最終 譚志同-畢設(shè)論文(改） 2014.6.4.pdf

桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書用紙 編號： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 題 目： 發(fā)動機(jī)配件生產(chǎn)線 自動上料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)生姓名： 譚志同 學(xué) 號： 1000110127 指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 唐 焱 職 稱： 副教授 題目類型 ： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā) 2014 年 5 月 26 日 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書用紙 I 摘 要 在汽車零配件加工生產(chǎn)的過程中，如果使用人工上下料，則其不僅勞動強(qiáng)度大，而且效率低，工作環(huán)境也較差，有諸多不足。而使用自動上下料裝置，則具有傳送快速、定位精度高以及可以長時間連續(xù)作業(yè)，大大提高了生產(chǎn)效率。 本文 擬設(shè)計(jì)一個適合于發(fā)動機(jī)配件生產(chǎn)線自動上料系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括鏈傳動系統(tǒng)和偏置曲柄滑塊推桿機(jī)構(gòu)兩個部分。 在鏈傳動系統(tǒng)中，選用合適的三相異步電機(jī)和與之匹配的減速器，再選擇合適的間歇分割器，實(shí)現(xiàn)間歇傳動，再通過一組鏈傳動，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)定減速。鏈傳送帶上的鏈條選擇帶翼的 08B 鏈條，翼上可以安裝托盤，托盤上放置運(yùn)輸件，當(dāng)鏈條轉(zhuǎn)動時可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸上料，鏈傳送帶上有張裝置，可以保證從動鏈輪與主動輪在同一水平線上，且能保證鏈條的張緊。 在偏置曲柄滑塊推桿結(jié)構(gòu)中，在推桿位置末端放置接近開關(guān)傳感器，當(dāng)輸送件到達(dá)指定位置時，接近開 關(guān)感應(yīng)輸出信號給予步進(jìn)電機(jī)信號，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動設(shè)計(jì)的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動，完成推桿動作。設(shè)計(jì)的鏈傳動與推桿形成配合完成自動上料系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 發(fā)動機(jī)配件：自動上料：間歇：鏈傳動；偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ; 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書用紙 II Abstract In the process of automotive parts production ， If you use the manual loading,then it is not only a Labor-intensive,but also inefficiencies,and the working environment is poor , there are many deficiencies.However, the use of automatic loading and unloading devices, with transfer speed, high precision and long-time continuous operation, greatly improving production efficiency. This paper intends to design a suitable engine parts production line automatic feeding systems. The system consists of two parts chain drive and the putt of offset crank slider mechanism. In the chain of transmission system, choice the appropriate of three-phase asynchronous motors and matching reducer. Then select the appropriate intermittent segmentation to achieve intermittent drive, and then achieve a predetermined deceleration through a set of chain drive. Chain links on the conveyor belt will select the chain links of winged 08B, the wing may be mounted the tray. The tray is placed on the transport pieces. When the chain rotating , transporting the material can be achieved. There tensioning device on the conveyor of chain can ensure driven sprocket and active wheel at the same level, and can ensure that the chain tension . In the the putt of offset crank slider mechanism,at the end of the push rod position, the sensor is placed close to the switch. When transporting pieces arrived at the designated location, proximity switch sensor output signal that is given to the stepper motor, the stepper motor rotating, and offset slider-crank mechanism drives by the design of linear motion. Then pushing rod action is completed . The chain drive and putting of designed form with the completion of automatic feeding systems. Keywords:Engine parts: Automatic feeding: Intermittent: Chain drive; Bias slider-crank mechanism;putter 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書用紙 III 目 錄 目 錄 . III 1 引言 . 1 1.1 自動送料機(jī)構(gòu)的背景與發(fā)展前景 . 1 2 總體方案設(shè)計(jì) . 3 2.1 課題設(shè)計(jì)方案對比 . 3 2.1.1 方案一 . 3 2.1.2 方案二 . 4 2.1.3 方案三 . 5 2.2 總方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路 . 6 3. 機(jī)械元件的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 . 7 3.1 鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 7 3.1.1 鏈條的選擇 . 7 3.1.2 鏈輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 10 3.1.3 鏈輪的連接與裝配 . 14 3.1.4 軸的校核 . 15 3.1.5 鏈輪張緊裝置的設(shè)計(jì) . 16 3.1.6 鏈傳送帶框架設(shè)計(jì) . 16 3.1.7 托盤設(shè)計(jì) . 17 3.1.8 頂梁桿設(shè)計(jì) . 18 3.1.9 調(diào)節(jié)桿設(shè)計(jì) . 18 3.1.10 支撐鋼板設(shè)計(jì) . 19 3.1.11 臂板設(shè)計(jì) . 20 3.2 推桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 20 3.2.1 推桿行程計(jì)算 . 21 3.2.2 曲柄連桿的設(shè)計(jì) . 21 3.2.3 墊片設(shè)計(jì) . 22 3.2.4 轉(zhuǎn)盤以及固定鋼板設(shè)計(jì) . 22 3.2.5 直 線軸承的設(shè)計(jì)選擇 . 23 3.2.6 推桿末端組合件設(shè)計(jì) . 24 4 電氣元件的選擇計(jì)算 . 26 4.1 用于鏈傳動的電動機(jī)的計(jì)算與選擇 . 26 4.1.1 鏈傳動臺的摩擦力的計(jì)算 . 26 4.1.2 扭矩、功率、減速比的計(jì)算以及電機(jī)的選擇 . 27 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書用紙 IV 4.2 推桿的電動機(jī)的計(jì)算與選擇 . 28 5 總結(jié) . 30 謝 辭 . 31 參考文獻(xiàn) . 33 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 1 頁 共 33 頁 1 引言 1.1 自動送料機(jī)構(gòu)的背景與發(fā)展前景 送料機(jī)是一種與沖床配套的空氣自動送料機(jī)，有一個主體，主體連接導(dǎo)柱的一頭，導(dǎo)柱的另一頭連接進(jìn)料組件，主體中制有送料機(jī)構(gòu)、固定夾料機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和傳遞機(jī)構(gòu)，傳遞機(jī)構(gòu)與沖床凸輪或模具相配合，導(dǎo)柱上安裝活動夾料機(jī)構(gòu)，活動夾料機(jī)構(gòu)與送料機(jī)構(gòu)相連。自動送料機(jī)可送金屬片、非金屬片及線材、管材等，送料誤差小、速度高，不需人工直接用手送料操作，有效地保護(hù)生產(chǎn)安全和減輕勞動強(qiáng)度，減少工資支出。 上料機(jī)是我國機(jī)械行業(yè)的一大特色，我國上料機(jī)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)迄今 已有幾十年的歷史。隨著國產(chǎn)化技術(shù)水平的提高和引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)械制造設(shè)備和加工工藝，上料機(jī)設(shè)備工業(yè)近 20年來得到了飛速的發(fā)展。 機(jī)械制造自動化 這是送料機(jī)、電氣化與自動控制相結(jié)合的結(jié)果，處理的對象是離散工件。早期的機(jī)械制造自動化是采用機(jī)械或電氣部件的單機(jī)自動化或是簡單的自動生產(chǎn)線。 20世紀(jì) 60年代以后，由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)控送料機(jī)、加工中心、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、自動化倉庫等。研制出適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)型式的柔性制造系統(tǒng)（ FMS）。以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自動化車間，加上信息管理、生產(chǎn)管理自動化，出現(xiàn)了采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）的工廠自動化。 在經(jīng)濟(jì)全球化、企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的傳播背景下，必將促進(jìn)中國上料機(jī)機(jī)械工業(yè)的革命性發(fā)展，也給上料機(jī)機(jī)械零部件制造商帶來了良好機(jī)遇。我國上料機(jī)機(jī)械的研發(fā)是從自力更生入手，借鑒國外先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)提高。改革開放以來，從單項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)擴(kuò)大到成套設(shè)備技術(shù)引進(jìn)，再通過消化吸收實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，繼而形成系列化，并開始走向東南亞和歐洲等地。目前，我國的上料機(jī)機(jī)械產(chǎn)品重頭產(chǎn)業(yè)類別基本齊全，品種多種多樣，產(chǎn)品技術(shù)高中低檔并存。新工藝、新技術(shù)和新設(shè) 備在實(shí)際生產(chǎn)中都得到了用戶的好評。一方面緊鑼密鼓發(fā)展成套設(shè)備。 1.2 自動上料系統(tǒng)的研究意義 送料機(jī)專門用于粒料 ,粉料 ,片狀料的輸送 ,產(chǎn)品應(yīng)用也十分廣泛 !在當(dāng)今社會 ,越來越多的行業(yè)將采用機(jī)械化輸送 .這種自動送料機(jī)有較高的精確度 ,而且又環(huán)保 ,又省時 ,還大大減少了勞動強(qiáng)度 .真正的做到了低成本 ,高回報 .在今飛速發(fā)展的年代 ,這種自動化產(chǎn)品會受到越來越多廠家的青睞與喜歡 ! 自動化是新的技術(shù)革命的一個重要方面。自動化技術(shù)的研究、應(yīng)用和推廣，對人類的生產(chǎn)、生活等方式將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。生產(chǎn)過程自動化和辦公室自 動化可極大地提高社會生產(chǎn)率和工作效率，節(jié)約能源和原材料消耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，改進(jìn)生產(chǎn)工藝和管理體制，加速社會的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革和社會信息化的進(jìn)程。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 2 頁 共 33 頁 國內(nèi)一些上料機(jī)機(jī)械設(shè)備龍頭企業(yè)一方面積極開發(fā)新型皮帶上料機(jī)機(jī)、提升機(jī)等，成功研制出一批具有國內(nèi)先進(jìn)水平的物流上料機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)件，為我國上料機(jī)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展奠定了可靠的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。 智能化是上料機(jī)業(yè)的重要發(fā)展方向，是搶占裝備發(fā)展制高點(diǎn)的重點(diǎn)，它將引領(lǐng)上料機(jī)發(fā)展的新潮流，裝備的數(shù)字化和智能化是兩化融合最重要的著力點(diǎn)。這個上料機(jī)是具有感知，首 先有傳感器，具有識別、分析、推理、決議計(jì)劃、控制功能的制造裝備。智力化是提高前輩制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的基層和深度結(jié)合，上料機(jī)工業(yè)是正在培育和處于成長初期的工業(yè)，技術(shù)上有重大突破，市場有巨大的成長潛力，具有戰(zhàn)略性新興工業(yè)的基本特征。海內(nèi)上料機(jī)所出產(chǎn)的國產(chǎn)設(shè)備，除了少數(shù)高檔設(shè)備海內(nèi)缺乏自主立異能力，一時還難以知足之外，大部門是海內(nèi)技術(shù)和能力能夠知足，卻由于上料機(jī)未正視上料機(jī)行業(yè)這一塊市場和對上料機(jī)加工一些特殊要求缺乏當(dāng)真分析研究所致。上料機(jī)就要求有更高的速度，但因?yàn)榍邢髁π?，為降低本錢，上料機(jī)可采用輕型 結(jié)構(gòu) ;試模用的研配壓機(jī)則不要求其高效快速，但要求有反滾動能以便修模 ;某些簡樸工序的大量重復(fù)加工可用專機(jī)等等。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)方向?qū)τ谧詣由狭系陌l(fā)展有著重大作用，希望本次設(shè)計(jì)能對自動上料的設(shè)計(jì)能有所幫助。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 3 頁 共 33 頁 2 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 課題設(shè)計(jì)方案對比 2.1.1 方案一 選用伺服電機(jī)，通過減速器減速，皮帶輪輸入軸與減速器輸出軸連接，帶動傳送帶運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)送料。選用推桿凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動，檢算出推桿行程，通過上料周期和工藝時間要求，設(shè)計(jì)的推桿與送料形成配合，形成自動上料系統(tǒng)。 結(jié)構(gòu)簡 圖如圖 2-1。 圖 2-1 方案 1 結(jié)構(gòu)簡圖 采用帶傳動優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn) : (1)、可用于兩軸中心距離較大的傳動 ; (2)、帶具有彈性 ,可緩和沖擊和振動載荷 ,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) ,無噪聲 ; （ 3）、當(dāng)過載時 ,帶即在輪上打滑 ,可防止其他零件損壞 ; （ 4）、結(jié)構(gòu)簡單 ,設(shè)備費(fèi)低 ,維護(hù)方便 缺點(diǎn) : （ 1）、傳動的外廓尺寸較大 ; （ 2）、由于帶的彈性滑動 ,不能保證固定不變的傳動比 ; （ 3）、軸及軸承上受力較大 ; （ 4）、效率較低 ; （ 5）、帶的壽命較短 ,約為 3000 到 5000h； （ 6）、不宜用于易燃易爆的場合 . 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 4 頁 共 33 頁 采用伺服電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn) : 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）、精度高；（ 2）、高速性能好；（ 3）、適應(yīng)性好：抗過載能力強(qiáng)；（ 4）、穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)；（ 5）、噪音小。 缺點(diǎn)：（ 1）、價格昂貴；（ 2）、不是標(biāo)準(zhǔn)件，通用性差。 方案 1 總結(jié)：總體結(jié)構(gòu)可行，但是考慮到實(shí)際情況，由于需要使推桿與傳送帶實(shí)現(xiàn)完整配合，帶傳送是利用摩擦力使發(fā)動加配件配件運(yùn)動，由于發(fā)動機(jī)配件為圓柱形，使得配件緊貼，使得配件定位困難，且由于摩擦力過大，易使送料時發(fā)動機(jī)配件被推倒。伺服電機(jī)雖然性能很好，但是若是要傳動帶與推桿 形成配合，則單單使用減速箱減速，很難實(shí)現(xiàn)完美配合，且價格昂貴。所以方案 1 還需改進(jìn)。 2.1.2 方案二 選用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)輸出軸與間歇分割器連接，間歇分割器輸出軸通過皮帶與鏈輪輸入軸連接，鏈條選擇有翼鏈條，鏈條上可以裝有托盤，從而使得上料的發(fā)動機(jī)配件可以穩(wěn)定傳送，且可以實(shí)現(xiàn)間歇傳動，易與推桿形成配合，實(shí)現(xiàn)自動上料。 方案二結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2-2 圖 2-2 方案二結(jié)構(gòu)簡圖 步進(jìn)電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： (1)、電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)； (2)、電機(jī)停轉(zhuǎn)的時候具有 最大的轉(zhuǎn)矩（當(dāng)繞組激磁時）； (3)、由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動的重復(fù)性； (4)、優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)； (5)、由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命； 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 5 頁 共 33 頁 (6)、電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本； (7)、僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)； (8)、由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。 缺點(diǎn)： (1)、如果控制不當(dāng)容易 產(chǎn)生共振； (2、難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速； (3)、難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩； (4)、在體積重量方面沒有優(yōu)勢，能源利用率低； (5)、超過負(fù)載時會破壞同步，高速工作時會發(fā)出振動和噪聲。 鏈傳動的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： (1)、承載能力高； (2)、適用于惡劣的工作環(huán)境； (3)、效率高； (4)、作用于軸上的力小。 缺點(diǎn)： (1)、工作時有噪聲； (2)、存在沖擊、振動； (3)、對安裝精度要求高。 方案二總結(jié)：由于運(yùn)用到步進(jìn)電機(jī)，使得鏈傳動實(shí)現(xiàn)了間歇運(yùn)動，而鏈傳動使得發(fā)動機(jī)配件的定位精確和傳送平穩(wěn)，通過周期，計(jì)算出傳送速率，設(shè)計(jì) 出推桿凸輪機(jī)構(gòu)形成配合，形成自動上料系統(tǒng)。但是在運(yùn)用推桿凸輪機(jī)構(gòu)時，考慮設(shè)計(jì)要求，往復(fù)周期較長，而推桿凸輪機(jī)構(gòu)周期較短，當(dāng)改進(jìn)成周期較長時，則推力太小，不易把發(fā)動機(jī)配件推送到指定位置。方案二總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，一些細(xì)節(jié)方面還可以改進(jìn)處理。 2.1.3 方案三 用使用三相異步電動機(jī)，三相異步電機(jī)輸出軸與間歇分割器連接，間歇分割器輸出軸通過皮帶與鏈輪輸入軸連接，鏈條選擇有翼鏈條，鏈條上可以裝有托盤，從而使得上料的發(fā)動機(jī)配件可以穩(wěn)定傳送，且可以實(shí)現(xiàn)間歇傳動，易與推桿形成配合。推桿使用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，通過小型步進(jìn)電 機(jī)帶動，使用直線軸承與其配合實(shí)現(xiàn)直線往返運(yùn)動以及定位，同時在推送位置安裝接近開關(guān)傳感器，當(dāng)發(fā)動機(jī)配件運(yùn)送至指定位置時，傳感器發(fā)送信號至帶動偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往返運(yùn)動，推送發(fā)動機(jī)配件至指定位置，實(shí)現(xiàn)自動上料。 方案三結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2-3 所示。 方案三為方案二的改進(jìn)版，在推桿上選用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)代替推桿凸輪機(jī)構(gòu)，而通過接近裝置傳感器，從而使得推桿與鏈傳動的配合更加緊密，而且可以防錯。 方案三總結(jié)：步進(jìn)電機(jī)與間歇分割器的配合，使得鏈傳動實(shí)現(xiàn)間歇傳動，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和直線軸承配合實(shí)現(xiàn)直線往返運(yùn)動形成推桿，鏈傳動 和推桿通過接近裝置傳感 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 6 頁 共 33 頁 器統(tǒng)一配合，形成自動上料系統(tǒng)。 圖 2-3 方案三結(jié)構(gòu)簡圖 綜合以上三種方案的對比，分析各方案優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際與設(shè)計(jì)要求，選擇方案三為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)方案。 2.2 總方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路 鏈傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路：三相異步電機(jī)電機(jī)通過減速器減速，再與間歇分割器連接配合形成間歇轉(zhuǎn)動，間歇分割器輸出軸與減速用鏈輪連接，實(shí)現(xiàn)再次減速，減速所用鏈輪與傳動鏈輪通過軸連接，從而帶動鏈傳動。鏈輪兩側(cè)通過臂板固定，臂板上打用螺孔，中間接上頂梁桿，頂梁桿上打有螺孔，通過螺孔連接，使得鋼板放置于頂梁桿上，用于支 撐，頂梁桿與鋼板上可以通過調(diào)節(jié)軸支撐與調(diào)節(jié)，鋼板上固定放置方鋼，可以使鏈條滾子在方鋼上滾動。鏈條兩側(cè)設(shè)有翼，翼上通過平角螺釘固定裝上托盤，托盤兩側(cè)設(shè)有擋板。鏈傳動帶動托盤移動，發(fā)動機(jī)配件置于托盤上跟隨移動，載有發(fā)動機(jī)配件的托盤到達(dá)指定位置時，鏈傳動停止，推桿將發(fā)動將配件推至指定位置，推桿返回后，鏈傳動繼續(xù)進(jìn)行。 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路：當(dāng)載有發(fā)動機(jī)配件的托盤到達(dá)指定位置時，通過接近裝置傳感器發(fā)出信號給步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動，推桿運(yùn)動上裝有直線軸承，直線軸承通過桿架固定，從而實(shí)現(xiàn)定 位準(zhǔn)確的直線往復(fù)運(yùn)動，同時推桿末端為組合件，可以調(diào)節(jié)寬度，從而可以調(diào)節(jié)行程。 通過鏈傳送帶與推桿配合形成自動上料系統(tǒng)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 7 頁 共 33 頁 3. 機(jī)械元件的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)中機(jī)械元件包括：鏈條、鏈輪、連接軸、張緊裝置、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。 3.1 鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1.1 鏈條的選擇 鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運(yùn)動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。 鏈傳動有許多優(yōu)點(diǎn)，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動尺寸小；所需張緊力小，作用于軸上的壓力??；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動的缺點(diǎn)主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。 鏈傳動按照用途的不同可以分為輸送鏈、起重鏈、傳動鏈。輸送鏈和起重鏈一般用在運(yùn)輸和起重機(jī)械中。而傳動鏈常用于一般的機(jī)械傳動。 傳動鏈又可以分為兩種：短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈）和齒形鏈。在傳動系統(tǒng)系統(tǒng)低速級時常用滾子鏈（一般的傳遞功率在 100kWy 以下），鏈速不 高于 15m/s 已知發(fā)動機(jī)配件為圓柱形，其直徑取 50，高取 60，重量 100g 左右，上料物件體積不大，重量較輕，傳送距離在 1.2 米左右，考慮上料物件速度不大，功率不高，則可以選擇滾子鏈進(jìn)行傳送。 滾子鏈有兩種型式，一種是閉式，一種為開式。閉環(huán)式滾子鏈底座上有軟道，托板上面為承載索，托板之間用銷軸相連構(gòu)成鏈狀，兩端各有一軌道輪可沿軌道運(yùn)行。由于不銹鋼鏈板是閉合的，故不存在下滑的危險。這種滾子鏈的優(yōu)點(diǎn)是軌道輪容易檢修更換，檢查容易。不怕打滑。缺點(diǎn)是鏈很長。制造費(fèi)用較高；軌道磨損后更換困難。開式滾子鏈沒有軌道。 用 滾輪固定在滾輪架內(nèi)作軌道，托板沿滾輪運(yùn)行。 托板鏈?zhǔn)情_式的，比較短。這種滾子鏈優(yōu)點(diǎn)是滾輪直徑較大，承載能力強(qiáng)。不銹鋼鏈板短。制造費(fèi)用較低。缺點(diǎn)是滾輪在架內(nèi)損壞后取出更換較困難，滾輪易跑偏磨損壁板。托板鏈易下滑。 通過比較選取型號為 08B 的鏈條，鏈條兩側(cè)帶翼，單排型。 08B 鏈條基本參數(shù)如下表 3-1 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 8 頁 共 33 頁 表 3-1 08B-1 滾子鏈基本參數(shù)和尺寸 ISO 鏈號 節(jié)距 P 滾子 直徑 d1 max 內(nèi)節(jié) 內(nèi)寬 b1 min 軸銷 直徑 d2 max 內(nèi)鏈板 高度 h2 max 排距 pt 內(nèi)鏈節(jié)外寬 b2 max 板厚 T 軸銷全寬（單排） 拉伸載荷（單排） 08B 12.7 7.75 7.75 4.45 11.81 13.92 11.3 1.5 17 17.8 08B 鏈條結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3-1 所示 圖 3-1 08B-1 鏈條結(jié)構(gòu)示意圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 9 頁 共 33 頁 鏈條在加工好的方鋼上轉(zhuǎn)動，方鋼通過加工符合鏈條的內(nèi)節(jié)寬度，鏈條的翼上裝上托盤，托盤通過沉頭螺釘固定，其結(jié)構(gòu)如圖 3-2 所示： 圖 3-2 鏈條與托盤組合 帶翼鏈條實(shí)物圖如圖 3-3 所示： 圖 3-3 08B帶翼鏈條實(shí)物圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 10 頁 共 33 頁 3.1.2 鏈輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 鏈輪由輪齒、輪緣、輪輻和輪轂組成。鏈輪的設(shè)計(jì)主要是確定鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸、材料的選擇和它的熱處理方法等。 滾子鏈與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合，鏈輪齒形的設(shè)計(jì)非常靈活，在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1243-1997 中也沒有規(guī)定具體的鏈輪齒形，只是規(guī)定了最小和最大的齒槽形狀及其極限的參數(shù)。實(shí)際的齒槽形狀取決于 加工齒輪的刀具和它的加工方法，在設(shè)計(jì)時要使其位于最小和最大的齒槽形狀之間。 鏈輪的基本參數(shù)是配合鏈條的節(jié)距 p,套筒的最大外徑 d1,排距 pt 和齒數(shù) z。 已知選取的鏈條型號為 08B-1，其基本參數(shù)如表 3-1. 結(jié)合設(shè)計(jì)需要，鏈傳動上料為水平方向，所以連個鏈輪大小相等。取鏈輪齒數(shù)為 24齒。則各參數(shù)如表 3-2 所示： 表 3-2 08B 鏈條參數(shù) 則主鏈輪主要的尺寸計(jì)算如下： （ 1）、分度圓直徑 d 30.97)24180s in(7.12)180s in(zpd（ 2）、齒頂圓直徑 da 齒數(shù) z 節(jié)距 P 滾子 直徑 dr max 內(nèi)節(jié) 內(nèi)寬 b1 min 軸銷 直徑 d2 max 內(nèi)鏈板高度 h2 max 排距 pt 內(nèi)鏈節(jié)外寬 b2 max 板厚 T 軸銷全寬（單排） 拉伸載荷（單排） 24 齒 12.7 mm 8.51 mm 7.75 mm 4.45 mm 11.81 mm 13.92 mm 11.3 mm 1.5 mm 17 mm 17.8 kN 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 11 頁 共 33 頁 102210064.10051.87.12)4.26.11(30.97)6.11(104665.10451.87.1225.130.9725.1m a xm i nm i nm a xaaararaddddpzdddpdd平均（ 3）、齒根圓直徑 df 79.8851.83.97 rf ddd（ 4）、分度圓弦齒高 ha 095.2)51.87.12(5.0)(5.010.451.85.07.12)248.0625.0(5.0)8.1625.0(m i nm a xraadphdrpzh0975.32 m inm a x aaa hhh 平均 （ 5）、最大齒根距離（偶數(shù)齒） Lx 79.88 fx dL （ 6） 、齒側(cè)凸緣直徑 dg 42.8376.081.1104.124180c ot7.1276.004.1180c ot 2 hzpd g（ 7）、齒面圓弧半徑 re 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 12 頁 共 33 頁 39255.26)224(51.812.0)2(12.047.51)1802424(51.8008.0)180(008.0m i nm a xm i n2m a xeeerererrrzdrzdr平均（ 8）、齒溝圓弧 ra 30.451.8505.0505.044.451.8069.051.8505.0069.0505.0m in33m a xrarradrddr（ 9）、齒溝角 25.1162490-1209012025.13690140z90-140m inm a xzaza（ 10）、齒寬 bf1 2075.775.793.093.0 11 bb f （ 11） 、齒側(cè)倒角 ba 651.17.1213.013.0 pb a 由于鏈傳動帶水平傳送，則在傳送帶上的從鏈輪尺寸取和主鏈輪尺寸相同，主鏈輪與另外一組鏈輪組連接，帶動主鏈輪傳動，帶動鏈輪的從鏈輪尺寸取與原來設(shè)計(jì)的鏈輪尺寸相同，然后設(shè)計(jì)主鏈輪 2： 鏈傳動帶 2 用于減速，已知發(fā)動機(jī)配件傳送需要 1.4S 傳送 177.8mm,則其速度為 )/(1274.18.177 smmV 鏈輪直徑為 97.3，則鏈輪轉(zhuǎn)速為： m i n )/(25 _)/(4.21273.9714.3/r srvdn 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 13 頁 共 33 頁 電機(jī)轉(zhuǎn)速選取 1450r/min,減速器減速 25 倍，則從減速器輸出的轉(zhuǎn)速為： m in )/(582514501 rn 帶動鏈的鏈條取 08B-1 滾子鏈，其節(jié)距為 12.7，則可以計(jì)算出小鏈輪的齒數(shù)： 94.4158253.97 25583.97d d則小鏈輪的齒數(shù)為： 1894.41180s inzdzp小鏈輪齒數(shù)為 18， 08B 鏈條的各參數(shù)如表 3-1 所示，可計(jì)算出小鏈輪的各參數(shù)： (1)、分度圓直徑 d d=41.94 (2)、齒頂圓直徑 da da max=66.325 da min=45 (3)、齒根圓直徑 df d f =33.43 (4)、分度圓弦齒高 ha ha max=4.81 ha min =2.275 (5)、最大齒根距離（偶數(shù)齒） Lx Lx=33.43 (6)、齒側(cè)凸緣直徑 dg dg=59.04 (7)、齒面圓弧半徑 re re max=34.31 re min=20.424 (8)、齒溝圓弧 ra ra max=4.44 ra min=4.30 (9)、齒溝角 a max=135 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 14 頁 共 33 頁 a min=135 (10)、齒寬 bf1 bf1=7.2075 (11)、齒側(cè)倒角 ba ba=1.651 在實(shí)際的齒槽形狀取決于加工齒輪的刀具和它的加工方法，在設(shè)計(jì)時要使其位于最小和最大的齒槽形狀之間，取兩者平均值設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)鏈輪如圖 3-4 所示 圖 3-24 設(shè)計(jì)鏈輪 3.1.3 鏈輪的連接與裝配 鏈輪連接通過軸、滾動軸承，聯(lián)軸器連接，其裝配如圖 3- 5 所示 圖 3-5 主鏈輪裝配圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 15 頁 共 33 頁 從左至右，減速鏈輪通過小軸連接，小軸上設(shè)有鍵槽，可以用沉頭螺釘固定，軸通過軸承連接，在左右端臂板上，通過螺栓螺母把軸承座固定在臂板上，主動鏈輪上設(shè)有鍵槽，整體上通過聯(lián)軸器，軸承固定 裝配。 3.1.4 軸的校核 在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，通常按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的條件來初步計(jì)算軸的強(qiáng)度，對與不大重要的軸，可以作為計(jì)算結(jié)果，有計(jì)算可得鏈傳送帶的摩擦力約為 15N，鏈輪的轉(zhuǎn)速為25r/min.傳遞功率為 2.8W，則有 2.095500003 rrr d nPWT r :扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa; T :軸所 受到的扭矩， N.mm; n :軸的轉(zhuǎn)速， r/min; P :軸傳遞的功率， kW; d :檢算界面處軸的直徑， mm; rt :許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa. 已知軸用材料為 45號剛，則 4525 rt M/MPa 取材料的最小許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，則可以算出最大的最小軸徑 88.1225252.010008.295500002.095500002.095500003333NPtntPdrr最小軸徑為 12.88，設(shè)計(jì)中選擇的軸為 1828，所以軸 1的強(qiáng)度都符合要求。 由此可以算出小鏈輪連接軸的最小軸徑 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 16 頁 共 33 頁 48.1258252.010008.295500002.095500002.095500003333NPtntPdrr最小軸徑為 12.48，設(shè)計(jì)中選擇的軸直徑為 14，所以軸 2的強(qiáng)度也符合要求。 3.1.5 鏈輪張緊 裝置的設(shè)計(jì) 張緊裝置是用于調(diào)節(jié)連傳送帶的的張力，對鏈傳動帶起到相應(yīng)的調(diào)節(jié)與保護(hù)作用，主要是為了避免在鏈條的松邊垂度過大時，產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動，同時也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角，從鏈輪可以左右自動調(diào)節(jié)，可以保證主鏈輪和從鏈輪保持在同一水平線上。其構(gòu)件包括，安裝架，調(diào)整桿，方形塊等，調(diào)整桿與從鏈輪的固定軸連接，固定軸兩端銑成扁位，調(diào)整桿與軸在扁位出通過螺紋連接，則通過調(diào)整桿的調(diào)節(jié)，即可調(diào)節(jié)鏈條的張緊，使其保證最佳工作狀態(tài)。鏈傳動帶張緊裝置的裝配圖如圖 3-6 所示： 圖 3- 6 張緊裝置裝配圖 3.1.6 鏈傳送帶框架設(shè)計(jì) （ 1） 鏈傳送帶長度計(jì)算： 上一小節(jié)設(shè)計(jì)定的鏈輪分度圓直徑為 97.30， 08B 鏈條節(jié)距 p=12.7.則兩側(cè)鏈輪與鏈條接觸長度 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 17 頁 共 33 頁 247.1252.30530.97221 dL 已知發(fā)動機(jī)配件直徑定為 50，高度定為 60.因?yàn)?4 倍節(jié)距 8.5047.12 其寬度正好與發(fā)動機(jī)配件直徑相近，所以托盤寬度設(shè)計(jì)為 52x52 的正方形托盤，托盤與托盤之間相 距 10 倍節(jié)距 L2， 127107.122 L 則一個托盤的最左端到下一個托盤的最左端的距離 L3 為 8.1 7 71 2 78.503 L 在傳送帶上設(shè)計(jì)有 16 個托盤，則整個鏈條長度 則總的鏈節(jié)數(shù)為 224.工作臺臺面長度 1 2 7 02/)( 14 LLL 總 鏈傳動帶結(jié)構(gòu)簡圖如圖 3-7 圖 3-7 鏈傳動帶結(jié)構(gòu)簡圖 3.1.7 托盤設(shè)計(jì) 圖 3-8 托盤結(jié)構(gòu)示意圖 已知發(fā)動機(jī)配件直徑 50，高度 60.則托盤設(shè)計(jì)為 52x52 板，兩側(cè)有擋板，板厚為 1.5，2 2 47.12 8.2 8 4 4168.1 7 7 總L 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 18 頁 共 33 頁 兩側(cè)擋板高度為 30，托盤底部通過沉頭螺釘與鏈條上的雙翼固定，沉頭螺釘選 M4，托盤材料選擇不銹鋼。托盤結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3-8 所示。 3.1.8 頂梁桿設(shè)計(jì) 頂梁桿在鏈傳動上作用是支撐固定作用，頂梁桿穿過左右臂板。頂梁桿直徑為 20，兩端有 M15 螺紋，通過螺母固定與調(diào)整 。兩根頂梁桿之間相距 209，中心線上方固定 6用于根，下方中心固定 4 根頂梁桿。頂梁桿長度為 100.在頂梁桿中間位置打 M15 的螺紋孔，固定承接鋼板，由于鏈傳動上整體重量不大，支撐力要求不高，所以頂梁桿選用45 號剛。頂梁桿結(jié)構(gòu)如圖 3-9 圖 3-9 頂梁桿結(jié)構(gòu)示意圖 3.1.9 調(diào)節(jié)桿設(shè)計(jì) 在頂梁桿與支撐鋼板間設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿可以調(diào)整支撐鋼板高度，使其在裝配時能夠符合要求水平高度，調(diào)節(jié)桿結(jié)構(gòu)如圖 3-10 所示 ： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 19 頁 共 33 頁 圖 3-10調(diào)節(jié)桿結(jié)構(gòu) 調(diào)節(jié)桿末端上有螺紋，桿通過頂梁桿，通過兩個六角螺母固定，通過螺母調(diào)節(jié)，可以調(diào) 節(jié)其高度，在調(diào)節(jié)桿頂端的螺母與支撐鋼板通過焊接固定，起到支撐與調(diào)節(jié)作用。 3.1.10支撐鋼板設(shè)計(jì) 支撐鋼板選擇長度與鏈傳動工作臺水平長度一樣，工作臺長度為 1270，鋼板長度也選擇 1270，寬度取 80，在支撐鋼板上打有 M6x6沉頭螺紋孔，兩者相距 209，通過螺釘與頂梁桿連接，使其固定與頂梁桿上，用處支撐方鋼和鏈條。 方鋼的選?。?已知滾子鏈內(nèi)節(jié)鏈款為 7.75，則選取 8x8 方鋼，通過加工使其寬度變?yōu)?7.5，方鋼通過螺栓與支撐鋼板固定，滾子鏈條可以再方鋼上滾動。方鋼長度與支撐鋼板長度相同，長度為 1270.方鋼實(shí)物圖如圖 3-11 所示： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）說明書用紙 第 20 頁 共 33 頁 圖 3- 11 方鋼實(shí)物圖 3.1.11 臂板設(shè)計(jì) 已知鏈傳動帶臺面長為 1270，鏈輪直徑為 97.30， 則臂板的總長為臺面長加上鏈輪直徑長為 1270+97.30=1367.3，加上預(yù)留空間總長取 1473； 臂板高度選擇 120； 臂板選取板厚為 3； 因?yàn)橛许斄簵U穿過，則在臂板上有直徑為 20 的通孔， 鏈傳送帶圖如圖 3- 12 所示 圖 3- 12