图1-2 输送板的运动轨迹
1.7 连杆机构的特点和作用
才能传动从动件[3]。
连杆机构的共同特点是原动件的运动都要经过一个不与机架直接相连的中间构件
1.7.1 连杆机构具有的传动特点
(1)连杆机构中的运动副一般均为低副(故又称其为低副结构),其运动副两元素为面接触,压力较小,承载能力较大,润滑好,磨损小,加工制造容易,且连杆机构中的低副一般是几何封闭,对保证工作的可靠性有利[3]。
(2)在连杆机构中,在原动件的运动规律不变的条件下,可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律[3]。
(3)在连杆机构中,连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线(称为连杆曲线),其形状随着各构件相对长度的改变而改变,故连杆曲线的形式多样,可用来满足一些特定的工作需要[3]。
利用连杆机构还可很方便地达到改变运动的传递方向、扩大行程、实现增力和远距离传动 目的[3]。
1.7.2 连杆机构存在的缺点
(1)由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递,因而传动路线较长,易产生较大的误差累计,同时也使机械效率降低[3]。
(2)在连杆机构运动中,连杆及滑块所产生的惯性力难以用一般平衡方法加以消除,因而连杆机构不宜用于高速运动[3]。
此步进式工件输送机采用的是曲柄滑块机构,是由铰链四杆机构演化而来的,曲柄滑块机构的作用是可以将曲柄的回转运动转化为滑块的往复直线运动[3]。
1.8 本课题的研究方法、步骤及措施
7
1.8.1 研究方法
本课题为应用研究。主要采用参考文献法和计算机辅助设计法进行。在文献研究方法上,强调理论探索;在计算机辅助设计法上,强调实践分析。最后通过文献法和计算机辅助设计法有机结合,以三维仿真或样机及说明书实现设计。
1.8.2 研究措施
1.仔细的研读本课题,了解本课题的研究动态、意义、目的及其主要内容。 2.查阅报刊杂志等国内外相关文献资料,了解选题有关的社会背景,目前存在的观点问题和意见,为课题研究提供理论依据,使课题及时反映所研究的现实情况。
3.通过参考文献、计算机辅助设计方法完成设计
8
第二章 设计要求与设计用途
2.1 设计要求
输送过程中,要求被输送的工件之间间隔相等,相邻的工件间隔即输送机步长a=200mm,工件在输送轨道上向左依次间歇移动,每个工件经T1移动距离a后间歇T2,再耗时T1移动距离a后间歇T2??考虑到动停之间的时间比K?T1比值特殊,受力较T2大,以及成本、耐用度、维修方面的因素,不宜采用凸轮、槽轮等高副机构来实现上述要求,所以应采用平面连杆机构。
2.2 性能数据要求
图2-1 步进输送机模型图
根据上述的功能确定输送机的设计尺寸及要求如下: 输送平台距地面高度为50cm。
输送挡板的运动轨迹如图中ABCD所示,挡板在A处接收工件后,沿着轨迹AB把工件输送一个步长a,再沿着轨迹BC,使挡板离开轨道一段高度b,然后挡板沿着轨迹CDA返回到挡板的原始位置,输送另一个工件。
单次输送的距离为200mm
输送挡板在水平方向时始终保持平动。
输送挡板的运动轨迹中BC段和AD段的距离等于200mm。
9
2.3 设计用途
可以在产品生产线上进行物料的步进式输送,在输送过程中输送机是在时间间隔相等、距离相等地将一定的物料输送到指定的工位,所以在停顿的时间内,可以对物料进行加工。加工时间要与输送机完成一次往复运动所需的时间相等。在输送过程中由于采用挡板推动工件,并且挡板的运动速度不会太快,对工件的损害较小,碰撞较小,不至于对工件外形产生大的变形,故可以输送一些硬质较低的物料,如面包、糕点、盒装食品、药品等。在输送过程中运动平稳,方便于精密工件的加工。此输送机采用挡板推动,可以产生较大的推力,能适用于不同重量的工件的输送。
本步进式工件输送机采用曲柄滑块机构。电动机带动转盘转动,通过连杆带动,以实现输送挡板的左右往复运动。再配合一根能上下摆动的连杆和跑道形轨道,以实现输送挡板的上下运动。采用连杆机构,运动平稳、连续。由于机构大部分是连杆相连,维护、检修较为方便。
10
第三章 设计方案的比较
3.1 设计方案
方案一:采用液压装置和凸轮机构,以达到设计要求。采用液压动力装置推动挡板往复运动,再利用凸轮机构推动挡板上下的往复运动。由液压装置和凸轮机构的配合,实现挡板的曲线运动。
方案二:利用连杆机构,减速器,步进电机。通过步进电机,可以获得运动所需的动力,减速器可以获得所需的速度,连杆机构实现不同的节奏,速度比,步长和滑架的运动轨迹。
3.2 方案分析
经过分析,方案一机构结构简单,构造较为普通,而且运行时的噪音低,运动行程明确。缺点是该机构有两个自由度,所以运动难以控制,不够平稳。而且液压机构的成本高,维护检修复杂。方案二对于方案一存在问题可以很好地实现,而且步进电机容易选择,减速器和连杆机构,结构稳定,可靠性高,能承受一定的冲击,所以方案二比较合理。方案二的设计过程中,步进电机的选择和减速器的减速比选择、曲柄滑块机构与连杆的尺寸配合设计和分析是本课题的重点。
11