方案优点是:运动副都是低副,因此运动副元素都是面接触,压强较小,可承受较大的载荷;有利于润滑,故磨损较小;此外,运动副元素的几何形状比较简单,便于加工制造,易获得较高的精度.还可以改变各构件的相对长度使从动件得到不同的运动规律。缺点是:传递路线较长,易产生较大的误差积累,同时,也使机械效率降低,且不利于高速运动。
综上:所设计方案能满足要求的性能指标;结构简单、紧凑;制造方便,成本较低。
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
6
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=270.42mm AD=119.6mm
将各杆长度圆整后得:AB=66mm BF=164mm DC=Z70mm DF=180mm
使用圆整后的数据作图如下:
图3
7
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=270mm DF=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。
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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。此布置方式的选择,降低了成本,安装维护方便。
图3
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3 电动机的选用
3.1 选择电动机类型
电动机的类型根据动力源和工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,电压380V。 3.1.1选择电动机容量
送料机在工作时的阻力为50N,对送料机构进行受力分析如下图:
图4
F34=50N
F43X238.24mm=F23X180mm F32Xcos48=F12Xcos41 M=F21X66mm
计算得:M=7.86N*m
根据设计要求送料机工作周期T=3s,则曲柄盘转速n=20r/min。 平面连杆送料机构工作所需功率:
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