動力輥筒線的設(shè)計與研究

1、西南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文IVSouthwest uni versity of scie nee and tech no logy本科畢業(yè)論文動力輥筒線的設(shè)計與研究專學(xué)學(xué)指稱 名 號 師二0一一年六月動力輥筒線的設(shè)計與研究摘要：動力輥筒線是生產(chǎn)線上常用的機械輸送裝備，錐筒式的輥筒一般的長度尺寸都在1200mm以內(nèi)。但是當(dāng)遇到所運貨物比較大的時候，由于動力輥筒線比較 窄，不足以平衡貨物，所以這個尺寸根本不能滿足實際運送的要求。本文研究的動力輥筒線，其輥筒尺寸達到1600mm而且具有90。的轉(zhuǎn)彎,適合運送板材等大尺寸物品。首先對實際情況進行綜合分析，以確定動力輥筒 線的相關(guān)參數(shù)。然后通過ADAMS軟

2、件，建立動力輥筒線運動學(xué)模型，并對其進行仿真，以確定動力輥筒線能夠?qū)宀钠椒€(wěn)的運送到指定位置。最后對其進行 虛擬樣機的仿真分析，準(zhǔn)確測出板材從輥筒線轉(zhuǎn)彎處飛出去的臨界速度。關(guān)鍵詞：動力輥筒線；ADAMS虛擬樣機技術(shù)Power roller line design and researchAbstract: Power roller line is commoniy used in the production line machinery transport equipment, gen eral roller cone drum dime nsions are 1200mm in len g

3、th or less. But whe n faced with the large cargo, becauseof po wer roller line is quite n arrow, not eno ugh to bala nee the goods, so the size did not meet the requireme nts of the actual delivery.In this paper, the po wer roller line that roller size of its reach 1600mm, and has 90 of turn, for de

4、livery of large items such as sheet metal.This first comp rehe nsive an alysis of the actual situati on, determ ine the po wer roller line p arameters. And the n through the ADAMS software, Established the po wer roller line kin ematics model and simulatio n to determ ine the po wer roller line to t

5、he board a smooth delivery to the sp ecified locati on. Fin ally, a virtual p rotot ype of its simulati on, accurately measure the sp eed line of sheet metal flying out of the roller corner.Key words: power roller line, ADAMS, Virtual P rotot ypin動力輥筒線的設(shè)計與研究第一章:1.11.21.31.41.5概述引言動力輥筒的基本概述動力輥筒國內(nèi)外研究現(xiàn)

6、狀.本文研究內(nèi)容概述本章小結(jié)第二章虛擬樣機技術(shù)及ADAM軟件.2.1 虛擬樣機技術(shù)2.1.1 概述2.1.2虛擬樣機代表性的論述2.1.3 DMSO虛擬樣機定義2.2 ADAMS 軟件2.2.12.2.22.2.32.2.4軟件簡介軟件應(yīng)用ADAM軟件模塊特點綜合2.3本章小結(jié)第三章動力輥筒結(jié)構(gòu)設(shè)計基本設(shè)計要求3.1.1屋面材料情況簡述3.1.2送料任務(wù)簡述. 動力輥筒結(jié)構(gòu)設(shè)計本章小結(jié)3.13.23.3第四章動力輥筒線的運動仿真及分析動力輥筒線模型建立動力輥筒運動仿真 可靠分析本章小結(jié)4.14.24.34.4第五章proe精確建模 5.1 proe 簡介5.2模型建立5.3本章小結(jié)第六章電機和

7、變頻器的參數(shù)選擇方案電機的選擇變頻器的選擇6.2.1變頻器分類及控制方式6.2.2變頻器工作原理.6.2.3變頻器的選擇本章小結(jié)6.16.26.3 總結(jié). 致謝.1 .1 .1 ,.2 .5 .5 .6 .6 .6 .6 .7 .7 .7 .7 .8 .9 ,111212121315.17181820,24.32.33 .33 .35 .4041,4142424446.48.49 .505152參考資料附錄1 CAD圖紙西南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文第一章：概述1.1引言2010年中國動力輥筒線市場發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴張，國家產(chǎn)業(yè)政策 鼓勵動力輥筒線產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)新增投資項目

8、投資逐漸 增多。投資者對動力輥筒線行業(yè)的關(guān)注越來越密切，這使得滾筒轉(zhuǎn)彎機行業(yè)的 發(fā)展需求增大。1.2動力輥筒的基本概述輥筒線利用按一定間距架設(shè)在固定支架上的若干個輥子來輸送成件物品的輸送 機。固定支架一般由若干個直線或曲線的分段按需要拼成。輥子輸送機可以單獨使用， 也可在流水線上與其他輸送機或工作機械配合使用，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、安裝 拆卸方便、易于維修、線路布置靈活等優(yōu)點。這種輸送機按輥子是否具有驅(qū)動裝置， 可分為無動力式和動力式兩類。圖1-1輥筒線其具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、可輸送高溫物品、節(jié)能等特點，適 合于運送成件物品。輥子輸送機分動力型和無動力型，可以實現(xiàn)直線、曲線、 水

9、平、傾斜運行，并能完成分流、合流等要求，實現(xiàn)物品在機上加工、裝配、 試驗、包裝、挑選等工藝。1.3動力輥筒國內(nèi)外研究現(xiàn)狀動力輥筒線在國內(nèi)外的已經(jīng)是一項很成熟的技術(shù)了。但是國內(nèi)生產(chǎn)的動力 輥筒和國外同類產(chǎn)品還是有一定的差距。這個差距主要體現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的動力 輥筒比較的簡單，一般只是一個動力輥筒。在與其他設(shè)備的相互嵌入方面做得 不夠好。滾筒線又稱滾筒輸送機適用于各類箱、包、托盤等件貨的輸送，散料、小 件物品或不規(guī)則的物品需放在托盤上或周轉(zhuǎn)箱內(nèi)輸送。能夠輸送單件重量很大 的物料，或承受較大的沖擊載荷。結(jié)構(gòu)形式：按驅(qū)動方式可分為動力滾筒線和無動力滾筒線，按布置形式可分為水平輸送滾筒線、傾斜輸送滾筒線和

10、轉(zhuǎn)彎滾200、筒線。還可按特殊要求特殊設(shè)計，以滿足各類要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)滾筒線內(nèi)寬度為600、900、1200mm300、400、500、1200mm等。轉(zhuǎn)彎滾筒線標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)彎內(nèi)半徑為等，直段滾筒所用的滾筒直徑有38、50、 60、76、89mm等。滾筒輸送機之間易于銜接過濾，可用多條滾筒線及其它輸送設(shè)備或?qū)C組 成復(fù)雜的物流輸送系統(tǒng)，完成多方面的工藝需要。可采用積放滾筒實現(xiàn)物料的 堆積輸送。滾筒輸送機結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，使用維護方便。滾筒輸送機適用于底部是平面的物品輸送，主要由傳動滾筒、機架、支架、 驅(qū)動部等部分組成。具有輸送量大，速度快，運轉(zhuǎn)輕快，能夠?qū)崿F(xiàn)多品種共線 分流輸送的特點。結(jié)構(gòu)形式：從驅(qū)動

11、形式上分為有動力、無動力、電動滾筒等，按布局形式 分為水平輸送，傾斜輸送和轉(zhuǎn)彎輸送。尺寸規(guī)格：滾筒輸送機內(nèi)寬度根據(jù)實際情況確定，轉(zhuǎn)彎滾線標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)彎內(nèi)半徑為300、600、900、1200mm等。直段滾筒所用的滾筒直徑有38、50、60、76、 89mm等。轉(zhuǎn)彎滾筒的錐度我們會根據(jù)輸送物體的重量、外形尺寸、線速度等來 設(shè)計。機架材質(zhì):碳鋼噴塑，不銹鋼，鋁型材。動力方式:減速電機驅(qū)動，電動滾筒驅(qū)動等形式。傳動方式:單鏈輪、雙鏈輪、0型皮帶、平面摩擦傳動帶、同步帶等。調(diào)速方式:變頻調(diào)速，無級變速等。設(shè)備特點:滾筒輸送機之間易于銜接過濾，可用多條滾筒線及其它輸送設(shè)備或?qū)C組成復(fù)雜的物流輸送系統(tǒng)以及分流合

12、流系統(tǒng)，完成多方面的工藝需要?？刹捎梅e放滾筒實現(xiàn)物料的堆積輸送。滾筒輸送機結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，使用 維護方便，動力滾筒線考慮鏈條抗拉強度，最長單線長度一般不超過10米。動力輥筒線有以下技術(shù)參數(shù):1、輸送物體的長度、寬度和高度;2、每一輸送單元的重量;3、輸送物的底部狀況;4、有無特殊工作環(huán)境上的要求（比如：濕度，高溫，化學(xué)品的影響等）；5、輸送機屬于無動力式或電機帶動式。為確保貨物能夠平穩(wěn)輸送，必須在任何時間點都至少有三只滾筒與輸送物 保持接觸。對軟袋包裝物必要時應(yīng)加托盤輸送。1、滾筒的長度選擇:不同寬度的貨物應(yīng)選適合寬度的滾筒，一般情況下采用“輸送物+50mm。2、滾筒的壁厚及軸徑選擇:按照

13、輸送物的重量平均分配到接觸的滾筒上，計算出每支滾筒的所需承重, 從而確定滾筒的壁厚及軸徑。3、滾筒材料及表面處理根據(jù)輸送環(huán)境的不同，確定滾筒所采用的材質(zhì)和表面處理（碳鋼鍍鋅、不 銹鋼、發(fā)黑還是包膠）。4、選擇滾筒的安裝方式:彈簧壓入式，內(nèi)牙軸根據(jù)整體輸送機的具體要求，選擇滾筒的安裝方式 式，全扁榫式，通軸銷孔式等。對于彎道機的錐形滾筒，其滾面寬度及錐度視貨物尺寸和轉(zhuǎn)彎半徑而定。26國外研究產(chǎn)品:-h IIHB Ir 1 it blEt3.1弋圖1-2德國雅茨公司生產(chǎn)的動力琨筒線國內(nèi)研究產(chǎn)品: I圖1-3湖州科尼物流設(shè)備有限公司生產(chǎn)的輥道輸送系統(tǒng)卯？bk1.4本文研究內(nèi)容概述本課題來源于教師的橫

14、向科研項目“板材送料系統(tǒng)”的子課題“動力輥筒 線的設(shè)計與研制”。動力輥筒線是生產(chǎn)線上常用的機械輸送裝備，錐筒式的輥 筒一般的長度尺寸都在 1200mm以內(nèi)，本課題研究的動力輥筒線尺寸達到 1600mm并且具有90°的轉(zhuǎn)彎部分，是比較具有創(chuàng)新性的設(shè)計研究。要求機械 圖紙一套，仿真優(yōu)化設(shè)計方案一套、電機與調(diào)頻器的參數(shù)選擇方案一套。1.5本章小結(jié)本章主要講述動力輥筒線在國內(nèi)外的發(fā)展和研究狀況，并概述了本文主要 研究的內(nèi)容。第二章虛擬樣機技術(shù)及ADAM軟件2.1虛擬樣機技術(shù)2.1.1概述虛擬樣機技術(shù)(Virtual Prototyping, VP)現(xiàn)在還處于發(fā)展階段，他從19世紀(jì)80年代興起

15、的。從目前國內(nèi)外研究來看，虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用到不同的領(lǐng)域就有不一樣的定義。2.1.2虛擬樣機代表性的論述(1)虛擬樣機技術(shù)是將 CAD建模技術(shù)、計算機支持的協(xié)同工作(CSCW)技術(shù)、用戶界面設(shè)計、基于知識的推理技術(shù)、設(shè)計過程管理和文檔化技術(shù)、虛擬 現(xiàn)實技術(shù)集成起來，形成一個基于計算機、桌面化的分布式環(huán)境以支持產(chǎn)品設(shè) 計過程中的并行工程方法；(2)虛擬樣機的概念與集成化產(chǎn)品和加工過程開發(fā)(In tegrated P roduct and Process Development,簡稱IPPD)是分不開的。IPPD是一個管理過程，這個過程 將產(chǎn)品概念開發(fā)到生產(chǎn)支持的所有活動集成在一起，對產(chǎn)品及其制造和

16、支持過 程進行優(yōu)化，以滿足性能和費用目標(biāo)。IPPD的核心是虛擬樣機，而虛擬樣機技術(shù)必須依賴IPPD才能實現(xiàn)；(3) 虛擬樣機技術(shù)就是在建立第一臺物理樣機之前，設(shè)計師利用計算機技 術(shù)建立機械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，進行仿真分析并從圖形方式顯示該系統(tǒng)在真實工 程條件下的各種特性，從而修改并得到最優(yōu)設(shè)計方案的技術(shù)；(4) 虛擬樣機是一種計算機模型，它能夠反映實際產(chǎn)品的特性，包括外觀、 空間關(guān)系以及運動學(xué)和動力學(xué)特性。借助于這項技術(shù)，設(shè)計師可以在計算機上 建立機械系統(tǒng)模型，伴之以三維可視化處理，模擬在真實環(huán)境下系統(tǒng)的運動和 動力特性并根據(jù)仿真結(jié)果精簡和優(yōu)化系統(tǒng)；(5) 虛擬樣機技術(shù)利用虛擬環(huán)境在可視化方面的優(yōu)

17、勢以及可交互式探索虛 擬物體功能，對產(chǎn)品進行幾何、功能、制造等許多方面交互的建模與分析。它 在CAD模型的基礎(chǔ)上，把虛擬技術(shù)與仿真方法相結(jié)合，為產(chǎn)品的研發(fā)提供了一個全新的設(shè)計方法。2.1.3 DMSO虛擬樣機定義在建模和仿真領(lǐng)域比較通用的關(guān)于虛擬樣機的概念是美國國防部建模和仿真辦公室(DMSO )的定義。DMSO將虛擬樣機定義為對一個與物理原型具有功能相似性的系統(tǒng)或者子系統(tǒng)模型進行的基于計算機的仿真；而虛擬樣機則是 使用虛擬樣機來代替物理樣機，對候選設(shè)計方案的某一方面的特性進行仿真測 試和評估的過程.2.2 ADAMS軟件2.2.1軟件簡介ADAMS即機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析(Automatic

18、 Dyn amic An alysis of Mecha ni calSystems)，該軟件是美國 MDI公司(MechanicalDynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機分析軟件。目前,ADAMS經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。根據(jù)1999年機械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料，ADAMS件銷售總額近圖2-1 ADAMS軟件八千萬美元、占據(jù)了 51%勺份額,現(xiàn)已經(jīng)并入美國 MSC公司。2.2.2軟件應(yīng)用ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù) 化的機械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論中的拉格郎日方 程方法，建立系統(tǒng)動力學(xué)方程，

19、對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。ADAMS 一方面是虛擬樣機分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運用該軟件非常方便 地對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣 機分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具平臺。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和 Windows NT/2000 版。在這里將以 Windows 2000 版的 ADAMS 12.0 為藍本進行

20、介紹。2.2.3 ADAMS軟件模塊ADAMS軟件由基本模塊、擴展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱類模塊組成，如表3-1所示。用戶不僅可以采用通用模塊對一般的機械系統(tǒng)進 行仿真，而且可以采用專用模塊針對特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問題進行快速有效的 建模與仿真分析。基本模塊用戶界面模塊 ADAMS/ View求解器模塊 ADAMS/ Solver后處理模塊 ADAMS/ P ost Processor擴展模塊液壓系統(tǒng)模塊 ADAMS/Hydraulics振動分析模塊 ADAMS/Vibration線性化分析模塊 ADAMS/Li near高速動畫模塊 ADAMS/A nimation試驗設(shè)計與分析模

21、塊ADAMS/I nsight耐久性分析模塊ADAMS/Durability數(shù)字化裝配回放模塊ADAMS/DMU Re play接口模塊 柔性分析模塊 ADAMS/Flex控制模塊 ADAMS/C on trols圖形接口模塊 ADAMS/Excha ngeCATIA專業(yè)接口模塊 CAT/ADAMSPro/E 接口模塊 Mechanical/Pro專業(yè)領(lǐng)域模塊轎車模塊ADAMS/Car懸架設(shè)計軟件包Suspension Desig n概念化懸架模塊 CSM駕駛員模塊 ADAMS/Driver動力傳動系統(tǒng)模塊ADAMS/Drivel ine輪胎模塊 ADAMS/Tire柔性環(huán)輪胎模塊FTire

22、Module柔性體生成器模塊ADAMS/FBG經(jīng)驗動力學(xué)模型EDM發(fā)動機設(shè)計模塊ADAMS/E ngine配氣機構(gòu)模塊 ADAMS/E ngi ne Valvetrain正時鏈模塊 ADAMS/E ngi ne Chain附件驅(qū)動模塊 Accessory Drive Module鐵路車輛模塊 ADAMS/RailFORD汽車公司專用汽車模塊ADAMS/Pre（現(xiàn)改名為 Chassis）工具箱軟件開發(fā)工具包 ADAMS/SDK虛擬試驗工具箱Virtual Test Lab虛擬試驗?zāi)B(tài)分析工具箱Virtual Exp erime nt Modal A nalysis鋼板彈簧工具箱Leafs pri

23、ng Toolkit飛機起落架工具箱ADAMS/La ndi ng Gear履帶/輪胎式車輛工具箱Tracked/Wheeled Vehicle齒輪傳動工具箱ADAMS/Gear Tool 2.2.4特點綜合MD1.新的在線幫助系統(tǒng)以及PDF格式文件，方便打印在 MD Adams中，MSC.Software引入了一套新的電子在線幫助系統(tǒng)。Adams和MD Adams/Car的用戶可以使用整個幫助系統(tǒng)。在幫助系統(tǒng)的目錄表 中，按照模塊進行組織，更方便信息的查找和搜索。對 MD Adams/View 中的命令語言，新加幫助，對MD Adams/Vibration 模塊新加了新的理論手冊。為方便打印

24、，幫助文檔提供了所有幫助文檔的PDF格式。2.輸出線形模型，可用于在NASTRAN中進行進一步的振動性能分析MD Adams/Vibration 的一個新功能就是 Adams2Nastran功能，該功能可以 輸出線形模型，用于在 NASTRA N中進行進一步的振動性能分析。此功能將線性 化后的ADAMS模型封裝為 Nastran的DMIG輸入形式。一旦輸出完成，用戶 能夠利用NASTRAN強大的頻響分析的功能，對系統(tǒng)進行精確的 NVH分析和較高 頻域范圍內(nèi)系統(tǒng)的響應(yīng)分析。3. 在3D接觸分析中，用于處理球體新的分析方法當(dāng)模型中存在3D的球體接觸碰撞時，為了得到更為精確的結(jié)果，加強了接 觸計算的

25、算法，即使用真實的幾何來代表球體。同舊的將球體表面用小平面表3.1 倍。示的方法相比，這種算法解算的速度明顯加快。例如，如右圖所示的滾珠軸承 模型，解算的速度提高這種算法的另一個好處是接觸載荷計算的精度提高。右圖所示的曲線圖顯示舊的算法（黑色曲線）和新的算法（紅色曲線）所得到的接觸載荷的區(qū)別所在。4. 仿真過程中時變累計質(zhì)量的計算新版本中開發(fā)了新的實用子程序，可以自動地計算仿真過程中時變的系統(tǒng) 累計質(zhì)量。新的解算器可以完成多體系統(tǒng)質(zhì)量的計算，包括剛性體和彈性體。5. 對頻響仿真節(jié)點的應(yīng)力和應(yīng)變結(jié)果的曲線繪制MD Adams新版本支持繪制由于強迫載荷激勵載荷輸入引起的在彈性體上應(yīng)力應(yīng)變的結(jié)果曲線

26、。利用此功能，可以讓分析人員快速地進行“whatif 的研究, 同時考慮系統(tǒng)多體動力學(xué)特性和結(jié)構(gòu)的影響。6. MD Adams/Car Mechatro nics 汽車機電模塊MD Adams/Car Mechatronics （汽車機電模塊）為新的模塊，該模塊極大地加強了 Adams/Car和Adams/Controls的集成。新模塊的宗旨是在Car模型下標(biāo)準(zhǔn)化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。使用新的機電模塊，你可以很容易地對你的車輛控制系統(tǒng)性能的參數(shù)影響進行仿真，控制器的開 /關(guān)只需要簡單地在控制器上切換一下即可。信號控制器，作為機電模塊的一部分，可以在整個系統(tǒng)裝配時連接控制系 統(tǒng)和機械系統(tǒng)。7. C+

27、Solver 支持 Adams/CarAdams/Car的模型現(xiàn)在可以使用C+ Solver解算了，用戶可以利用新的MD Adams/Tire 和 MD Adams/SmartDriver 模塊HHT積分器以提高解算速度。也支持新的 C+ Solver。新的C+ Solver提供分析偏微分方程的功能，因而精度更高也更穩(wěn)定。同 時還支持基于傳動系統(tǒng)建立的一般狀態(tài)方程（GSE，并改進了包含彈性體和鋼 板彈簧的模型。8. 更精確的動態(tài)懸架分析現(xiàn)在，MD Adams具有的功能可以利用動態(tài)懸架試驗臺對懸架模型完成更 為真實的動態(tài)懸架分析。此新功能將懸架運動的動態(tài)影響考慮在內(nèi)，因而可以 提高仿真的精度。用

28、戶同樣可以使用 RPC格式的文件作為運動驅(qū)動，這一點對于懸架系統(tǒng)及 其零部件的耐久性能分析則為至關(guān)重要的。9. 用于輪胎分析的新試驗臺輪胎試驗臺更為快速地進行多個輪胎模型的比較?？梢詾椴煌妮喬ツＰ?自動地生成輪胎特性比較需要的各種曲線圖。這種高度自動化的分析功能界面 有助于你對各種輪胎模型的品質(zhì)以及輪胎數(shù)據(jù)庫快速地分析比較。ADAMS2.3本章小結(jié)本章主要介紹了虛擬樣機技術(shù)，其中重點講述了應(yīng)用最廣泛的仿真軟件 的功能、特點等。第二章動力輥筒結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1基本設(shè)計要求本課題來源于教師的橫向科研項目“板材送料系統(tǒng)”的子課題“動力輥筒線的設(shè)計與研制”。動力輥筒線是生產(chǎn)線上常用的機械輸送裝備，轉(zhuǎn)彎滾

29、筒線標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)彎內(nèi)半徑為600、900、段滾筒所用的滾筒直徑有38、1200mm等，也可根據(jù)需求采用其它特殊規(guī)格。直50、60、76、89mm等。本課題研究的動力輥筒線尺寸達到1600mm并且具有90°的轉(zhuǎn)彎部分。圖3-1堆疊的屋面材料3.1.1屋面材料情況簡述其中屋面2400*1200mm型屋面材料為公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，尺寸為2400mm*1200mm，重量不大于100kg，厚度為12/10/6/8/4mm，生產(chǎn)過程中表面溫 度不高于80 C, 2400*1200mm型屋面材料如圖12所示。圖3-2不同厚度的屋面材料在實際生產(chǎn)過程中，屋面材料放置在搬運小車上，搬運小車置于擺渡車上，在擺

30、渡車上的堆疊高度不大于1200m m。堆疊的屋面材料每隔12塊左右有一塊不銹鋼墊板相隔，特別強調(diào)：屋面材料彼此之間有一定粘連，屋面材料的堆疊示意圖如圖3所示。?50024(X1屋耐骼4.圖3-3屋面材料堆疊示意圖3.1.2送料任務(wù)簡述圖3-4平面圖圖3-5實景圖圖3-6建模圖送料任務(wù)為，工人將載有材料的擺渡車推送到接近傳輸帶的某位置，然后啟動送料系統(tǒng)，將材料放到傳輸帶上，與此同時將墊板放到增壓釜側(cè)面軌道上的小車上面，送料結(jié)束后系統(tǒng)停止工作，等待下一次任務(wù)。送料平均速度6-10張/m。送料過程要求安全可靠，可監(jiān)測并識別材料、墊板及小車，將材料和墊板送到預(yù)定位置。3.2動力輥筒結(jié)構(gòu)設(shè)計1、滾筒的長

31、度選擇:不同寬度的貨物應(yīng)選適合寬度的滾筒，一般情況下采用“輸送物+50mm。2、滾筒的壁厚及軸徑選擇:按照輸送物的重量平均分配到接觸的滾筒上,計算出每支滾筒的所需承重,從而確定滾筒的壁厚及軸徑。3、滾筒材料及表面處理根據(jù)輸送環(huán)境的不同，確定滾筒所采用的材質(zhì)和表面處理（碳鋼鍍鋅、不 銹鋼、發(fā)黑還是包膠）。4、選擇滾筒的安裝方式:彈簧壓入式，內(nèi)牙軸根據(jù)整體輸送機的具體要求，選擇滾筒的安裝方式 式，全扁榫式，通軸銷孔式等。5、機架材質(zhì)選擇:一般可以選擇碳鋼噴塑，不銹鋼，鋁型材等材質(zhì)。6、動力方式選擇:通常情況下就選擇的動力方式就兩種, 滾筒驅(qū)動。一種是減速電機驅(qū)動，另一種電動7、傳動方式選擇:傳動方

32、式可選擇單鏈輪、雙鏈輪、O型皮帶、平面摩擦傳動帶、同步帶等。&調(diào)速方式選擇:調(diào)速方式分為變頻調(diào)速，無級變速等。9、錐筒的選擇一個是錐筒的大小，另一個問題就是錐筒 這錐筒的選擇主要考慮兩個方面的問題，的錐度，首先是錐筒大小的確定，錐筒的大小主要考慮的是它所運載貨物的重量。是為了考慮到錐筒的承載能力。其次是錐度的確定，這個問題主要是關(guān)系到轉(zhuǎn)彎半徑， 錐筒的錐度沒有設(shè)計好，就會影響到板材不能順利轉(zhuǎn)向的問題。 所以錐筒的錐度就應(yīng) 該滿足以下關(guān)系：錐筒小端的半徑/大端的半徑=彎道的內(nèi)徑/彎道的外徑只有這樣才能保證板材在轉(zhuǎn)彎部分順利轉(zhuǎn)向。通過綜合的因素考慮，確定以下的技術(shù)參數(shù):1、輸送線由一段動力

33、直道線和一條彎道組成。2、動力直道線1,總長3750mm總寬度為1600mm總高度為1050mm3、動力直道線2,總長1250mm總寬度為1600mm總高度為1050mm4、彎道線半徑 R=1000m，總寬度為1600mm總高度為1050mm5、輸送線為兩個驅(qū)動，功率 0.75kw，輸送速度為08米/分鐘。&輸送線輥面高于機架7mm7、動力直輥?76*2.5焊管表面拋光鍍鋅，鏈輪08B13齒雙排。8、動力錐輥小端50mm大端120mm鏈輪08B13齒雙排。9、機架采用120*30*3C型鋼剪折，支腿采用60*40*2.5方管焊接表面酸洗噴塑。 整體的設(shè)計圖紙如下圖所示：OCl血S4圖3

34、-7俯視圖圖3-8主視圖3.3本章小結(jié)本章主要講述了動力輥筒線的設(shè)計要求以及動力輥筒線各項參數(shù)的確定。ADAMS中圓弧曲線不好建第四章 動力輥筒線的運動仿真及分析4.1動力輥筒線模型建立ADAMS工作界面:第一步是建立機架模型：首先是彎道的建立，由于在立，所以彎道的建立就只能采用兩個圓布爾運算的形式建立一個圓環(huán)， 然后再次采用 布爾運算切出四分之一圓環(huán)。同理，就建立好了機架的彎道部分。 接下來就是直道部 分的建立，直道是通過建立八個點：（1000，0 ,3750）, （ 1030，0，3750），（2505，0，3750），（ 2535，0，3750），（ -1250，0，-1000），（-1

35、250，0，-1030），（ -1250，0，-2505），（ -1250，0，-2535 ）。然后拉伸得到。最后同樣是拉伸、復(fù)制、平移建立九個機腳。機架模型如下圖所示:圖4-2機架模型圖第二步輥筒的添加：輥筒的添加要麻煩些，主要是定位比較復(fù)雜，定位需要對模 型的尺寸進行計算，才能找出滾筒的準(zhǔn)確位置。定位之后還要對彎道錐筒進行兩次旋 轉(zhuǎn)，才能完成建模。最后的模型文件如下圖所示：2.3的112, £.旳97門.留1 (mEtEf：圖4-3完整模型4.2動力輥筒運動仿真首先要為每個輥筒添加一個旋轉(zhuǎn)副約束， 需要注意的是：在彎道的時候旋轉(zhuǎn)副的旋轉(zhuǎn)軸要和輥筒保持一致，否則所添加的旋轉(zhuǎn)副就會使

36、輥筒左右前后的擺動，不能達 到仿真的效果。接下來就是為每個旋轉(zhuǎn)副添加一個驅(qū)動，在這里暫時設(shè)置輥筒的驅(qū)動 為30d/s。最后還要為每根輥筒與板材添加接觸。添加完成后仿真前的準(zhǔn)備工作就差 不多完成了。西南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文圖4-6接觸添加界面28azi.TL To*Revoluts JointConstruction:2 Bod-I L匚Pick FealureFirst BodyPick BodySecond BodyPick BodyRenderA.|OIconsJoint lotian區(qū)NatmeMotionJointJOINT_2Joint Type1 revoluteDirection

37、RotationalJDefine UsingFunctiondFunction (time)|fuyi*tiirie 1 pTypeDisp lacemeritDisplacement IC1Veil0City ilC11 Apply 1 Cancel |圖4-4旋轉(zhuǎn)副添加界面圖4-5驅(qū)動添加效果圖Kad±fCorvtav七rxiContact NameCONTACT 9Contact TypeSolid to SolidI SolidBOX 246J Solid(s)PAnT_33 CYLINDER_1SJForce DisplayNormal ForceSTiffhassFor

38、ce 丘沖orientDampingPenetration DepthI Red| Aug merited LmgrangianFriction ForceCoulombCoulomb FrictionOnStatic CaefficiantDynamic CoefficientStiction Transition VgI.Friction Transition Vel,ToLQk_ j|II西南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文完成后動力輥筒線的坐標(biāo)方位如下圖所示:32圖4-7模型在ADAMS中的坐標(biāo)方位 板材分別在X、丫、Z方向上的位置和速度曲線圖如下圖所示: - 1-1' I-0.02250

39、 010.0175 0350 0圖4-11 X方向速度曲線根據(jù)板材在各個方向的位置和速度圖像可以看出，在正常情況下，板材是可以平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向并達到預(yù)定的位置。4.3可靠分析現(xiàn)在我們有個比較關(guān)心的問題就是板材在速度達到一定的時候會不會在轉(zhuǎn)彎處 飛出去。如果會飛出去，那么這個飛出去的臨界速度是多少。 所以接下來我們就從板 材的速度和位置曲線圖分析板材飛出去的臨界速度。 由于速度和位置圖像在臨界點以 前的大片區(qū)域里都是差不的，分析的價值意義并不是很大，所以這里就不從最小速度 一步一步的分析。就直接從臨界點附近開始分析。由圖形在 ADAMS中的坐標(biāo)方向分 析，從X方向著手對板材的速度和位置曲線圖進行分析是

40、最容易可行的方法。從速度為1800d/s開始分析，X方向速度曲線圖如下圖所示:西南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文X,> PART_73_IEA圖4-141800 d/s速度曲線> PART73_IEA_1O圖4-151820 d/s速度曲線> PART_73_IEA12圖4-171835 d/s速度曲線圖4-181840 d/s速度曲線XI西南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文28> PAKT_73_1EA_9圖4-201846 d/s速度曲線> PAKT_73_IEA_9圖4-211847 d/s速度曲線? PAET_T3_Ei lO1.5Time:她00.75 彳0.14470.15

41、500.00000.00000.17680.00000.00000.58&牛Saved1: -Saved2: -mmSaved 3: -Saved4: Saved 5: -Saved6: -mmSaved?: -Current;8.04.0圖4-22各速度曲線對比圖從上面的速度曲線分析：輥筒速度在 1846d/s以前，板材的速度曲線都比較正常 且平穩(wěn)。但是輥筒速度在1847d/s的時候速度曲線發(fā)生了突變。而且轉(zhuǎn)彎過后速度沒 有達到0，由此可以初步判斷：板材飛出去的臨界點是輥筒速度在1847d/s這點。為了進一步證實這個推斷是正確的而不是偶然，接下來我們對板材的位置曲線進行分 析：西南科

42、技大學(xué)本科畢業(yè)論文圖4-241820 d/s位置曲線> P«T_73IBA_lO2.751.00.0Current: 680Time: 8.000.04.08.0圖4-251830 d/s位置曲線西南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文53XI> PART_73_IEA_8圖4-29 1846 d/s位置曲線> PAKT_圖4-31各位置曲線對比圖由板材在X方向上的位置曲線圖可以看出，和板材在X方向的速度曲線圖一樣，在輥筒速度為1846d/s以前，位置曲線圖都有恒定不變的時候，但是在輥筒速度為 1847d/s的時候，位置曲線圖發(fā)生了突變。位置曲線一直處于上升狀態(tài)，這說明板材 在X方

43、向上的速度一直都沒有達到零。由此可以肯定，輥筒速度為1847d/s的時候是板材在轉(zhuǎn)彎處飛出去的臨界點。4.4本章小結(jié)本章首先主要講述了動力輥筒線的建模過程， 建模是后續(xù)工作的基礎(chǔ)，一個好的 模型，可以方便以后的工作。其次就是模型約束的添加和仿真。 最后就是動力輥筒的 可靠性分析。這個分析主要是從板材的速度和位置曲線圖進行。第五章proe精確建模5.1 proe 簡介proe是美國PTC公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡稱。Pro/E（ Pro/Engineer 操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（P arametric Techno logy Corporation,簡稱PTC的 重要產(chǎn)

44、品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件，在目前的三維造 型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的 CAD/CA M軟件之一。1. proe的概述在中國也有很多用戶直接稱之為“破衣”。1985年，PTC公司成立于美國波士頓， 開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過10余年 的發(fā)展，Pro/ENGINEEFE經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEEFWildFire6.0 （中文名野火6）。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計和機MC

45、A軟件。械設(shè)計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù) 管理等等。P ro/ENGINEEF還提供了全面、集成緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。是一套由設(shè)計 至生產(chǎn)的機械自動化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化、基于特征的實 體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能的綜合性圖 5-1 Proe 6.02. proe的特點和優(yōu)勢經(jīng)過20多年不斷的創(chuàng)新和完善，pore現(xiàn)在已經(jīng)是 三維建模軟件領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊之一，它具有如下特點和 優(yōu)勢參數(shù)化設(shè)計和特征功能 Pro/En gi neer是采用參數(shù) 化設(shè)計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人 員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型

46、， 如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程 設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。單一數(shù)據(jù)庫Pro/Engin eer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CA M系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自 一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC （數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如 有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上。 這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的 完整的

47、結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，成品質(zhì)量 更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。全相關(guān)性：P ro/ENGINEER勺所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過 程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設(shè)計中，同時自動更新所有的工程文檔，包 括裝配體、設(shè)計圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵在開發(fā)周期的任一點進行修改， 卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮 其作用?；谔卣鞯膮?shù)化造型：P ro/ENGINEEF使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型 的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進行修 改。例如

48、：設(shè)計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而 易于使用。裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨特的特征。通過給這些特征設(shè) 置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進行多次 設(shè)計疊代，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。 為了實現(xiàn)這種 效率，必須允許多個學(xué)科的工程師同時對同一產(chǎn)品進行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研 制，正是專門用于管理并行工程中同時進行的各項工作，由于使用了P ro/ENGINEER獨特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。裝配管理：P ro/ENGINEER勺基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙 合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)計意圖。高級的 功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項和預(yù)先選取的最普通選 項，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助， 這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。4. proe軟件的主要模塊組成一、Pro/Engin eer Pro/En gi neer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分,其中功能包括參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色實體或線框造型棚 完整工程圖