步进式工件输送机毕业设计

武 汉 理 工 大 学毕 业 论 文论文题目 步进式工件输送机 系 别 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师（签名） 完成时间 2013 年 5 月I摘要在科技飞速发展的今天，各种行业的竞争越来越激烈，生产效率的提高则变得尤为重要。在生产过程中，原材料的搬运时间和搬运费用占有的比例相当大，而且在搬运过程中，工人的劳动量消耗大，容易发生各种生产事故。所以各种类型的自动输送机的用处也越来越大。输送机已经成为了自动生产线上的重要组成部分，它可以为制造型工厂实现“无人工厂”成为现实。自动化生产线利用自动输料装置，将被加工的工件从一个工位自动输送到下一个工位，或者从一台设备自动输送到下一台设备，将生产线的各台设备联结成为一个整体。本文以步进式工件输送机的设计为核心，步进式工件输送机的功能是间歇地输送工件到达预定的位置，通过步进电机为动力源，减速器将电动机的回转数减速到所要的回转数。采用曲柄滑块机构，达到定时定量定距离的步进式工件输送功能。关键词：自动输送机； 曲柄滑块机构； 定时定量定距离IIDesign of step type workpiece conveyorAbstractThe rapid development in science and technology today, a variety of industry competition increasingly fierce, the production efficiency is particularly important. In the process of production, transportation timts. So the use of various types of automatic conveyor is more and more big. Conveyor has become an important part of the automatic production line, it can realize manufacturing factory “unmanned factory“ to become a reality.Automatic production line with automatic feeding device, the workpiece will be processed from one station to the next station delivery, or from one device automatically transported to the next piece of equipment, eaice connected to the production line as a whole. The design of the step type workpiece conveyor as the core, step-by-step workpiece conveyor function is intermittently conveying workpiece to a predetermined position, by a common motor as the power source, the rotary motor d achieve fixed time quantitative distance step-by-step workpiece conveying function.Key words: Automatic conveyor crank slider mechanism fixed time quantitative and distanceIII目录第一章 前言.11.1 背景介绍.11.2 国内外输送机发展史，现状和未来发展趋势.11.3 输送机的分类和特点.41.4 本输送机的适用范围.41.5 本课题研究的主要内容和拟解决的问题.51.6 输送机的工作原理和动作简介.51.7 连杆机构的特点和作用.71.8 本课题的研究方法、步骤及措施.7第二章 设计要求与设计用途.92.1 设计要求.92.2 性能数据要求.92.3 设计用途.10第三章 设计方案的比较.113.1 设计方案.113.2 方案分析.11第四章 动力源的选择及电路图的设计.124.1 电动机的选择.124.2 减速器的选择.134.3 电路图的设计.14第五章 参数综合.155.1 工件的的限制.155.2 运动参数计算.155.3 滑杆的拉压强度及变形.185.4 销钉的强度计算.195.5 零件的尺寸配合设计.205.6 重要连接的尺寸公差与配合的选择.24第六章 润滑的作用及润滑剂的选择.266.1 润滑在输送机上的作用.266.2 输送机关键部位的润滑.266.3 润滑方式的选择.26第七章 优缺点对比与总结.287.1 输送机的分类.287.2 总结.28参考文献.30致谢.311第一章 前言1.1 背景介绍在科技飞速发展的今天，工业自动化水平也越来越高。市场愈加需要各种各样的性能优良、效率高、价格低廉、质量可靠、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、市场竞争力和经济效益的重要因素则是产品设计。在机械产品设计中，首先要做的是进行机械运动方案的设计和构思、传动机构和执行机构的运用和创新设计。所以要求设计者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，选用或创新机构形式并且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、工作可靠稳定、实用性强的机械产品。企业为了赢得市场，必须不断设计和改善自己的产品，使其产品能符合市场的需求。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、市场竞争力和经济效益的最重要因素。输送机可以在生产线上连续输送物料，又称为连续输送机。不同的输送机有各自的优点和缺点，在不同的行业，可以选择适合的输送机以达到最优的输送效果。输送机可以在水平、垂直和倾斜方向进行以组成空间输送线，一般输送线路是固定的。输送机的输送距离长，输送能力大。输送过程中，如果有必要，还可以在输送过程中对工件进行若干加工操作，应该比较广泛。现代的工业加工生产中，随处可见输送机的身影。输送机既可以进行碎散物料的输送，也可以成配合，形成流水作业输送线。所以输送机设备在现代的各种企业工业中，应用广泛。输送机在自动化生产流水线上的运用，能提高工厂的生产效率，保障工人的生命安全和减轻工人的劳动强度。为实现生产自动化和车间无人化提供了可靠的条件。1.2 国内外输送机发展史，现状和未来发展趋势1.2.1 发展史在中国古代，就有作为灌溉用高转筒车和提水的翻车，现代的斗式提升机和刮板输送机，都是由其发展而来 5。2中国古代作为灌溉用高转筒车和提水的翻车17 世纪中期，开始出现架空索道输送物料1868 年，英国出现带式输送机31887 年，英国出现螺旋输送机1905 年，瑞士出现钢带式输送机如今，自动输送机受电机、化工、机械制造、冶金工业等技术影响，不断完善。从实现车间内部的自动输送，逐步发展到完成企业的内部输送，企业与企业之间的输送甚至城市与城市之间的物料自动输送，如今，自动输送机已经成为物料输送自动化、机械化不可缺少的组成部分 5。1.2.2 输送机的发展现状上个世纪我国煤矿用带式输送机经过不懈努力，取得了可观的成绩，国内外专家对带式输送机的关键技术和新产品的开发等系列产品发展到多功能、可以适应特殊用途的各种带式输送机系列产品。进入 21 世纪以来，随着现代化技术的发展和需要，我国对大倾角固定带式输送机，高产高效率工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距、大运量带式输送机等新型输送机设备的关键技术、关键零部件进行了理论研究，试验及产品开发。放眼国内外，输送机技术的发展主要有一下三个方面：1、设备功能多元化、应用范围不断的扩大化，如现阶段出现的大倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等机型，在这些方面都取得了很好的发展效果。42、经典系列输送机本身的技术向长运距、大运量、高带速等大型输送机方向发展。3、输送机本身所用的关键零部件向着高性能、高可靠性、低耗能等环保方向发展。1.2.3 输送机的未来发展趋势随着生产效率的不断提高。输送机的身影也越来越多的出现在工业生产线上。如今，输送机产业的开发正在稳步地发展和完善中，输送机在工作效率等一系列的问题上也越来越被人们所注意，那么，输送机产业在未来的不断发展中将会得到怎样的优化和改善呢？主要可以向以下几个方面进行改善和优化：大型化发展 大型化发展是指向大输送能力、大输送倾角和大输送长度等几个方面。在水力输送装置方面，输送长度可以达到 440 公里以上。带式输送机的输送长度已将近 15 公里，而且已经出现由若干台“带式输送道”组成的可以进行两地之间物料输送的输送管道。有些国家正在探索大运量、长距离、高效率、可连续输送并且更加完善的输送机结构。扩大输送机的使用范围：开发出可以在高温、低温、有反射性、有腐蚀性等恶劣环境下进行工作，以及能够输送一些易燃、易爆、易结团、有粘性的物料的输送机。满足一些特定的物料输送要求：使在邮局中应该能够满足要求的分选作用。降低能量消耗、节约能源：这个问题已经成为输送技术行业内科研工作的一个重要课题。并且将 1 吨物料输送 1 公里平均消耗的能量作为输送机选型的一个重要指标。保护环境，降低污染：开发出废气少、噪音低、粉尘少的输送机，减少对环境的污染。1.3 输送机的分类和特点自动输料装置输送工件的方法可分为依靠重力输送和强制输送两大类。依靠重力输送的机构结构简单，节省能源，但可靠性不高，一般用于滚动和滑动输送外形简单的中小形回转体工件。凡依靠外加能源来实现的输送都属于强制输送，这类装置的结构型式主要有皮带式、链式、辊式、步伐式、悬挂式以及机械手抓取输送式等。在输送不同种类的物料时，需要用不同的方法或者方式进行输送，所以出现了各种功能的输送机，如带式输送机、螺旋输送机、斗式提升机。不同的输送机，有各自的优点和缺点，在输送物料不同的情况下，需要选择最优的输送机。1.4 本输送机的适用范围本设计采用挡板推动，节奏紧凑，每完成一个往复运动都会将物料往前推进一个步长，能够定时定量定距离的将物料从一个工位输送到下一个工位上，主要适用于食5品、制造、包装、医药、化工等轻工业行业的隔料、定量、输送的需求。由于是步进式输送，故可以在输送过程中对物料进行加工，如面包表面喷奶油，盒装物料贴标签等。输送的物料可以是颗粒状、块状以及不规则的物料。1.5 本课题研究的主要内容和拟解决的问题1.5.1 研究内容本课题研究对象是步进式工件输送机，设计出一台利用挡板推动实现物料输送功能的输送机，挡板推动意味着此输送机可以输送的物料范围较广，颗粒状、块状以及不规则的物料都可以进行输送。并且与其械设计等知识及 CAD 、Pro/E 等软件设计零件实体模型，并实现功能的模拟仿真。主要从以下几个方面入手：1）根据功能要求，分解运动，拟定运动循环图。2）进行输送架平歇移动机构的选型，实现上述 2 个动作的配合。3）机械运动方案的和选择。4）根据选定的传动机构和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。5）画出机构运动简图(机械运动示意图)。6）对机械传动系统行机构进行运动尺寸计算7）确定各零件结构尺寸，完成零件图（CAD）8）完成装配图(二维用手绘，三维用 Pro/E)9）总结。1.5.2 课题拟解决的主要问题1.加工过程要求若干个相同的被输送的工件间隔相等，在导轨上依次间歇移动。2.根据设计要求，由于输运动，所以当输送架回程时应该在竖直方向提升一定的高低，避免物料在停歇时受到输送架的不应有的回碰，而不能达到步进式输送的功能。3.各零件之间的尺寸需要配合好，能使输送板完成整个往复运动，不至于卡死。4.对课题所设计的输送机与现在有的各种类型的输送机进行较系统地对比，分析该设计产品的优异性和主要社会效益。1.6 输送机的工作原理和动作简介1.6.1 工作原理6图 1-1 步进式工件输送机的机构运动简图由图 1-1 步进式工件输送机的机构运动简图可以看出，此输送机有 5 个活动构件，低副有 6 个，高副有 1 个（即轴承导轮与挡板的轨道之间的接触） ，局部自由度有 1 个，由公式=35-（26+1）-1=132()lhFnPF一个自由度，一个原动件，符合设计要求。此步进式输送机采用的是曲柄滑块机构。电动机提供原始动力后，通过减速器，将电动机的转速降低，从输出轴中将动力传送到圆盘上，圆盘的转动带动连杆 1，连杆 1 与连杆 2 相连，连杆 2 受到导轨的限制，作左右往复运动，从而带动连杆 3，连杆 3 带动轴承导轮，轴承导轮受到挡板的轨道限制，轴承导轮会顺着挡板的轨道运动，而轴承导轮与输送架相连，所以轴承导轮的运动轨迹与输送架的运动轨迹相同，即输送架的运动轨迹受挡板的轨道限制，由挡板的轨道形状可以看出，此输送机能够完成