单杠气动升降机的结构设计及三维建模.docx

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1、单杠气动升降机的结构设计及三维建模摘要随着人类对生活需求越来越大，各个企业开始对自己的生产线进行升级，为了能够减少工人的劳动强度节约成本，更是在这节奏快速的社会有自己的一席之位，提高生产的效率。为了满足自动生产线上自动提升货物的要求，设计了这款单杠气动升降机。本文设计了一台符合自动化行业要求的单杠气动升降机，在这次设计中汲取了行业中优秀的设计经验和失败的经验教训并将其综合应用到升降机的设计上。首先，对国内外升降机的发展现状进行了研究分析和总结；其次，对升降机总体结构进行了设计，将升降机中的传动装置、控制装置、执行装置和驱动装置进行选择分析，最终确定适合的结构；然后是升降机最为重要的内容，计算选

2、择升降机中关键零件的设计，综合分析计算出零件的尺寸和配合，并且对关键的轴进行设计和最终的校核；最后，将整体设计的升降机运动时序进行了分析，由位置开关来使提升机改变速度来达到控制升降机的目的；最终，在So1idWorkS软件上进行升降机的运动仿真分析。本次设计课题是单杠气动升降机的结构设计与运动仿真，通过对升降机结构的设计和运动分析，使得该升降机在自动化行业有一定的应用空间，对以后的创新改造有相对的参考意义。关键词：升降机，传动链传动设计，自动控制，三维建模StructureDesignandSimu1ationAna1ysisofChainHoistAbstractWiththeincreas

3、ingdemandofhumanbeings,enterprisesbegantoimprovethemse1vesintheirownproduction1ines,inordertogreat1yreducethe1aborintensityofworkers,buta1sointhisfast-pacedsocietyhasitsownposition,improvetheefficiencyofproduction.Inordertomeettherequirementsofautomatic1iftinggoodsonautomaticproduction1ine,thischain

4、hoistisdesigned.Thispaperdesignsachainhoistwhichmeetstherequirementsofautomationindustry,anddrawsontheexce11entdesignexperienceintheindustryandapp1iesittothedesignofhoist.First1y,thedeve1opmentstatusofhoistathomeandabroadisstudiedandsummarized;second1y,theovera11structureofhoistisdesigned,thetransmi

5、ssiondevice,contro1device,actuatordeviceanddrivedeviceinhoistarese1ectedandana1yzed,andthesuitab1estructureisfina11ydetermined;then,themostimportantcontentofhoististoca1cu1atethedesignofkeypartsinhoist,ca1cu1atethesizeandfitofpartssynthetica11y,andsetthekeyshaftcountandfina1check;fina11y,theovera11d

6、esignofthehoistmotiontimingana1ysis,bythepositionswitchtomakethehoistchangespeedtoachievethepurposeofcontro11ingthehoist;fina11y,intheso1idworkssoftwareforthehoistmotionsimu1ationana1ysis.Thisdesignsubjectisthechainhoiststructuredesignandmotionsimu1ation,throughthehoiststructuredesignandmotionana1ys

7、is,sothatthehoistintheautomationindustryhasacertainapp1icationspace,forthefutureinnovationandtransformationhasare1ativereferencesignificance.Keywords:hoist,ro11erchaindrivedesign,automaticcontro1,simu1ationana1ysis目录摘要IABSTRACTIi第1章绪论11.1 国内外升降机的发展趋势11.2 国外单杠气动升降机研究现状21.3 国内单杠气动升降机研究现状2第2章升降机方案设计42.

8、1 动力部分方案设计41 .1.1单作用气缸的概述42 .2.2单作用气缸的特点42. 2传动部分方案设计41. 2.1带传动52. 2.2齿轮传动52. 2.3钢丝绳传动63. 2.4最终传动方案62. 3控制部分方案设计6第3章单杠气动升降机整体设计及计算82.1 升降机的主要结构设计81. 1.1水平传送部分结构设计错误!未定义书签。3. 1.2垂直传送部分结构设计84. 1.3升降机总体结构83. 2钢丝绳的计算与选择83.2.1钢丝绳的选择93.2.2钢丝绳的校核83.2.3钢丝绳的摩擦传动原理3. 3气缸的选择与计算94. 4钢丝绳传动传动原理错误!未定义书签。第4章升降机的运动控

9、制134.1 升降机的过程分析135. 2升降机的控制时序14第5章三维建模17第6章结论18参考文献19致谢21第1章绪论现如今我们有很多运输装备，从大方面说，将货物从一个地方转运到另一个地方，有海陆空等运输方式。但在一个企业车间中，我们不需要如此耗资源的设备，同时如果一味靠人力来搬运重物，那企业的效率肯定不行，也将在不断进步的社会发展中逐渐淘汰，因此有了各种输送机。在物品上下移动上有了设计垂直提升机的想法，它不管在刚开始出现的社会上还是当代社会，垂直提升机的地位都是相当重要的，在现代自动化产业线上，对一些汽车行业、食品生产线以及生活用品等多种行业中，作为自动线上的自动运输设备。采用链式提升

10、机作业，该链式可以大大提升重物量，不会轻易断裂，能够生产量高，能量耗较低，功率损耗小，噪声较低，寿命长，可以解放人力劳动，加快制造业发展。因此，我们进行了单杠气动升降机的结构设计。单杠气动升降机不论是在工业生产还是我们的日常生活中都有着重用的作用。给我们带来的利益是非常多的。升降机的功能特色是非常多的，我们在使用升降机的时候也可以针对自己的需求对升降机进行设置。可见升降机对我们作用是相当的大。我们生产力的不断加大，生活的不断改善，对升降机的需求也就在不断的增加，生活中的每个角落升降机的应用都会给我们带来客观的利益。升降机在我们生产中的应用已经非常的普遍了，而且在我们生产中有着重要的作用。现在经

11、济不断的发展，顺应社会的需求，生产力不断的加大，劳动力严重不足，单杠气动升降机不仅在生产中有着重要的作用，在我们生活中的应用也是非常的重用的，而且非常的普及。在大部份工厂都可以看见他们的身影。1.1 国内外升降机的发展趋势当今社会升降机已经基本融入到先进的现代发展的潮流中去，升降机的质量和功能都需要优化和升级，这是升降机未来发展的必然趋势，工业4.0倡导的是智能化，我相信再不久的将来升降机智能化也不再是梦，会成为现实。升降机这个产品随着它的广泛应用，不仅提高了工作效也为工厂节约了成本国内外提升机输送功能多元化、应用范围扩大，提升本身的技术向长运距、大运量、高带速等方面发展，更是向节能环保的方向

12、发展趋势。1.2 国外单杠气动升降机研究现状在国外的设计研究中，近20年世界工程升降机行业发生了很大变化。目前世界升降机年销售额已经达到75亿美元左右。主要生产国在美国，日本，德国，法国，意大利，世界顶级公司有10多家，主要集中在北美，日本和欧洲。美国既是工程升降机的主要生产国，又是最大的世界市场之-一。但由于日本、德国升降机工业的迅速发展及RT和AT产品的兴起，美国厂商曾在20世纪6070年代世界市场中占有的主导地位正逐步受到削弱，从而形成美国、日本和德国三足鼎立之势。近几年美国经济回升，市场活跃，外国厂商纷纷参与竞争。美国制造商的实力也有所增强，特雷克斯升降机公司的崛起即是例证。特雷克斯升

13、降机公司前身是美国科林升降机Fo1995年以来，其通过一系列的兼并活动，已发展成为世界顶级公司之-O日本从20世纪70年代起成为工程升降机生产大国，产品质量和数量提高很快，已出口到欧美市场，年总产量居世界第一一。自1992年以来，由于受日元升值、国内基建投资下降和亚洲金融危机影响，年产量呈下降趋势。目前日本市场年需求量为3000台左右。欧洲是潜力很大的市场，欧洲各工业国既是工程升降机的出口国，也是重要的进口国。德国是最大的欧洲市场，其次为英国、法国、意大利等国。在德国AT产品市场份额中，利勃海尔占53%,格鲁夫占16%,德马泰克占14%,多田野和特雷克斯各占10%和5%左右。1.3 国内链式提

14、升机研究现状在国内设计研究中，升降机自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了升降机自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的升降机自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国升降机制造业目前有4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代升降机自动化技术的企业可以说没有；我国升降机制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界

15、先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国升降机自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。升降机自动化大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。第2章升降机的方案设计这次的设计是为了解决较重、较繁琐的装卸任务，而设计的多功能的机械手这类机械，将代替劳动者的体力消耗，进行能量转换

16、。这个升降机整体设计主要从动力组成、传动机构、执行装置和控制系统组成出发设计。1. 1动力部分方案设计设计中的动力部分是整个机器执行动作的来源，在这里我选择了单作用气缸来作为提升机的能量来源。气缸带动传动件，传动件带动执行装置，进行动作的一个过程，加上控制系统来控制升降机的速度。2. 1.1单作用气缸的概述单作用气缸是常见的气缸之一。分为弹簧复位和外力复位。气动执行元件主要分为直线往复式、摆动式以及连续回转式。气缸又分为单作用式、双作用式、无杆式、膜片式、气囊式、冲击式、锁紧式、导向式、短行程式、摆动式、手指式、组合式等，根据其结构、功能和形状不同，种类繁多。3. 2.2单作用气缸的特点1 .仅一端进（排）气，结构简单，耗气量小。