履帶式盤類形狀上料倉的設計【全套含CAD圖紙和說明書】

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Besides transferring of cargo is a very heavy and tiring work, in order to improve production efficiency and reduce repetitive manual labor, reduce worker number, reduce labor input to ensure the safety of production, so the automatic conveying system is very effective way, is also very scientific method. Automatic production line can realize the production of different specifications and standards， the production of machinery and production device automatically finishing product of the production process because of its higherflexibility. And this process can ensure the quality of the products. Since the advent of the automated transportation equipment, the production cost has been greatly reduced, the production efficiency has been improved and controlled easily, Therefore automation equipment has been widely used in the modern chemical plant. The design of the crawler plate shape of silo is used to store arranged the workpiece besides mechanical loading (manipulator) in automatic feeding equipment .Then the mechanical device of the workpiece are sent first feeding feeding position. My train of thought is from the first machine tool plant in Shenyang bearing outer ring fully automatic processing equipment, it is based on the processing of the outer ring of the bearing,it not only describes the basic situation automatic production line of a crawler type conveying belt, and describes the production line in the disk shape parts material; Then, readers can better understand the mechanism through a detailed description on the automatic production line of the silo composition and function,; In order to ensure the transmission efficiency of the crawler, output torque and power, This design carries on the detailed design to the transmission scheme，The conveyor belt resistance is determined by the straight line segment resistance, the resistance of the curve segment, the resistance of the baffle and the resistance of the workpiece; By calculating the power required to get bin for the selection of the motor, determines the motor output torque, power etc. This article also calculated the calculation of the bore and stroke of the cylinder, the installation of the cylinder form, buffer device for keep-off mechanism type selection, the cylinder of determine the size and type of the cylinder stroke sensor block body material obtained by calculation way of the total length and total width, make sure every feeder model and its driving mode, the guide shaft positioning device materials and minimum diameter. At the end of this paper, This paper is based on the SolidWorks software for the crawler plate shape of silo modeling and assembly, The three-dimensional map is formed by the assembly of parts more intuitive display device of this design.Key words：caterpillar；Bin；the motor；solidworks； 目 錄 第一章前言 1 1.1 履帶式盤類形狀上料倉概述 1 1.1.1 自動化生產線的概述 1 1.1.2 自動化生產線中輸送設備的概述 1 1.1.3 自動生產線中盤類形狀上料倉的概述 3 1.2 履帶式盤類形狀上料倉的組成及作用 3 1.2.1 履帶式盤類形狀上料倉的組成 3 1.2.2 履帶式盤類形狀上料倉的作用 5 第二章履帶式盤類形狀上料倉的傳動系統(tǒng)設計 6 2.1 履帶式盤類形狀上料倉的關鍵技術參數(shù)要求 6 2.2 履帶式盤類形狀上料倉的傳動方案設計 7 2.3 履帶式盤類形狀上料倉的驅動電機選擇 9 2.3.1 履帶式盤類形狀上料倉傳送帶阻力FW 9 2.3.2 履帶式盤類形狀上料倉所需功率Pw 11 2.3.3 電機所需的輸出功率P0 12 2.3.4 電機所需的額定功率Pm 13 2.4 履帶式盤類形狀上料倉的氣缸選擇 15 第三章履帶式盤類形狀上料倉的主體部分結構設計 18 3.1 履帶式盤類形狀上料倉的傳感器的選用 18 3.1.1 所選用的傳感器的工作原理 18 3.1.2 擴散反射式光電開關 19 3.1.3 氣缸行程傳感器的選擇 19 3.2 履帶式盤類形狀上料倉的擋料結構設計 20 3.2.1 料倉結構的常見形式 20 3.2.2 擋料機構料道的設計 21 3.2.3 擋料機構的隔料器設計 23 3.3 履帶式盤類形狀上料倉的定位結構設計 26 3.3.1 定位結構分析及工作原理 26 3.3.2 導軌軸的設計 27 第四章基于Solidworks進行履帶式盤類形狀上料倉建模裝配 30 4.1 Solidworks軟件建模與裝配概述 30 4.1.1 Solidworks軟件介紹 30 4.1.2 建模及裝配概述 30 4.2 Solidworks零件設計 30 4.3 運用Solidworks軟件進行零件裝配 34 第五章結論 38 參考文獻 39 致謝 40 第一章 前言1.1 履帶式盤類形狀上料倉概述1.1.1 自動化生產線的概述 科學技術發(fā)展到今天，工業(yè)水平的不斷發(fā)展，人們對各類產品的需求也逐漸增大，而且對產品的質量要求也不斷提高。并且由于科技的發(fā)展越來越快，企業(yè)對技術的重視程度也逐年提高，對自動化生產線的投入也逐年增加。如今自動化生產線給企業(yè)帶來的技術、成本、管理等方面的優(yōu)勢，逐漸成為了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要規(guī)劃1。 上個世紀初期，制造業(yè)中汽車工業(yè)出現(xiàn)了半自動生產線，這種生產線不斷的發(fā)展成為自動生產線。二戰(zhàn)后的制造業(yè)發(fā)展，自動生產線在發(fā)達國家的制造工業(yè)中發(fā)展和完善，在制造業(yè)中所占的比例不斷增加1。 自動生產線上的生產機械和生產裝置能夠自動的完成產品的各道生產加工過程，而且這種加工能夠保證產品的質量。自動生產線在完成自動化加工生產的過程中，需要把各種運輸機構、加工機構，分揀機構、傳感器檢測裝置有效的組合為一體，這種組合的機械系統(tǒng)可以根據(jù)預期的步驟自動完成所需的生產工作。這樣的一個可以實現(xiàn)自動生產加工的系統(tǒng)就是我們所說的自動生產線，如圖1-1所示2。圖1-1 自動化生產線1.1.2 自動化生產線中輸送設備的概述 伴隨著電子科學技術、計算機技術、數(shù)字控制技術等學科的不斷融合發(fā)展，同時也得益于成組技術的產生和完善，自動生產線的靈活性也有所提高，可以實現(xiàn)對不同規(guī)格和標準的產品的生產3。自動化生產的產品大小和品種可以調節(jié)，可實現(xiàn)生產成本的大幅降低，產品更新的越來越快，所以自動生產線的應用變得尤為廣泛，同時這種生產系統(tǒng)也正在向有著更高的自動化水平的柔性制造系統(tǒng)發(fā)展4。 自動化輸送設備出現(xiàn)以來，大幅降低了生產成本、提高了生產效率，并且易于控制，因此在現(xiàn)代化工廠中被廣泛應用。它是現(xiàn)代工業(yè)自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)物料輸送搬運的最主要基礎裝備5。 一般的自動化傳送機械可分成：皮帶傳送機械，網帶傳送機械，鏈板傳送機械，滾筒傳送機械等傳送機械設備。 皮帶傳送線，是利用皮帶（橡膠帶、帆布帶等）組成的按照工藝步驟的連續(xù)生產作業(yè)線中不可或缺的自動化生產傳送機構。 皮帶輸送機的特點是：較強的輸送能力，較遠的輸送距離，結構非常簡單，而且易于維護，能方便地實行自動化控制、程序化操作，而且其運行速度范圍廣、平穩(wěn)不易抖動，并可以實現(xiàn)上下坡、彎曲傳送，因而在機械、電子、航空等行業(yè)的工件的輸送、產品裝配、外觀的包裝等不同領域6。 網帶傳送機械，一般分為網帶式和網鏈式。相對于皮帶輸送機械，是對其裝置的補充，它能克服皮帶輸送裝置的皮帶容易撕裂、腐蝕等缺點。網帶傳送機械不僅可以進行水平、傾斜的輸送，還可以進行垂直輸送，并且網帶輸送機的輸送能力比皮帶的要大，運距差不多長，故在很多地方應用也是十分的廣泛。 鏈板式輸送機，是以單片不銹鋼板或者履帶板為基本單元，然后再連成環(huán)來當作運輸機的承載面的一種輸送機。它的特點是：其鏈板面非常的平坦光滑、摩擦力也小，工件在傳輸線之間的運動平穩(wěn)；輸送工件的能力大，鏈板可承載重載荷；輸送速度可由電機準確控制，能實現(xiàn)輸送機精確的同步傳送；鏈板輸送機不同于皮帶輸送機的是，鏈板可以直接用水沖洗，清潔方便。因此，鏈板輸送線比較適合應用于重工業(yè)生產，如汽車制造、電視機生產等。 滾筒輸送機械，其主要部件由輥子、底座、支撐架、動力控制裝置等機構組成。滾筒式輸送機的原理是利用輥子的轉動，加上工件之間的摩擦而使工件向前移動。按其運動驅動的方式可分成無動力驅動滾筒輸送機、動力驅動滾筒輸送機7。1.1.3 自動生產線中盤類形狀上料倉的概述 環(huán)形盤類零件是機械加工生產中比較常見的零件，如：支持傳動軸的各種形式的軸承；夾具上的導向套；氣缸套等。盤類零件通常起支撐和導向作用。但不同的盤類零件有很多相似點，如主要表面基本上都是圓柱形的，有較高的尺寸精度等。圖1-2 常見環(huán)形盤類零件 隨著自動化生產線技術的進一步發(fā)展，環(huán)形盤類零件（如圖1-2）的加工業(yè)進一步實現(xiàn)自動化，生產效率得到了極大的提高，生產成本也逐漸降低，產品質量也有了很好的保障。 盤類形狀零件上料機是自動化生產中的實現(xiàn)盤類形狀上料工藝的生產設備，可實現(xiàn)靈活的線路布置；輸送性價比高；生產裝置的結構簡單，易于檢修；送料平穩(wěn)；生產操作簡單。自動化生產線在現(xiàn)代工廠中的運用非常廣泛，如沈陽第一機床廠的軸承外環(huán)自動線的上下料設備8。 履帶式盤類形狀上料倉是一類輸送帶為履帶式傳送帶，用以存儲已通過裝置定向的環(huán)形盤類形狀工件的料倉。其傳送方式一般通過機械運動傳送（如盤式料倉、鏈式料倉等），以步進電機或者交流電機為動力源，通過PLC或者其它方式控制9。1.2 履帶式盤類形狀上料倉的組成及作用1.2.1 履帶式盤類形狀上料倉的組成 履帶式盤類形狀零件上料倉是盤類形狀零件自動化加工生產過程中上料工藝的機械設備，在工件加工中處于前期處理工作，也是實現(xiàn)加工自動化過程中的重要一步，它可以使加工連續(xù)化自動化。針對不同的盤類形狀零件、不同的生產廠家的上料設備會有所不同，這取決于公司的技術發(fā)展歷程10。本論文基于沈陽第一機床廠的軸承外環(huán)自動上下料設備（圖1-3），對履帶式盤類形狀上料倉進行分析設計。圖1-3 軸承外環(huán)自動上下料設備 履帶式盤類形狀上料倉是自動上料設備中除了機械上料裝置（機械手）之外的，用來存儲已經依次排列的工件，然后把工件依次送至上料裝置上料位置的機械裝置。為此我們可以將履帶式盤類形狀上料倉分成動力系統(tǒng)、履帶式傳送帶、擋料裝置及定位裝置，下面就詳述一下每個部分的功能。 動力系統(tǒng)：一般包括電機、減速器、制動器、控制器及其輔助設備組成，其主要的功能是為上料設備傳送帶提供動力。其電機功率應根據(jù)生產機械所需要的功率來選擇，盡量使電動機在額定負載下運行。應注意以下兩點：（1）如果電動機功率選得過小。就會出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動機長期過載，使其絕緣因發(fā)熱而損壞，甚至電動機被燒毀。（2）如果電動機功率選得過大，就會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象。其輸出機械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高。 履帶式傳送帶：履帶式傳送帶作為板鏈式傳送帶中的一種，包括履帶板、主動輪、從動輪、支撐件、張緊裝置等。履帶板用以放置、運輸工件，其材料可有不銹鋼、合金鋼等高強度材料組成；輸送機的動力源一般由伺服電動機驅動一級或者多級減速器，然后再由減速器通過聯(lián)軸器帶動傳送帶的主動輪轉動；輸送機的張緊裝置一般由重錘和螺桿機構，可以讓履帶保持足夠的張力，使傳送帶能夠正常運轉。 擋料裝置：機床加工的速率與上料的速率不一定匹配，故上料倉必須要有儲存一定數(shù)量待加工工件的能力，而擋料機構的作用就是將多余的待加工工件擋在上料裝置抓取區(qū)域之外，并且使工件能整齊地排放在上料倉里。 定位裝置：上料裝置的抓取區(qū)域是一個特定的范圍，所以定位裝置的作用就是將待抓取工件定位在某一區(qū)域，等待機械手的抓取。1.2.2 履帶式盤類形狀上料倉的作用 履帶式盤類形狀上料設備是一種用于工件加工前準備工序的機械裝置，它可以讓機械加工實現(xiàn)自動化，是自動化工廠中加工盤類零件不可或缺的設備。其履帶式盤類形狀上料倉，在自動化生產過程中的作用我們可以歸納為以下幾點： 中間儲存、系統(tǒng)緩沖 在生產活動中，機械設備的生產效率不一定相同，而上料倉則可以做到隨時備料用以提高自動化整體的效率。 工件定位作用 履帶式盤類形狀上料倉可以將工件定位到機械手的某一抓取位置，用以方便的進行上下料。40第二章 履帶式盤類形狀上履帶式盤類形狀上料倉可以將工件定位到機械手的某一抓取位置，用以方便的進行上下料。料倉的傳動系統(tǒng)設計 履帶式盤類形狀上料倉作為自動化生產線中的“橋梁”，能夠實現(xiàn)生產線的自動化并大大提高生產效率，在實際生產中發(fā)揮了巨大的作用。而傳動系統(tǒng)作為自動上料倉的動力傳送裝置對整個上料倉的工作效率有重大影響。而傳動系統(tǒng)的作用是為機械提供動力，典型的機械傳動系統(tǒng)的類型：齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、帶傳動、鏈傳動、輪系等。在不同的場所中我們需要根據(jù)相關參數(shù)選擇不同的傳動方式，以達到最優(yōu)效果11。2.1 履帶式盤類形狀上料倉的關鍵技術參數(shù)要求 根據(jù)上料倉傳送系統(tǒng)的要求、有關的生產工藝過程和盤類形狀零件的特性等來確定各主要參數(shù)。 輸送能力 履帶式盤類形狀上料倉的輸送能力指的是在某一設定的單位時間內輸送的工件數(shù)量。本設計中輸送的工件是環(huán)形盤類形狀零件是單件物品，所以本設計以每小時輸送的工件件數(shù)來計算12。 輸送速度 以履帶式傳送機構的運轉速度為基礎。假如用輸送帶作為牽引動力、輸送長度比較大的時候，輸送的速度可以稍微提高。假如用鏈條作為牽引動力的輸送機，履帶輸送速度則不應過大，防止動載荷的增加。本設計中履帶式盤類形狀上料倉設計的回轉移動最大運行速度為：0.3m/s。 總長度、輸送線路水輸送機平傾角 輸送線路的總長度和水平傾角的大小對履帶式輸送機的總阻力和輸送帶所需要的總功率有很大的影響。本設計中設定的上料料倉總長度為5000mm，傾斜角為0，履帶板寬度根據(jù)設計參數(shù)選擇B=400mm。 工件參數(shù) 每個工件的質量假定為：10kg；本設計假設工件的外形參數(shù)：環(huán)形盤類形狀的外徑210mm，最小內徑140mm，高度為60mm；假定本上料倉最大可以存儲的工件數(shù)量為20個工件。 主要工作條件： 工作制度 兩班制工作（每班按8h計算），傳送帶為單向運轉，工件載荷變化不大，一般為空載啟動。 工作環(huán)境 潔凈室內，無灰塵，環(huán)境的溫度保持20左右。 制造條件及批量 普通中、大制造廠，大批量。2.2 履帶式盤類形狀上料倉的傳動方案設計機械通常由動力裝置、傳動系統(tǒng)及工作裝置及其附屬裝置組成。傳動系統(tǒng)在機械中的作用是不言而喻的，其正確的傳動方案不僅僅是滿足工作裝置的運動要求，還必須要機構簡單、成本低、易于檢修等。實踐證明，傳動裝置的重量和成本通常在整臺機器中占有很重大的比重。由此可見，在本上料倉的設計中擬定合理的傳動方案對于履帶式上料倉具有非常的意義13。不同傳動方案有不同的范圍，為便于選型，將常用傳動機構的特點及其應用見表2-1。 表2-1 傳遞連續(xù)回轉運動常用機構的性能和適用范圍 傳動方案選用目標平帶傳動V帶傳動摩擦輪傳動鏈傳動普通齒輪傳動蝸桿傳動常用功率kW小（20）中（100）小 （20）中（100）大 （最大達50000）小 （50）單級傳動比常用值14145725圓柱35圓錐23740傳動效率中中中中高低許用的線速度2525 3015 25406級精度、直齒18、非直齒3615 30外廓尺寸大大大大小小傳動精度低低低中等高高工作平穩(wěn)性好好好較差一般好自鎖能力無無無無無可有過載保護作用有有有無無無使用壽命短短短中等長中等緩沖吸震能力好好好中等差差要求制造及安裝精度低低中等中等高高要求潤滑條件不需不需一般不需中等高高環(huán)境適應性不能接觸酸、堿、油類、爆炸性氣體一般好一般一般成本低低低中中高 傳動的參考方案一般用運動的簡圖表示。它是用一些簡單的符號代表一些運動副和機構來表示機械的運動鏈、運動特征。運動簡圖一般工作機器通常由原動機，傳動裝置和工作裝置三個基本職能部分以及操縱控制裝置組成。圖2-1為6種不同的傳動裝置參考方案。 （1） （2） （3） （4） （5） （6）圖2-2 傳動裝置參考傳動方案 根據(jù)表2-2所列出的不同傳動方式的性能及適用范圍，結合本設計履帶式盤類形狀零件上料倉的相關參數(shù)和工作條件分析考慮到: 帶傳動 承載能力較低，在傳遞相同扭矩時，結構尺寸較其它傳動形式大 鏈傳動 運轉不穩(wěn)，且有沖擊 齒輪傳動 傳動精度高、傳動比大、傳動效率高。 蝸桿傳動 傳動比大，承載能力較齒輪傳動低。 本設計中還考慮到傳動裝置的布局，要求盡量結構緊湊、勻稱，強度和剛度好，便于操作和維修。選擇傳動裝置參考傳動方案（圖2-1）中的（4）為履帶式盤類形狀零件上料倉的傳動方案。2.3 履帶式盤類形狀上料倉的驅動電機選擇 本設計的履帶式盤類形狀上料倉由于是空載啟動，要求有過載；工作環(huán)境為無塵、無油、無水環(huán)境，無噪聲；本設計中選擇的電機為交流伺服電機，其特點是在高低速運轉平穩(wěn)，即使在極低的低速時也不會出現(xiàn)低速振動現(xiàn)象；交流伺服電機一般為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以內，都能輸出額定轉矩，但是在額定轉速以上為恒功率輸出；其本身具有較強的過載能力，適合有沖擊的場合；采用閉環(huán)控制，其控制性能相比于其它電機更為可靠14。2.3.1 履帶式盤類形狀上料倉傳送帶阻力FW輸送機的運行阻力主要是有運行構件的摩擦力及其重力和被輸送物料的重力所產生的，可按照輸送線路各區(qū)段逐段進行計算。 直線段阻力Fz由于本設計輸送帶的傾斜角為0，故直線段只包含水平區(qū)段 （2-1）式中:Fz直線區(qū)段運行阻力（N）； q 輸送機每米長度的計算質量（Kg/m）； Lz所計算履帶式上料倉輸送帶的長度（m），由參數(shù)可知=5m； 阻力系數(shù)。當牽引鏈條的滾子采用滑動軸承時，取0.080.11，本設計取最大值=0.11。為重力加速度（9.8 m/s2） 本設計中q的計算公式為： q =2 q0+qm （2-2） q0=60B+c0 （2-3） qm= （2-4）式中: q0輸送機運行部分平均每米長度的質量（kg/m）； qm 輸送的工件平均每米長度的質量（kg/m）； B底板寬度（m）； C0底板系數(shù)（kg），見下表2-3； G單件物品的質量（kg）； T相鄰物品沿輸送方向的平均間距（m），取T=0.25m。底板系數(shù)（kg）表2-3 輸送機底板參數(shù)輸送機運行部分型式無擋邊有擋邊底板寬度（mm）400500630800800以上400500630800800以上輕型354560405070中型506090607090重型7010013080110150代入數(shù)據(jù) B=0.4m；=40kg；G=10kg；T=0.25m，可算出 q=168kg/m 可求出 Fz = 16850.119.8=905.52（N） 曲線段阻力FQ 指履帶板板鏈繞過輸送帶首端和尾端時所產生的彎曲附加阻力和軸承滾動阻力。這部分阻力計算相當復雜，通常按直線段阻力的10來考慮。 FQ = Fz0.1= 824.670.1=90.5（N）。 擋板阻力 本設計屬于有固定擋板的履帶板式輸送機，被輸送盤類形狀零件與固定擋板之間存在擋板阻力.對本設計輸送的是成件物品（盤類形狀零件），可按照式2-5估算： FD0.05d （2-5） 式中： d為擋板長度（m），取=4.5m； 為重力加速度（m/s2） 計算可得 FD = 0.054.59.8=2.2（N）。本設計中其它阻力我們忽略不計 工件阻力F 履帶式上料倉在運行時候，擋料機構會將多余的工件存儲在槽式料倉中，此時工件與履帶式傳送帶有一個摩擦阻力。本文上料倉可以存儲工件數(shù)量為20個，每個工件質量為10Kg。此時的摩擦力由下式求得： Fg = n m （2-6） 式中： n工件數(shù)量（個）；摩擦系數(shù)，本設計取金屬間潔凈無潤滑表面的滑動摩擦系數(shù)，本設計取 0.3。 代入數(shù)據(jù)計算： F=200.3109.8=588（N）。 傳送帶總阻力Fw運行總阻力是指直線段和曲線段運行阻力之和，其值為： Fw=1.1Wf（FD+Fg+FQ+Fz） （2-7） 式中： FW 傳送帶運行總阻力，N； Wf運行時附加的阻力因素，Wf =1.1，運行時輸送機不彎曲時W f =1.0計算得： Fw=1.11.1(905.52+90.5+2.2+588)N=1795.8（N）。2.3.2 履帶式盤類形狀上料倉所需功率Pw 上料倉所需功率Pw 上料倉所需的功率Pw（KW）應該由機器的工作阻力和運動參數(shù)求得： w =（ Fww）/(1000w) （2-8） 式中: Fw 輸送機運行阻力(N)；w輸送機運行速度（m/s）； w 工作機效率，對于帶式輸送機，一般取=0.940.96。 代入數(shù)據(jù)可得： w =0.56（KW）2.3.3 電機所需的輸出功率P0由上料倉所需功率和傳動裝置的總效率可求得電機所需的輸出功率P0，可有下 式求得： P0= ( KM PW ) / （2-9） 式中: KM功率備用系數(shù)，考慮到輸送帶的啟動、制造、安裝誤差等，所造成電機功率額外消耗的不良影響因素，通常KM=1.21.4； 刮板系統(tǒng)的總效率， 即選擇電動機的功率需求，等于從發(fā)動機到上料倉之間各種傳動元件（如聯(lián)軸器、減速器、鏈傳動、板鏈等）的效率之乘積,伺服電機到履帶式鏈板之間的傳動方式為： 伺服電機聯(lián)軸器1多級減速器聯(lián)軸器2主動鏈輪根據(jù)以上傳動方式，參照表2-4 ，可求得 = 12n=0.970.940.920.970.96=0.78得出 P0= 1.40.56/0.781.0（KW） 表2-4 機械傳動及摩擦副的效率估算值傳動類別傳動型式傳動效率傳動類別傳動型式傳動效率圓柱齒輪傳動跑合的6級精度和7級精度齒輪傳動（稀油潤滑）0.980.99滑動軸承潤滑特好（壓力潤滑）0.98圓柱齒輪傳動8級精度的一般齒輪傳動（稀油潤滑）0.97滑動軸承液體摩擦0.99圓柱齒輪傳動9級精度的齒輪傳動（稀油潤滑）0.96滾動軸承球軸承（稀油潤滑）0.99圓柱齒輪傳動加工齒的開式齒輪傳動（干油潤滑）0.940.96滑動軸承潤滑正常0.97圓柱齒輪傳動鑄造齒的開式齒輪傳動0.900.93滑動軸承潤滑特好（壓力潤滑）0.98圓錐齒輪傳動很好跑合的6級精度和7級精度齒輪傳動（稀油潤滑）0.970.98滑動軸承液體摩擦0.99圓錐齒輪傳動8級精度的一般齒輪傳動（稀油潤滑）0.940.97滾動軸承球軸承（稀油潤滑）0.99圓錐齒輪傳動加工齒的開式齒輪傳動（干油潤滑）0.920.95滾動軸承滾子軸承（稀油潤滑）0.98蝸桿傳動自鎖蝸桿0.40.45摩擦傳動平摩擦傳動0.850.92蝸桿傳動單頭蝸桿0.70.75摩擦傳動槽摩擦傳動0.880.90蝸桿傳動雙頭蝸桿0.750.82聯(lián)軸器齒輪聯(lián)軸器0.99帶傳動平帶無壓緊輪的開式傳動0.98聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器0.990.995帶傳動平帶有壓緊輪的開式傳動0.97聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器（3）0.970.98帶傳動平帶交叉?zhèn)鲃?.9聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器（3）0.950.97帶傳動V帶傳動0.96聯(lián)軸器單級圓柱齒輪減速器0.970.98鏈傳動焊接鏈0.93減（變）速器雙級圓柱齒輪減速器0.950.96鏈傳動片式關節(jié)鏈0.95減（變）速器單級行星圓柱齒輪減速器0.950.96鏈傳動滾子鏈0.96減（變）速器單級行星擺線針輪減速器0.900.97絲杠傳動滑動絲杠0.30.6減（變）速器單級圓錐齒輪減速器0.950.96絲杠傳動滾動絲杠0.850.95減（變）速器雙級圓錐-圓柱齒輪減速器0.940.95滑動軸承潤滑不良0.94減（變）速器軋機人字齒輪座（滾動軸承）0.940.96滑動軸承潤滑正常0.97減（變）速器軋機主減速器（主聯(lián)軸器和電機聯(lián)軸器）0.930.962.3.4 電機所需的額定功率Pm 對于本設計中的履帶式上料倉屬于長期連續(xù)運轉，載荷變化很小或者變化不大，而且本裝置的工作環(huán)境為常溫20，可以按照下式確定伺服電機的額定功率： Pm=（ 11.3）P0 （2-10） 代入數(shù)據(jù) Pm =1.31=1.3（KW） 根據(jù)以上計算，選取國內華大（LBB）系列交流永磁同步伺服電機：130ST-M09615LEBB，其額定的功率為1.5KW，同步轉速為1500rpm，其主要參數(shù)見表2-5： 表2-5 LBB系列一覽表電機型號主要參數(shù)額定轉矩額定轉速最高轉速額定電流額定功率80ST-M01330LEBB1.3Nm3000rpm5000rpm2.8A0.4Kw80ST-M02430LEBB2.4Nm3000rpm5000rpm14.8A0.75Kw80ST-M03330LEBB3.3Nm3000rpm5000rpm.6.2A1.0Kw110ST-M02515LEBB2.5Nm1500rpm3000rpm3.5A0.4Kw110ST-M03215LEBB3.2Nm1500rpm3000rpm4.5A0.5Kw110ST-M05415LEBB5.4Nm1500rpm3000rpm6.5A0.85Kw110ST-M06415LEBB6.4Nm1500rpm3000rpm8.0A1.0Kw110ST-M02420LEBB2.4Nm2000rpm3000rpm2.9A0.5Kw110ST-M04820LEBB4.8Nm2000rpm3000rpm6.0A1.0Kw130ST-M03215LEBB3.2Nm1500rpm3000rpm4.5A0.5Kw130ST-M05415LEBB5.4Nm1500rpm3000rpm7.0A0.85Kw130ST-M06415LEBB6.4Nm1500rpm3000rpm8.0A1.0Kw130ST-M09615LEBB9.6Nm1500rpm3000rpm11.5A1.5Kw130ST-M04615LEBB14.3Nm1500rpm3000rpm16.5A2.3Kw130ST-M04820LEBB4.8Nm2000rpm3000rpm6.2A1.0Kw130ST-M07220LEBB7.2Nm2000rpm3000rpm9.5A1.5Kw130ST-M09620LEBB9.6Nm2000rpm3000rpm13.5A2.0Kw130ST-M14320LEBB14.3Nm2000rpm3000rpm17.0A3.0Kw150ST-M14615LEBB14.6Nm1500rpm3000rpm20.0A2.3Kw150ST-M19615LEBB19.1Nm1500rpm3000rpm21.0A3.0Kw150ST-M14320LEBB14.3Nm2000rpm3000rpm20.0A3.0Kw2.4 履帶式盤類形狀上料倉的氣缸選擇 氣缸是利用氣體壓力做功使活塞進行直線往復運動的機械裝置，廣泛應用于機械領域。本設計中氣缸的作用是將未上料的工件擋在在槽式料倉中，配合傳送帶兩邊的其它擋料機構，達到上料倉存儲工件的作用。擋料方式為氣缸帶動桿件從上而下插入工件，使工件固定在傳送帶上；而本上料倉為U型料倉，后面的工件則可按照順序依次排列存儲在料倉中。 根據(jù)工作條件我們可知，本設計選用的氣桿為雙作用單活塞桿氣缸，假設擋料桿為10kg，氣源壓力為0.6MPa，假設氣桿直徑為氣缸直徑的1/2。 氣缸的缸徑 本上料倉氣缸值負責工件的阻擋，故氣缸的的負載只有擋料桿的重力，又因為氣缸拉力比推力要大，所以本設計取拉力值為實際負載，其計算公式為： F= m=109.8=98（N） 假如負載無慣性力,一般為0.8；低速（v500mm/s），=0.35。本設計中氣缸的運行速度初值為200mm/s，故負載率為0.5根據(jù)氣缸拉力公式： F2=0.25（ D2-d2）P=F/ （2-11） 式中： D-氣缸活塞直徑（cm） d-氣缸活塞桿直徑（cm） P-氣缸的工作壓力（ kgf/cm2） 可以求出D=23.6mm 本設計初選SMC（cm2系列）雙作用標準氣缸，缸徑選擇25mm。 表2-6 標準規(guī)格表缸徑（mm）20253240使用流體空氣（不給油）動作方式雙作用最高使用壓力1.0MPA最低使用壓力0.05MPA環(huán)境和流體溫度無磁性開關：-1070，帶磁性開關：-1060活塞速度50750mm/s緩沖橡膠緩沖/其緩沖 氣缸的行程本設計根據(jù)擋料結構安裝，初步估計氣缸的行程為3倍零件高度為180mm。根據(jù)SMC氣缸選型手冊中標準氣缸的參數(shù)見表2-7，選擇相近的行程200mm。 表2-7 標準行程圖缸徑（mm）標準行程（mm）磁性開關型號（環(huán)帶安裝）磁性開關安裝件2025,50,75,100,125,150,200,250,300C73,C76,H7A1,H7B,H7BA,H7BW,H7NWBM2-02025BM2-02532BM2-03240BM2-040 氣缸的安裝形式 氣缸的安裝有很多種方式，常常取決于安裝位置、使用目的等重要因素。經常采用的方式為全固定氣缸。但是在特殊情況下，例如需要連續(xù)回轉時（比如銑床、鉆床等），應該用回轉式氣缸。本設計中，安裝方式為垂直安裝，使用目的為推動/拉動桿件實現(xiàn)擋料動作，采用固定法蘭安裝形式見圖2-8，其安裝件為CM-F032B。 圖2-8 法蘭安裝 氣缸的緩沖裝置本設計中氣缸的速度在前面選擇為200mm/s，氣缸直徑為25mm，額定負載為98N。故在本設計中選擇的氣缸為小型低速氣缸，負載慣性也不大，所以根據(jù)圖2-9本氣缸選用的緩沖裝置為橡膠緩沖。圖2-9 氣缸緩沖形式 氣缸磁性開關假定本設計的氣動控制系統(tǒng)采用電控方式，則可選附帶有磁性開關的氣缸。本設計根據(jù)圖2-8和圖2-10，選取C73L磁性開關，安裝件為BM2-02515。圖2-10 磁性開關 缸型號的最終確定根據(jù)上述的缸徑、行程、安裝方式、緩沖裝置等選型，本設計所選氣缸CM2F25F200C73L，其具體參數(shù)：缸徑25mm、行程200mm、垂直法蘭形式安裝、橡膠緩沖。沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 履帶式盤類形狀上料倉的主體部分結構設計第三章 履帶式盤類形狀上料倉的主體部分結構設計 本設計的履帶式盤類形狀上料倉的主要結構我們可以分成：傳感器、擋料機構、定位機構。他們的作用分別是擋料機構將工件整齊的排列在上料倉中，并將未加工的工件儲存在擋在儲存位置；定位機構是將工件位置固定在某一區(qū)域，以便于上料裝置將工件抓取進行加工；而傳感器則穿插在擋料機構和定位機構中用于氣缸、工件信號的檢測，進而由控制系統(tǒng)驅動氣缸進行相應的動作16。3.1 履帶式盤類形狀上料倉的傳感器的選用 在這個上料倉送料單元中，傳感器用于對所需控制信號的采集，反饋到控制系統(tǒng)中，通過控制系統(tǒng)控制機械機構的運動，從而完成所需的預期的任務。3.1.1 所選用的傳感器的工作原理 在這次設計中用到二種傳感器，光電漫反射傳感器用于來料信號檢測，氣缸行程傳感器用于對氣缸推出到位信號檢測，下面是在這次設計中用到的傳感器和它們的工作原理。 擴散曼反射型光電開關 作用：檢測成品達到本系統(tǒng) 原理：這種擴散曼反射型的光電開關在它的頭部安有一個收光器和一個發(fā)光器，這樣的擴散反射型的光電傳感器前面沒有用于反光的東西。假如發(fā)光器前面沒有物體時候，光接收器是不能接收到感應信號的。只有發(fā)光器前面有物體擋住的時候，接收器才可以檢測到光信號，這時就可以輸出一個開關量信號。 霍爾傳感器（霍爾開關） 作用：檢測氣缸的行程 原理：霍爾傳感器是一種基于霍爾效應的磁感應式的位移檢測傳感器。其原理是當金屬或半導體磁場中垂直放置并且通電后，金屬兩端的電位會產生差異，這種產生點位差的原理就是霍爾效應。 霍爾開關的功能原理是霍爾效應，它的制作方式是組裝和集成，傳感器內部的電路把磁信號的變化轉化成電信號作為輸出，這種傳感器很實用用它的可靠性很好。直線氣缸外部的傳感器位置固定，直線氣缸里面活塞桿上安著磁環(huán)，磁環(huán)移到這種傳感器的位置時，傳感器才能夠輸出相應的信號。3.1.2 擴散反射式光電開關 在這個系統(tǒng)中，當有物 體進入系統(tǒng)的時候要有一個傳感器檢測到它進入，然后傳感器將信號傳送到控制系統(tǒng)中，傳感器的測量頭端裝有發(fā)光器和收光器，但不同的是擴散反射型光電開關的正前面無反光板。一般情況下，發(fā)光器發(fā)射的光信號不能被收光器檢測到的。但是有物體時，物體擋住了發(fā)光器的信號，并把部分信號反射回來了，于是收光器就接收到了光信號，而后就輸出一個開關信號。根據(jù)履帶式上料倉的尺寸和其它的特殊要求，選擇一個尺寸和性能都符合要求的漫反射光電傳感器。它的一些性能和參數(shù)（如下表3-1）： OMKQN 滬工CDD-40N (漫反射型)40 厘米光電開關傳感器M18 表3-1 光電開關的參數(shù)產品名稱漫反射型光電開關規(guī)格型號CDD-40N外型尺寸圓柱直徑18mm（毫米）檢出方式漫反射式檢測距離40CM工作電壓DC 6-36V輸出形式直流四線NPN 常開+常閉3.1.3 氣缸行程傳感器的選擇 在氣壓原理的設計中，這里選用的是雙作用單桿氣缸，為了實現(xiàn)推桿推出后，桿能夠到達指定行程而實現(xiàn)相應動作，需要有一個傳感器在氣缸推到指定距離時把信號檢測出來，反饋到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制電磁閥換位，氣缸實現(xiàn)反方向的運動。磁性開光制作功能原理是磁場效應，這種開關有干簧管制作的那一類磁簧開關和通過霍爾元件生產出來的那一類霍爾開關。在沒有電源的情況下干簧管也是可以用的，但它有個一個缺點，它有著容易被磨損也容易被氧化的觸點，而且這種開關體積越大缺點越明顯；正是因為干簧管的這些缺點所以霍爾開關的使用比它更廣泛。在應用中霍爾開關用很多優(yōu)點，這種傳感器反應速度快、體積小不易被磨損，但霍爾開關需要有電源給它供電。 霍爾開關是一種電子開關，它是通過霍爾效應的原理工作的，把一小片金屬或者是半導體放在某個磁場中，并使它垂直放置，這個小薄片兩端就會出現(xiàn)高低不同的電位?；魻杺鞲衅鞴潭ㄔ跉飧淄獠浚ǖ跉飧淄獠康奈恢每梢罁?jù)需要調節(jié)），在氣缸里面有一個磁環(huán)安在活塞上，當這個安在活塞上的磁環(huán)隨著活塞一定到霍爾傳感器那里，霍爾傳感器就發(fā)出一個信號。 根據(jù)這個機械系統(tǒng)尺寸和要求，選擇一個尺寸和性能都符合要求的霍爾傳感器。由圖3-2我們選擇尺寸為22x7