工件移送机构车辆工程机械课程设计

1、课程设计说明书 设计题目： 工件移送机构 专 业： 车辆工程 班级：车辆工程xx-x 设 计 人： xxx 学号：xxxxxxxxxx科技大学2015年 7 月 24 日课程设计任务书学院 专业 班级 姓名 一、课程设计题目：工件移送机构二、课程设计主要参考资料1 课程设计指导书 2 孙桓，陈作模.机械原理M.7版. 北京：高等教育出版社，2006 3 梁崇高.平面连杆机构的计算设计M北京：高等教育出版社,1993 4 邹慧君，傅祥志等机械原理M北京：高等教育出版社，1999 5 申永胜.机械原理教程M北京：清华大学出版社,1999 三、课程设计应解决主要问题 （1）通过机构设计满足机构的运动

2、要求 （2）优化结构设计，提高可行性以及机构工作的稳定性 （3） 四、课程设计相关附件（如：图纸、软件等）（1）A3结构原理图 （2）课程设计说明书一份 （3） 五、任务发出日期：2015.07.20 任务完成日期：2015.07.24指导教师签字： 系主任签字： 指导教师对课程设计的评语 指导教师签字： 年 月 日目 录1 课程设计任务11.1设计题目11.2设计要求11.3原始数据22机械系统方案设计32.1功能描述32.2机械系统运动功能系统图42.3系统方案拟定与比较93 系统尺度综合124 系统运动学分析135系统动力学分析146 课程设计总结14参考文献151 课程设计任务1.1设

3、计题目设计一个工件移送机构（包括机械手）各种生产企业中都会有一些流水生产线上的工件需要移动，如果用人力完成此项工作将导致成本较高。为此需设计一种自动的工件移送机构，它能将工件按照预定位置、角度要求，移送到指定位置。1.2设计要求如图1所示，甲、乙两个工作台与工件（长方体a×b×h）的位置关系，设计一个机构（包括机械手）能把工件从甲工位拿到乙工位。 图11.3原始数据数据组编号ABCDEFGa（mm）50506040504050b（mm）15010015010080100120h（mm）150150200150150200200L1（mm）500750600500500600

4、750L2（mm）1000125012001000100011001100第 14 页2机械系统方案设计2.1功能描述 此工件移送机构不仅能实现工件的位置移动，还能满足预定的位置、角度、移动速度等要求。机构中的机械手能模仿着人手的部分动作，按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；它的结构形式比较简单，使用性较强，能够独立的按程序控制实现重复操作。从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。2.2机械系统运动分析 首先机械手抓取工件，然后多杆机构转动带动机械手抓着工件移动、旋转。运动到指定位置后，多杆机构短时间歇停止

5、运动或速度降到较低值，机械手放松工件到预定位置。然后，杆件快速返回原位，机械手处于打开状态此后工作，继续循环，进入下一个工作流程。 据此可画出如下的机械系统工作循环图，如图2 图2 机械系统工作循环图2.3系统方案拟定与比较 2.3.1方案一 采用了平行四边形构造。此方案中，平行四边形机构由下轮带动，可以精确的控制转动角度，使工件移送到要求位置。同时，右轮改为曲柄滑块机构，可以保证工件停止时的位置。因此理论上可以采用此种机构。其构造如图3所示： 图3 平行四边形机构2.3.2方案二如图4所示，此旋转机构为曲柄摇杆机构(如图5所示)的演化，原动件AB杆的动力由外部稳定动力输入（如电动机），带动杆

6、DE摆动，从而使机械手实现摆动。但此时杆AB应不是整周转动，而是转到适当位置再转回，这由电动机的正反转来进行电气控制实现。同时，为了节约工作时间、提高工作效率，杆AB回转时应有较大的速度，以缩短回程时间。图4图52.3.3方案三方案三是曲柄滑块机构配合传送带机构组成的搬运机构。图6曲柄滑块机构示意图3.3.1 机构的结构 如图6所示，该机构由左侧一个曲柄滑块机构，右侧一个传送带机构组成。左侧的曲柄滑块机构做成了偏心的，使滑块向右工作时具有较长的行程，确保工件被推送到传送带上。传送带有齿轮1驱动，其驱动力可由同一个电动机通过相应的变速机构提供，传送带是一个内侧齿轮齿形排列的一系列的突起，相当于齿

7、条。其材质可为橡胶。传送带表面由于工件搬运速度相一致的沟槽，用于暂时安放工件。如图7为齿条一段的剖面形状。其传送动力的机构为与其相啮合的齿轮，左边工作台右侧角上镶有一个挡块，防止工件滑到传送带上而不翻转90度。右侧工作台左端一段为一光滑面，黑影为一橡胶皮垫，增大摩擦，防止工件滑移太远超过预定位置太远。图7 齿条剖面形状示意图3.3.2 工作原理该方案是利用左边曲柄滑块将工件推到运行的传送带上。曲柄可固连在一齿轮上，通过电动机提供动力，一定传动比的变速机构传递到该齿轮上，驱动曲柄的旋转。齿轮1设计为主动齿轮，齿轮2设计为从动齿轮。当曲柄推动工件滑到传送带上时，通过一定的时序控制，传送带正好运动到

8、左侧工作台附近，工件落入传送带表面的沟槽里，防止工件刚刚加速时运动之后，保证时序上的一致性。当工件运送到右边工作台上时，利用工件的惯性继续运动，滑到右工作台上，当工件运送到右工作台的减速橡胶片上时，工件停止运动。至此，工件的一次搬运动作完成。如此循环。此机构虽然能实现工件的移送，但不能达到预定的位置精度要求。为此右工作台上还可安装一机械手，以确保工件运送到准确位置。2.3.4方案比较（1）优点比较由于各方案中只有移送机构不同，抓取机构（机械手）相同，此处只比较举升机构。1) 方案二是通过机械手夹取工件的，夹取工件稳定可靠；方案三中传送带上设计了可以容纳工件的沟槽，防止工件初始加速度时的滑移。2

9、) 方案一、二运动副处如果润滑好，磨损小，杆件加工制造容易，并且机构有急回特性，在工作行程慢速前进，以利于工件运输的平稳；而回程时为了节约时间，可以快速返回。3) 三个方案中的机构都可以通过改变各构件的相对尺寸来使从动件得到不同的运动规律，从而实现不同的工件传输的指定任务，诸如转向，远距离运输。4) 第三个方案是通过曲柄滑块的推动和齿条传送带的运动实现搬运的，最后仅是利用工件自身的惯性进入传送带，这说明传送需要一定地速度满足工件的惯性需求。5) 方案一、三结构简单，采用简单杆件和滑块。3.7.2缺点比较1） 方案一两杆受力较集中，对杆件强度要求较高，安全性不高。2） 圆柱凸轮和带沟槽的传送带需

10、要单独制造。方案三中不完全齿轮部分制造难度大，成本高（传送带也可由标准的传送带改造得到）。（3）方案确定经过对各个方案的比较，我们决定采用第二种方案，第二种方案动力传动性能较好相对较稳定、能保证一定的位置精度。虽然不如方案三稳定，但相对比较简单，容易实现。对传动机构的尺寸进行优化使其可获得更好的动力传递性能。图8优化方案 图8优化方案4系统尺度综合在方案二中已经对方案的相对尺寸进行了说明，杆件运动过程中传动角取最大值使机构获得更好的性能。图9 所选方案图图10 所选方案工作循环图各杆的长度、角度等尺寸可由机构CAD原理图得到。分析如下：原始尺寸计算尺寸数据组编号4杆件编号长度/mm杆件编号杆件

11、夹角/°a（mm）40AB186b（mm）100BC652h（mm）150DE776L1（mm）500L2（mm）1000机构中原动件的转速、功率等数据可由工作速度、效率以及原动机的相关参数要求适当选取。5 系统运动学分析此部分内容主要是分析机械系统运动的位移、速度、加速度与原动件转角（转速）的关系，建议用仿真软件完成，也可以用解析法，图解法作为最后的方法。仿真软件包括：Adams、各种自编小软件，如四杆机构仿真软件、凸轮仿真软件等。对杆件运动轨迹进行模拟分析，对气泵与机械手及各杆件的速度与加速度关系进行分析，对机械手的抓取与放松过程、工件最终到达的位置进行协调性分析。对机构的总体运

12、动情况进行分析，加深传动机构的深入认识，以及设计应用，将课堂与实际操作设计相结合，最后使设计的机构能够有效工作。6 课程设计总结本次课程设计是我进入大学以来第一次对自己所学知识和动手能力的综合检测，使我感触颇多、获益匪浅。首先，通过此次课程设计，进一步巩固所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养了自己分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力。对平面连杆机构、摇杆、齿轮、槽轮等一些课本上独立的知识有了更加深刻的理解和联系，要使这些基本结构能组成功能强大的各种机构，我的学习还有待于更深入。其次，这次课程设计过程中，使我了解到团队的力量是无限的。与同学们激烈讨论，团结合作，共同努力，最

13、终完美的实现了机构的设计，是本次课程设计中珍贵的体验。 此外，希望我们能有更多的机会参与课程设计，提高自主创新能力。这次课程设计我投入了很多的时间和精力，我觉得这是完全值得的。在我看来，课程设计比考试更能检测出学习的深度和精度。独立思考，勇于创新，动手能力都得到了进一步的加强。最后，衷心感谢老师这个学期的悉心教导与鼓励，在课堂上为我们补充了很多知识，带领我们走进了奇妙的机械世界。在曹老师的耐心指导下，我们才能完成了这次的课程设计 ，并从中学到了更多的知识。参考文献1 孙桓，陈作模.机械原理M.7版. 北京：高等教育出版社，2006 2 黄锡恺，郑文纬机械原理M.6版北京：高等教育出版社，1993 3 梁