工件输送机设计.docx

工件输送机设计毕业论文（设计）工件输送机设计摘要在科技越来越发达的今天，在各行各业中生产效率变得成为了关键，而工件的运输效率是提高生产效率的因素之一，于是工件输送机的作用越来越大，各生产企业对工件输送机的要求也变得更高。本设计主要致力于传动装置主要部件的设计，要求传动机构各部件能很好地配合，能很好地控制传递距离和速度，并在节省投资和控制方面有比较好的调节。本设计的主要研究内容是设计连杆结构的尺寸以及齿轮传动的主要参数等，对主要研究部分的部件进行了选型，设计，校核。关键词,输送机；连杆机构；齿轮传动ABSTRACTNowadays,scienceandtechno1ogyismoreandmoredeve1oped,whi1etheworkpiecetransportationefficiencyisafactortoimproveproductionefficiency.Sotheworkpiececonveyorismoreandmoreimportantro1e,eachproductioncompanyontheworkpiececonveyoranddemandmuchhigher.Thisdesignmain1ydevotetodrivethedesignofmainparts,requiresthecomponentsofthetransmissionmechanismwithagoodcoordination,canwe11contro1thetransmissiondistanceandve1ocity,andinsavinginvestmentandcontro1hasbetterregu1ation.Themainresearchcontentsofthisdesignisdesignthesizeofconnectingrodstructureandthemainparametersofgeartransmissionandsoon.Todrivethevariouscomponentsofthese1ection,designandverification.Keywords:conveyor；1inkagemechanism；geartransmission目录1绪论21.1 研究的目的及意义212国内外研究状况21.3 设计要求31.4 方案比较32连杆机构的设计52.1 连杆机构的定义及特点52.2 平面曲柄摇杆机构52.3 平面四连杆机构有曲柄的条件62.4 连杆设计内容62.4.1 摇杆的摆角初选62.4.2 较点位置和曲柄长度的设计62.4.3 曲柄摇杆机构的设计62.4.4 校核最小传动角73机构的运动和动力分析83.1 概述83.2 用矢量方程图解法作平面连杆机构的速度和加速度分析83.2.1 绘制机构运动简图83.2.2 作速度分析83.2.3 作加速度分析93.3 用矢量方程图解法作平面连杆机构的动态静力分析103.3.1 对机构进行运动分析113.3.2 确定各构件的惯性力和惯性力偶矩113.3.3 机构的动态静力分析124杆件的设计164.1 杆件的类型164.2 钢材和截面的选择164.3 杆件间的联结164.3.1 剪切强度计算174.3.2 挤压强度计算174.3.3 稳定性的校核175减速器的设计185.1 电动机的选择195.1.1 选择电动机类型和机构形式195.1.2 功率的计算195.1.3 电动机功率计算195.1.4 传动效率195.1.5 确定电动机转速205.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比205.2.1 总传动比205.2.2 分配减速器的各级传动比215.3 计算传动装置的运动和动力参数215.3.1 各轴转速215.3.2 各轴输入功率215.3.3 各轴输入转矩215.4 减速器结构的设计215.4.1 机体结构215.4.2 铸铁减速器机体的结构尺寸见下表52（单位加）225.5 传动零件的设计计算235.5.1 减速器外传动零件的设计235.5.2 减速器内传动零件的设计235.6 轴的设计265.6.1 轴的结构和尺寸的确定265.6.2 轴的支点距离和力作用点的确定265.7 滚动轴承的设计305.7.1 选择原则305.7.2 滚动轴承的失效305.7.3 轴承端盖结构315.7.4 轴承的润滑与密封315.7.5 减速器的润滑325.8 轴承盖上的螺纹强度计算325.9 键的选择和强度校核335.10 联轴器的选择计算336开式齿轮的设计346.1 开式齿轮计算公式346.2 计算参数的选取如下346.3 确定传动主要尺寸357机架的设计358输送机附件的设计358.1 根子设计368.2 推爪和扭簧设计369结论37参考文献37致谢381绪论1.1 研究目的及意义输送机是在一定线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。它结构简单、造价低、输送能力大，运输距离长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作,可进行水平、倾斜输送，也可组成空间输送线路，有很高的生产率。在实际应用中，可以单机输送，也可以多机组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同工艺布置形成的需要。在任何的设备生产线上，不管是物料，还是工件及部件的输送都要用到输送机。它被广泛应用于农业、冶金、采矿、煤炭、电站、港口以及工业企业等。在越来越注重生产效益的今天，自动化的输送可以节省很多不必要的时间和人力资源，从而可以获得最高的收益。工件传输机在自动化流水线上的充分运用能提高工厂的生产率，减轻工人的劳动强度，保障工人的生命安全，为实现车间无人化提供了可靠的条件。本课题来源于社会生产实践，属于工程设计类。在自动化生产线中进料及出料都要求实现自动化，本课题即是为了解决这一实际问题的。采用什么机构或传动方式、速度及加速度、运动轨迹的设计是其中的核心问题，某些结构的优化设计也可成为设计的内容，本课题是典型的机械设计及理论的应用。1.2 国内外研究状况国外输送机技术的发展很快，其主要表现在二个方面：一方面是输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状输送机、空间转弯输送机等各种机型；另一方面是输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了输送机动态分析与监控技术，提高了输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的输送机已达到表1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：(1)设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300-500万t以上高产高效集约化生产的需要。(2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。（3）采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。（4）新型、高可靠性关键元部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托粗、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。我国生产制造的输送机的品种、类型较多。近年来，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩输送机等均填补了国内空白，并对输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以P1C为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器13设计要求：输送机的工作阻力工二5000N,步长S=450mm,往复次数N=40次/分，行程速比系数K=13,高度H=800mmo输送时滑架受到的阻力Fr视为常数，滑架宽度为250,使用折旧期为5年，每天二班制工作，载荷里有中等冲击，工作环境清洁，室内，三相交流电源，工作机构效率为095,用于小批量生产。1.4方案比较经过反复调查研究，查阅相关资料，我们根据工件传输机的工作状况的要求，提出了以下四种方案：方案一：直接用带传动和步进电动机来实现滑架的往返运动，通过步进电动机的正反转控制往返运动，通过单片机控制驱动电路来设置相关的运动参数。方案二：运用齿轮齿条和步进电动机来实现滑架的往复运动，通过步进电机的正反转,齿条固定在滑架上，利用齿轮齿条间的传动来实现滑架的往返运动。方案三：采用液压凸轮机构为主，以达到设计要求。本方案采用液压动力装置以推动挡板左右往复运动。再采用凸轮机构推动挡板做上下的往复运动。该机构由液压机构和凸轮机构相互配合，使挡板做曲线运动。方案四：运用连杆机构，减速器，普通电动机。通过普通电动机可以获得运动所需要的动力，减速器调整相应的速度和节奏，连杆机构实现不同的速度比，节奏，步长和滑架的运动轨迹。方案图入下：1.机架2.连杆机构3.滑架4.推爪5.减速机构6.滚筒1Rack!.ConnectingRod3.S1idingFrame4.TheThrustC1aw5Retarder6.Ro11er图1工件输送机结构图Tab1e1WorkpieceConveyor工作时，电动机通过传动装置、连杆机构，驱动滑架往复移动工件，工作行程时,滑架上的推爪推动工件前移一个步长，当滑架返回时，因为推爪与轴之间装有扭簧，所以推爪从工件下滑过，工件保持不动，当滑架再次向前推进时，推爪已复位，前方推爪也推动前一工件前移，如此周而复始，工件不断前移。经过可行性调研，我们发现方案一中步进电机的功率和工作状况要求中的中度冲击问题对步进电机的影响不能很好的解决，而且步进电机拥有一个很明显的优点，就是它有精确的正反转功能，因为步进电机是将电脉冲信号转化为角位移，或线位移的开环控制元件，在非超载的情况下，电机的转速，停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载的变化而影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角，这一线性关系的存在，加上步进电机只有同期性的误差而无累积误差等特点,使得在速度控制领域用步进电机来控制变的非常简单，而且低速精度高。虽然如今步进电机已经被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规条件下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等太多的专业知识。方案二也存在类似的问题，方案三机构结构简单，构造也较为普通，且运行时噪声低。运动行程一眼明了，缺点是该机构有两个自由度，所以运动难遇控制，不够平稳。而且液压机构成本太高，维护检修复杂。而方案四相对于方案一、方案二的问题有了很好的实现，而且普通电动机容易选择，减速器和连杆机构，结构可靠，稳定性高，可以承受一定的冲击，在连杆与连杆之间采用滚轮连接，有效的减小了摩擦力。所以此方案较合理。在整个设计过程中，减速器部分和连杆机构的设计和分析应是本课题的重点，运用机械设计和机械原理的相关内容来设计，设计的主要内容应包括工作机构和传动系统的运动分析，连杆机构的运动和动力分析，减速器