笔记本电脑主板装配线输送带及其主要夹具的设计doc.docx
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笔记本电脑主板装配线输送带及其主要夹具的设计doc
0前言………………………………………………………………………………………………1
1传动系统总体方案论证…………………………………………………………3
1.1齿轮减速与蜗轮蜗杆减速方案比较…………………………………………3
1.2链传动与带传动方案比较…………………………………………6
2传动系统计算…………………………………………………………………………8
2.1链传动设计计算……………………………………………………………8
2.1.1滚子链链轮的基本参数和尺寸…………………………………………………9
2.2普通V带传动设计计算……………………………………………………………11
2.2.1普通V带轮几何尺寸……………………………………………………………………12
2.3蜗轮蜗杆减速机设计计算……………………………………………………………14
2.3.1普通圆柱蜗杆传动的主要几何尺寸…………………………………………………17
3.蜗杆减速器整体设计………………………………………………………………………18
4夹具的设计……………………………………………………………………………………21
5马达及控制装置…………………………………………………………………………22
6绿色防静电皮带技术参数……………………………………………………………23
7输送设备保养………………………………………………………………………………24
8设备备品明细表………………………………………………………………25
9结论………………………………………………………………………………26
致谢………………………………………………………………………………27
参考文献………………………………………………………………………………28
附件清单………………………………………………………………………………29
0前言
目前,笔记本电脑主板的生产分为SMT和PCBA两部分,SMT即表面粘贴技术的英文缩写,PCBA是印刷电路板装配的含义.SMT已实现了自动化,而PCBA主要由人工作业来完成,因此如何充分发挥人的工作效率,如何组织生产,就成为至关重要的问题.很明显,采用流水作业是最有效的.而目前流水作业生产线有许多种类型.根据笔记本电脑主板的生产特点,采用带传动流水作业生产线
带传动用于传递动力和运动，是机械传动中重要的传动形式，已得到越来越广泛的应用并日益起着更为重要的作用。
近年来，特别是在汽车工业、家用电器和办公机械以及各种新型机械装备中使用相当普遍。
科学技术的进步，合成材料不断发展并迅速地在带传动上得到使用，伴随制带设备、工艺水平的持续提高，使得带传动的工作能力显著增强。
为满足各种用途的需要，品种也不断增加。
带传动具有结构简单，传动平稳，价格低廉，不需润滑及可以缓冲吸振等特点。
这一切，使带传动在机械传动中占据了重要地位，而且从易损件向传动的功能部件演变，以至在许多场合替代了其它传动形式。
带传动通常根据其传动原理分为摩擦型和啮合型两大类；根据其用途分为一般工业用、汽车用和农业机械用三大类。
家用电器和各种办公机械用带传动渐成第四大类。
摩擦型带传动包括平带传动、V带传动、多楔带传动以及双面V带传动、圆型带传动等。
啮合型带传动即同步带传动。
V带传动以骨架材料聚脂化、结构线绳化、胶料氯丁化、带体窄形化、底胶短纤维化为中心，近年来开展了带传动产品的技术改造和产品更新换代。
线绳成组成型、胶套硫化和成品切割技术得到了应用。
随着国内汽车工业的发展和进口汽车的增加，用以驱动冷却风扇、空气压缩机、交流电机和液压泵等的汽车V带成为重要产品，主要品种由切割V带替代包布V带。
洗衣机V带成为新的带传动应用增长领域。
同步带传动同步带是单面或双面具有等
距齿的环形传动带，优点是严格同步元滑差、传动效率高、传动准确、节能效果好、传动速度范围大，兼有带传动、链传动、齿轮传动的特点和长处，发展较快。
在汽车、纺织、烟草机械等行业有较大市场，其它方面如粮食食品机械、石化机械、家用电器、办公机械等，亦广泛予以应用。
近年来，数控机床中，同步带传动的应用呈显著增长趋势。
多楔带传动多楔带传动在近几年来得到了显著的发展，其应用随着引进设备以及采用国际先进技术的汽车发动机的增加而迅猛发展。
其带体轻薄、传动效率高、运动平稳、曲挠性好，传动比范围大、传动速度高，结构合理、使用寿命长，兼具平带传动和V带传动的特点，因而具有明显的优势，并有着极大的发展前景。
机床、汽车发动机辅助设备、各种机械设备尤以各类引进和新设计的设备中应用十分广泛。
其生产状况在我国逐渐形成规模，生产设备基本为引进或吸收消化制造，产品质量较好，持续大批量为汽车等多种机械传动装置配套。
平带传动平带是老产品，过去主要是棉帆布结构。
近年来，在纺织机械、精密机床中采用了尼龙
片基平带，它以橡胶、PVC、皮革或聚氨脂作覆盖层，用尼龙片基作骨架材料。
强度大、伸长小、效率高，比一般平带传动节能15％以上。
几个主要新型平带生产厂生产率较高，产量大。
随着原材料的不断发展，新型平带传动有着非常好的发展前景
由于机械设备不断向高精度、高速度、大功率、长寿命、低噪声、低成本和紧凑化发展，使近年来的带传动产品在保证一定强度的条件下亦逐步向轻薄方向发展。
过去一直在使用方面占绝对优势的普通V带传动出现下降趋势，同步带传动、多楔带传动、窄V带传动和复合平带传动的应用持续增长。
如同步带传动用于汽车发动机中正时系统、机床、纺织机械等行业，多楔带传动在汽车发动机辅助设备以及各类机械装备中的应用等，使同步带传动、多楔带传动的应用大幅度增加。
此外，近年来对带传动安全性、多样性的要求也日益增多。
如难燃带、抗静电带等。
除用于传递动力外‘由于带的品种增加，带的背面可制成各种输送结构、传递信号、控制开关等，使它更为广泛地应用于各行各业。
设计流水作业生产线的总思路是首先选择生产线类型,确定传动方案,选择输送带类型,进行生产线结构设计.
传动方案为电动机通过蜗轮蜗杆减速机传至驱动轮,驱动轮再驱动输送带实现传动,电动机与蜗轮蜗杆减速机之间为带传动,减速机与驱动轮之间为链传动从而使笔记本电脑主板在输送带上依此经过各个工位,实现流水作业,提高劳动生产率和经济效益,也在一定程度上促进社会效益
1．传动系统总体方案论证
1.1齿轮减速与蜗轮蜗杆减速方案比较
齿轮传动是机械传动中最重要.应用最广泛的一种传动.齿轮传动有平行轴齿轮传动,交错轴齿轮传动,相交轴齿轮传动等方式.常用的有渐开式直齿圆柱齿轮,斜齿圆柱齿轮,直齿圆锥齿轮等.
渐开线圆柱齿轮传动具有传动速度,功率大,传动效率高,精度越高,效率越高,对中心距敏感性小,装配和维修简便,可进行变位切削,易于精确加工等特点.应用非常广泛,主要用于机床传动
单圆弧齿轮传动接触强度高,效率高,磨损小而均匀,没有根切现象,弯曲强度低于渐开线圆柱齿轮;不能做成直齿,双圆弧齿轮传动除具有单圆弧齿轮的优点外,弯曲强度高于渐开线圆柱齿轮;传动平稳;振动和噪声较单圆弧齿轮小;应用于高速及低速传动.低速传动主要用于重载场合,如轧钢机械,矿山机械等.
直齿圆锥齿轮传动轴向力小,可用滑动轴承;比曲线圆锥齿轮易制造,用于机床,汽车,拖拉机等机械中轴线相交的传动
曲线圆锥齿轮传动平稳;噪音小;承载能力大;轴承应优先用止推轴承,用于汽车驱动桥传动.
双曲面齿轮传动比弧线锥齿轮传动更平稳.利用偏置距增大小齿轮直径,因而可以增加小齿轮刚性,实现两端支承,沿齿长方向有滑动.最广泛用于越野及小客车,也用于卡车.
总之齿轮传动其主要优点是:
传动效率高,工作可靠,寿命长,传动比准确,结构紧凑,其主要缺点是:
制造精度要求高,制造费用大,精度低时振动和噪音大,不宜用于轴间距离较大的传动.
齿轮传动分为开式和闭式齿轮传动.开式齿轮传动,齿轮完全外露,易落入杂物,不能保证良好的滑,故轮齿易磨损,多用于低速,不重要的场合.闭式齿轮传动,其齿轮和轴承完全封闭在箱体内,能保证良好的滑和较好的啮合精度
齿轮传动常见的失效形式有轮齿折断和齿面损伤.齿面损伤又分为齿面点蚀磨损,胶合和塑性变形等.
轮齿受力后,其根部受交变弯曲应力作用.在齿根过渡圆角处,应力最大且有应力集中,当此处的交变弯曲应力超过材料的极限疲劳值时,其拉伸一侧将产生疲劳裂纹.裂纹不断扩展,最终造成轮齿的弯曲疲劳折断.
轮齿受力后,齿面接触处将产生循环变化的接触应力,轮齿在接触应力的反复作用下,在其表面或次表层出现不规则的细线性疲劳裂纹.疲劳裂纹扩展的结果,使齿面金属脱落而形成麻点状凹坑称为齿面疲劳点蚀,简称为点蚀.
在齿轮传动中,当齿面间落入砂粒,铁屑,非金属等磨粒性物质时,会引起齿面磨损,这种磨损称为磨粒磨损.这是开式齿轮传动的主要失效形式.
互相啮合的轮齿齿面,在一定的温度和压力下,发生粘着,随着两齿面间的相对运动,使软齿面上的金属撕落而引起严重的粘着磨损,这就是齿面胶合.
当轮齿材料较软,载荷及摩擦力又很大时,轮齿在啮合过程中,齿面表层的材料就会沿着摩擦力的方向产生塑性变形.
常用的硬齿面圆柱齿轮减速器有三个系列,分别为ZDY,ZLY,ZSY,主要用于冶金,矿山输送,水泥,建筑,化工,纺织,能源等行业.减速器高速轴转速不大于1500R/MIN,齿轮的圆周速度不大于20R/MIN.工作环境温度为-40-+45`C,低于0C时,起动前润滑油应预热.
圆弧圆柱齿轮减速器分为ZDH,ZLH,ZSH三个系列广泛应用于冶金,矿山输送,水泥,建筑,化工,纺织,能源等行业减速器齿轮传动的圆周速度不大于18R/MIN.工作环境温度为-40-+45`C,能正反两向运转.
蜗杆传动是用来传递空间交错轴之间的运动与动力的,它由蜗杆.蜗轮和机架所组成.该传动广泛用于机器和仪器设备中.蜗杆传动具有其它传动无可比拟的优点:
1.传动比大,结构紧凑.传递动力时,一般I12=8-100,传递运动时I可达1000.2.蜗杆传动相当于螺旋传动,为多齿啮合传动,故传动平稳,振动小,噪音低.3.当蜗杆的导程角小于当量摩擦角时,可实现反向自锁.但蜗杆传动也存在着一些难以克服的缺点:
1.摩擦损失大,效率底,2.为减轻齿面磨损及防止胶合,蜗轮一般使用贵重的耐磨材料,故成本高,3.对制造和安装误差很敏感,安装时对中心距的尺寸精度要求高.所以蜗杆传动用来传动功率在50KW以下,滑动速度VS在15M/S以下的机器设备中
按蜗杆形状的不同,蜗杆传动分为圆柱蜗杆,环面蜗杆和锥蜗杆传动三类.
圆柱蜗杆传动按蜗杆齿廓形状分为普通圆柱蜗杆和圆弧圆柱蜗杆传动.
普通圆柱蜗杆按垂直轴线的横截面上不同的齿廓形状分为阿基米德圆柱蜗杆ZA,渐开线蜗杆ZI,法向直廓蜗杆ZN,锥面包络圆柱蜗杆ZK.
阿基米德圆柱蜗杆ZA传动效率较低,（约为0.5-0.8,自锁时为0.4-0.45）,齿面易磨损,一般用于头数较少,载荷较小,转速较低或不太重要的传动.
渐开线蜗杆ZI效率较高,一般用于头数较多,转速较高和要求较精密的传动.
法向直廓蜗杆ZN常用作机床的多头精密蜗杆传动.
锥面包络圆柱蜗杆ZK.便于加工,磨削,能获得较高的精度.
圆弧圆柱蜗杆ZC精度高,效率高（为0.65-0.95）,承载能力是普通圆柱蜗杆的1.5-2倍.
环面蜗杆分为直廓环面蜗杆,平面一次包络环面蜗杆（TVP蜗杆）平面二次包络环面蜗杆（TOP蜗杆）.
直廓环面蜗杆（TSL蜗杆）承载能力是普通圆柱蜗杆的4倍.应用广泛,但工艺复杂,不易磨削,蜗杆修形技术难掌握.
TVP与TOP蜗杆可淬硬磨削,因此加工精度高,效率高,承载能力大,应用日益广泛.
单级蜗轮蜗杆减速器分为蜗杆下置式与蜗杆上置式.
蜗杆下置式润滑条件较好,但当蜗杆圆周速度太高时,油的搅动损失较大,一般用于V<=4M/S的场合.
蜗杆上置式蜗轮下部浸入油池内,旋转时将油带到啮合处,金属磨粒不易进入啮合处,可用于圆周速度V>4M/S的场合,但蜗杆轴承润滑不便.
普通圆柱蜗杆减速器系列是单级阿基米德普通圆柱蜗杆减速器,也称为ZA型减速器,轴交角为90,适用范围为蜗轮与蜗杆啮合的滑动速度不大于7.5M/S,工作环境温度为-40-+40`C,蜗杆转速不大于1500R/MIN,能正反两向运转.
综上考虑,本设计是计算机主板装配线的输送带传动装置,载荷较小,功率不大,要求输送带线速较小,虑及以上几个方面,所以选用蜗杆减速器.
1.2链传动与带传动方案比较
链传动是由主,从动链轮和绕在链轮上的链所组成,这种传动是用链作为中间挠性件,通过链与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力的.
链传动和带传动相比,没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比,传动尺寸比较紧凑,不需要很大的张紧力,作用在轴上的载荷也小,承载能力大,效率高,以及能在温度较高,湿度较大的环境使用.与齿轮传动相比,链传动能吸振和缓和冲击,结构简单,加工成本低,安装精度低,适合较大中心距传动,能在恶劣环境中工作
链传动的缺点是高速运转时不够平稳,传动中有冲击和噪音;不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中使用,只能用于平行轴间的传动,安装精度和制造费用比带传动高.
链传动应用于中心距较大,多轴,平均传动比要求准确的传动.环境恶劣的开式传动,低速重载传动及润滑良好的高速传动,均可采用链传动.链条按其用途不同可分为传动链,起重链,和输送链三种.
传动链可分为滚子链,双节距滚子链,套筒链,弯板滚子传动链,齿形链和成形链,
滚子链由内外链节铰接而成.销轴和外链板,套筒和内链板为过盈配合,销轴和套筒为间隙配合,滚子空套在套筒上能自由转动,以减少摩擦和磨损,缓和冲击,主要用于动力传动.
双节距滚子链链板节距为滚子链的两倍,,其他尺寸与滚子链相同但质量减轻,用于中小载荷,中低速和中心距较大的传动装置,也可用于输送装置.
套筒链用于不经常工作的传动,中低速传动或起重装置.
弯板滚子传动链用于低速,重载荷有粉尘的开式传动和两链不易共面的情况.
齿形链用于高速或运动精度要求较高的传动.
成形链应用在速度小于3m/s的传动和农业机械.
带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一,主要由主动带轮,从动带轮和传动带组成.工作时,靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主,从动带轮间运动和动力的传递.
按工作原理的不同,带传动分摩擦带传动和啮合带传动两类.按带的截面形状,摩擦带分平带,V带,圆带和多锲带等.
普通V带较平带摩擦力大,允许包角小,传动比大,张紧力小,外廓尺寸小,应用于P<700KW,V<25-30M/S,U<10的传动.
窄V带摩擦系数大,传递功率大,外廓尺寸小,结构要求紧凑,速度较高的场合.
大锲角V带传递功率大,允许速度和曲挠次数高,应用于高速,低速,大功率且结构要求紧凑的传动
接头V带长短规格不受限制,局部磨损可更换,接头处强度低,平稳性差,单根带传递的功率为普通V带的70%,应用于中,小功率,低速传动中临时使用,或不重要的传动.
高速绳芯平带带体薄且软,曲挠性好,强度高,传动平稳,耐磨性,耐油性好,适用高速传动.
帆布芯平带强度较高,价廉,叠层式较柔软,用于P<500KW,V<30M/S,U<6中心距较大的传动.
编织平带多用于小功率高速传动.
复合平带多用于大功率传动,薄型可用于高速传动./
多锲带用于要求尺寸紧凑或带轮轴线与水平面垂直的传动.
联组V带要求尺寸紧凑或带轮轴线与水平面垂直的传动
同步带传动比准确,压轴力小,效率高,结构紧凑,但制造及安装精度高,用于P<500KW,U<10,传动比准确的传动及低速传动.
2.传动系统计算
2.1链传动设计计算
已知小链轮轴功率P=0.75kw,小链轮转速n1=28r/min,传动比i=2.1,工作载荷平稳
1.选择链轮齿数
1）小链轮齿数Z1
查表6-5（文献5）,当i=2.1时,推荐Z1=14
2）大链轮齿数Z2
Z2=i*Z1=2.1*14=29.4,取Z2=30[5]
3）实际传动比
i=Z2/Z1=30/14=2.14,取i=2.1[5]
2.计算设计功率Pd
1）工况系数ka
查表6-6（文献5）,取ka=1.0
2）齿数系数kz
查表6-8（文献5）,取kz=0.719
3）多排链排数系数km
查表6-7（文献5）单排km=1
双排km=1.7
4）设计功率Pd
Pd=P*KA/KzKm=1.0KW[5]
Pd=P*KA/KzKm=0.61KW[5]
3.确定链条节距p
根据图6-13（文献5）
P=19.05mm
4.初定中心距
取a.=35p=666.75mm[5]
5.确定链节数Lp
Lp=2a./p+（Z1+Z2）/2+p/a.*（（Z2-Z1）/2Π）[5]
=92
6.验算链速v
由式6-1V=n1*Z1*p/（60*1000）=0.12m/s[5]
=0.12m/s
7.计算理论中心距a
a=（P/4（Lp-（Z1+Z2）/2）+（（Lp-（Z1+Z2））^2-8（z2-z1）/2Π^2）^1/2[5]
=403mm
2.1.1滚子链链轮的基本参数和尺寸
链轮齿数Z1,Z2
Z1=14,Z2=30
链条节距p
P=19.05mm
配用链条的滚子外径dr
dr=11.91mm
排距Pt
Pt=22.78mm
分度圆直径
d1=P/SIN（180/Z1）=85.61mm[5]
d2=P/SIN（180/Z2）=182.25mm[5]
齿顶圆直径
da1MAX=d+1.25P-dr=97.51mm[5]
da1MIN=d+（1-1.6/Z）P-dr=90.57mm[5]
da2MAX=194.15mm
da2MIN=188.37mm
齿根圆直径
df1=d1-dr=73.7mm[5]
df2=d2-dr=170.34mm[5]
分度圆弦齿高
ha1MAX=（0.625+0.8/Z）P-0.5dr=7.04mm[5]
ha1MIN=0.5（P-dr）=3.57mm[5]
ha2MAX=6.46mm
ha2MIN=357mm
齿侧凸缘直径
dg1<=P*COT（180/Z）-1.04h-0.76=64mm[5]
dg2=162mm
轴向齿廓
齿宽
bf1=0.95B1=0.95*12.57=11.94mm[5]
倒角宽
此处省略 NN
NNNNN
NNN
NN
字
箱座与箱盖联接螺栓中心距离
l1=100-180
交接尺寸
X,Y
凸缘圆角半径
R1=2.6d2
R2=1.1d
铸造圆角
R3
蜗轮外圆直径与箱体内壁间的间隙
轴承镗孔边至螺栓d1中心距离
e=（1-1.2）d1[1]
轴承座与蜗轮外径间最小距离
蜗杆中心线距底面距离
Hd=a
地脚螺栓数目
n=4
4.夹具的设计
治具的制作是一项较为复杂的工作,目前由我们工业工程部负责治具的制作,一般可以分为以下几个步骤:
一.明确待做治具的功能及用途,同时找一片主板样板,合理的选取定位点,确定夹紧方式,这是治具的设计阶段.
二下料,找准定位点,钻孔.目前治具材料一般采用电木等因为.电木具有较好的刚度,强速,经济性较好,下料时一般先划线,再用电锯锯下所需材料.找定位点通过铣床先确定了一个基准点,再用坐标法找到相应的定位点并钻孔.
三,攻丝,上定位螺钉,装定位块.钻孔后需对孔进行攻丝,便于上定位螺钉,有时需安装支撑柱.装定位块时,把定位块用强力胶水粘于定位点,有时需用螺钉加固.
四.若有夹紧要求,则进行夹紧装置的制作
五.外观处理.对治具进行棱角倒钝,棱边倒圆,有时需贴绒布进行外观保护,去毛刺.
贴治具合格标签于治具上,治具合格标签内容包括治具名称,编号,日期等.
5.ED马达及控制装置
ED马达
ED马达是一种能调整转速的原动装置,由驱动感应电动机和ED耦合机组合而成.
ED耦合机是一种涡流耦合机,利用涡流将驱动马达之转矩传递到从动机械.
ED耦合机产生的转矩由激磁电流的大小控制.因此利用转速同授方法自动调整激磁电流,不论负载变化如何,转速均能保持一定.
构造
ED马达构造,驱动用的凸缘型鼠笼式感应电动机是安装在ED耦合机的框架上,故称为ED马达.
鼠笼式感应电动机采用全密闭外扇形.ED耦合机采用半密闭保护形,它是利用转动转筒所发生的风扇作用来冷却ED耦合机.
6.2T绿色防静电皮带技术参数
1.导电能力
底部布层4.0X10e6欧姆
顶部PVC层4.1X10e8欧姆
2.延伸率
0.4-0.7%3-6N/mm
3.适用工作温度
-5-80C
4.接头温度应力
锯形齿上温168C压力1.8MPa
中温165C
下温162C
5.滚轮限制正转min25mm
反转min50mm
6.成份
表层PVC0.5mm
内部纤维二层聚脂丝
7.比重
2.3Kg/m^2
7.输送设备保养
1.机械方面
一.传动部分
1.车头机架应注意不使结合螺丝松脱.
2.马达链条隔三个月,应使用刮子除去附着的灰尘,杂物等,并加上充分的润滑油.
3.轴承每一个月加滑油.一次即可.
4.减速机润滑请用30#机油.
5.马达定期检查外表的清洁,接头的稳定,接地及绝缘电阻等.
6.蜗轮蜗杆减速机开始使用500小时之后换游一次,以后每隔运转2599小时之后换游一次
二.输送链条的润滑及调整
1.输送机每一个月应定期加滑油.一次
2.输送链条应保持于适当的紧度,过紧或太松均会发生动现象,影响链条的寿命.
3.非可逆运转的输送线,切忌任意更改马达的转向,以免发生不良的后果
三.机身各部分结合用螺丝每6个月检查一次.
（
8.设备备品明细表
序号
名称
规格
数量
备注
1
轴承
P205
10
主辊用
2
轴承
6003Z
10
头尾压带轮用
3
保险丝
10A
200
4
急停开关
3
德力西牌
5
按钮开关
5
德力西牌
6
光电开关
E3JK-5MI
OMRON
7
继电器
MY2NJAC220V
10
OMRON
8
东元益动马达
EDVS41B-1HP*4P（3*380V*50Hz）
9
三角带
V型*1198
10
10
自由滚筒
38*500RL
5
11
链条
RS50
9.结论
本毕业设计对笔记本电脑主板装配线（输送带）及其主要夹具进行了设计，通过本次毕业设计，实现了笔记本电脑主板装配线的流水作业，解决了原来生产线效率低下，单位时间内产量较少的问题，提高劳动生产率和经济效益，
该设计的传动系统较为可靠,经久耐用,安装和拆卸比较方便,具有非常高的实用价值,但也不可避免地存在一些问题，如选择的东元益动电动机价格较为昂贵,采用的蜗轮蜗杆减速机虽然传动比较齿轮减速机大,但其传动效率较低,价格也要比同规格的齿轮减速机贵,电动机与蜗轮蜗杆减速机之间采用普通V带传动,具有结构简单，传动平稳，价格低廉，不需润滑及可以缓冲吸振等特点,但也难以避免
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