75398b2.4i35d4062.8i低速級齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核：由：Z =29 3417查表 105 用插入法得 = 2.53 = 1.623Fay4Fay42.18Y.79S則 333 322.60.51.69.86FaSFKTybdmMP44 3241.874.8.79101.2FaSFy 高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1842510639d406d初選： 170.215.id取初算中心距 120739Ia計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) 取 71ntm171dA取 3.50.15.23.465ntIh=2.25mnt=2.253.5 =7.875mmb/h=71/7.875=9.015則 1270.8213.59.9.ndzm則 取則 取又因?yàn)?21.621.76ziZ實(shí)際傳動比: 1095.i傳動比誤差= 5.6%3.2驗(yàn)算螺旋角 1()(109)3.5arcosnzm因?yàn)?820在 范 圍 內(nèi)所以 9.范 圍 內(nèi) 合 適精確計(jì)算 13.574.6cos098nzmd取21093.587.3cosnzd取3421.ia取 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)19設(shè)計(jì)匯總：1209z127b12538d.21ima9.56i齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：齒頂圓直徑： 11221 .()781.6095cos3.5()4.38snaaanaadmzh332342.2().75102.09cos3.513.4.8naanaadmzh齒根圓直徑：112213.521.356.8709cos.nf nnf ndz332442.752.3750.1098cos.1. .9.3nf nnf ndmz由已知得：b=14 軸：t=5.5 8電d9鍵 ： 1.81轂 ： t167283.6242fet電所以齒輪與軸以分開制造為合理。小齒輪：18.60ad可做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪大齒輪： 240a 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20可做成輪輻截面為“十”字形輪輻式結(jié)構(gòu)的齒輪。由以上計(jì)算可知：設(shè)計(jì)匯總：表 8-4 設(shè)計(jì)總匯低速級 高速級項(xiàng)目大齒輪 小齒輪 大齒輪小齒輪z 107 25 10921d 406 95 38875b 94 98 71 77df 395.93 70.17 378.5665.87da 412.8 102.2 401.381.6a 251 231m 3.75 3.5=20 =8.10 =8.87齒輪的潤滑：因?yàn)?1403.175./606ndv ms所以采用將大齒輪的齒輪浸入油中進(jìn)行浸油潤滑浸油深度為由下齒頂向上 10mm按 10 計(jì)算，若 h10,則按一個(gè)齒計(jì)算(2.5)3.78.410hV=5.35m/s (5-12.5)之間 查表 10-12 45 鋼23P選用工業(yè)齒輪油 SY117288 牌號 100 查表 10-11190/(40)Dcst 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)219.步進(jìn)輸送機(jī)的運(yùn)動分析圖 9-1 動力傳動機(jī)構(gòu)圖 9-2 滑塊運(yùn)動矢量分析圖 9-3 構(gòu)件的加速度分析滑架的位移即為 C 點(diǎn)在水平方向的位移，設(shè)速度為 V,則有：速度： VB2=VB1 + VB2B1大小 ？ W1*OB ？方向 VB2=VB1 sinB=VB1 COSarcsin(OA sin/OB),VC=AC*VB2/AB=AC*VB1* COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB -OA sinB ) )V=vc COS= AC*VB1* COS*COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB -OA sinB ) ) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22W2=VC/AC= VB1* COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB -OA sinB ) )加速度：anb3 + atb3 = ab2 + ab3b2 + akb3b2大小 w2*AB w*OB 2*w2*VB3B2方向 得：aB3=(aB2sinarcsin(OAsin/OB) akB3B2) anB3 )(w*OB *OA*sin2*w2*VB3B2) (w2*AB )10.總結(jié)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)十六周時(shí)間，在這段時(shí)間里我學(xué)習(xí)到了很多的知識，讓我受益非淺。本次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行仿形設(shè)計(jì)，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我:1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他先修課的知識，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使已學(xué)知識得以鞏固、加深和擴(kuò)展；2、學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、部件、機(jī)械傳動及一般機(jī)械的基本設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和分析問題，解決問題的能力；3、提高在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊、 圖冊）進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算及考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能和機(jī)械 CAD 技術(shù)。 在設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)了很多問題，學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題和不斷解決問題的過程，出現(xiàn)問題是很正常的。學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題然后解決問題，就學(xué)到了新的知識。各種各樣的機(jī)械設(shè)備一般都要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程和操作過程的自動化，這就要求進(jìn)行各種機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和常見機(jī)構(gòu)的組合應(yīng)用。因此，機(jī)械課程畢業(yè)設(shè)計(jì)對于培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)思和設(shè)計(jì)能力起到至關(guān)重要的作用。時(shí)間過的很快，畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，通過這段時(shí)間的努力，設(shè)計(jì)順利的完成，從中還學(xué)到大量的知識，我相信在以后的學(xué)習(xí)和工作當(dāng)中肯定會應(yīng)用的到。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23致 謝歷時(shí)將近四個(gè)月的時(shí)間，終于將畢業(yè)設(shè)計(jì)的圖紙部分和說明書都做完了，在論文的寫作與設(shè)計(jì)圖的繪制過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師XXX 老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助我進(jìn)行設(shè)計(jì)的的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！本設(shè)計(jì)從選題、方案論證到課題的研究都是在導(dǎo)師 XXX 老師的全面、悉心指導(dǎo)下完成的。在設(shè)計(jì)期間，導(dǎo)師在論文研究方面和設(shè)計(jì)過程中給予悉心指導(dǎo)，大力支持和幫助。尤其是導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究精神，惜時(shí)如金的工作態(tài)度深深地影了本人，使學(xué)生受益匪淺。在此表示衷心感謝，并致以崇高的敬意。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在說明書的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成離不開老師和同學(xué)的協(xié)助指導(dǎo),借此只言片語,對他們熱心而無私的幫助表示衷心的感謝由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫設(shè)計(jì)與說明書難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！ 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24參考文獻(xiàn)1 機(jī)械工程手冊編輯委員會編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M第 3 版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2 唐金松.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第二版M. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2002.63編組委.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999.14 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002.55 高英武,楊文敏.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)M. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2002.96 孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理 M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.77哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)M. 北京：高等教育出版社,2001.58機(jī)械工業(yè)部北京其重運(yùn)輸機(jī)械研究所.機(jī)械手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.109 吳宗澤，羅圣國編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊M.北京：高等教育出版社,1999.10機(jī)械電氣化工程學(xué)院,Mechanical engineering and automation,塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯,機(jī)械電氣化工程學(xué)院,步進(jìn)輸送機(jī)的應(yīng)用與現(xiàn)狀,應(yīng)用：步進(jìn)輸送機(jī)的主要用途是用于車間的流水線上，以滿足操作工完成對輸送機(jī)上的工件的響應(yīng)處理工序。現(xiàn)狀：現(xiàn)有的步進(jìn)輸送機(jī)幾乎都是用步進(jìn)電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)動作的，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，步進(jìn)電動機(jī)還有很長的發(fā)展道路要經(jīng)歷。,機(jī)械電氣化工程學(xué)院,設(shè)計(jì)任務(wù),本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)要求是對步進(jìn)輸送機(jī)的一些結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體有四個(gè)方面；1:輸送滑架作往復(fù)直線運(yùn)動的設(shè)計(jì)；2:輸送爪（推爪）的設(shè)計(jì)；3：動力裝置的設(shè)計(jì)；4：隔斷板作間歇往復(fù)直線運(yùn)動裝置的設(shè)計(jì)。,機(jī)械電氣化工程學(xué)院,步進(jìn)輸送機(jī)的原型機(jī),機(jī)械電氣化工程學(xué)院,步進(jìn)機(jī)構(gòu)原理,滑塊搖桿機(jī)構(gòu)：采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、連桿滑塊機(jī)構(gòu)組成的6桿機(jī)構(gòu)。采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，滑塊3與導(dǎo)桿之間的傳動角始終為0，且適當(dāng)確定構(gòu)件尺寸，可以保證機(jī)構(gòu)工作行程速度較低并且均勻，而空回行程速度較高，滿足急回特性要求。適當(dāng)確定推爪的導(dǎo)路位置，可以使壓力角盡量小。,機(jī)械電氣化工程學(xué)院,輸送爪的創(chuàng)新設(shè)計(jì),機(jī)械電氣化工程學(xué)院,運(yùn)動示意圖,初始狀態(tài),機(jī)械電氣化工程學(xué)院,工件輸送階段,機(jī)械電氣化工程學(xué)院,工件到達(dá)工位點(diǎn),機(jī)械電氣化工程學(xué)院,輸送架回程階段,塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查記錄表年 月 日學(xué)生姓名 班級課題名稱課題完成進(jìn)度（學(xué)生自述）存在的問題及整改措施（學(xué)生自述）指導(dǎo)教師意見（課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等）指導(dǎo)教師簽名 年 月 日學(xué)院意見負(fù)責(zé)人簽名 年 月 日塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級 機(jī)械 12-2學(xué)生姓名 付振強(qiáng) 學(xué)號 8011208217課題名稱 步進(jìn)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)起止時(shí)間 年 月 日 年 月 日（共 周）指導(dǎo)教師 安靜 職稱 講師課題內(nèi)容（1） 隔斷板作間歇往復(fù)直線運(yùn)動裝置的設(shè)計(jì)；（2） 輸送滑架作往復(fù)直線運(yùn)動的設(shè)計(jì)；（3）推爪的設(shè)計(jì)；（4）動力裝置的設(shè)計(jì)。擬定工作進(jìn)度（以周為單位）第 1 周第 2 周 文獻(xiàn)檢索、社會調(diào)研、資料分析及總結(jié)；第 3 周第 4 周 設(shè)計(jì)方案的確定； 第 5 周第 6 周 交開題報(bào)告；第 7 周第 9 周 初次交電子版畢業(yè)設(shè)計(jì) Auto CAD 圖；第 10 周 第 11 周 修改 Auto CAD 圖 ； 第 12 周 交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；第 13 周 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；第 14 周 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 主要參考文獻(xiàn)1 機(jī)械工程手冊編輯委員會編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊【M】 第 3 版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20082 唐金松.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第二版）M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2002 年 6 月.3運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊編組委.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊（上、下）M.化學(xué)工業(yè)出版社.1999 年 1 月.4 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M.化學(xué)工業(yè)出版社.2002 年.5機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)高英武、楊文敏 編著6機(jī)械原理孫桓、陳作模、葛文杰 編著7理論力學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室-編8機(jī)械手冊9 機(jī)械工業(yè)部北京其重運(yùn)輸機(jī)械研究所編.DTII 型固定帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)用手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 年 10 月9 吳宗澤.羅圣國編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊.北京：高等教育出版社.1999 年任務(wù)下達(dá)人（簽字）年 月 日任務(wù)接受人意見任務(wù)接受人簽名 年 月 日注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。步進(jìn)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 XXX 學(xué) 號 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 12-2 指導(dǎo)教師 XXX 日 期 2012.06 XXXx 大學(xué)教務(wù)處制前 言步進(jìn)輸送機(jī)是綜采工作面配套設(shè)備的重要組成部分,是裝運(yùn)的第一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，步進(jìn)輸送機(jī)的輸送能力在很大程度上決定了采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率。然而，我國生產(chǎn)技術(shù)落后，目前設(shè)計(jì)生產(chǎn)的步進(jìn)輸送機(jī)裝機(jī)功率小,輸送能力低,運(yùn)輸距離短，耐久性差,可靠性低，壽命短。綜合分析我國步進(jìn)輸送機(jī)的使用現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)制造高性能的步進(jìn)輸送機(jī)迫在眉睫。本文首先綜合比較了各種類型輸送機(jī)的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況選用了往復(fù)型步進(jìn)輸送機(jī)。而后，對往復(fù)型步進(jìn)輸送機(jī)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過對動力輸送桿、輸送滑架、推爪以及動力裝置等主要部件進(jìn)行了技術(shù)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了往復(fù)型步進(jìn)輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)的往復(fù)型步進(jìn)輸送機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,受力均勻,運(yùn)行平穩(wěn),摩擦阻力小 ,不易出現(xiàn)堵塞，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。由于本人缺乏經(jīng)驗(yàn)、水平有限，設(shè)計(jì)中難免有錯誤和不妥之處，懇請各位老師提出寶貴意見，我會積極改正并在今后的學(xué)習(xí)中更加努力和認(rèn)真。目 錄1.緒論 .12.設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)輸送機(jī) .23.設(shè)計(jì)簡介 .23.1 工作原理 .23.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 .33.3 設(shè)計(jì)任務(wù) .34.運(yùn)動方案的擬定 .34.1 步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu) .34.2 運(yùn)動方案的選定 .45.機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 .55.1 運(yùn)動簡圖 .56.運(yùn)動分析 .66.1 輸送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 .66.2 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算 .106.3 工件停止在工位上的前沖量 .117.機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖 .118.動力裝置的選用與設(shè)計(jì) .118.1 電動機(jī)的選擇 .118.1.1 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 .118.1.2 選電動機(jī)類型 .118.1.3 選擇電動機(jī)容量 .118.2 動力輸送構(gòu)件的設(shè)計(jì)與選用 .128.3 減速器的設(shè)計(jì) .138.3.1 確定總的傳動比 .138.3.3 計(jì)算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù) .138.3.4 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .149.步進(jìn)輸送機(jī)的運(yùn)動分析 .2010.總結(jié) .21致 謝 .23參考文獻(xiàn) .24 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11.緒論輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛?？梢詥闻_輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)線需要。輸送機(jī)的歷史中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形；17 世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。1868 年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887 年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906 年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化不可缺少的組成部分。具有牽引件的輸送機(jī)一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機(jī)以動力，一般由電動機(jī)、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使?fàn)恳３忠欢ǖ膹埩痛苟?，以保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：被運(yùn)送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運(yùn)送物料的有載分支和不運(yùn)送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運(yùn)動輸送物料。這類的輸送機(jī)種類繁多，主要有帶式輸送機(jī)、板式輸送機(jī)、小車式輸送機(jī)、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、斗式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、懸掛輸送機(jī)和架空索道等。沒有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成各不相同，用來輸送物料的工作構(gòu)件亦不相同。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或往復(fù)運(yùn)動，或利用介質(zhì)在管道中的流動使物料向前輸送。例如，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的工作構(gòu)件為一系列輥?zhàn)樱佔(zhàn)幼餍D(zhuǎn)運(yùn)動以輸送物料；螺旋輸送機(jī)的工作構(gòu)件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以沿料槽推送物料；振動輸送機(jī)的工作構(gòu)件為料槽，料槽作往復(fù)運(yùn)動以輸送置于其中的物料等。輸送機(jī)的發(fā)展趨勢繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝置的長度已達(dá) 440 公里以上。帶式輸送機(jī)的單機(jī)長度已近 15 公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的帶式輸送道。不少國家正在探索長距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性的物料的輸送機(jī)。使輸送機(jī)的構(gòu)造滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動化控制對單機(jī)提出的要求。如郵局所用的自動分揀包裹的小車式輸送機(jī)應(yīng)能滿足分揀動作的要求等。降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個(gè)重要方面。已將1 噸物料輸送 1 公里所消耗的能量作為輸送機(jī)選型的重要指標(biāo)之一。減少各種輸送機(jī)在作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22.設(shè)計(jì)題目：步進(jìn)輸送機(jī)圖 2-1 原始的步進(jìn)輸送機(jī)模型3.設(shè)計(jì)簡介3.1 工作原理步進(jìn)輸送機(jī)是一種能間歇地輸送工件，并使其間距始終保持穩(wěn)定步長的傳送機(jī)械。圖1 為運(yùn)動示意圖，工件經(jīng)過隔斷板從料輪滑落到輥道上，隔斷板作間歇往復(fù)直線運(yùn)動，工件按一定的時(shí)間間隔向下滑落。輸送滑架作往復(fù)直線運(yùn)動，工作行程時(shí)，滑架上位于最左側(cè)的推爪推動始點(diǎn)位置工件向前移動一個(gè)步長，當(dāng)滑架返回時(shí)，始點(diǎn)位置又從料輪接受了一個(gè)新工件。由于推爪下裝有壓力彈簧，推爪返回時(shí)得以從工件底面滑過，工件保持不動。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時(shí)，該推爪早已復(fù)位并推動新工件前移，與此同時(shí)，該推爪前方的推爪也推動前工位的工件一齊向前再移動一個(gè)步長。如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)工件的步進(jìn)式傳輸。顯而易見，隔斷板的插斷運(yùn)動必須與工件的移動協(xié)調(diào)，在時(shí)間和空間上相匹配。圖 3-1 步進(jìn)輸送機(jī)輸送物件示意圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)33.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（1） 輸送工件形狀和尺寸如圖 1，工件質(zhì)量 60kg，輸送步長 H840mm，允許誤差0.2mm。（2） 輥道上允許輸送工件最多 8 件。工件底面與輥道間的摩擦系數(shù) 0.15（當(dāng)量值），輸送滑架質(zhì)量為 240kg，當(dāng)量摩擦系數(shù)也為 0.15。（3） 滑架工作行程平均速度為 0.42m/s，要求保證輸送速度盡可能均勻,行程速比系數(shù)K1.7。（4） 最大擺動件線質(zhì)量為 20 kg/m，質(zhì)心在桿長中點(diǎn)，繞質(zhì)心線轉(zhuǎn)動慣量為 2 kgm2/m，其余構(gòu)件質(zhì)量與轉(zhuǎn)動慣量忽略不計(jì)。發(fā)動機(jī)到曲柄軸的傳動系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量（視曲柄為等效轉(zhuǎn)動構(gòu)件）近似取為 2 kgm2。 。（5） 允許速度不均勻速度為0.1。（6） 滑架導(dǎo)路水平線與安裝平面高度允許在 1100mm 以下。（7） 電動機(jī)規(guī)格自選。3.3 設(shè)計(jì)任務(wù)（1） 根據(jù)工藝動作要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖；（2） 進(jìn)行插斷機(jī)構(gòu)、步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)的選型；（3） 機(jī)械運(yùn)動方案的評定和選擇；（4） 根據(jù)選定的原動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案，分配傳動比，并在報(bào)告上畫出傳動方案圖；（5） 進(jìn)行工件停止在工位上的慣性前沖量計(jì)算；（6） 對機(jī)械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動尺寸計(jì)算；（7） 畫出機(jī)械運(yùn)動方案簡圖； （8） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。4.運(yùn)動方案的擬定4.1 步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)步進(jìn)輸送機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)的原動件是曲柄；從動件為推爪(滑塊),行程中有急回特性；機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的動力特性及在工作進(jìn)程中速度要求較小且均勻。要滿足這些要求，用單一的四桿機(jī)構(gòu)是難以實(shí)現(xiàn)的。下面介紹擬定的幾種方案。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖 4-1 滑塊搖桿機(jī)構(gòu)如上圖 4-1 所示，牛頭刨床的主傳動 機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、連桿滑塊機(jī)構(gòu)組成的 6 桿機(jī)構(gòu)。采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，滑塊 3 與導(dǎo)桿之間的傳動角始終為 90，且適當(dāng)確定構(gòu)件尺寸，可以保證機(jī)構(gòu)工作行程速度較低并且均勻，而空回行程速度較高，滿足急回特性要求。適當(dāng)確定推爪的導(dǎo)路位置，可以使壓力角 盡量小。如圖 4-2 所示，步進(jìn)輸送機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。適當(dāng)選擇凸輪運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計(jì)出凸輪廓線，可以實(shí)現(xiàn)刨頭的工作行程速度較低，而返回行程速度較高的急回特性；在推爪往復(fù)運(yùn)動的過程中，避免加減速度的突變發(fā)生(采用正弦加速度運(yùn)動規(guī)律） 。如圖 4-3 所示，步進(jìn)輸送機(jī)主傳動機(jī)構(gòu)采用曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。導(dǎo)桿做往復(fù)擺動其速度有點(diǎn)波動，并且也具有急回特性。圖 4-2 凸輪搖桿機(jī)構(gòu) 圖 4-3 曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 4、如圖 4-4 所示，步進(jìn)輸送機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可以滿足工作進(jìn)給時(shí)推爪的速度較低，在運(yùn)動過程中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的從動件搖桿3 的壓力角 是變化的。圖 4-4 曲柄搖桿滑塊機(jī)構(gòu) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)54.2 運(yùn)動方案的選定經(jīng)過從生產(chǎn)成本以及機(jī)構(gòu)的難用程度和操作的簡便性考慮。最終我決定選輸送機(jī)構(gòu)的方案 1 作為此次課程設(shè)計(jì)所要求的運(yùn)動方案。5.機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖5.1 運(yùn)動簡圖圖 5-1 初始狀態(tài)圖 5-2 工件輸送階段 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 5-3 工件到達(dá)工位點(diǎn)圖 5-4 輸送架回程階段6.運(yùn)動分析6.1 輸送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7圖 6-1 輸送機(jī)構(gòu)核心構(gòu)件（1）要求條件：輸送滑架輸送步長 S=840mm+20mm=860mm, 滑架工作行程的平均速度為 0.42m/s, 輸送速度盡可能均勻， 行程速比系數(shù) K1.7。（2）制定參數(shù)：令 K=2，推爪（滑塊）的導(dǎo)路 X-X 在導(dǎo)桿運(yùn)動弧長的平分線上。極為夾角 =180(K-1)/(K+1)=60，即O 2O4A=30。由輸送架工作行程平均速度 0.42m/s,且輸送步長 S=860mm 可得導(dǎo)桿 O4B 的長度O4B=860mm。工作進(jìn)程的時(shí)間 t1=0.86m/0.42m/s=2.0476s回程時(shí)間 t2= t1/2=1.0238s， 有 Wt= 知 W=2.0457 rad/s。轉(zhuǎn)速 n=60W/(2*3.14)=19.5r/min。由O 2O4A=30知 O2A=O2O4/2,又 X-X 在導(dǎo)路所在弧長的平分線上，取 H 約為(860+860*cos30)/2 即令 H=802mm。又要求工作過程中傳動平穩(wěn)，速度均勻，即 BC 桿的傳動角 越大越好。最大的傳動角 =90-arcsin(860-860*cos30)/BC。為保證機(jī)構(gòu)的傳力效果，應(yīng)使傳動角的最小值 min大于或等于其許用值,即 min。一般機(jī)械中，推薦=40-50。取 BC=200mm, =74.38。推爪形狀如下圖：圖 6-2 輸送爪 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8尺寸如上圖所示，單位：mm由上述結(jié)論，確定輸送架運(yùn)動的 6 桿機(jī)構(gòu)的長度分別為：BC=200mm O4B=860mm O2O4=500mm O2A=250mm 。（3）用相對運(yùn)動圖解法做平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析將曲柄端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡的圓周 12 等份，初始位置為 1 如上圖 6-1例如計(jì)算滑塊處于位置 8 時(shí)機(jī)構(gòu)的速度、加速度。（4）求 C 點(diǎn)的速度：確定構(gòu)件 3 上 A 點(diǎn)的速度：構(gòu)件 2 與構(gòu)件 3 用轉(zhuǎn)動副 A 相聯(lián)，所以 A3= A2而 A2= =0.51m/sOl（5）求 4AV的速度： A4 = A3 + A4A3方向： BO 4 AO 2 BO 4 大?。?X YOAl圖 6-3 矢量求解圖用圖解法求解如圖 5-3：、式中 A3、 A4表示構(gòu)件 3 和構(gòu)件 4 上 A 點(diǎn)的絕對速度， A4A3表示構(gòu)件 4 上 A 點(diǎn)相對于構(gòu)件 3 上 A 點(diǎn)的速度，其方向平行于線段 BO4，大小未知；構(gòu)件 4 上 A 點(diǎn)的速度方向垂直于線段 BO4，大小未知。在圖上任取一點(diǎn) P，作 A3 的方向線 pO3 ，方向垂直于 AO2，指向與 2的方向一致，長度等于 A3/ v， （其中 v為速度比例尺） 。過點(diǎn) p 作直線垂直于 BO4 代表 A4的方向線，再過 O3作直線平行于線段 BO4 代表 A4A3 的方向線這兩條直線的交點(diǎn)為 O4，則矢量 pO4和 O3O4分別代 A4和 A4A3 。易知 PO3、PO 4同向，由速度多邊形 PO3O4得： A4=0.51m/s A4A3=03 求 BO 4的角速度 ：4 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9=VA4/ =0.68rad/s44AOlVB= BO4=0.59m/s 求 C 點(diǎn)的速度 c： c = B + CB方向： X-X BO 4 BC 大?。?X 4lO4B Y圖 6-4 適度矢量圖速度圖見圖 5-4：式中 c 、 B 表示點(diǎn)的絕對速度。 CB表示點(diǎn) C 相對點(diǎn) B 的相對速度其方向垂直于構(gòu)件 CB，大小未知，點(diǎn) C 的速度方向平行于 X-X，大小未知，圖上任取一點(diǎn) p 作代表 B的矢量 pb 其方向垂直于 BO4指向于 2轉(zhuǎn)向相反，長度等于 vV/（v為速度比例尺） 。過點(diǎn) p 作直線平行于 X-X，代表 c的方向線，再點(diǎn) b 作直線垂直于BC 代表 CB的方向線，這兩方向線的交點(diǎn)為 C 則矢量 pc 和 bc 便代表 c、 CB則 C 點(diǎn)的速度為： c=0.58m/s， CB=0。4.用 solidworks 仿真繪制速度、加速度、位移曲線。輸送爪的速度曲線圖 6-5 輸送爪的速度曲線由圖 5-5 可以看出，輸送爪的速度在一定的范圍內(nèi)波動，且具有突然加速的功能，這 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10與急回運(yùn)動中的急回時(shí)刻重合，滿足設(shè)計(jì)需要。輸送爪的加速度曲線圖 6-6 輸送爪加速度曲線由加速度曲線可以看出，輸送爪在輸送過程中在一定程度上有加速度的變化，該變化與凸輪搖桿的急回運(yùn)動吻合，可以滿足設(shè)計(jì)需要。輸送爪的位移曲線圖 5-7 輸送爪的位移曲線由位移曲線可以可以看出輸送爪在做往復(fù)運(yùn)動，滿足設(shè)計(jì)需要。6.2 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算等效驅(qū)動力矩 Md 為常數(shù)，在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)做的功等于該周期內(nèi)運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動所需要的功。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)112*Md=8*(1/2m1v2)+m1g1+2m2g2+8*(1/2m2v2)Md=115.4465Nm安裝在曲柄軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：Jf=(Emax-Emin)/ (*22)而 Emax-Emin=61.74 J要求的速度不均勻系數(shù)=0.1, 2=2.0457rad/s。Jf=147.5308kgm2由以上計(jì)算可以看出，飛輪裝在減速箱的輸出軸上是可以滿足的。6.3 工件停止在工位上的前沖量由沖量的計(jì)算公式可以得知：沖量 F*t=mv=60*0.15=9N.S7.機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖圖 7-1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖8.動力裝置的選用與設(shè)計(jì)8.1 電動機(jī)的選擇8.1.1 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是：工作機(jī)空載啟動，有輕微振動，經(jīng)常滿載，單向運(yùn)轉(zhuǎn),單班制工作，使用期限 10 年，每年工作 300 天,運(yùn)輸機(jī)允許速度誤差 5%。8.1.2 選電動機(jī)類型按工作要求和條件，選用三相籠形異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V，Y 型。8.1.3 選擇電動機(jī)容量電動機(jī)所需工作功率按式：P = KWdwpP = 17.85 KWw因此： P = KWd10FV由電動機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動總效率為： 4231a式中： ， ， ， ，分別為聯(lián)軸器、滾子軸承、齒輪、滾動軸承的傳動效1234率。取 =0.995（聯(lián)軸器） ， =0.98（滾子承軸） ， =0.97（齒輪需要精度 8 級） ，123 =0.97（滑動軸承）則 4 87.0)9.()8.0()95.(24a 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12所以 kwFvPd 05.287.10.3確定飛輪的工作轉(zhuǎn)速： min50.341.32.66rDvn按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P2 表 1，二級圓柱齒輪減速器的傳動比Ia=8-40故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為： in2140i48in50.348 rrrnid 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為： ， ， 根據(jù)容量m71m5和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊查出的電動機(jī)型號，因此有以下 3 種傳動比選擇方案，如下： 表 8-1 電動機(jī)數(shù)據(jù)方案 電動機(jī)型號 額定功率 kw同步轉(zhuǎn)速 minr滿載轉(zhuǎn)速 inr電動機(jī)量kg1 Y160L-2 18.5 3000 2930 1472 Y180M-2 22 3000 2940 1803 Y180L-4 22 1500 1470 190本參考比價(jià)僅供參考，表中數(shù)值為相對值。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊P170 表126。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸，質(zhì)量，價(jià)格以及傳動比，可見第三種方案比較合適，因此選定電動機(jī)的型號是 Y180L-4。其主要性能如下表表 8-2 確定選用的電動機(jī)參數(shù)型號 額定功率滿載轉(zhuǎn)速 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y180L-4 22 1470 22.2該電動機(jī)的主要外型和安裝尺寸如下表：（裝配尺寸圖參考設(shè)計(jì)文獻(xiàn)表 12-3）表 8-3 部分?jǐn)?shù)據(jù)中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸180 670430355 279279 15 351108.2 動力輸送構(gòu)件的設(shè)計(jì)與選用 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13圖 8-1 動力機(jī)構(gòu)構(gòu)件示意圖如圖 8-1，在選擇設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí)，由于 AO2桿件是與動力輸出裝置即減速箱直接連接的，考慮到使用的平穩(wěn)性與沖擊性，所以該桿件使用飛輪代替，用飛輪來代替直桿，這樣使用壽命與運(yùn)動的平穩(wěn)性都大大增加了。圖 8-2 飛輪對于構(gòu)件 O4B 和 BC 和，應(yīng)為所受到的力比較平穩(wěn)，考慮到造價(jià)與加工的簡便性，最終選用桿件。8.3 減速器的設(shè)計(jì)8.3.1 確定總的傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)的主軸的轉(zhuǎn)速 n，可得傳動裝置的總的傳動比是：m73.2650.14nimi 在 624 范圍內(nèi)可以選用故采用耳機(jī)展開式齒輪傳動減速器，為使兩大齒輪浸油深度相近，故取 213.i7.3.2 分配傳動比 53.41/7.263.1/2 i90.21i校核實(shí)際傳動比： 73.6.534i傳動比誤差： %0.19.28.3.3 計(jì)算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)如圖 7-3，減速箱內(nèi)三根軸的轉(zhuǎn)速如下：I 軸： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14min/1470rnmIII 軸： i/3.29.51riIIIII 軸： min/50.3.8472rinII 各軸的輸入功率為：I 軸： KWpdI 4.2095.01II 軸： II .17.84.23III 軸： KpII .9.05.193計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩：I 軸： WpdI 0.298.520II 軸： KII 7.1.2III 軸： pII 3.98.028.3.4 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器箱內(nèi)的圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 ：由前面?zhèn)鲃颖扔?jì)算可知： 24.61i80.i校核實(shí)際傳動比 95所以，高速級用斜齒圓柱齒輪傳動，低速級用直齒圓柱齒輪傳動。計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)矩 ：NnPT 14326098.5.0143295010952131 mNnPTIdd 93.1470950 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15NiT849107.9024.613212 35893選擇齒輪材料精度等級四個(gè)齒輪均用 45 鋼制造，調(diào)質(zhì)處理，軟齒面2603.1HBS204.HBS48.limF1.limF3.1liH584.2liH一般減速器，中速中載，取 8 級精度。設(shè)計(jì)低速級齒輪：低速級負(fù)荷大，對外部尺寸影響大，故先設(shè)計(jì)低速級低速級直齒圓柱齒輪傳動初選載荷系數(shù)： 31.6tK非對稱布置，軟齒面： 取 查表 107 （ ）15.70dd201p材料的彈性影響系數(shù)，鋼鋼： 查表 106 （ ）MPaZE8.998標(biāo)準(zhǔn)直齒輪：=20 （ ）0.2H215計(jì)算 ：應(yīng)力循環(huán)系數(shù)：H9160ln4083.10Nj99823.5.14788426.5.71Ni接觸疲勞壽命系數(shù):10.96HNK23.0HNK4.HN查圖 1019 0p彎曲疲勞壽命系數(shù)85.1FN9.32FN40.95FN查圖 1018 取 1.4 .FS1HS= = =651MP3HHNK3lim3.0562 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16= = =477 MP3FFHNSK3lim0.9514= =661.2 MPHHli44.8aMP4lim40.95476.51FNKS將 的較小值代入 ,計(jì)算 dt3H2342321.5490.8.5.612.8tEHtdTZu 取 d=計(jì)算中心距 m 和齒數(shù) 及圓周速度 Va0Z取 250329(1)(14.28)5.tIim=0.015 =0.015250=3.75 取 m=3.75a03.75tdZm取 25342.810取 7Z31439.1.636060288.tndmVsi角 合 適計(jì)算寬度: 取 93319dtbA計(jì)算螺旋角=arcos (207).5.8.1角 合 適 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17325.794.65cos0zmd取計(jì)算 3tV31309.14.6328ttndism計(jì)算 k 值0.AK查表 10-2 （ ） 19P1.VK查圖 10-8 查得動載系數(shù)V=1.63 sm查表 10-4（插入法）非對稱布置，軟齒面。8 級精度設(shè)計(jì)匯總：325Z41073.75398b2.4i35d4062.8i低速級齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核：由：Z =29 3417查表 105 用插入法得 = 2.53 = 1.623Fay4Fay42.18Y.79S則 333 322.60.51.69.86FaSFKTybdmMP44 3241.874.8.79101.2FaSFy 高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1842510639d406d初選： 170.215.id取初算中心距 120739Ia計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) 取 71ntm171dA取 3.50.15.23.465ntIh=2.25mnt=2.253.5 =7.875mmb/h=71/7.875=9.015則 1270.8213.59.9.ndzm則 取則 取又因?yàn)?21.621.76ziZ實(shí)際傳動比: 1095.i傳動比誤差= 5.6%3.2驗(yàn)算螺旋角 1()(109)3.5arcosnzm因?yàn)?820在 范 圍 內(nèi)所以 9.范 圍 內(nèi) 合 適精確計(jì)算 13.574.6cos098nzmd取21093.587.3cosnzd取3421.ia取 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)19設(shè)計(jì)匯總：1209z127b12538d.21ima9.56i齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：齒頂圓直徑： 11221 .()781.6095cos3.5()4.38snaaanaadmzh332342.2().75102.09cos3.513.4.8naanaadmzh齒根圓直徑：112213.521.356.8709cos.nf nnf ndz332442.752.3750.1098cos.1. .9.3nf nnf ndmz由已知得：b=14 軸：t=5.5 8電d9鍵 ： 1.81轂 ： t167283.6242fet電所以齒輪與軸以分開制造為合理。小齒輪：18.60ad可做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪大齒輪： 240a 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20可做成輪輻截面為“十”字形輪輻式結(jié)構(gòu)的齒輪。由以上計(jì)算可知：設(shè)計(jì)匯總：表 8-4 設(shè)計(jì)總匯低速級 高速級項(xiàng)目大齒輪 小齒輪 大齒輪小齒輪z 107 25 10921d 406 95 38875b 94 98 71 77df 395.93 70.17 378.5665.87da 412.8 102.2 401.381.6a 251 231m 3.75 3.5=20 =8.10 =8.87齒輪的潤滑：因?yàn)?1403.175./606ndv ms所以采用將大齒輪的齒輪浸入油中進(jìn)行浸油潤滑浸油深度為由下齒頂向上 10mm按 10 計(jì)算，若 h10,則按一個(gè)齒計(jì)算(2.5)3.78.410hV=5.35m/s (5-12.5)之間 查表 10-12 45 鋼23P選用工業(yè)齒輪油 SY117288 牌號 100 查表 10-11190/(40)Dcst 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)219.步進(jìn)輸送機(jī)的運(yùn)動分析圖 9-1 動力傳動機(jī)構(gòu)圖 9-2 滑塊運(yùn)動矢量分析圖 9-3 構(gòu)件的加速度分析滑架的位移即為 C 點(diǎn)在水平方向的位移，設(shè)速度為 V,則有：速度： VB2=VB1 + VB2B1大小 ？ W1*OB ？方向 VB2=VB1 sinB=VB1 COSarcsin(OA sin/OB),VC=AC*VB2/AB=AC*VB1* COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB -OA sinB ) )V=vc COS= AC*VB1* COS*COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB -OA sinB ) ) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22W2=VC/AC= VB1* COSarcsin(OA sin/OB)/(OACOS+(OB -OA sinB ) )加速度：anb3 + atb3 = ab2 + ab3b2 + akb3b2大小 w2*AB w*OB 2*w2*VB3B2方向 得：aB3=(aB2sinarcsin(OAsin/OB) akB3B2) anB3 )(w*OB *OA*sin2*w2*VB3B2) (w2*AB )10.總結(jié)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)十六周時(shí)間，在這段時(shí)間里我學(xué)習(xí)到了很多的知識，讓我受益非淺。本次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行仿形設(shè)計(jì)，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我:1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他先修課的知識，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使已學(xué)知識得以鞏固、加深和擴(kuò)展；2、學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、部件、機(jī)械傳動及一般機(jī)械的基本設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和分析問題，解決問題的能力；3、提高在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊、 圖冊）進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算及考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能和機(jī)械 CAD 技術(shù)。 在設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)了很多問題，學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題和不斷解決問題的過程，出現(xiàn)問題是很正常的。學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題然后解決問題，就學(xué)到了新的知識。各種各樣的機(jī)械設(shè)備一般都要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程和操作過程的自動化，這就要求進(jìn)行各種機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和常見機(jī)構(gòu)的組合應(yīng)用。因此，機(jī)械課程畢業(yè)設(shè)計(jì)對于培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)思和設(shè)計(jì)能力起到至關(guān)重要的作用。時(shí)間過的很快，畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，通過這段時(shí)間的努力，設(shè)計(jì)順利的完成，從中還學(xué)到大量的知識，我相信在以后的學(xué)習(xí)和工作當(dāng)中肯定會應(yīng)用的到。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23致 謝歷時(shí)將近四個(gè)月的時(shí)間，終于將畢業(yè)設(shè)計(jì)的圖紙部分和說明書都做完了，在論文的寫作與設(shè)計(jì)圖的繪制過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師XXX 老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助我進(jìn)行設(shè)計(jì)的的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！本設(shè)計(jì)從選題、方案論證到課題的研究都是在導(dǎo)師 XXX 老師的全面、悉心指導(dǎo)下完成的。在設(shè)計(jì)期間，導(dǎo)師在論文研究方面和設(shè)計(jì)過程中給予悉心指導(dǎo)，大力支持和幫助。尤其是導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究精神，惜時(shí)如金的工作態(tài)度深深地影了本人，使學(xué)生受益匪淺。在此表示衷心感謝，并致以崇高的敬意。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在說明書的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成離不開老師和同學(xué)的協(xié)助指導(dǎo),借此只言片語,對他們熱心而無私的幫助表示衷心的感謝由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫設(shè)計(jì)與說明書難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！ 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24參考文獻(xiàn)1 機(jī)械工程手冊編輯委員會編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M第 3 版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2 唐金松.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第二版M. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2002.63編組委.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999.14 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002.55 高英武,楊文敏.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)M. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2002.96 孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理 M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.77哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)M. 北京：高等教育出版社,2001.58機(jī)械工業(yè)部北京其重運(yùn)輸機(jī)械研究所.機(jī)械手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.109 吳宗澤，羅圣國編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊M.北京：高等教育出版社,1999.10
收藏