同步矩形传送机械设计大学论文.doc
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1、 XX大学毕业设计 (论文)同步矩形传送机械设计作 者:学 号:学院(系):专 业:题 目: 2016 年 月毕业设计说明书(论文)中文摘要采用同步矩形运动传送机械是提高产品质量与劳动生产率,实现生产过程自动化,改善劳动条件,减轻劳动强度的一种有效手段。按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。同步矩形传送可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和生产自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作,采用同步矩形传送是有效的;此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作,更显示其优越性,有着
2、广阔的发展前途。本课题的主要内容是采用同步矩形运动传送机械,设计横移机构,使产品沿水平方向移动1100mm,保证结构的刚度足够,结构合理、可靠。设计升降机构,使产品垂直升降150mm。计同步机构,使30组横移梁同步运动,误差在可控范围。结合设计的各方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题。解决问题.研究问题。并且在设计中融入自己的想法和构思,提高自己的创新能力。尽力使同步矩形传送使用方便,结构简单。 关键词: 同步矩形;结构设计;步进电机;回转毕业设计说明书(论文)外文摘要AbstractThe synchronous rectangular transmitting motion machi
3、nery is to improve product quality and productivity, the realization of the production process automation, improve working conditions, reduce labor intensity is an effective means of. According to the predetermined requirements of automation technology and equipment or hold the tools to operate. The
4、 heavy labor synchronous rectangular transmission can substitute for manpower, greatly reduce the labor intensity of workers, improve working conditions, improve labor productivity and automation level of production. Industrial production in the often cumbersome workpiece handling and frequent, the
5、long, monotonous operation, using synchronous rectangular transfer is effective; in addition, it can operate in high temperature, low temperature, water, the universe, radioactive and other toxic, environmental pollution condition, but also show its superiority, there are broad prospects for the dev
6、elopment.The main content of this paper is using synchronous rectangular transmitting motion machine, design of shogging mechanism, make the product moves 1100mm along the horizontal direction, ensure that the stiffness of the structure is adequate, reasonable structure, reliable. Design of lifting
7、mechanism, make the product vertical lifting 150mm. Meter synchronization mechanism, so that the 30 groups of transverse beam motion synchronization, error in the controllable range.Combined with the design of all aspects of knowledge, in the design process, learn how to find problems. To solve the
8、problem. The problem. And into his thoughts and ideas in the design, improve their innovation ability. Try to make synchronous rectangular transmission is easy to use, simple in structure. Keywords :synchronous rectangle; structure design; stepping motor; rotary全套设计加 197216396或401339828目 录1 绪 论12 同步
9、矩形传送机构总体方案设计22.1规格参数22.2有效负载22.3运动特性22.4 工作范围(工作半径)22.5 同步矩形传送材料的选择22.6同步矩形传送的驱动元件32.7 水平方向移动计算42.7.1 电机计算42.7.2齿轮齿条的设计计算72.7.3齿条齿部弯曲强度的计算112.8 小齿轮的强度计算112.8.1齿面接触疲劳强度计算112.8.2齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算142.9 升降方向结构计算163 液压部分的设计计算183.1油缸主要参数的确定183.1.1液压缸内径的计算183.1.2活塞杆直径的设计183.1.3液压缸缸体厚度计算183.1.4.液压缸长度的确定193.1.5活塞
10、杆直径的设计193.2油缸主要部位的计算校核213.2.1缸筒壁厚的计算213.2.2 活塞杆强度和液压缸稳定性计算213.2.3缸筒壁厚的验算233.2.4 缸筒的加工要求253.2.5法兰设计253.2.6 (缸筒端部)法兰连接螺栓的强度计算263.3 活塞的设计283.4 导向套的设计与计算283.5 端盖和缸底的设计与计算303.6 液压泵的参数计算313.7 电动机的选择313.8 液压元件的选择323.8.1 液压元件的选择323.8.2 油管的选择343.9 验算液压系统性能353.9.1 压力损失的验算及泵压力的调整353.9.2 液压系统的发热和温升验算373.10 油箱设计
11、383.10.1油箱有效容积的确定383.10.2 油箱容积的验算383.11辅助元件404 横梁等其他结构件的设计41总 结52致 谢53参考文献54全套设计加 197216396或4013398281 绪 论随着人类科技的进步,社会经济的发展,同步矩形传送机械设计成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。它体现了光机电一体化技术的最新成就,同步矩形传送作为其中的佼佼者更是发挥了不可磨灭的作用。在人类社会中,凡是有机械活动的地方,都能看到同步矩形传送的身影。同步矩形传送产品的应用已经由核工业和军事科技等高端科学领域向医疗、农业甚至是服务娱乐等民用领域发展了,并且各式各样的同步矩形传送正在涌现出来
12、,以惊人的速度延伸到人类活动的各个领域。本文研究主要内容通过利用网络工具、图书馆的书籍和各类期刊、杂志查阅了解同步矩形传送的相关知识,确定本设计符合要求,满足需要。具体设计方法如下:1、查阅资料、结合所学专业课程,产生同步矩形传送结构设计的基本思路;2、查阅各类机械机构手册,确定合理的同步矩形传送结构;3、根据给定技术参数来选择合适的手部、腕部、臂部等部位;4、重点对驱动机构及控制机构进行设计研究;5、通过研究国内外情况,确定本设计课题的重点设计;6、完成2D装配图的设计和绘制,并由此绘制零件图;7、编写设计说明书;8、检查并完善本设计课题。本设计采用的方法是理论设计与经验设计相结合的方案,所
13、运用的资料来源广泛,内容充足。592 同步矩形传送机构总体方案设计本文的重要任务是完成同步矩形传送的设计,本章内容是围绕同步矩形传送机构设计任务来展开,介绍同步矩形传送执行机构设计思路。2.1规格参数用途:传送产品最大质量1200kg产品最大质量1200kg,产品长度:1528m;水平横移行程11mm;垂直行程:150mm;输送速度08.5m/min;横移梁宽2.1m;横移梁间距1.2m。 2.2有效负载有效负载是指同步矩形传送操作臂在工作时臂端可能搬运的物体重量或所能承受的力或力矩,它表示了同步矩形传送的负载能力。同步矩形传送的载荷不仅仅取决于负载的质量,还与同步矩形传送运动的速度和加速度的
14、大小及方向有关。为了安全起见,有效负载是指高速运行时的有效负载。产品最大质量1200kg。2.3运动特性速度和加速度是表明同步矩形传送运动特性的主要指标。它反映了同步矩形传送的使用效率和生产水平,同步矩形传送的运动速度越高,则其使用效率越高,生产水平越高。但速度越快产生的冲击和震动也越大,因此提高同步矩形传送的加减速速能力,保证同步矩形传送加速过程的平稳性是非常重要的。对于本文中的同步矩形传送,在没有负载时可以适当地加快其运动速度;而在其有负载时,末端执行器(手爪)通常要和物体直接接触,为了安全起见,务必要尽量减少手臂的运动速度。总的来说,同步矩形传送的速度在一定范围内要是可调的,这样才能满足
15、在各种不同情况下的使用需要。2.4 工作范围(工作半径)工业同步矩形传送的工作范围是根据工业同步矩形传送作业过程中的操作范围和运动的轨迹来确定的,用工作空间来表示的。2.5 同步矩形传送材料的选择同步矩形传送手臂的材料应根据手臂的实际工作情况来进行选择,在满足同步矩形传送的设计和运动要求前提下。从设计的理论出发,同步矩形传送手臂要进行各种运动。因此,对材料的一个要求是作为运动的部件,它应是轻型材料并要求有一定刚度。另一方面,手臂在运动过程中往往会产生冲击和振动,这必然大大降低它的运动精度。所以在选择材料时,需要对质量、刚度、强度、弹性进行综合考虑,以便有效地提高手臂的运动性能。此外,同步矩形传
16、送手臂选用的材料与一般的结构材料不同。同步矩形传送手臂是要受到控制的,必须考虑它的可控性。在选择手臂材料时,可控性还要和材料的可加工性、成本、质量等性质一起考虑。总之,选择同步矩形传送手臂的材料时,要综合考虑强度、刚度、重量、弹性、抗震性、外观及价格等多方面因素。下面介绍几种同步矩形传送手臂常用的材料(l)碳素结构钢和合金结构钢等高强度钢:这类材料强度好,尤其是合金结构钢强度增加了很多倍、弹性模量大、抗变形能力强,是应用最广泛的材料;(2)铝、铝合金及其它轻合金材料:其共同特点是重量轻、弹性模量不大,但是材料密度小,但仍可与钢材相比;(3)陶瓷:陶瓷材料具有良好的品质,但是脆性大,可加工性不高
17、,一般用于和金属连接的特殊部位。然而,国外已经设计出纯陶瓷的同步矩形传送臂了。从本文设计的同步矩形传送的角度来看,在选用材料时不需要很大的负载能力,也不需要很高的弹性模量和抗变形能力,此外还要考虑材料的成本,可加工性等因素。在衡量了各种因素和结合工作状况的条件下,初步选用铝合金作为机械臂的构件材料。2.6同步矩形传送的驱动元件在同步矩形传送驱动系统中,电气驱动是利用各种电动机产生的力或力矩,直接或经过减速机构去驱动同步矩形传送的关节,来获得动力。电气驱动主要有步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机、直线电动机以及最近几年出现的超声波电机和HD电动机【10】等几种。步进电机是一种用电脉冲信号进行控
18、制,每输入一个脉冲,步进电机就进行回转一定的角度,脉冲数与角度数成正比,旋转方向取决于输入脉冲的顺序。步进电机可在很宽的范围内,通过脉冲频率同步,能够按照脉冲要求进行起动、停止、反转和制动变速,有较强的阻碍偏离稳定的能力。在同步矩形传送中位置控制系统中得到了极大的应用。主要有永磁式、反应式、永磁感应子式三种。直流伺服电机是用直流电供电的电动机。其功能是将输入的受控电压/电流能量转换为电枢轴上的角位移或角速度输出。直流伺服电机的工作原理和基本结构均与普通动力用直流电机相同。特点是稳定性好、可控性好、响应迅速、转矩大。一般有永磁式和电磁式,在同步矩形传送驱动系统中多采用永磁式直流伺服电机。.交流伺
19、服电机的使用情况与直流伺服电机相同,但交流伺服电机与直流伺服电机相比,结构简单、工作可靠、功率大、过载能力强、无电刷、维修方便,因而交流伺服电机是今后同步矩形传送用电机的主流。低速电机主要用于系统精度要求高的同步矩形传送。为了提高功率效率比,伺服电机制成高转速,经齿轮减速后带动机械负载。由于齿轮传动存在间隙,系统精度不易提高,若对功率效率比要求不十分严格,而对于精度有严格的要求,则最好取消减速齿轮,采用大力矩的低速电机,配以高分辨率的光电编码器及高灵敏度的测速发电机,实现直接驱动。环形超声波电动机具有低速大转矩的特点,使用在同步矩形传送的关节处,不需齿轮减速,可直接驱动负载,因而可大大改善功率
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