步进输送机设计计算说明书
姓 名：
学 号：
班 级：车辆班
指导老师：
2012年X月
第1章 问题提出 2
11引言 2
12设计简介 3
121国外步进机发展史 3
122工作原理 7
第2章 设计求设计数 8
21 设计求 8
22 性数求 8
23 设计途 9
第3章 设计方案 9
31 设计方案1 9
32 设计方案2 9
第4章 机构尺度综合 10
41尺寸出 10
42机构尺寸计算结果 10
第5章 机构运动分析 11
51步进输送机运动学方程 11
511 步行输送机初始状态 12
求解方程组求BPCP长度值 13
512步行输送机动程 14
52运动学分析结果 19
第6章 机构动力分析 20
61步行输送机动力学分析 20
611步行输送机动力学方程 20
612步行输送机动力学仿真图 21
62动力学分析结果 24
第7章 结 26
71方案特点 26
72设计方法特点 26
第8章 收获体会 28
第9章 致谢 29
第1章 问题提出
11引言
输送机定线路连续输送物料物料搬运机械称连续输送机输送机进行水倾斜垂直输送组成空间输送线路输送线路般固定输送机输送力运距长输送程中时完成干工艺操作应十分广泛现代工业生产中处见输送机身影应物料定输送线初供料点终卸料点间形成种物料输送流程进行碎散物料输送进行成件物品输送进行纯粹物料输送外工业企业生产流程中工艺程求相配合形成节奏流水作业运输线输送设备广泛应现代化种工业企业中
12设计简介
121国外步进机发展史
国古代作灌溉高转筒车提水翻车现代斗式提升机刮板输送机雏形
17世纪中开始应架空索道输送散状物料
19世纪中叶种现代结构输送机相继出现1868年英国出现带式输送机
1887年美国出现螺旋输送机
1905年瑞士出现钢带式输送机
1906年英国德国出现惯性输送机
输送机受机械制造电机化工冶金工业技术进步影响断完善逐步完成车间部输送发展完成企业部企业间甚城市间物料搬运成物料搬运系统机械化动化缺少组成部分
122工作原理
步进输送机种间歇输送工件间距始终保持稳定步长传送机械工件隔断板料轮滑落辊道隔断板作间歇复直线运动工件定时间间隔滑落输送滑架作复直线运动工作行程时滑架位左侧推爪推动始点位置工件前移动步长滑架返回时始点位置料轮接受新工件推爪装压力弹簧推爪返回时工件底面滑工件保持动滑架次前推进时该推爪早已复位推动新工件前移时该推爪前方推爪推动前工位工件齐前移动步长周复始实现工件步进式传输显易见隔断板插断运动必须工件移动协调时间空间相匹配
第2章 设计求设计数
21 设计求
加工程求干相输送工件间隔相等距离a300mm导轨左次间歇移动零件耗时T1移动距离a间歇时间T2耗时时间T1移动距离a间歇时间T2……考虑动停时间KT1T2值较特殊受力较耐性成维修方便等素宜采槽轮凸轮等高副机构直接实现述求应利面连杆机构轨迹曲线
22 性数求
图21 步进输送机模型图
根述说功确定机械设计尺寸求：
1） 输送台距离面高度80cm
2） 输送架点运动轨迹似虚线示闭合曲线
3） 单次输送距离300mm左右
4） 输送架定范围保持动
5） 轨迹曲线CDE段高点低直线段AB距离少50mm
23 设计途
进行产品生产线产品步进输送步进输送段停顿时间段时间产品进行加工处理时步进输送运动稳动作般会太快方便精密工件加工生产种步进输送机采挡板推动产生较作力适应重量工件输送稳定……
第3章 设计方案
31 设计方案1
方案采凸轮机构做原动件通采局部度减少构件间摩擦够实现适应复杂工作求条件凸轮制造费高承载力限避免会受击
32 设计方案2
方案（2）：该方案完全采连杆机构运动连续稳构件部分连杆成较低维护检修较简单该机构度运动易控制缺点机构零件较较复杂
图32 步进输送机设计方案2
通两方案较分析选择方案（2）较较适合设计求选择方案（2）作设计方案
第4章 机构尺度综合
41尺寸出
根设计求相输送工件间隔相等距离300mm轨迹曲线CDE段高点低直线段AB距离少50mm免零件停歇时受输送架应回碰
42机构尺寸计算结果
图41 输送机机构示意图
采作图法求尺寸图点A坐标（00）坐标图：
AB长度式子：
BC杠：
CE杠：
CD杠：
BD杠：
设AB转速wB点运动轨迹
机架尺度限制尺寸限制取AB长度170mm
根运动求规律知道AB杠实现完整圆转动说AB杠曲柄根运动规律暂时取BC400等式知EC400
根运动规律点高点时实现动段距离运输物品传送
D运动 加速度考虑
y轴方结合ABBCEC长度知BD518
终述值取定soidworks做图模拟终数进行修正实现求运动数：
底板架高度——700mm 底板长度——1800mm
底板宽度——400mm 杆AB长度——170mm
杆BD长度——518mm 杆CE长度——400mm
杆CD长度——280mm 铰链点距离O点长度——334mm
电机轴距离O点距离——165mm BC400MM
铰链点EE1间距离——791mm
点DD1间距离——791mm 点C1D1间距离——2795mm
第5章 机构运动分析
51步进输送机运动学方程
根步进输送机结构设计求机构尺寸进行分析计算机构运动分两阶段第阶段输送机动阶段输送机工作阶段时输送机挡板推动工件左移动第二阶段输送机回转曲线运动阶段阶段输送机挡板运动时慢慢移动次回原运动面准备开始第二次重复运动
图51 步进输送机运动分析简图
511 步行输送机初始状态
图53 输送机运动分析图
设A点坐标(0182)D点坐标（3500）AB长182BC长364CD长420设P点坐标B点坐标
B点轨迹 （51）
设C点坐标：C （52）
设计求段进程中P点做直线运动段时间：
（53）
通CAD绘制结构零件图知时
情况
中垂线方程：
（54）
分析图53中中心圆转角应图52中中垂线夹角相等
（55）
求解方程组求BPCP长度值
512步行输送机动程
图54 结构示意图
图54 示标注点机构设计中铰链点中杆AB绕A点旋转驱动件AEE1点固结机架DD1点连接挡板设点坐标分：时设AB角速度角加速度杆件水面夹角杆件长度分：初始角
根杆件运动列出B点运动方程：
（56）
中已知初始角杆长已知求出B点坐标式56分进行次二次求导B点速度加速度方程
(57)
（58）
图55 点B位置导出图
图56 点B速度导出图
图57 点B加速度导出图
5758式中速度加速度未知数求出理列出CDE点位置速度加速度方程：
（59）
（510）
（511）
(512)
（513）
图58 点C位置导出图
图59 点C速度导出图
图510 点C加速度导出图
图511 点D位置导出图
(514)
（515）
图512 点D速度导出图
图513 点D加速度导出图
52运动学分析结果
B1C1D1E1点速度加速度点BCDE点应相等计算
挡板机构先进行300mm左右动然行时逐步退升原面样完成次周期运动整运动程AB杆绕A点运动作驱动BCD构成三角形杆组AE制约运动D点运动周期段时间做直线运动soildworks仿真出该机构运动稳速度变化较缓满足种设计求
第6章 机构动力分析
61步行输送机动力学分析
该机构进行动力学分析根动力学分析简图杆件受力情况列出动力学方程soildworks软件进行模拟仿真检测机构运动程中受力情况机构否正确
该机构传动角考察连杆间传动角否瞒住求果传动角太话传动效率会降低果传动角满足传动角求稳定工作
611步行输送机动力学方程
图61 步进输送机示意图
BC杠x方受ABDC力身运动存力y方受ABDC力转矩角度考虑xy方杆件分力产生力矩BC杆件动力学方程：
(61)
BD杆件x方受ABDC作力时y方受ABDC力作转矩方面方受力现坐标值产生力矩：
(62)
CD杠x方受BDBC杆件产生力作时y方会受BDBC产生分力方分力作会产生现xy坐标系力矩式子：
612步行输送机动力学仿真图
图62 点B径力分析导出图
图63 点B径力矩分析导出图
图64 点C径力分析导出图
图65 点C径力矩分析导出图
图66 点D径力分析导出图
图67 点D径力矩分析导出图
62动力学分析结果
通面soildworks动力学仿真导出图知道铰链点受力情况呈现较稳定变化规律工件输送程中机构受力稳杆件力矩变化较稳定符合机构动力学受力条件合适选择机构构件材料精确制造构件满足机构工作求
第7章 结
71方案特点
次步进输送机特点：采连杆机构完成机构设计二采电动机作机构动力装置优点：架构简单动力强劲保护电动机负载力强连杆组结构保证挡板进行段水运动运动程中挡板够适时退台保证步进输送机稳输送货物机构采杆组结构链接安全维护方便量节约成种方案成太高结构够稳定缺陷说设计简单方法实现复杂运动程操作运较简单
72设计方法特点
次设计采CAD画面图定坐标尺寸然PROE仿真出运动学仿真结果列出运动方程CAD作图处精确度较高修改方便操作流程规范化图纸存根方便查修改soildworks仿真话效果较逼真操作较简便实形象化导出点运动速度加速度位移等设计节省量时间工作
第8章 收获体会
次机械综合设计中接触前没接触软件soildworksPROEADAMSCATIA等学互相帮助学初步学会方法通阅量课外书籍互联网解输送机设计方面知识输送机发展历史认识程中机械生活工作劳动社会发展关重性类进步提供强力保证力量次认识事行业重精妙
阅读书籍网收集信息中先进设计理念心中设计者精妙设计计算感钦佩学中结合次设计工作实际情况运时学知识课外知识相结合设计方法完成次课程设计心中倍受鼓舞
程中收获实践相关知识验提高学设计工作中信心机械设计方面力提高学工作想会帮助
学专业知识时更加明白样周围学交流想法增强团队合作力学间取长补短相互帮助相互学
第9章 致谢
机械设计程中首先发现足力层面欠缺设计中遇样样问题问题仅仅解决幸指导老师指导教育学作图模拟运动帮助届学长建议没老师学学长帮助肯定法独立完成工作感谢次设计中帮助指导老师学特感谢指导老师指导位学种应软件中帮助机构设计中提出意见
参考文献
[1] 邢俊文 MSCADAMSFlexAutoFlex培训教程 科学出版社2006
[2] 交通部标准计量研究 装卸机械技术性手册 技术标准出版社1982
[3] 康鹏工作室 CATIA V5产品设计实例教程 清华学出版社2006
[4]Ames C 1992 Classrooms goals structures and student motivation [ J ] Journal of Educational Psychology 84 267271
[5] 邱宣怀 机械设计 第4版 高等教育出版社1997
[6]Ausubel D 1968 Educational Psychology A Cognitive View [M] New York Holt Rinehart & Winston
[7] 刘儒彭福荫高政 机械制图 第4版 高等教育出版社2000
[8]Bandura A 1993 Perceived selfefficacy in cognitive development and functioning [ J ] Educational Psychologist 28 117148
[9] 王锦朱宇姬涛彭岳林 师通CATIA V5接触篇 北京航空航天学出版社2007
[10] 宁涛余强 ProE机械设计基础教程 清华学出版社2006
[11] 杨家军 机械原理——专题篇 华中科技学出版社2006
[12]Browne M W & R Cudeck 1993 Alternative ways of assessing model fit [A] In KA Bollen & J SLong ( eds ) Testing Structural Equation Models [C] Thousand Oakes CA Sage
[13] 陈秀宁施高义 机械设计课程设计 第2版 浙江学出版社2004
[14] 谢进万燕杜立杰 机械原理 高等教育出版社2004
[15] 陈奎生麻健容芷君 Hydraulics and Pneumatics Transmission 武汉学出版社2004
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步进输送机设计计算说明书
姓 名：
学 号：
班 级：车辆班
指导老师：
2012年X月
第1章 问题提出 2
11引言 2
12设计简介 3
121国外步进机发展史 3
122工作原理 7
第2章 设计求设计数 8
21 设计求 8
22 性数求 8
23 设计途 9
第3章 设计方案 9
31 设计方案1 9
32 设计方案2 9
第4章 机构尺度综合 10
41尺寸出 10
42机构尺寸计算结果 10
第5章 机构运动分析 11
51步进输送机运动学方程 11
511 步行输送机初始状态 12
求解方程组求BPCP长度值 13
512步行输送机动程 14
52运动学分析结果 19
第6章 机构动力分析 20
61步行输送机动力学分析 20
611步行输送机动力学方程 20
612步行输送机动力学仿真图 21
62动力学分析结果 24
第7章 结 26
71方案特点 26
72设计方法特点 26
第8章 收获体会 28
第9章 致谢 29
第1章 问题提出
11引言
输送机定线路连续输送物料物料搬运机械称连续输送机输送机进行水倾斜垂直输送组成空间输送线路输送线路般固定输送机输送力运距长输送程中时完成干工艺操作应十分广泛现代工业生产中处见输送机身影应物料定输送线初供料点终卸料点间形成种物料输送流程进行碎散物料输送进行成件物品输送进行纯粹物料输送外工业企业生产流程中工艺程求相配合形成节奏流水作业运输线输送设备广泛应现代化种工业企业中
12设计简介
121国外步进机发展史
国古代作灌溉高转筒车提水翻车现代斗式提升机刮板输送机雏形
17世纪中开始应架空索道输送散状物料
19世纪中叶种现代结构输送机相继出现1868年英国出现带式输送机
1887年美国出现螺旋输送机
1905年瑞士出现钢带式输送机
1906年英国德国出现惯性输送机
输送机受机械制造电机化工冶金工业技术进步影响断完善逐步完成车间部输送发展完成企业部企业间甚城市间物料搬运成物料搬运系统机械化动化缺少组成部分
122工作原理
步进输送机种间歇输送工件间距始终保持稳定步长传送机械工件隔断板料轮滑落辊道隔断板作间歇复直线运动工件定时间间隔滑落输送滑架作复直线运动工作行程时滑架位左侧推爪推动始点位置工件前移动步长滑架返回时始点位置料轮接受新工件推爪装压力弹簧推爪返回时工件底面滑工件保持动滑架次前推进时该推爪早已复位推动新工件前移时该推爪前方推爪推动前工位工件齐前移动步长周复始实现工件步进式传输显易见隔断板插断运动必须工件移动协调时间空间相匹配
第2章 设计求设计数
21 设计求
加工程求干相输送工件间隔相等距离a300mm导轨左次间歇移动零件耗时T1移动距离a间歇时间T2耗时时间T1移动距离a间歇时间T2……考虑动停时间KT1T2值较特殊受力较耐性成维修方便等素宜采槽轮凸轮等高副机构直接实现述求应利面连杆机构轨迹曲线
22 性数求
图21 步进输送机模型图
根述说功确定机械设计尺寸求：
1） 输送台距离面高度80cm
2） 输送架点运动轨迹似虚线示闭合曲线
3） 单次输送距离300mm左右
4） 输送架定范围保持动
5） 轨迹曲线CDE段高点低直线段AB距离少50mm
23 设计途
进行产品生产线产品步进输送步进输送段停顿时间段时间产品进行加工处理时步进输送运动稳动作般会太快方便精密工件加工生产种步进输送机采挡板推动产生较作力适应重量工件输送稳定……
第3章 设计方案
31 设计方案1
方案采凸轮机构做原动件通采局部度减少构件间摩擦够实现适应复杂工作求条件凸轮制造费高承载力限避免会受击
32 设计方案2
方案（2）：该方案完全采连杆机构运动连续稳构件部分连杆成较低维护检修较简单该机构度运动易控制缺点机构零件较较复杂
图32 步进输送机设计方案2
通两方案较分析选择方案（2）较较适合设计求选择方案（2）作设计方案
第4章 机构尺度综合
41尺寸出
根设计求相输送工件间隔相等距离300mm轨迹曲线CDE段高点低直线段AB距离少50mm免零件停歇时受输送架应回碰
42机构尺寸计算结果
图41 输送机机构示意图
采作图法求尺寸图点A坐标（00）坐标图：
AB长度式子：
BC杠：
CE杠：
CD杠：
BD杠：
设AB转速wB点运动轨迹
机架尺度限制尺寸限制取AB长度170mm
根运动求规律知道AB杠实现完整圆转动说AB杠曲柄根运动规律暂时取BC400等式知EC400
根运动规律点高点时实现动段距离运输物品传送
D运动 加速度考虑
y轴方结合ABBCEC长度知BD518
终述值取定soidworks做图模拟终数进行修正实现求运动数：
底板架高度——700mm 底板长度——1800mm
底板宽度——400mm 杆AB长度——170mm
杆BD长度——518mm 杆CE长度——400mm
杆CD长度——280mm 铰链点距离O点长度——334mm
电机轴距离O点距离——165mm BC400MM
铰链点EE1间距离——791mm
点DD1间距离——791mm 点C1D1间距离——2795mm
第5章 机构运动分析
51步进输送机运动学方程
根步进输送机结构设计求机构尺寸进行分析计算机构运动分两阶段第阶段输送机动阶段输送机工作阶段时输送机挡板推动工件左移动第二阶段输送机回转曲线运动阶段阶段输送机挡板运动时慢慢移动次回原运动面准备开始第二次重复运动
图51 步进输送机运动分析简图
511 步行输送机初始状态
图53 输送机运动分析图
设A点坐标(0182)D点坐标（3500）AB长182BC长364CD长420设P点坐标B点坐标
B点轨迹 （51）
设C点坐标：C （52）
设计求段进程中P点做直线运动段时间：
（53）
通CAD绘制结构零件图知时
情况
中垂线方程：
（54）
分析图53中中心圆转角应图52中中垂线夹角相等
（55）
求解方程组求BPCP长度值
512步行输送机动程
图54 结构示意图
图54 示标注点机构设计中铰链点中杆AB绕A点旋转驱动件AEE1点固结机架DD1点连接挡板设点坐标分：时设AB角速度角加速度杆件水面夹角杆件长度分：初始角
根杆件运动列出B点运动方程：
（56）
中已知初始角杆长已知求出B点坐标式56分进行次二次求导B点速度加速度方程
(57)
（58）
图55 点B位置导出图
图56 点B速度导出图
图57 点B加速度导出图
5758式中速度加速度未知数求出理列出CDE点位置速度加速度方程：
（59）
（510）
（511）
(512)
（513）
图58 点C位置导出图
图59 点C速度导出图
图510 点C加速度导出图
图511 点D位置导出图
(514)
（515）
图512 点D速度导出图
图513 点D加速度导出图
52运动学分析结果
B1C1D1E1点速度加速度点BCDE点应相等计算
挡板机构先进行300mm左右动然行时逐步退升原面样完成次周期运动整运动程AB杆绕A点运动作驱动BCD构成三角形杆组AE制约运动D点运动周期段时间做直线运动soildworks仿真出该机构运动稳速度变化较缓满足种设计求
第6章 机构动力分析
61步行输送机动力学分析
该机构进行动力学分析根动力学分析简图杆件受力情况列出动力学方程soildworks软件进行模拟仿真检测机构运动程中受力情况机构否正确
该机构传动角考察连杆间传动角否瞒住求果传动角太话传动效率会降低果传动角满足传动角求稳定工作
611步行输送机动力学方程
图61 步进输送机示意图
BC杠x方受ABDC力身运动存力y方受ABDC力转矩角度考虑xy方杆件分力产生力矩BC杆件动力学方程：
(61)
BD杆件x方受ABDC作力时y方受ABDC力作转矩方面方受力现坐标值产生力矩：
(62)
CD杠x方受BDBC杆件产生力作时y方会受BDBC产生分力方分力作会产生现xy坐标系力矩式子：
612步行输送机动力学仿真图
图62 点B径力分析导出图
图63 点B径力矩分析导出图
图64 点C径力分析导出图
图65 点C径力矩分析导出图
图66 点D径力分析导出图
图67 点D径力矩分析导出图
62动力学分析结果
通面soildworks动力学仿真导出图知道铰链点受力情况呈现较稳定变化规律工件输送程中机构受力稳杆件力矩变化较稳定符合机构动力学受力条件合适选择机构构件材料精确制造构件满足机构工作求
第7章 结
71方案特点
次步进输送机特点：采连杆机构完成机构设计二采电动机作机构动力装置优点：架构简单动力强劲保护电动机负载力强连杆组结构保证挡板进行段水运动运动程中挡板够适时退台保证步进输送机稳输送货物机构采杆组结构链接安全维护方便量节约成种方案成太高结构够稳定缺陷说设计简单方法实现复杂运动程操作运较简单
72设计方法特点
次设计采CAD画面图定坐标尺寸然PROE仿真出运动学仿真结果列出运动方程CAD作图处精确度较高修改方便操作流程规范化图纸存根方便查修改soildworks仿真话效果较逼真操作较简便实形象化导出点运动速度加速度位移等设计节省量时间工作
第8章 收获体会
次机械综合设计中接触前没接触软件soildworksPROEADAMSCATIA等学互相帮助学初步学会方法通阅量课外书籍互联网解输送机设计方面知识输送机发展历史认识程中机械生活工作劳动社会发展关重性类进步提供强力保证力量次认识事行业重精妙
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程中收获实践相关知识验提高学设计工作中信心机械设计方面力提高学工作想会帮助
学专业知识时更加明白样周围学交流想法增强团队合作力学间取长补短相互帮助相互学
第9章 致谢
机械设计程中首先发现足力层面欠缺设计中遇样样问题问题仅仅解决幸指导老师指导教育学作图模拟运动帮助届学长建议没老师学学长帮助肯定法独立完成工作感谢次设计中帮助指导老师学特感谢指导老师指导位学种应软件中帮助机构设计中提出意见
参考文献
[1] 邢俊文 MSCADAMSFlexAutoFlex培训教程 科学出版社2006
[2] 交通部标准计量研究 装卸机械技术性手册 技术标准出版社1982
[3] 康鹏工作室 CATIA V5产品设计实例教程 清华学出版社2006
[4]Ames C 1992 Classrooms goals structures and student motivation [ J ] Journal of Educational Psychology 84 267271
[5] 邱宣怀 机械设计 第4版 高等教育出版社1997
[6]Ausubel D 1968 Educational Psychology A Cognitive View [M] New York Holt Rinehart & Winston
[7] 刘儒彭福荫高政 机械制图 第4版 高等教育出版社2000
[8]Bandura A 1993 Perceived selfefficacy in cognitive development and functioning [ J ] Educational Psychologist 28 117148
[9] 王锦朱宇姬涛彭岳林 师通CATIA V5接触篇 北京航空航天学出版社2007
[10] 宁涛余强 ProE机械设计基础教程 清华学出版社2006
[11] 杨家军 机械原理——专题篇 华中科技学出版社2006
[12]Browne M W & R Cudeck 1993 Alternative ways of assessing model fit [A] In KA Bollen & J SLong ( eds ) Testing Structural Equation Models [C] Thousand Oakes CA Sage
[13] 陈秀宁施高义 机械设计课程设计 第2版 浙江学出版社2004
[14] 谢进万燕杜立杰 机械原理 高等教育出版社2004
[15] 陈奎生麻健容芷君 Hydraulics and Pneumatics Transmission 武汉学出版社2004
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