可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计Word下载.docx

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并真实的实现这一目标！

关键词：

自动上料；

夹具；

料盘

Abstract

Accordingtotheautomaticfeedingmechanismofthedisctypepartsdesignedforthemodernautomaticassemblyline,theautomaticfeeding,clampingandtheplacingoftheblankarerealized.Thewholemechanismdeviceismainlycomposedofamaterialplate,ablank,aclamp,apowerdeliverysystemandacontrolsystem.Thepositioningandclampingofthepartsarerealizedbythetransmissionpowerofthethreeguiderodsofthematerialplatethroughthegeartransmission,theguiderodhasthefunctionofpreliminarypositioningandclamping,andrealizesthepositioningandclampingoftheblank.Thegrabbingandplaybackoftheblankisrealizedbythemovementofthemanipulatorofthefixturethroughtheupperandthelowertelescopic,therotationandthelike,thepoweristheair,thecylinderistheexecutivecomponent.Thewholedesign,inordertorealizetheautomaticfeedingoftheworkpiece,thethreeguiderodsatthesametimeinwardoroutwardmovement,tomaintainthesynchronizationofthethree,throughtheuseofchaingeardrive,caneffectivelyensurethesynchronizationofthethree.Takingintoaccounttheactualsizeoftheblank,qualityandotherfactors,thewholebodyusingthepneumatic,sprockettransmissionandelectricalcontroltoachievetheblankgrab,completeautomationprocess.

Forthefirsttimeinthislife,perhapsthelastdesigntaskofthislife,Icarefullyreadtheteachertothetaskbook,fullyunderstandthedesigntasks,requirements,andrelatedtechnicalparameters.Ispentalotoftimeintheseaandseasearchbooklotsofdocuments.Inthebookoftheocean,Islowlyfoundthedesignofinspiration,manyofthemechanicalstructureoftheflashinmymind.Identifythebinmysystemmaterialforthecylinderparts,requiresdeliveryofthesematerialstothedesignatedposition.Byusingthelogicalblockmethod,thedesignofeachstationplate.GraduallyintheSolidWorkssimulationdesigneverystation,andthenoptimizethestructure,andfinallydeterminethevariouspartsofthemechanicalstructure.Thewholedesign,powersystemproductionservomotorasapowersource;

storagebiniscomposedofadiscandaguiderodmechanismissimpleandlowcost.Screwservomotordrivesupportingseatandhopperdisktolocatetheface,toachievethepositioningparts,mechanicalhandintheplaneofaccurategrasp;

thewholesystemadoptsPLCcontrolsystem,operationcontrolofaservomotortocontrolupgradediskbintotheaccurateposition.

Thewholepaperincludesanoverviewofthedesignoftheproject,themainbodyofmechanicalmechanismandthecalculationofthepowerofmechanicalstructure,thefinalselectionoftheappropriateservomotor.Thedesignobjectiveis:

implementationofsilodesignfunctiononregulatingchaintypetransmissiontypediscshape,andtherealizationoftheautomationofproduction,improveproductionefficiency,increasetheproductioncapacityofenterprises,reducethelaborintensityoftheworkers.Thewholedesignofthehopperinresponsetothestateofgreenproductionconcept.Andtoachievethisgoal

Keywords:

Automaticfeeding、fixture、Materialtray

目录

引言1

第一章概述2

1.1可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计概述2

1.2可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计组成及其作用2

1.2.1可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的组成2

1.2.2可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的作用3

第二章总体方案设计4

2.1可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的关键参数4

2.2可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的传动方案设计4

2.2.1传动方式的设计4

2.2.2料盘整体的设计方案5

2.2.3动力提升的设计方案6

2.3可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计伺服电机的选择8

2.3.1料仓设计伺服电机功率的选择8

2.3.2料仓设计滚珠丝杠行程的选择12

第三章可调节式链传动式盘类形状上料仓的主体结构设计13

3.1可调节式链传动式盘类形状上料仓设计的工装结构设计13

第四章基于料仓设计的建模及装配15

4.1solidworks软件建模与装配概述15

4.1.1结构设计的基本概念15

4.1.2Solidworks软件在结构设计中的作用15

4.2运用Solidworks软件进行零件设计16

4.3运用Solidworks软件进行零件的装配19

图4-8整个装配体总装图20

结论21

参考文献22

致谢23

引言

毕业设计的关键是结束的大学生在学校四年期间的学习生涯,这是一个综合考试的知识,也是我们学以致用设计过程,模拟真实的环境,这使得本专业设计工作我们有一个更深刻的理解,因此,为未来的工作奠定了坚实的基础。

为了有效地完成毕业设计,我们把之前的生产现场的实际情况,并通过查找大量的资料和其他教科书和参考书,写这个夹具设计规范。

它通过程序的设计,进一步机车阀导块的过程。

通过编写夹具、电动机、感应器、设计规范,进一步说明了设计理念,巩固学到各种各样的知识。

这个设计编译一组批生产过程规划。

简单实用的夹具设计更多的反映了经济技术指标在设计中的重要地位。

设计工作是一个细致、困难、复杂,涵盖非常广泛,它不仅巩固了所学的知识,更多的提高和锻炼我们的综合能力,如计算能力、图形功能和软件的使用能力。

但是因为我的学校和水平有限,难免有缺点和错误的设计,请在这里老师评论。

第一章概述

1.1可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计概述

随着时代科技的发展，人工成本的增加，为了减少人的劳动强度，自动化应运而生。

自动化几乎涵盖所有的机械相关行业，自动化的迅速发展加快机械乃至社会的发展。

在自动化生产行业，各种新型的装置竞相出现，快速推动行业的发展。

节约时间，缩短工时，减轻劳动强度，节约成本，提高生产率。

工厂没有自动化生产线，生产制造就没有核心竞争力，可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计大大的降低了生产成本。

1.2可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计组成及其作用

1.2.1可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的组成

本次设计可调节式链传动式盘类形状上下料主要包含以下组成部分：

1.底板：

底板承载整个料盘，底板呈水平放置状态，底板可安装螺杆螺母，上下调节底板高度。

2.料盘：

料盘主要由一个圆盘与3根杆组成,3根杆处于圆盘的滑道中，形成料仓，本设计的亮点在于料盘大小可调，适应不同的产品需求以达到设计目的，圆盘导向槽设计目的有两个，一是来调节料盘的大小，而是用来导向杆的运动，在电机齿轮的驱动下，3根导杆同时向内或是向外运动，而且3者的运动能够保持同步性。

3.动力组件：

料盘的导杆运动需要用电机齿轮传动，电机运转带动齿轮，齿轮通过链条带动轴转动，轴的转动传动到直齿轮，直齿轮与导杆通过紧固零件固定在一起，从而带动导杆的向内或是向外运动。

3个链轮链条组形成一个封闭的内环，这种设计能够确保3者同步稳定性。

选择齿轮传动的优点在于传动效率高，稳定性好。

4.动力提升部分：

动力推升部分采取电机链条传动，考虑到负载较重，又是在竖直方向的负载，电机功率的选择上有很多的考虑因素。

同时，物料在上升的过程中，每次行程都是一样，使得物料每次都在同一位置，在顶部增加一个光电传感器，

以达到控制电机的Z轴行程，光电开关的应用彻底的解决了物料不在同一空间位置的问题，同时，光电开关性能高，控制效果好。

能够精准的保证位置的准确性。

每次零件都能提升到固定的同一位置，不会有任何偏差。

1.2.2可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的作用

随着工商业制造业的飞速发展，自动化行业也是在快速的向前发展，目前我我们的祖国在制造业方面与欧美的国家日本有着很大的差距，国家也是在大力的扶持制造业的发展，这对制造的发展起了相当大的作用，自动化也是在国家推出新的政策环境下，提出创新的高科技理念的前提下也得到快速的发展。

目前，经济全球化，促进了制造的高速发展这对我国制造业的发展有着良好的机会。

工业4.0时代的到来，科技的竞争更是激烈。

自动化的流水线，自动化的生产线已经成为时代的主人，机器人时代的到来，人力被大大的削弱，高度自动化的生产制造商将会占据更大的

可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计适应着市场的变化应运而生。

其优势不明而喻。

上料仓的工作效率大大高于人力，机械手的取料位置精度也大大的提高的，零件的加工误差也是大大的减少，并且在很大的程度上降低了人的劳动强度，大幅度的提高了生产线的产能。

采用链轮链条的传动方式大大的降低了能源的消耗，极大的符合了国家节能环保，能源节省的理念。

符合国家的绿色环保的新理念要求。

第二章总体方案设计

2.1可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的关键参数

1.回转型可调节式盘类形状零件上下料仓设计的回转移动最大运行速度为：

0.3m/s。

2.每个工件的质量假定为：

2kg<

工件<

4kg

3.单个料盘的所容纳零件的总重量为：

<

50Kg

4.横向移动的料盘的数量为16个,其中在端部的一个为上料工位，另一个为下料工位。

5.零件的形状：

零件的直径范围：

80-300mm

高度范围为：

30-70mm

2.2可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的传动方案设计

可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计的主要有两个重难点，一是传动电机的选择与传动方式的设计，二是料盘机构的设计。

2.2.1传动方式的设计

传动机构的设计中，料盘的导杆要向内或是向外运动，同时，需要他们3者保持同步性。

导杆在运动的过程还不能发生偏移，还要保持向内或是向外精度，能够保证3根导杆能够夹住物料。

传动机构的简易图如下2-1所示，电机转动方向如图箭头方向。

1.齿轮1；

2.齿轮2；

3.齿轮3；

4.电机；

5.齿轮4

图2-1传动机构的简易原理图

由上图可以看出整个传动系统的原理，齿轮1，齿轮2，齿轮3，通过同一根链条连在一起形成一个封闭的内环，齿轮1，齿轮2，齿轮3，各个轴上分别还有令一个齿轮，各个齿轮分别与直齿轮发生传动，直齿轮的转动带动导杆的运动。

电机转动带动链条上的齿轮传动，齿轮传动继而传动给同一个轴上的齿轮，顺而传动到整个系统中。

电机选用的是伺服电机，PLC电气控制系统电机的运转。

2.2.2料盘整体的设计方案

在料盘的整体设计中，需要充分考虑几点因素，料盘中物料的定位，料盘中物料的夹紧，不同的物料共用同一料盘，料盘导杆动力的来源，3个导杆运动的同步性。

圆盘下有3个支撑底座起支撑底板的底板的的作用，3根导杆分别与导轨滑块支撑座连接在一起，支撑座与底板通过螺钉紧固连接。

物料放在3根导杆的料盘中间，导杆只在水平方向受到力的作用，竖直不承受任何力的作用，圆盘上有三个导槽起导向作用。

圆盘结构的设计保证了导杆在水平方向的运动精度，不发生偏移、振动，运动过程确保平稳。

支撑座与导杆连接以限制导杆在空间的某一运动方向。

整体机构传动方案结构图2-2如下：

1.底板，2.圆盘，3.支撑底座，4.支撑座组，5.动力组件，6.导杆，7.物料

图2-2料盘机构的简易图

2.2.3动力提升的设计方案

在考虑到物料自身的重量以及整体总重的前提下，我们采用滚珠丝杠电机带动的传动方式来提升物料。

此设计的优点在于能够有效的控制物料提升到固定点位置处，通过光电开来检测物料的位置，运用PLC电气控制系统控制速伺服电机的转动，从而到达控制物料提升的高度，这种传动系统装置能够精准的保准物料每次都能提升到同一位置，能够确保机械手每次取料位置相同。

其次在于伺服传动系统传动效率比较高，负载能力也比较强，可以在空间的任意位置停住。

电机与丝杠采用同步轮同步带传动大大提升了伺服电机的工作效率。

光电开关在此处的应用也是恰到好处，光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。

物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。

光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。

多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。

图2-3为动力提升的设计方案机构简图：

1.同步轮2.同步带3.电机4.侧板5.滑块6.丝杠7.底板8.电机安装板9.轴承安装板

图2-3动力提升的设计方案机构图

这个动力提升装置通过一个安装底座固定在大板上，滑块上有一个支撑板，支撑板用来支撑料盘，伺服电机转动，通过带轮带动丝杠转动，丝杠转动使得滑块向上或是向下运动，从而使得料盘向上或是向下运动。

2.3料仓设计伺服电机的选择

2.3.1可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计伺服电机功率的选择

伺服电机主轴所受的外载荷，主要由物料的自重，料盘的质量，摩擦阻力以及惯性载荷等组成。

根据零件尺寸确定零件的重力为：

惯力载荷

由于滑块与丝杠之间的摩擦力相当于其他的力比较很小，所以可以忽略不计。

1.电机力的计算：

1.1负载力矩和惯量的计算

计算负载力矩，加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出：

计算力矩时，要注意一下几点：

考虑由锁紧力（f）引起的摩擦力矩

根据运动部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。

锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。

滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷，丝杠的预应力及其它一些因素有可能使得滚动接触的Fc相当大。

小型和轻型机床其摩擦力矩会大大影响电机的承受的力矩。

当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。

2.计算负载惯量

与负载力矩不同，负载惯量可以精确地算出。

由电机的转动驱动的物体的惯量形成电机的负载惯量，无论该物体是转动还是沿直线运动。

对各运动物体分别计算其惯量，然后按一定规则将各物体的惯量加在一起，即可得出总惯量。

总惯量可按下述方法计算。

柱体绕中心轴的回转惯量可由下公式计算：

3.对负载惯量的限制

负载惯量对电机的控制特性和快速移动的加/减速时间都有很大影响。

负载惯量增加时，可能出现以下问题：

指令变化后，需要较长的时间达到新指令指定的速度。

若机床沿着两个轴高速运动加工圆弧等曲线，会造成较大的加工误差。

负载惯量小于或等于电机的惯量时，不会出现这些问题。

若负载惯量为电机的3倍以上，控制特性就会降低。

实际上这对普通金属加工机床的工作的影响不大，但是如果加工木制品或是高速加工曲线轨迹，建议负载惯量要小于或等于电机的惯量。

4.电机的选择

根据加于电动机上的负载，快速运动速度，系统的分辨率等条件选择电机如下表中有几组电机大的参数表

表3.1电机的参数及特性曲线图

根据力矩-时间图可以得到一个运行周期的加于电机上力矩的均方根值。

对该值进行核算，确保要小于或等于电机的额定力矩。

Ta：

加速力矩

Tm：

摩擦力矩

To：

停止时的力矩如果Trms小于或等于电机静止时的额定力矩（Ts），则选择的电机可以使用。

（考虑到发热系数，核算时静止力矩应为实际静止额定力矩的90%。

在下列条件下选用α3/3000（Ts=31kgf.cm）=3.0Nm的电机：

Ta=12.1Nm,；

Tm=To=0.9Nm；

t1=0.1s；

t2=1.8s；

t3=7.0s。

Trms=20.2Nm＜Ts×

0.9=2.9×

0.9=2.61Nm

因此，200v，200w电机可以满足上述运行条件。

2.3.2可调节式链传动式盘类形状上下料仓设计滚珠丝杠行程的选择

根据零件尺寸确定零件的总长为：

所以滚珠丝杠的行程选择为1130mm。

第三章可调节式链传动式盘类形状上料仓的主体结构设计

3.1可调节式链传动式盘类形状上料仓设计的工装结构设计

整个上料系统的设计中，需要充分考虑几点因素，料盘中物料的定位，料盘中物料的夹紧，不同的物料共用同一料盘，料盘导杆动力的来源，3个导杆运动的同步性。

圆盘料盘在设计的过程中有诸多的难点，首先需考虑到料盘的应用，料盘需要适应不同的物料产品。

其次，导杆的运动三者需要保持同步性。

再之，料盘的定位基准设计，固定夹紧。

其四，料盘的提升，物料比较重又是在竖直方向，伺服丝杠电机与圆盘之间固定，支撑强度等诸多因素需要充分的考虑。

其五，导杆三者同步运动，其驱动动力为伺服电机，采用直齿轮链条环形传动方式，能够完全保准三者一起向内或是向外运动。

整个可调节式链传动式盘类形状上料仓设计方案机构图如下：

图3.1料仓的方案图

从上述总体机构图可以清晰的看出，整个可调节式链传动式盘类形状上料仓的设计机构，所有