〖實(shí)例15〗快速步進(jìn)機(jī)構(gòu)的選擇

鬼魅道長

〖實(shí)例15〗快速步進(jìn)機(jī)構(gòu)的選擇

在許多工作中，需要機(jī)械做周期性的啟停，若此動(dòng)作是單向并有規(guī)律的，則做出此動(dòng)作的機(jī)構(gòu)就被稱作步進(jìn)機(jī)構(gòu)。步進(jìn)機(jī)構(gòu)在各種工業(yè)環(huán)境中，都有廣泛的使用，是一種非常重要的機(jī)構(gòu)。

1.    問題描述

    總行程300mm，載荷30kg，要求1秒內(nèi)前進(jìn)20mm，停1秒，再前進(jìn)20mm，循環(huán)往復(fù)。導(dǎo)向用直線導(dǎo)軌，用什么步進(jìn)機(jī)構(gòu)可以達(dá)到目標(biāo)動(dòng)作？

2.    討論

這種問題一般要先看步進(jìn)的精度要求，精度要求往往決定設(shè)備的設(shè)計(jì)方案。

甲說，如果精度不高，用普通馬達(dá)+絲桿或同步帶傳動(dòng)，用一個(gè)多位分度盤控制步進(jìn)點(diǎn)就可實(shí)現(xiàn)，或者可以用液壓，伺服驅(qū)動(dòng)；如果精度高，選用伺服馬達(dá)+滾珠絲桿也可以達(dá)到。

乙提出可以用槽輪或者凸輪機(jī)構(gòu)，甲反駁說，若按總行程和每次的步進(jìn)量來計(jì)算，整個(gè)行程需要步進(jìn)十五次，那樣槽輪會非常大，機(jī)構(gòu)會不協(xié)調(diào)；而用凸輪，分割點(diǎn)多，不易加工，以后也不好調(diào)整。

這時(shí)提問者回應(yīng)說，本方案要求精度不高，允許每步誤差最大為0.5mm，希望成本能盡量降低，機(jī)構(gòu)越簡單越好。

甲說，步進(jìn)結(jié)構(gòu)有很多種，主要用在等工位之間的工件傳遞，自己在做清洗設(shè)備的時(shí)候經(jīng)常應(yīng)用：例如汽車凸輪軸、曲軸、缸體、缸蓋等大件清洗，采用液壓抬起步進(jìn)的辦法；清洗槽之間的清洗籃傳遞，采用氣缸推桿的方法；烘干爐內(nèi)的鏈條輸送，采用馬達(dá)和分度盤的方法等等。

丙覺得使用氣缸可以降低價(jià)格，但仍有不足之處，說，若是簡單的氣缸推桿恐怕解決不了快速折返以進(jìn)行下一輪步進(jìn)動(dòng)作，可以用個(gè)很小的氣缸去推動(dòng)一套棘輪：棘爪結(jié)構(gòu)，棘輪和鏈輪或同步輪連在同一軸上，氣缸做一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，鏈條或同步帶前進(jìn)一個(gè)步距。

乙覺得氣缸頻繁往復(fù)的振動(dòng)會比較大，說可以用不完全齒輪完成步進(jìn)動(dòng)作，電機(jī)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，避免振動(dòng)，在齒輪與電機(jī)軸之間用扭簧或者其他辦法實(shí)現(xiàn)緩沖；三相鼠籠電機(jī)很便宜，不完全齒輪加工也不困難，成本并不比氣缸方案貴。

3.    結(jié)論

以下圖15-1列出了幾種常見的步進(jìn)機(jī)構(gòu)類型，供讀者參考。其中槽輪（又稱馬耳他機(jī)構(gòu)，來源自十字槽輪與馬耳他騎士會徽極其相似的形狀）有靜止保險(xiǎn)作用；棘輪可以反向鎖止；凸輪可以因?yàn)樵O(shè)計(jì)的不同而實(shí)現(xiàn)各種不同的功能，但其特點(diǎn)為可以最大限度避免沖擊。

步進(jìn)機(jī)構(gòu)是一種將連續(xù)輸入轉(zhuǎn)換為間歇輸出，以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從理論上說可以從任何機(jī)構(gòu)類型里衍生出來。其最為廣泛的應(yīng)用即是實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式輸送運(yùn)動(dòng)，如包裝機(jī)械、自動(dòng)裝配機(jī)械、電影膠片放映機(jī)等等。雖然有易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲等缺陷，卻是現(xiàn)代工業(yè)根本無法避開的機(jī)構(gòu)。因?yàn)槠滹@而易見的缺點(diǎn)，源動(dòng)力和步進(jìn)機(jī)構(gòu)的選擇就顯得特別重要，以上討論中的辦法都可以達(dá)到要求，但是具體的選擇和設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)際工況做最后決定。一般來說，步進(jìn)頻率越低，負(fù)載越小，在動(dòng)力學(xué)角度就越有利，反過來，若是重負(fù)載條件下要求“快步小跑”，就要特別注意慣性力帶來的應(yīng)力和振動(dòng)及噪聲。

https://zhuanlan.zhihu.com/c_1051171562501287936

electrode11

很全面，學(xué)習(xí)了，但是步進(jìn)機(jī)構(gòu)好像不止這多吧？

三八大蓋

這個(gè)好像就是300的步距 別的忘了是多少了 也功夫仔細(xì)回想額

李二洋

多謝道長講解，受教了

xiuguoz

每一種結(jié)構(gòu)都能單獨(dú)拉出來講一段的了

xiuguoz

每一種結(jié)構(gòu)都能單獨(dú)拉出來講一段的了

三八大蓋

三八大蓋 發(fā)表于 2015-1-14 19:21
這個(gè)好像就是300的步距 別的忘了是多少了 也功夫仔細(xì)回想額

這也是一種步進(jìn)機(jī)構(gòu)

哆嗦使人落后

歸納的不錯(cuò)

靜待瓜熟

乙提出可以用槽輪或者凸輪機(jī)構(gòu)，甲反駁說，若按總行程和每次的步進(jìn)量來計(jì)算，整個(gè)行程需要步進(jìn)十五次，那樣槽輪會非常大，機(jī)構(gòu)會不協(xié)調(diào)

不理解啊。槽輪怎會非常大？
我以為，槽輪與同步帶輪同軸，電機(jī)控制正反向循環(huán)，可行嗎？道長。

立心

好帖，學(xué)習(xí)了