步进送料机构设计 步进送料机机构综合1
课程案例_16曲柄摇杆机构应用—步进送料机.
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曲柄摇杆机构应用—步进送料机
1.课程案例基本信息
课程案例名称曲柄摇杆机构应用—步进送料机
课程案例编号
关键词曲柄摇杆机构步进送料
对应知识点连杆机构类型
2.课程案例
图1为步进送机，图2为步进送料机机构运动简图，此机器主要采用曲柄摇杆机构，工作台与连杆相连，当曲柄摇杆机构运动时，E点运动轨迹有一段近似直线运动，推杆推动物料完成直线移动；轨迹下降、上升点实现打推杆工位的改变。
图1 步进送料机图2 送料机机构运动简图。
机械原理课程设计---步进输送机机构设计
机械原理课程设计---步进输送机机构设计步进输送机是一种能够精确控制物料运动步长的输送机，特点是具有高精度、高速度和高可靠性。
本课程设计将重点研究步进输送机机构设计。
1、步进电机选择步进电机是步进输送机的动力源，因此选用合适的步进电机非常重要。
需要根据步进输送机的要求选择合适的步进电机，关键参数如下：(1) 步数：步进电机最小的移动单位，通常为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°等。
(2) 扭力：步进电机输出的扭矩大小，可根据输送机载荷情况计算得出。
(3) 转速：步进电机最高转速，决定了输送机的最大速度。
(4) 细分数：步进电机细分数越高，输出精度越高，但也意味着控制难度会增加。
2、步进输送机机构设计步进输送机机构设计的关键是实现精确的步长控制。
下面是一些机构设计的建议：(1) 传动机构：通过减速器、同步带、链条等实现步进电机输出扭矩的放大和传递。
(2) 定位机构：确保物料能够精确地按照指定步长运动，通常通过齿轮和滚珠丝杠等实现。
(3) 导向机构：避免物料在运动中偏离路径，通常通过导向条或导向轮等实现。
(4) 传感器：用于检测物料位置，可以采用光电开关、磁性传感器等。
3、控制系统设计步进输送机需要精确的控制系统支持，控制系统设计主要考虑以下方面：(1) 控制器选型：根据步进电机型号和要求选择合适的控制器。
(2) 控制算法：选择合适的控制算法，可根据步长要求和物料速度等因素进行调整。
(3) 传感器接口设计：通过传感器检测物料位置和状态，并将数据反馈给控制器，以实现闭环控制。
(4) HMI设计：设计操作界面，包括设置步长、速度、启停等参数和状态显示等。
以上是步进输送机机构设计的主要内容，要实现高精度和高可靠性的输送机，需要各个方面的综合考虑和设计。
步进送料机的设计及组装实验指导书
效率较低 象，轴上 击，有多
点 要求高
高速度运 运动的传 差，效率 受力较大 边形效应
动
递
不高
开 式平 带
开 式 0.5-0.7 0.92-0.98 开 式
随运动位 滑 动
效 0.92-0.96 闭 式 V
带 0.9-0.93 在运动过 置和压力 0.3-0.6
程中随时 角不同，
率闭
式 0.7-0.9
形 式， 可
他 传动
传动
速端
可做为执 执行机构
度较低处
做 为调 整
行机构
机构
实验二 步进送料机的仿真实验
一、实验目的
在设计出步进送料机方案的基础上,对其轴系零部件（减速器）进行虚拟设计及运动仿真
掌握拆装步进送料机部件的合理顺序
初步掌握轴系零部件设计的方法和步骤
二、实验工具：
计算机一台（配置建议如下）
传
用
滚子链
通常 i≤5 i≤15-60 动
V 带 i≤7 i≤7-10
一对圆锥 闭式 i≤60 同 步 带 齿 形 链
比 齿轮 i≤8
i ≤15
i ≤10
常用
通常 i≤3 i≤10-40用于传 常用于传 动机构又 主要用于 转变运动
动链的高 动链中速
2）学会齿轮及轴的检验方法。
二、实验仪器（工具）说明
1）千分尺外形如图3-1所示，固定套上刻有主尺，其中最小刻度为0.5mm，旋转微分筒 T 一 周，测微 螺杆尺就向前移动 0.5mm。显然， 当每转动一个分度 ，测微螺杆就向 前移动 0.5/50=0.01mm
图3-1 千分尺 2）公法线千分尺外形与普通千分尺有些不同，但其内部结构，使用方法和读数原则与普通 千分尺完全相同。图3-2为公法线千分尺。
步进送料机1
1.3 设计机构的具体尺寸考虑到行程速比系数(动停时间之比)K=t1/t2=1/2，计算四杆机构的极位夹角= 1800 * ( K - 1 ) / ( K + 1 )= 1800 * ( 0.5- 1 ) / (0.5 + 1 )=-600用作图法进行四杆机构设计，如下图：图2设计要求步进送料距离C1C2=a=300mm，利用各铰链之间相对运动的几何关系知，设计连杆与摇杆铰接点F步进距离为F1F2=200mm。
可确定摇杆固定铰链D 和曲柄固定铰链A。
曲柄 AB=（AF2-AF1）/2=66连杆 BF=（AF2+AF1）/2=164.08摇杆 DC=270.42mmAD=119.6mm将各杆长度圆整后得：AB=66mmBF=164mmDC=Z70mmDF=180mm使用圆整后的数据作图如下：图3由图可知所设计送料机构步进距离为301.02mm。
符合设计要求允许误差。
C点轨迹曲线的最高点距输送架距离为45.42mm, 亦符合设计要求。
由此各杆长度确定。
曲柄 AB=66mm连杆 BF=164mm摇杆 DC=270mmDF=180mm曲柄盘被电动机驱动由0o做匀速圆周运动60o位置，驱动连杆。
摇杆以固定铰链为圆心，自由端运动至左极限位置，输送爪将坯料送至待加工位置。
摇杆向右运动至右极限位置，成一个工作循环。
机构可在预定时间将工件送至待加工位置。
总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
2 布置方式电动机通过联轴器、减速器带动曲柄盘，驱动连杆送料机构，驱动滑架往复移动，工作行程时滑架上的推爪推动工件前移一个步长，当滑架返回时，由于推爪与轴间有扭簧，推爪得以从工件底面滑过，工件保持不动，当滑推进时，推爪已复架再次向前位，向前推动新的工件前移，前方推爪也推动前一工位的工件前移。
其传动装置使用展开式二级圆柱齿轮减速器减速器。
下图为本设计步进送料机机的布置方式，电动机转速经齿轮传动降低后驱动机器曲柄运转。
步进送料机
1.1 精度分析
我们都知道齿轮传动的工作性能、承载能力及使用寿命都与齿轮的制作精度 有关，精度过低将影响齿轮传动的质量和寿命，而且精度过高又会增加制造 成本。因此在设计齿轮传动时，应根据工作情况合理选择齿轮的精度。 国家标准《渐开线圆柱齿轮精度》 国家标准《渐开线圆柱齿轮精度》和《锥齿轮精度》中规定，将影响齿轮传 锥齿轮精度》 动的各项精度指标分为Ⅰ 动的各项精度指标分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个公差组。各公差组对传动性能的影响 如下。 （1）第Ⅰ公差组精度等级 用于限制齿轮在一转内其会转角误差不得超过某 ）第Ⅰ 一限度，以保证运动传递的准确性。 （2）第Ⅱ公差组精度等级 用于限制传动时瞬时传动比的变化不得超过某一 ）第Ⅱ 限度，以减少冲击、震动和噪声，使运动传递平稳。 （3）第Ⅲ公差组精度等级 用于保证相啮合的两齿面接触良好，载荷分布均 ）第Ⅲ 匀。 标准中还规定齿轮精度分为12个等级，第一级最高，第12级最低。一般机械 标准中还规定齿轮精度分为12个等级，第一级最高，第12级最低。一般机械 中常用的精度等级为6 中常用的精度等级为6～9级。 齿轮的精度等级应根据传动的用途、使用条件、传动的功率、圆周速度及其 他技术要求规定。选择时，先根据齿轮的圆周速度确定第Ⅱ 他技术要求规定。选择时，先根据齿轮的圆周速度确定第Ⅱ公差组的精度等 级（见表4 ），第I公差组精度等级可比第Ⅱ 级（见表4-1），第I公差组精度等级可比第Ⅱ公差组精度等级低一级或同级， 第Ⅲ公差组精度等级不能低于第Ⅱ公差组精度等级。 公差组精度等级不能低于第Ⅱ
1.3 受力分析
图4-2（a）所示为一对标准直齿轮圆柱齿轮在标准 中心距安装条件下的受力情况。在分析齿轮传动 受力时，用齿宽中点的集中力代替沿齿宽的分布 力，并忽略摩擦力。当转矩T 由主动轮1 力，并忽略摩擦力。当转矩T1由主动轮1传递给齿 轮2时，齿轮间的作用力是沿着啮合线作用在齿面 上的，此力的方向即为齿面在该点的法线方向， 故称为法向力F 。为了便于分析，在节点处将F 故称为法向力Fn。为了便于分析，在节点处将Fn 分解为两个互相垂直的力，图4 分解为两个互相垂直的力，图4-2（b）表示出作用 于齿轮1上的法向力F 于齿轮1上的法向力Fn的分解情况：与分度圆相切 的圆周力F 和沿半径方向作用的径向力F 的圆周力Ft和沿半径方向作用的径向力Fr。
机械设计课程设计-步进送料机教学内容
机械设计(课程设计专业班级:机电二班老师: x老师名字: xxxxxx 学号: xxxxxxxx 题目:步进送料机C 目录一设计背景 (2二设计要求 (2三设计数据与要求 (3四设计任务 (3五工作原理 (3六选择运动机构 (4七设计思路 (5八四杆机构的设置 (6九运动图 (10十参数计算 (11十一体会与心得 (30十二附录 (31机械原理设计任务书设计题目:步进送料机机构设计C一设计背景进入21世纪以来,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市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格低廉、效率高、能耗低的机械产品,而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。
机械产品设计中,首要任务是进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。
这要求设计者综合应用各类典型机构的结构组成、运动原理、工作特点、设计方法及其在系统中的作用等知识,根据使用要求和功能分析,选择合理的工艺动作过程,选用或创新机构型式并巧妙地组合成新的机械运动方案,从而设计出结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、实用性强的机械产品。
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.机械原理课程设计结合一种简单机器进行机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合、机构运动方案设计等,使学生进一步巩固、掌握并初步运用机械原理的知识和理论,对分析、运算、绘图、文字表达及技术资料查询等诸方面的独立工作能力进行初步的训练,培养理论与实际结合的能力,更为重要的是培养开发和创新能力。
因此,机械原理课程设计在机械类专业学生的知识体系训练中,具有不可替代的重要作用。
这次我要做的机械原理课程设计是步进送料机,希望能够通过这次综合性的训练能让自己从中掌握机械设计的流程,以及会运用一些软件。
课程设计步进送料机
课程设计步进送料机一、教学目标本课程的学习目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握步进送料机的基本原理、结构、功能和应用。
他们还应该了解步进送料机在不同行业中的具体应用案例，并能够分析其优缺点。
2.技能目标：学生将能够使用步进送料机进行实际操作，包括安装、调试和维护。
他们还应该能够使用适当的工具和技术来解决步进送料机可能出现的问题。
3.情感态度价值观目标：学生应该对步进送料机的工作原理和应用产生浓厚的兴趣，并能够积极地参与到课程的实践活动中去。
他们还应该培养团队合作精神和良好的工作习惯。
二、教学内容本课程的教学内容将分为以下几个部分：1.步进送料机的基本原理：介绍步进送料机的工作原理、主要部件和功能。
2.步进送料机的结构：讲解步进送料机的各个部分的结构特点和作用。
3.步进送料机的应用：介绍步进送料机在不同行业中的应用案例，并分析其优缺点。
4.步进送料机的操作和维护：教授学生如何正确操作步进送料机，并进行维护和保养。
5.步进送料机的问题解决：引导学生学会使用适当的工具和技术解决步进送料机可能出现的问题。
三、教学方法本课程将采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：教师将向学生讲解步进送料机的基本原理、结构和应用。
2.讨论法：学生将分组讨论步进送料机的操作和问题解决方法。
3.案例分析法：教师将提供一些实际案例，让学生分析步进送料机的优缺点。
4.实验法：学生将亲自动手操作步进送料机，并进行实验和观察。
四、教学资源本课程将使用以下教学资源：1.教材：我们将提供一本关于步进送料机的教材，包含理论知识、操作方法和问题解决技巧。
2.参考书：学生可以查阅一些与步进送料机相关的参考书籍，以加深对课程内容的理解。
3.多媒体资料：我们将使用多媒体课件和视频资料，以生动形象地展示步进送料机的工作原理和应用。
4.实验设备：学生将在实验室中使用真实的步进送料机进行实验和操作练习。
五、教学评估本课程的评估方式将包括以下几个方面：1.平时表现：学生在校内的课堂表现、参与讨论的积极性和表现将被记录和评估。
机械原理---步进输送机课程设计
最优方案设计
3.偏心轮
偏心轮是主要的传动构件，保证推爪能够做往复运动；偏心轮中心光滑圆孔与推爪的轴配合，螺纹孔与齿轮轴配合，使偏心轮能够以螺纹孔为中心旋转；螺纹孔与光滑圆孔的中心距为420mm,确保输送步长H=840mm，当其以0.25r/s运转时，可达到工作行程0.42m/s的设计要求据及设计要求
根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动系统方案
机械运动方案的评定和选择
输送工件最多为8件
输送步长H=840mm
工作行程平均速度0.42m/s
三、设计方案展示
方案一：机构主要由连杆组成，通过三个连杆之间的转动带动上面的长杆旋转运动，输送物体；优点：结构简便。缺点：对输送物体的形状尺寸有限制。
四、最优设计方案
最优方案设计
三维建模
最优方案设计
1.辊道
辊道上有八处凹槽，凹槽间距840mm,工件在辊道上运输时可满足输送步长H=840mm的要求；凹槽的宽度稍大于工件尺寸，确保工件能够顺利平稳的放入凹槽中。
最优方案设计
2.推爪
推爪为左右对称的两部分与中间连接件构成，推爪底部尺寸与工件尺寸相同，以确保工件在运输过程中的稳定，避免晃动对工件和推爪的磨损；推爪的齿均设有10度的斜角，确保推爪能顺利从辊道举起工件。
最优方案设计
6.机架,连杆
机架，连杆是机构的辅助部件，一起确保机构的平稳运行。
最优方案设计
工作原理
1：启动电机。2：电机带动齿轮轴旋转；使偏心轮绕螺纹孔旋转。3：偏心轮带动推齿先从辊道的前一凹槽中推动工件离开凹槽，随着 推齿一起运动到下一凹槽处，推齿放下工件。4：推齿继续运转回到初始位置，又接受新的工件重复运转。
感谢观看
延时符
方案二：
步进式输送机综合设计
建模及过程介绍
• 设定工作环境，确定位置
• 根据点依次建立构件模型
• 添加转动副及驱动
• 建立推动加工工件的挡板
• 添加机架构件
• 数据曲线及演示动画的得出
机构尺度综合
• • • • • • • • • 底板架的高度为——700mm 底板的长度为——1800mm 底板的宽度为——400mm 杆AB的长度为——195mm 杆CC1的长度为——870mm 杆BD的长度为——570mm 杆CE的长度为——435mm 杆CD的长度为——300mm AD之间的长度为—— 397.5mm 电机主轴距离O点的距离 为——180mm 铰链点E与E1之间的距离 为——870mm 点D与D1间的距离为—— 870mm 点C1与D1 本次步进输送机的主要特点： 一、采用了连杆机构来完成机构的设计； 二、采用电动机作为机构的动力装置。 主要优点是：架构简单，连杆组的结构可以很好的保证挡 板可以进行一段水平运动。在运动过程中，挡板能够适 时的退到平台以下，可以保证步进输送机的平稳输送货 物。机构采用杆组结构，链接安全可靠，维护方便可以 大量节约成本。而其它几种方案，要么成本太高，要么 结构不够稳定。都有各自的缺陷。可以说这个设计是用 简单的方法实现了复杂的运动过程，并且操作运用都较 为简单。
相关设计要求
水平直线段，其长度 a=300mm，允许±20mm
电机驱动，即必须有曲柄 输送 架上任一点的运动轨迹近似为虚 线所示闭合曲线
.
轨迹曲线的CDE段的最高点低于 直线段AB的距离至少为b=50mm
模型的选型设计
曲柄滑块机构
液压凸轮机构
曲柄连杆机构
机构尺度综合
• 利用解析法，如图， ABCE是曲柄摇杆的四 杆机构，而三角板的 另一个顶点P点要求水 平段三百毫米，在水 平段上取三个点，端 点及中点，然后初步 取AB段杆长，列出方 程。并且结合Adams软 件的模拟分析，得到 要求的尺寸，并在此 基础上完成整个模型 的建立
步进送料机设计说明书
《机械综合课程设计》设计题目：步进送料机传动系统设计院系：机械工程系专业班级： 2013级铁道车辆2班*名：**学号：********指导教师：**西南交通大学峨眉校区目录第1章步进送料机传动系统的总体方案拟定 (4)1.1功能分析 (4)1.2步进送料机原理设计 (4)1.3设计任务 (5)1.4设计提示 (6)1.5设计思路 (6)1.6输送方案1 (8)1.7输送方案2 (8)1.8输送方案3 (9)1.9方案评选 (9)第二章机构尺寸综合及机构仿真 (10)2.1运动轨迹分析 (10)2.2杆长综合 (10)2.3杆长检验及仿真运动轨迹 (11)2.4机构仿真 (12)2.5运动方案简图，运动循环图，速度，位移，加速度图以及运动分析 (13)第三章动力传动综合 (19)3.1工作原理 (19)3.2传动比与减速箱齿轮设计 (19)3.3电机选择 (20)第四章PROE三维建模及几何尺寸 (21)第五章实物搭建 (26)第六章设计总结 (28)九、参考资料............................................................................................................................................... - 29 -第1章 步进送料机传动系统的总体方案拟定1.1功能分析为实现步进送料机输送工件的任务，输送架的运动功能可分解为两种工艺动作：1、输送架送料过程，输送架往前水平移动，移动a 距离，耗时1t ，即工件动的时间为1t 。
2、输送架回程，输送架往前水平移动a 距离后，回到1t 前的状态，这时输送架要进行水平往后运动行程示意图竖直方向上的复合运动，以满足设计要求的回程曲线，耗时2t ，即工件停的时间为2t . t 1=2s,t 2=4 s ；即速比系数K=t 2/t 1=2； 因为22412===-+=t t K θπθπ；由此可知极限夹角θ=600； 1.2步进送料机原理设计设计某自动生产线的一部分——步进送料机。
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步进送料机构设计步进送料机机构综合1
机械原理设计任务书
学生姓名屈凡平班级工机2班学号xx7476 设计题目：步进送料机机构综合
一、题目简介
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t1移动距离a后间歇时间
t2。
考虑
图1 步进送料机
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。
二、具体设计要求：
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。
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；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。
1、至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；
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、用软件对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
6、编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
7、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行
性。
完成日期：
年月日指导教师方案一：采用铰链四杆机构
图1曲柄连杆机构方案二：采用凸轮摇杆机构
方案2采用凸轮摇杆机构
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1的传动机构。
二、机构的整体简图
其运动流程电机运行时，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。
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