按给定的从动件运动来决定机构运动简图的尺寸。综合时尚应考虑最小传动角和曲柄存在等条件，以保证求得合理可靠的机构。对从动件的运动要求是多种多样的，要综合的问题也各不相同。一般可归结为:①主动件运动规律一
机械原理课程设计说明书
设计题目：步进送料机
07机械设计制造及其自动化专业 二班
设计者：徐丽丽
指导教师：迎春,张春友
2009年12月6日
课程设计 步进送料机
目录
前言………………………………………………………
第1章 课程设计内容…………………………………
第2章 设计思路………………………………………
第3章 工作原理………………………………………
第4章 运动循环图……………………………………
第5章 机械系统运动方案……………………………
第6章 主要执行结构方案设计………………………
第7章 传动机构尺寸设计……………………………
第8章 系统机械运动方案简图………………………
前言
随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善，消费者的价值观念变化很快，市场需求才出现多样化的特征，机械产品的种类日益增多，例如，各种金属切削机床、仪器仪表、重型机械、轻工机械、纺织机械、石油化工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、办公设备、家用电器以及儿童玩具等等。同时，这些机械产品的寿命周期也相应缩短。
企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素。机械产品的设计是对产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造的工作过程。其中机械产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式等内容是机械原理课程的教学内容。
当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济已见端倪，综合国力的竞争日趋激烈。国力的竞争，归根结底是科技与人才的竞争。而机械原理课程设计是机械原理课程的一个重要实践性教学环节，同时，又是机械类专业人才培养计划中一个相对独立的设计实践，在培养学生的机械综合设计能力及创新意识与能力方面，起着重要的作用。在课程设计中，它培养了学生 创新设计的能力。本次设计的是半自动钻床设计，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要同学们理性的思维和丰富的空间想象能力。
关键字：送料机构,定位机构,传动机构
第一章 课程设计 步进送料机
一．设计题目
设计某自动生产线的一部分——步进送料机。如图25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。
具体设计要求为：
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。有关数据见表11
表11 设计数据
方案号 a
mm c
mm b
mm t1
s t2
s
A 300 20 50 1 2
B 300 20 55 1 2
C 350 20 50 1 3
D 350 20 55 1 3
E 400 20 50 2 4
F 400 20 55 2 4
二设计任务
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。
2 设计传动系统并确定其传动比分配。
3 图纸上画出步进送料机的机构运动方案简图和运动循环图。
4 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；求出机构中输出件的速度、加速度；画出机构运动线图。
5 编写设计计算说明书。
三．设计提示
1 由于设计要求构件实现轨迹复杂并且封闭的曲线，所以输出构件采用连杆机构中的连杆比较合适。
2 由于对输出构件的运动时间有严格的要求，可以在电机输出端先采用齿轮机构进行减速。如果再加一级蜗杆蜗轮减速，会使机构的结构更加紧凑。
3 由于输出构件尺寸较大，为提高整个机构的刚度和运动的平稳性，可以考虑采用对称结构（虚约束）。
第二章 设计思路
零件工作时间与中间间歇时间比为1:2,则齿轮转动1/(1+2)360=120为有效工作时间,曲柄摇杆机构的极位夹角为180—120=60 选取AB=100 mm, BC=350mm，角CBE=30度，BE=1732mm, 画出机构如图所示。E’E’’=300mm，取E’E’’’=50mm，过点E’’’做E’’’B’’’=1732mm,再过B’’’做B’’’C’’’=350mm,使角C’’’B’’’E’’’=30度，找出C’’’，然后根据C’，C’’，C’’’点画出D点，CD=374mm 。其中E’E’’相当于轨计的AB点
齿轮传动
传动比准确，外廓尺寸小，功率高，寿命长，功率及速度范围广，适宜于短距离传动
制造精度要求高
开式092-096
闭式096-099
6级精度直齿v≤18m/s
6级精度非直齿v≤36m/s
5级精度直齿v≤200m/s
渐开线齿轮≤50000kw圆弧齿轮≤6000kw锥齿轮≤1000kw
一对圆柱齿轮i≤10
通常i≤5
一对圆锥齿轮i≤8
通常i≤3
主要用于传动
带传动
中心距变化范围广，可用于长距离传动，可吸振，能起到缓冲及过载保护
用打滑现象，轴上受力较大
平带092-098
V带092-094
同步带096-098
V带v≤25m/s
同步带v≤50m/s
V带≤40
同步带≤200-750kw
平带i≤5
V带i≤7
同步带i≤10
常用于传动链的高速端
连杆传动
适用于宽广的载荷范围，可实现不同的运动轨迹，可用于急回、增力，加大或缩小行程等
设计复杂，不宜高速度运动
在运动过程中随时发生变化
既可为传动机构又可做为执行机构
第三章 工作原理
功能要求：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=1s移动距离a=300mm后间歇时间t2=2s
功能原理：步进送料机的工作原理分解如图所示，该系统由电动机驱动，通过带传动将运动传给齿轮，再由各级齿轮进行减速使其转速符合要求，即n=1r/3s=20r/min。最后利用齿轮和连杆将运动传给输送架。
第四章 运动循环图
齿轮转角 0~~120 120~~360
送料 输送架向前推进，工件前移 输送架向后退回，工件停止
第五章 机械系统运动方案
方案号 a
mm c
mm b
mm t1
s t2
s
A 300 20 50 1 2
B 300 20 55 1 2
C 350 20 50 1 3
D 350 20 55 1 3
E 400 20 50 2 4
F 400 20 55 2 4
选择方案A
第六章 主要执行机构设计方案
连杆传动机构
送料--------连杆在图示轨迹上做往复运动----------齿轮定转速转动
第七章 计算传动机构传动机构尺寸设计
1根据所给的设计参数，可算出执行构件连接的齿轮的转速n=20r/min，取驱动电机：y180l-8，功率N=11KW，转速n=710r/min。所以机械的总传动比为：
可根据总传动比设计传动机构。一般一级减速用皮带轮i皮≤5～8，二级减速用齿轮，传动比的各级分配情况应遵循“前小后大”的原则分配较为有利。即：i1＜i2＜…＜in，且相邻两级传动比的差值不要太大，运动链这样逐级减速，使各级中间轴有较高的转速及较小的转矩，从而使轴与轴间的零件有较小的尺寸，机构较为紧凑。
齿轮选取钢料，m=5，取z2=20，i1=71，则
z1=20=142 d1=mz1=5142=710mm 而AB=200mm，d1>2AB，所以齿轮符合连杆的 传动要求
i1i2=355，所以i2=5也符合传动要求
2设计计算各主要执行机构
送料机构的设计，首先要确定从动件的运动规律，确定连杆的几何尺寸。计算齿轮在转动一周过程中的理论和实际廓线的坐标值。
对各主要执行机构进行受力分析。
第八章 系统机械运动方案简图
参考文献：《机械原理课程设计指导书》，《机械原理》
2009年12月9日
1平面连杆机构的类型 平面连杆机构是许多构件用低副(转动副或移动副)连接组成的平面机构。最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的,称为平面四杆机构。全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构,简称铰链四杆
2平面连杆机构的特性 ●急回运动特性; ●死点位置; ● 压力角:用在从动件上的驱动力与该力作用点的绝对速度之间所夹的锐角称为压力角。压力角越小,有效分力越大,即压力角可作为判断机构传动性能的标志。 ●传动角
连杆机构的特点
优点:
①连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小，承载能力
大，耐冲击:
②运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于加工制造:
③在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的相对长度
可以使从动件得到不同的运动规律;
④可以连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求;
⑥构件多呈现杆的形状一使了1几增力、扩人行程和实现远距离传
动。
缺点:
①由于运动积累误差较大，因而影响传动精度:
②山1惯性力不好平衡而不适于几高速转动:
③设计方法比较复杂。
最常看到的是发动机上的曲柄活塞连杆机构，空压机上也用的是这个。
手动压水机，缝纫机踏板机构，港口用的货物吊，火车轮的联动机构，汽车车门开闭机构 ，碎石机，冲床，自卸汽车卸料机构
根据平面四连杆机构中是否存在曲柄，有一个曲柄或两个曲柄，可把它分为下面三种基本形式。
1，曲柄摇杆机构
2，双曲柄机构：平面四连杆机构中若有两个曲柄存在，这样的机构称为双曲柄机构。这种机构一般可将主动件的匀速整周转动转换成从动件的非匀速或匀速整周转动。
双曲柄机构中，若两曲柄的长度相等，且连杆与静件的长度也相等，则此机构为平行四边形机构。其运动特点是两曲柄的角速度始终保持相等，连杆在运动过程中始终作平行移动。若改变平行四边形机构，使其两个曲柄转动方向相反，这时的机构称为反向双曲柄机构。
3，双摇杆机构：在平面四连杆机构中，若与静件相联的两杆件均为摇杆，则此机构称为双摇杆机构。
扩展资料：
定理
1，杆长之和条件：平面四杆机构的最短杆和最长杆的长度之和小于或者等于其余两杆长度之和。
2，在铰链四杆机构中，如果某个转动副能够成为周转副，则它所连接的两个构件中，必有一个为最短杆，并且四个构件的长度关系满足杆长之和条件。
3，在有整装副存在的铰链四杆机构中，最短杆两端的转动副均为周转副。此时，如果取最短杆为机架，则得到双曲柄机构；若取最短杆的任何一个相连杆为机架，则得到曲柄摇杆机构；如果取最短杆对面构件为机架，则得到双摇杆机构。
4，如果四杆机构不满足杆长条件，则不论选取哪个构件为机架，所得到机构均为双摇杆机构。
上述系列结论称为格拉霍夫定理。
参考资料来源：百度百科-平面四杆机构
平面连杆机构运动的特点在于：
1能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各种预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生产中各种动作要求；
2构件间接触面上的比压小、易润滑、磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；
3机构中运动副的元素形状简单、易于加工制造和保证精度
连杆机构的主要性能归纳起来为如下两种；
实现一定的运动规律。当主动杆运动规律一定时，刚从动杆相应地按给定的运动规律运动；
实现一定的轨迹，要求机构中作复杂运动的构件上某一点准确或近似地沿给定轨迹运动。
常见的平面连杆机构特点包括：曲柄摇杠机构、双曲柄机构、双摇杆机构、吊滑块的四杆机构、多杆机构。
连杆机构的特点是构件运动形式多样，如可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动，从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。
此外，低副面接触的结构使连杆机构具有以下一些优点：运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小；制造方便，易获得较高的精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不象凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。
连杆机构的作用归纳起来为如下两种；实现一定的运动规律当主动杆运动规律一定时,刚从动杆相应地按给定的运动规律运动；实现一定的轨迹要求机构中作复杂运动的构件上某一点准确或近似地沿给定轨迹运动x0d常见的平面连杆机构包括：曲柄摇杠机构、双曲柄机构、双摇杆机构、吊滑块的四杆机构、多杆机构
