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湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 步進(jìn)式工件輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要：輸送機(jī)的主要作用是在固定線路上連續(xù)輸送物料，它結(jié)構(gòu)簡單、輸送能力大、運(yùn)輸距 離長、且造價(jià)低，并且可在輸送的同時(shí)完成若干工藝操作，可進(jìn)行水平、垂直、傾斜輸送，因此輸 送機(jī)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、采礦、電站、冶金、港口以及 工業(yè)企業(yè)等。工件步進(jìn)輸送機(jī)一般來說應(yīng) 具有電動機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、工作機(jī)構(gòu)、滑架、推爪、輥道和機(jī)架等部分。 本文首先調(diào)查分析了步進(jìn)式輸送機(jī)的現(xiàn)況及原理，通過對原理的分析提出了四種實(shí)現(xiàn)方案， 方案對比后確定采用普通電機(jī)減速后驅(qū)動曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，接著采用作圖法得出個桿件長度，并 進(jìn)行校核，最后選定電機(jī)并對個傳動裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核。 關(guān)鍵詞：輸送機(jī)；連桿機(jī)構(gòu)；齒輪傳動 Stepping workpiece conveyor design Abstract: The main role of the conveyor is in the fixed-line continuous transportation of materials, simple structure, large transmission capacity, long distance transport, and low cost, and can be completed at the same time conveying a number of process operation, and can be horizontal, vertical, inclined transportation, so the conveyor is widely used in agriculture, mining, power plants, metallurgy, ports and industrial enterprises. Workpiece conveyor stepper motors in general should have, coupling, reducer, work organization, carriage, pawl, roller and rack components. This paper analyzes the current status of the investigation and the principle of stepper conveyor, through the analysis of the principles put forward four implementations, after the program determine the use of contrast drive crank rocker mechanism to achieve common after the motor decelerates, then have to adopt mapping out of a rod length, and checked, the final selection of a motor and gear design and verification. Keywords: Conveyor; Linkage; Gear 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 I 目 錄 第 1 章 緒 論 ..................................................................................................................................................1 1.1 引言 ..................................................................................................................................................1 1.2 研究目的及意義 ....................................................................................................................................1 1.3 國內(nèi)外研究狀況 ....................................................................................................................................1 1.4 輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 ................................................................................................................................2 第 2 章 步進(jìn)式工件輸送機(jī)總體設(shè)計(jì) ............................................................................................................3 2.1 設(shè)計(jì)要求 ................................................................................................................................................3 2.2 方案設(shè)計(jì)與選擇 ....................................................................................................................................3 2.2.1 原理分析 .........................................................................................................................................3 2.2.2 方案設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................4 2.2.3 方案選定 .........................................................................................................................................4 第 3 章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................5 3.1 桿件尺寸設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................5 3.1.1 搖桿的擺角初選 ............................................................................................................................5 3.1.2 鉸點(diǎn)位置和曲柄長度的設(shè)計(jì) ........................................................................................................5 3.1.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................5 3.1.4 校核最小傳動角 ............................................................................................................................6 3.2 運(yùn)動和動力分析 ....................................................................................................................................6 3.2.1 運(yùn)動分析 .........................................................................................................................................6 3.2.2 動態(tài)靜力分析 .................................................................................................................................9 3.3 桿件形狀設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................13 3.3.1 桿件的類型 ...................................................................................................................................13 3.3.2 鋼材和截面的選擇 .......................................................................................................................13 3.3.3 穩(wěn)定性的校核 ...............................................................................................................................14 3.4 桿件間的聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................14 3.4.1 剪切強(qiáng)度計(jì)算 ...............................................................................................................................14 3.4.2 擠壓強(qiáng)度計(jì)算 ...............................................................................................................................15 第 4 章 電動機(jī)及聯(lián)軸器的選用 ..................................................................................................................16 4.1 選擇電動機(jī)類型 ..................................................................................................................................16 4.1.1 選擇電動機(jī)容量 ...........................................................................................................................16 4.1.2 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 ...........................................................................................................................17 4.2 電動機(jī)型號的選擇 .............................................................................................................................17 4.3 聯(lián)軸器的選用 ......................................................................................................................................17 4.3.1 剛性聯(lián)軸器 ...................................................................................................................................18 4.3.2 撓性聯(lián)軸器 ...................................................................................................................................18 第 5 章 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................20 5.1 總傳動比 ..............................................................................................................................................20 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 II 5.2 分配傳動比 ..........................................................................................................................................20 5.3 運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 ..........................................................................................................................20 5.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速 ...................................................................................................................................20 5.3.2 各軸的輸入功率 ...........................................................................................................................20 5.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 ...........................................................................................................................21 5.3.4 整理列表 .......................................................................................................................................21 5.4 高速級齒輪的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................21 5.4.1 選精度等級、材料和齒數(shù) ...........................................................................................................21 5.4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ...........................................................................................................21 5.4.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ...................................................................................................................23 5.4.4 幾何尺寸計(jì)算 ...............................................................................................................................24 5.5 低速級齒輪 ..........................................................................................................................................25 5.6 開式齒輪 ..............................................................................................................................................25 5.7 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................26 5.7.1 高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................................................................................26 5.7.2 中間軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................................................................................29 5.7.3 低速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................................................................................31 5.8 減速器箱體的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................33 5.9 潤滑與密封 ..........................................................................................................................................34 5.9.1 潤滑方式的選擇 ...........................................................................................................................34 5.9.2 密封方式的選擇 ...........................................................................................................................34 5.9.3 潤滑油的選擇 ...............................................................................................................................34 總 結(jié) ..............................................................................................................................................................35 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................................36 致 謝 ..............................................................................................................................................................37 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 0 第 1 章 緒 論 1.1 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國傳送裝置制造行業(yè)有了長足的進(jìn)步。傳送裝置的成套性，自動化程 度，定位精度和整體質(zhì)量都明顯提高，其應(yīng)用范圍正逐步擴(kuò)大。輸送機(jī)是在一定線路上連續(xù)輸送物 料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。它可進(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)輸送能力達(dá)，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。工件步進(jìn)輸送機(jī)用于間歇地輸送工件，到達(dá)預(yù)定位置。 工件步進(jìn)輸送機(jī)一般來說應(yīng)具有電動機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、工作機(jī)構(gòu)、滑架、推爪、輥道和機(jī) 架等部分，其中減速器是工件步進(jìn)輸送機(jī)最關(guān)鍵的傳動裝置之一。它在傳送工件的過程中不僅擔(dān)負(fù) 著減速及增加轉(zhuǎn)矩的功能，同時(shí)也降低了負(fù)載的慣量，是步進(jìn)式輸送機(jī)的核心部件之一。 1.2 研究目的及意義 輸送機(jī)是可以在固定線路上連續(xù)輸送物料的機(jī)械，一般情況下它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作效率 高、造價(jià)低，有的甚至可以在輸送工件的同時(shí)對工件進(jìn)行一系列工藝操作，因此工件輸送機(jī)在各行 各業(yè)中都被廣泛的應(yīng)用著。 而我設(shè)計(jì)的這款步進(jìn)式工件輸送機(jī)與傳統(tǒng)的工件輸送機(jī)最大的不同就是它并非一直處于連續(xù)不 斷的輸送狀態(tài)，而是將工件輸送一段距離之后停下來，等待幾秒之后在繼續(xù)將工件往前輸送，他的 意義在于那停頓的幾秒可以對工件進(jìn)行加工或是包裝之類的處理，使其達(dá)到流水線生產(chǎn)，自動化生 產(chǎn)的目的，提高了生產(chǎn)效率。 在如今這個效益至上的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)在流水線生產(chǎn)或自動化生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)料出料自動化，大大提 高了生產(chǎn)效率，減少人工成本，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。所以我設(shè)計(jì)的工件輸送機(jī)是典型的理論與實(shí)踐結(jié)合 的應(yīng)用。 1.3 國內(nèi)外研究狀況 步進(jìn)式工件輸送機(jī)在國外的發(fā)展已十分成熟，尤其是在一些發(fā)達(dá)國家如美國，德國，日本，英 國，俄羅斯等。這些國家已實(shí)現(xiàn)，高負(fù)載輸送，高速度輸送，高傾角輸送的技術(shù)。此外還有一些新 型的輸送機(jī)，可實(shí)現(xiàn)檢測篩選功能，空間轉(zhuǎn)彎輸送，有的甚至結(jié)合機(jī)械手在輸送的同時(shí)。但無外乎 兩個方面，一是功能多元化，另一方面則是加強(qiáng)其輸送能力。這兩方面也是工件輸送機(jī)的主要研究 方向。 在我國，工件輸送機(jī)的研發(fā)和使用與發(fā)達(dá)國家差距并不大，我國自主研發(fā)的生產(chǎn)制造的輸送機(jī) 的類型較多；最近幾年，在國家一個專門針對輸送機(jī)的項(xiàng)目——“國家一條龍‘日產(chǎn)萬噸綜采設(shè) 備’ ”的指導(dǎo)和扶持下，我國輸送機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展。其中也出現(xiàn)了一些新型輸送機(jī)，由 PLC 控制的 自動輸送機(jī)，有液壓驅(qū)動調(diào)速的輸送機(jī)。[1] 出了在增強(qiáng)輸送機(jī)能力方面，理他一些方面也是輸送機(jī)研究的方向，例如低能耗，低噪聲，專 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 1 門用來輸送易燃易爆物品的輸送機(jī)還有在特定環(huán)境中工作的輸送機(jī)，如高溫環(huán)境，有毒環(huán)境，粉塵 環(huán)境等。