發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書

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1、 . 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目：缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)生：周細(xì)鳳 學(xué) 號(hào)：0910113133 專業(yè)班級(jí)：09機(jī)自職1班指導(dǎo)教師：周明剛2013年5 月 28 日摘要汽車作為目前比較普遍的一種交通工具，在人們的日常生活中已經(jīng)占有非常重要的地位,隨之帶來的是汽車生產(chǎn)行業(yè)的興起。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)又是這個(gè)行業(yè)中比較重要的一個(gè)分支。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)就是作為汽車生產(chǎn)行業(yè)較為常見的一個(gè)輔助設(shè)備而出現(xiàn)的。該機(jī)構(gòu)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)是通過缸體在輥道運(yùn)行過程中觸碰到行程開關(guān)，即觸發(fā)PLC控制電機(jī)，從而帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)架和旋轉(zhuǎn)架正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)線流程。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文包含翻轉(zhuǎn)架的

2、電機(jī)，旋轉(zhuǎn)架的電機(jī)，輥道電機(jī)的確定。主要設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)架、旋轉(zhuǎn)架以與輥道的傳動(dòng)設(shè)計(jì)。并對(duì)其中的齒輪、鏈輪、錐齒輪進(jìn)行了材料和尺寸的確定，以與校核。其次設(shè)計(jì)了PLC控制的梯形圖以與外部接線圖，最后設(shè)計(jì)了氣壓夾緊裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的最基本工具,其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高等特點(diǎn)。全自動(dòng)流程不僅可以減輕勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度而且提高了生產(chǎn)率?？梢哉f發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是普通汽車生產(chǎn)行業(yè)的理想工具。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體 生產(chǎn)線 翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) PLCAbstractCar as currently more common means of transport, has occu

3、pied a very important position in peoples daily lives, the attendant rise of the automobile manufacturing industry. Engine block production is more important in this industry branch. Flip the engine block production line with rotating mechanism as automobile manufacturing industry is more common and

4、 the emergence of an auxiliary device. The agencys action is achieved by the cylinder during operation in the roller touches the limit switch is triggered PLC controls the motor, thus boosting the flip frame and rotating frame rotating, to achieve the engine block production line process. The gradua

5、tion thesis contains flip frame of the motor, the motor rotating frame, roller motor OK. The main design of the flip frame transmission parts, transmission parts and rotating frame roller drive. And one of the gears, sprockets, bevel gear and to determine the size of the material, and checked. Secon

6、d, the design of the PLC control of the ladder and the external wiring diagram, the final design of the pneumatic clamping device. Flip the engine block production line with rotating mechanism is the most basic tool for engine production line, which has a simple structure and high efficiency. Automa

7、tic process can not only reduce the labor intensity of the work and improve productivity. Can be said that the engine block production line with rotating mechanism is turning ordinary automobile manufacturing industry is the ideal tool.Keywords: engine block production line flip, rotate institutions

8、 PLC目錄摘要2Abstract3目錄41 本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的與意義51.1 外研究現(xiàn)狀51.2 研究目的與意義51.3 本課題主要研究容62 電動(dòng)機(jī)的選擇82.1 確定發(fā)動(dòng)機(jī)缸體主要參數(shù)82.2 輥道電動(dòng)機(jī)82.3 翻轉(zhuǎn)架電動(dòng)機(jī)82.4 旋轉(zhuǎn)托盤電動(dòng)機(jī)82.5 電機(jī)尺寸的確定93 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)113.1 齒輪設(shè)計(jì)113.1.1 齒輪材料，熱處理方式和精度等級(jí)113.1.2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度初步計(jì)算齒輪參數(shù)113.1.3 確定傳動(dòng)尺寸123.1.4 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度133.2 旋轉(zhuǎn)架圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)143.2.1 齒輪材料與其精度等級(jí)143.2.2 精度等級(jí)143.2.3 齒輪參

9、數(shù)153.2.4 確定傳動(dòng)尺寸163.2.5 校核齒根彎曲強(qiáng)度173.3 鏈傳輸設(shè)計(jì)183.3.1 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的工作原理183.3.2 鏈條設(shè)計(jì)183.4 腳輪的設(shè)計(jì)214 缸體夾緊氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)235 三菱FX2N PLC控制程序285.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)285.2 梯形圖295.3 外部接線圖316 總結(jié)與展望32致33參考文獻(xiàn)341 本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的與意義1.1 外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)功能的改造和技術(shù)主要還是針對(duì)于生產(chǎn)線的實(shí)際應(yīng)用。適合汽車運(yùn)動(dòng)技術(shù)合理生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)，應(yīng)集發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)、調(diào)試、組裝大修、等功能為一體。伴隨著近四年來全球金融

10、危機(jī)的形勢(shì)，汽車工業(yè)作為全球工業(yè)的龍頭行業(yè)之一，遭受巨大沖擊。在汽車發(fā)機(jī)動(dòng)裝配生產(chǎn)線中，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高零件質(zhì)量是企業(yè)永恒的主題。我國(guó)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率僅為先進(jìn)國(guó)家1/101/3012。提高我國(guó)汽車發(fā)機(jī)動(dòng)裝配生產(chǎn)線的技術(shù)水平、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)線技術(shù)是我國(guó)汽車行業(yè)面臨的迫切需要解決的重大任務(wù)。汽車工業(yè)進(jìn)入新的一輪競(jìng)爭(zhēng)，掀起了質(zhì)量和價(jià)格之戰(zhàn)。中國(guó)汽車市場(chǎng)遭受到金融危機(jī)的影響，整個(gè)車市持續(xù)低迷，對(duì)于自主品牌的廠家來說，競(jìng)爭(zhēng)更是殘酷。中國(guó)汽車工業(yè)如何抓住新的機(jī)遇，迎接新的挑戰(zhàn)，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，在世界上立于不敗之地，已經(jīng)成為我國(guó)汽車行業(yè)的首要問題。而作為汽車的核心

11、機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)更應(yīng)該進(jìn)一步改良，其中作為發(fā)動(dòng)機(jī)重要部位缸體，在國(guó)外缸體生產(chǎn)量一直很大，其缸體在從上線到包裝整個(gè)過程受損輕微，大大提高缸體質(zhì)量，使得缸體的壽命增長(zhǎng)，減少經(jīng)濟(jì)損失。 但在國(guó)缸體生產(chǎn)量很大，可每次在包裝前檢查到的次品也是很多。造成這一現(xiàn)象原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)不合理，人工操作引起的缺點(diǎn)。造成缸體受損；同時(shí)在運(yùn)輸過程中缸體是懸空的，其本身可能在工人不注意情況造成碰撞，使缸體出現(xiàn)損傷等等一些問題，造成了缸體在后續(xù)工序中出現(xiàn)其他問題而成為次品。而在國(guó)外已經(jīng)大量使用新的生產(chǎn)線，使得缸體在運(yùn)輸時(shí)平穩(wěn)且受損程度輕微。1.2 研究目的與意義汽車產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、關(guān)聯(lián)度高。近幾年

12、我國(guó)汽車產(chǎn)銷規(guī)模迅速擴(kuò)大,2011年汽車產(chǎn)銷雙雙超過了1800萬輛連續(xù)第二年位居全球第一位,在促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、增加就業(yè)、拉動(dòng)需等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。十年來我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展有以下特點(diǎn):產(chǎn)銷高速增長(zhǎng)成為全球第一大國(guó),自主創(chuàng)新取得了積極成果,節(jié)能與新能源汽車發(fā)展取得初步成效,汽車工業(yè)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化,零部件設(shè)計(jì)制造水平有較大提高。 汽車作為目前比較普遍的一種交通工具在人們的日常生活中已經(jīng)占有非常重要的地位,隨之帶來的是汽車生產(chǎn)行業(yè)的興起。從而我國(guó)汽車生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步等方面都受到了汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響。我國(guó)汽車生產(chǎn)行業(yè)投入方式呈現(xiàn)多層次的特征這決定了我國(guó)汽車企業(yè)技術(shù)水平的良莠不齊。一方面一些實(shí)

13、力雄厚的汽車生產(chǎn)企業(yè)在國(guó)建立了全自動(dòng)的生產(chǎn)線這的確帶動(dòng)了汽車生產(chǎn)行業(yè)整體水平的提高。但另一方面我國(guó)還有大量人員素質(zhì)較低、設(shè)備舊、僅靠半自動(dòng)和人力經(jīng)驗(yàn)從事汽車生產(chǎn)的企業(yè)。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)又是這個(gè)行業(yè)中比較重要的一個(gè)分支。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)就是作為汽車生產(chǎn)行業(yè)較為常見的一個(gè)輔助設(shè)備而出現(xiàn)的。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的最基本工具,其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高等特點(diǎn)。全自動(dòng)流程不僅可以減輕勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度而且提高了生產(chǎn)率?？梢哉f發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是普通汽車生產(chǎn)行業(yè)的理想工具。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)汽車產(chǎn)量迅猛增長(zhǎng)。2012、2013 年預(yù)計(jì)國(guó)汽車產(chǎn)銷量均將

14、超過 1800萬輛，保持較高的產(chǎn)銷能力和增長(zhǎng)速度，國(guó)汽車行業(yè)呈現(xiàn)出前所未有的高速發(fā)展局面，中國(guó)汽車市場(chǎng)的巨大潛力得以充分體現(xiàn)，也可以看出國(guó)需求量仍保持較高水平。汽車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要產(chǎn)業(yè)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)作為關(guān)鍵零部件，其自主制造水平的相對(duì)其他國(guó)家落后，其已經(jīng)成為制約我國(guó)轎車工業(yè)發(fā)展的瓶頸。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)缸體多品種中小批量需求的增加，越來越多的汽車廠家選擇能夠進(jìn)行高效率的裝配生產(chǎn)線以滿足市場(chǎng)的多樣化需求。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體生產(chǎn)在汽車行業(yè)中有舉足輕重的地位。為了提高缸體質(zhì)量在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，企業(yè)將“以質(zhì)量求生存，以品種求發(fā)展”作為其發(fā)展主題。隨著我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體行業(yè)的發(fā)展，對(duì)汽車產(chǎn)品與其零部件質(zhì)量要

15、求的提高與更生換代的加速和品種多樣化，對(duì)車用發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)中汽車裝配線也提出了新的要求，專業(yè)化、大批量生產(chǎn)方式已勢(shì)在必行，即必須采用新的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線以適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展，并要求以較低的成本、先進(jìn)的工藝獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。1.3 本課題主要研究容本課題主要研究怎么樣使發(fā)動(dòng)機(jī)缸體在生產(chǎn)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)，以與如何實(shí)現(xiàn)缸體的移動(dòng)和夾緊。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是完成缸體在生產(chǎn)線上的翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以與缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的總裝備圖和主要零件圖。2 電動(dòng)機(jī)的選擇2.1 確定發(fā)動(dòng)機(jī)缸體主要參數(shù)選取EQ4H發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。其相關(guān)參數(shù)為：a. 材料:HT250b. 長(zhǎng)*寬*高：550*370*427c. 重量：100

16、Kg2.2 輥道電動(dòng)機(jī)輥道傳動(dòng)過程中的有效拉力F=1000N，初選V=0.2m/s.初選支撐滾筒直徑D=68mm，則工作滾筒轉(zhuǎn)速：2.3 翻轉(zhuǎn)架電動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)過程中的有效拉力F=2000N，初選V=0.5m/s.初選小齒輪直徑D=200mm，則小齒輪轉(zhuǎn)速： =47.75r/min則Pw=FV/1000=2.4 旋轉(zhuǎn)托盤電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)過程中的有效拉力F=2100N，初選V=0.1m/s.工作軸直徑d=70mm。則轉(zhuǎn)速工作軸所需的功率取效率為0.95.則電動(dòng)機(jī)所需的功率表2-1 電機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速表電機(jī)用途所需功率所需轉(zhuǎn)速輥道電機(jī)0.22KW56.18翻轉(zhuǎn)架電機(jī)0.44KW47.75旋轉(zhuǎn)架電機(jī)2.2

17、KW27.282.5 電機(jī)尺寸的確定表2-2減速電機(jī)尺寸表根據(jù)表2-2減速電機(jī)尺寸表，由前面確定的電機(jī)所需的功率，可以分別選取電機(jī)的型號(hào)與尺寸。電機(jī)用途所需功率所需轉(zhuǎn)速選取電機(jī)功率減速比圍輥道電機(jī)0.22KW56.180.4KW12.5100翻轉(zhuǎn)架電機(jī)0.44KW47.750.75KW325旋轉(zhuǎn)架電機(jī)2.2KW27.282.2KW15603 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)3.1 齒輪設(shè)計(jì)3.1.1 齒輪材料，熱處理方式和精度等級(jí)3.1.1.1 齒輪材料，熱處理方式選擇齒輪材料時(shí)，應(yīng)使：輪心具有足夠的強(qiáng)度和韌度，以抵抗輪齒折斷；齒面具有較高的硬度和耐磨性，以抵抗齒面的點(diǎn)蝕、膠合、磨損和塑性變形。另外還要考慮齒輪加工

18、和熱處理的工藝性與其經(jīng)濟(jì)性等要求。通常，對(duì)于重載、高速或體積、重量受到限制的重要場(chǎng)合，應(yīng)選用較好的材料和熱處理方式；反之，可選用性能較次但較經(jīng)濟(jì)的材料和熱處理方式。本次設(shè)計(jì)的齒輪材料按題目要求，都采用 45 號(hào)鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪正火處理，硬度 200HBS，小齒輪調(diào)質(zhì)，硬度 240HBS，均為軟齒面。軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式主要為疲勞點(diǎn)蝕。3.1.1.2 精度等級(jí)齒輪精度等級(jí)，應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)的用途、工作條件、傳遞功率和圓周速度的大小與其他技術(shù)要求來選擇。一般，在傳遞功率大、圓周速度高與要求傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小等場(chǎng)合，應(yīng)選用較高的精度等級(jí)；反之，為了降低制造成本，精度等級(jí)可選低些。翻轉(zhuǎn)架為一般工

19、作機(jī)器，傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，故可以選用 7 級(jí)精度。3.1.2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度初步計(jì)算齒輪參數(shù)式中各參數(shù)如下：1)試選載荷系數(shù)Kt=1.6;2）計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P1/n1=9.551061/47.75=5104N.mm;3)按機(jī)械設(shè)計(jì)（2）表6-7取齒寬系數(shù) d=0.8；4）取Z1=40,Z2=200,;5)查表6-4（2）得齒形系數(shù)YFA1=2.4，YFA2=2.12，應(yīng)力校正系數(shù)YSA1=1.67，YSA2=1.865;6)許用彎曲應(yīng)力由式（6-19）（2），即按由式（6-20）（2）得小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N1=60n1jLh=6047.75116

20、30010=1.375108N2=N1/u=2.75107查圖6-17（2）得彎曲疲勞壽命系數(shù)YN1=YN2=1.0 F1= F2=3.1.3 確定傳動(dòng)尺寸1）計(jì)算圓周速度故7級(jí)精度合用。2）計(jì)算載荷系數(shù)K。各系數(shù)選擇如下：查表6-1（2）得使用系數(shù)KA=1.25;由v=0.13m/s，7級(jí)精度查圖6-6（2）得動(dòng)載系數(shù)KV=1.15;查表6-2（2）得齒間載荷分配系數(shù)Ka=1.2；查圖6-10（2）得齒向載荷分布系數(shù)KB=1.12;由式（6-2）（2）得K=KAKVKaKB=1.9323)對(duì)mt進(jìn)行修正取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=5mm4)計(jì)算中心距5)計(jì)算分度圓直徑3.1.4 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由式（

21、6-9）（2）得式中各參數(shù)為：1）K、T1、 d1、u值同上；2）區(qū)域系數(shù)=2.5；3）由表6-3（2）查得彈性影響系數(shù)Z E = 189.8 MPa 4）許用接觸應(yīng)力由式（6-18）（2），即按計(jì)算。查圖6-14（e）（2）得接觸疲勞極限滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。3.2 旋轉(zhuǎn)架圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.2.1 齒輪材料與其精度等級(jí)選擇齒輪材料時(shí)，應(yīng)使：輪心具有足夠的強(qiáng)度和韌度，以抵抗輪齒折斷；齒面具有較高的硬度和耐磨性，以抵抗齒面的點(diǎn)蝕、膠合、磨損和塑性變形。另外還要考慮齒輪加工和熱處理的工藝性與其經(jīng)濟(jì)性等要求。通常，對(duì)于重載、高速或體積、重量受到限制的重要場(chǎng)合，應(yīng)選用較好的材料和熱處理方式；反之，可

22、選用性能較次但較經(jīng)濟(jì)的材料和熱處理方式。本次設(shè)計(jì)的齒輪材料按題目要求，直齒錐齒輪加工多為咆齒，不宜采用硬齒面，小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)處理，平均硬度為260HB；大齒輪選用42SiMn調(diào)質(zhì)處理，平均硬度為230HB。3.2.2 精度等級(jí)齒輪精度等級(jí)，應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)的用途、工作條件、傳遞功率和圓周速度的大小與其他技術(shù)要求來選擇。一般，在傳遞功率大、圓周速度高與要求傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小等場(chǎng)合，應(yīng)選用較高的精度等級(jí)；反之，為了降低制造成本，精度等級(jí)可選低些。翻轉(zhuǎn)架為一般工作機(jī)器，傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，故可以選用8級(jí)精度。3.2.3 齒輪參數(shù)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步計(jì)算齒輪參數(shù)，因?yàn)槭情]式軟齒面齒輪傳動(dòng)，故

23、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。式中各參數(shù)為：1） 試選載荷系數(shù)Kt=1.52） 取齒寬系數(shù)3） 齒數(shù)比u=1.74） 小齒輪的轉(zhuǎn)矩T1=245000N.mm5） 取Z1=50，Z2=856） 區(qū)域系數(shù)ZH=2.57） 由表6-3（2）查得彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/2查圖6-14（d）（2）得接觸疲勞極限查圖6-16（2）（曲線1）得接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1.06，ZN2=1.05取安全系數(shù)SH=1，則初算小齒輪大端分度圓直徑d1t,得3.2.4 確定傳動(dòng)尺寸1）計(jì)算平均圓周運(yùn)動(dòng)2)計(jì)算載荷系數(shù)K使用系數(shù)KA=1.0；由v=0.27m/s。查圖6-6中8級(jí)曲線（2），得KV=1.15

24、；齒間載荷分配系數(shù)Ka=1.0取小錐齒輪為懸臂布置，則齒向載荷分布系數(shù)KB=1.4；載荷系數(shù)3)對(duì)d1t進(jìn)行修正4）確定大端模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)M=5mm5）計(jì)算大端分度圓直徑6)計(jì)算錐距8） 計(jì)算齒寬3.2.5 校核齒根彎曲強(qiáng)度齒根彎曲強(qiáng)度按式6-40（2）進(jìn)行，得1）k,T1,M,Z1，u值同前。2）按當(dāng)量齒數(shù)Zv確定齒形系數(shù)YFA和應(yīng)力校正系數(shù)YSA，有查表6-4（2）得3)許用彎曲應(yīng)力，查圖6-15（d）（2）得彎曲疲勞極限彎曲疲勞壽命系數(shù)YST=2.0，取安全系數(shù)SF=1.25.故故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。3.3 鏈傳輸設(shè)計(jì)3.3.1 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的工作原理鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)其主要部件是鏈條，起牽引

25、機(jī)構(gòu)的作用。鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)主要包括以下幾個(gè)部分：鏈條、鏈輪、托棍與中間架和機(jī)架等。鏈條繞經(jīng)傳動(dòng)鏈輪和機(jī)尾換向鏈輪形成一個(gè)無極的環(huán)形鏈。鏈條的上、下兩部分都支撐在托輥上。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)牽引鏈條，鏈條帶動(dòng)各動(dòng)力輥道上的鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行輸送工作。3.3.2 鏈條設(shè)計(jì)3.3.2.1 鏈條的選型用于傳動(dòng)的鏈有四種:短節(jié)距精密滾子鏈(簡(jiǎn)稱滾子鏈)、短節(jié)距精密套筒鏈(簡(jiǎn)稱套筒鏈)、齒性鏈和成形鏈。其中廣泛應(yīng)用的是滾子鏈。本論文選擇滾子鏈。滾子鏈最重要的一個(gè)參數(shù)是節(jié)距，鏈條節(jié)距的選擇應(yīng)基于以下原則:1).要使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長(zhǎng)，應(yīng)盡量選取較小的單排鏈。2).鏈速高、傳動(dòng)的功率大，應(yīng)選用小節(jié)距的多排鏈。3

26、).從經(jīng)濟(jì)上考慮，中心距小，傳動(dòng)比大的傳動(dòng)，應(yīng)選用小節(jié)距的多排鏈。4).低速、重載、中心距大、傳動(dòng)比小的傳動(dòng)、可選大節(jié)距鏈。滾子鏈一般由鏈板、外鏈板、銷軸、套筒、滾子組成。滾子鏈的銷軸與外鏈板、套筒與鏈板分別用過盈配合連接，滾子與套筒、套筒與銷軸之間為間隙配合，構(gòu)成了鉸鏈連接，使鏈條成為中間撓性件，當(dāng)外鏈板相對(duì)撓曲時(shí)，套筒可繞銷軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，滾子活套在套筒上以減輕鏈條與鏈輪齒廓的磨損。3.3.2.2 滾子鏈設(shè)計(jì)已知輥道電動(dòng)機(jī)額定功率為0.4KW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1=910r/min,n2=56.18r/min.鏈條平均速度由于鏈節(jié)數(shù)最好選偶數(shù),考慮磨損均勻,鏈輪齒數(shù)應(yīng)取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù),并優(yōu)先

27、:17,19,21,23,25,38,57,76,95,114，根據(jù)可以看出，在d一定的情況下，減少z將使p增大，這會(huì)造成:多邊形效應(yīng)的增大，使傳動(dòng)平穩(wěn)性降低;動(dòng)載荷加大;鉸鏈與鏈條與鏈輪的磨損增大，因此鏈輪齒數(shù)不能太少。1)本論文取Z1=Z2=212)初定中心距a0=10p3)計(jì)算數(shù)Lp由有圓整為相近的偶數(shù)42。鏈傳動(dòng)的鏈節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，這是基于以下方面考慮的:滾子鏈有三種接頭方式，當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)且節(jié)距較大時(shí)，接頭處可用開口銷固定，節(jié)距較小時(shí)，接頭處可以用彈簧鎖片來固定;當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，接頭處必須采用過渡鏈節(jié)連接，由于過渡鏈節(jié)的鏈板要承受彎曲應(yīng)力，強(qiáng)度僅為正常鏈節(jié)的80%左右，所以要盡量

28、避免采用奇數(shù)鏈節(jié)的鏈。4）單排鏈額定功率p0其中參數(shù)如下：KA:工況系數(shù),查中表5-18（2），取KA=1.0；KZ:鏈輪齒數(shù)系數(shù),假定鏈工作點(diǎn)在中圖5-21（2）所示的曲線頂點(diǎn)的右側(cè)。查表5-19（2）取；KL:鏈長(zhǎng)系數(shù),查表5-19（2）?。籏P:多排鏈系數(shù),本論文選用單排鏈，查表5-20（2）取KP=1.0。根據(jù)P0(0.38KW)和n1（910r/min）從圖5-21（2）查取鏈號(hào)08A。查表5-14（2）鏈節(jié)距p=12.7。5）校準(zhǔn)中心距a0為了便于鏈條的安裝和保證合理的松邊下垂量，實(shí)際安裝中心距應(yīng)比計(jì)算中心距小25mm。中心距一般設(shè)計(jì)成可以調(diào)整，以便鏈節(jié)鉸鏈磨損節(jié)距變長(zhǎng)后能夠調(diào)節(jié)鏈

29、條的緊程度，否則應(yīng)設(shè)有緊裝置。6）驗(yàn)算鏈速7）選擇潤(rùn)滑方式根據(jù)P=12.7，V=0.25m/s，由圖5-22（2）查得，選擇人工定期潤(rùn)滑。8）低速鏈傳動(dòng)的靜強(qiáng)度計(jì)算在鏈速0.6m/s的低速鏈傳動(dòng)中，其失效形式主要是靜強(qiáng)度不夠而使鏈條拉斷，故應(yīng)按靜強(qiáng)度計(jì)算。靜強(qiáng)度安全系數(shù)S為式中：KA,工況系數(shù)，見表5-18（2）； F,工作拉力（N）； Q，鏈條的極限拉伸載荷（N），見表5-14（2）.滿足靜強(qiáng)度要求。9）鏈條標(biāo)記計(jì)算結(jié)果采用節(jié)距12.7mm,0.8A系列，單排距82節(jié)滾子鏈，標(biāo)記為08A142 GB1243.11983。滾子鏈現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù) GB/T1243-2006，查表5-14（2），

30、查得節(jié)距為12.7的08A鏈節(jié)具體參數(shù)如表3-1所示。表3-1鏈節(jié)基本參數(shù)表鏈號(hào)節(jié)距p/mm排距p1/mm滾子外徑d1/mm鏈節(jié)寬b1/mm銷軸直徑d2/mm極限拉伸載荷（單排）Q/N鏈板高度h2/mm每米質(zhì)量q/(kg.m-1)08A12.714.387.957.853.961380012.0713.033.3.2.3 鏈輪基本參數(shù)表3-2鏈輪基本參數(shù)表名稱代號(hào)計(jì)算公式分度圓直徑d=84.7齒頂圓直徑=d+1.25p-d1=92.6齒根圓直徑=d-d1=76.8輪鷇厚度hh=K+/6+0.01d=12.3輪鷇長(zhǎng)度LL=2.6h=32輪鷇直徑=+2h=64.6齒寬=0.93b1=7.33.4

31、腳輪的設(shè)計(jì)萬向輪所承受壓力為2100N,選用六個(gè)輪子共同承受。每個(gè)輪子承受不到400N，所以選用C本次設(shè)計(jì)選用腳輪為萬向輪。車輪直徑為50，輪輞寬20，金屬本體，通用橡膠輪胎。額定載荷為B級(jí)的萬向螺桿式腳輪。標(biāo)記為：圖3-1 腳輪的尺寸4 缸體夾緊氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)各圖形符號(hào)名稱與其作用：1.二位四通手動(dòng)換向閥：控制液壓缸A的上升和下降2.二位三通先導(dǎo)換向閥：控制閥六的換位3.可調(diào)單向節(jié)流閥：起到保壓作用和保護(hù)氣壓系統(tǒng)4.二位四通換向閥：控制汽缸B.C的活塞伸出與收縮5.可調(diào)單向節(jié)流閥：保壓回路起到保護(hù)過載作用6.二位三通單氣控制截止換向閥：控制汽缸B.C工作原理如下：當(dāng)缸體碰到形成開關(guān)，使換向閥1

32、換向后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入缸A的無桿腔，夾緊下降至鎖緊位置后使機(jī)動(dòng)行程閥2換向，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥5進(jìn)入中繼閥6的右側(cè)，使閥6換向，壓縮空氣經(jīng)閥6通過主控閥4的左位進(jìn)入氣缸B和C的無桿腔，兩氣缸同時(shí)伸出。與此同時(shí)，壓縮空氣的一部分經(jīng)單向節(jié)流閥3調(diào)定延時(shí)后使主控閥4換向到右側(cè)，則兩氣缸B和C返回。在兩氣缸返回的過程中有桿腔的壓縮空氣使閥1復(fù)位，則氣缸A返回。此時(shí)由于行程閥2復(fù)位（右位），所以中繼閥6也復(fù)位，氣缸B和C的無桿腔通大氣，主控閥4自動(dòng)復(fù)位。由此完成了一個(gè)缸A壓下（A1）夾緊缸B和C伸出夾緊（B1，C1）夾緊缸B和C返回（B0，C0）缸A返回（A0）的動(dòng)作循環(huán)。圖4-1 缸體夾緊

33、系統(tǒng)圖1）氣壓缸A向下伸出 當(dāng)二位四通換向閥1換至左位后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入氣缸A的無桿腔，氣壓缸A向下伸出圖4-2 氣缸A伸出圖2）氣壓缸B、C分別向工件伸出 壓缸A夾緊頭下降至鎖緊位置后使機(jī)動(dòng)行程閥2換向，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥5進(jìn)人中繼閥6的右側(cè)，使閥6換向，壓縮空氣經(jīng)閥6通過主控閥4的左位進(jìn)入氣缸B和C的無桿腔，兩氣缸同時(shí)伸出。與此同時(shí)，壓縮空氣的一部分經(jīng)單向節(jié)流閥3流向主控閥4圖4-3 氣缸B、C伸出圖（3）氣壓缸B、C退縮 壓縮空氣的一部分經(jīng)單向節(jié)流閥3調(diào)定延時(shí)后使主控閥換向到右側(cè)，則兩氣缸B和C返回。圖4-4 氣缸B、C退縮圖5 三菱FX2N PLC控制程序5.1 PLC的基

34、本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡(jiǎn)稱為PLC（Programmable Logic Controller）主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。圖5-1 PLC控制系統(tǒng)示意圖可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡(jiǎn)稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。5.2 梯形圖按下X6啟動(dòng)按鈕，M10得電，并自保持。第一個(gè)脈沖過來，M0得電，電機(jī)啟動(dòng)。整個(gè)程序開始運(yùn)行。M0得電，限位開關(guān)X10被觸發(fā)，從而使輥道運(yùn)行，帶動(dòng)缸體向前運(yùn)動(dòng)。缸體運(yùn)行到指定位置碰到限位

35、開關(guān)X0，導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)架的輥道開始運(yùn)行，從而使缸體進(jìn)入翻轉(zhuǎn)架。缸體到達(dá)翻轉(zhuǎn)架指定位置觸發(fā)限位開關(guān)X1，觸發(fā)了氣缸，氣缸開始夾緊缸體，并開始計(jì)時(shí)1S。1S時(shí)間到達(dá)后，翻轉(zhuǎn)架開始正翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)架帶動(dòng)缸體翻轉(zhuǎn)到指定位置后，碰到限位開關(guān)X2，翻轉(zhuǎn)架停止翻轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)盤開始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到指定位置后，碰到限位開關(guān)X3，旋轉(zhuǎn)盤停止旋轉(zhuǎn)，氣缸開始松開夾緊裝置。并與時(shí)1S。1S時(shí)間到達(dá)后，缸體出翻轉(zhuǎn)架。缸體出翻轉(zhuǎn)架后碰到限位開關(guān)X4，觸發(fā)旋轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)盤回歸都原始位置。旋轉(zhuǎn)盤回到指定位置后觸發(fā)限位開關(guān)X5，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)架反轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)架回到起始位置。表5-1PLC編程地址表輸入信號(hào)輸出信號(hào)X0：限位開關(guān)Y0：輥

36、道運(yùn)行X1：限位開關(guān)Y1：缸體進(jìn)入翻轉(zhuǎn)架X2：限位開關(guān)Y2：缸體正翻轉(zhuǎn)X3：限位開關(guān)Y3：缸體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)X4：限位開關(guān)Y4：缸體出翻轉(zhuǎn)架X5：限位開關(guān)Y5：旋轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)X6：?jiǎn)?dòng)按鈕Y6：翻轉(zhuǎn)架反向翻轉(zhuǎn)X7：停止按鈕Y7：氣缸夾緊X10：限位開關(guān)Y10：氣缸松開5.3 外部接線圖6 總結(jié)與展望雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計(jì)或者實(shí)習(xí)，但是沒有一次像這樣的課程設(shè)計(jì)能與此次相比，設(shè)計(jì)限定了時(shí)間長(zhǎng)，而且是一人一個(gè)課題要求更為嚴(yán)格，任務(wù)更加繁多、細(xì)致、要求更加嚴(yán)格、設(shè)計(jì)要求的獨(dú)立性更加高。要我們充分利用在校期間所學(xué)的課程的專業(yè)知識(shí)理解、掌握和實(shí)際運(yùn)用的靈活度。在對(duì)設(shè)計(jì)的態(tài)度上是認(rèn)真的積極的。通過近一學(xué)期

37、畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，給我最深的感受就是我的設(shè)計(jì)思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)出有創(chuàng)意而功能齊全的產(chǎn)品，就必須做一個(gè)生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品，只有這樣感性認(rèn)識(shí)豐富了，才能使我們的設(shè)計(jì)思路具有創(chuàng)造性。為什么這樣說呢？就拿我設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來說吧，最初老師讓我了解發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀和存在的問題，設(shè)計(jì)一個(gè)方案出來，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且造價(jià)低，通用性好等特點(diǎn)。我選擇了發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)這一課題來作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)這是對(duì)我的四年知識(shí)能力考查，也是對(duì)我應(yīng)用這些知識(shí)能力的考查，我盡力使自己的設(shè)計(jì)減少錯(cuò)誤，但我知道由于許多知識(shí)和能力的欠

38、缺，肯定有一定的錯(cuò)誤。通過本次設(shè)計(jì)我學(xué)到的不僅僅是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)這單一方面的了解，讓我熟悉了設(shè)計(jì)的各個(gè)方面的流程，學(xué)會(huì)了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中的方法。從以前感覺學(xué)的許多科目沒有實(shí)際意義，到現(xiàn)在覺得以前的專業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)，給自己的設(shè)計(jì)過程帶來了很大的麻煩。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是服務(wù)于生產(chǎn)的工程行業(yè)，涉與了與專業(yè)結(jié)核性較強(qiáng)的課題，是一個(gè)綜合生產(chǎn)與技術(shù)的全面性課題，培養(yǎng)了自己的綜合能力、自學(xué)能力，從而適應(yīng)未來社會(huì)的需要與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要。培養(yǎng)了自己綜合的、靈活的運(yùn)用的發(fā)揮所學(xué)的知識(shí)。致感工業(yè)大學(xué)，給予我學(xué)習(xí)的平臺(tái)。給我一個(gè)輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍，讓我不僅學(xué)習(xí)到了書本上的

39、知識(shí)，也了解到了學(xué)習(xí)知識(shí)的重要性。在學(xué)習(xí)的過程中，我也有遇到困難，在此感授課老師對(duì)我的幫助。生活上，必須要感我的父母，辛苦養(yǎng)育了我，供養(yǎng)我上大學(xué)。不僅給予我生命，而且一直給予我精神上的支持。賦予我堅(jiān)強(qiáng)的性格，讓我能夠樂觀的對(duì)待生活上的困難。最后感那些陪伴我的好朋友，讓我的大學(xué)校園充滿了歡樂。特別要感我的指導(dǎo)老師周明剛老師給我的悉心指導(dǎo)。我覺得通過這次設(shè)計(jì)，讓我了解了設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足和不少的漏洞讓我自己能夠在以后加以改正，并在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學(xué)四年中的知識(shí)，讓我能夠在以后的工作中做的更好。參考文獻(xiàn)1唐增寶，常建娥.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第三版）M.華中科技大

40、學(xué)，2008.2王為，汪建曉.機(jī)械設(shè)計(jì)（第二版）M.華中科技大學(xué)，2011.3大興，高成慧，譚躍進(jìn).現(xiàn)代工程圖學(xué)教程（第六版）M.科學(xué)技術(shù)，2009.4左健名.液壓與氣壓傳動(dòng)M.機(jī)械工程,2011.5練根.互換性與技術(shù)測(cè)量M.華中科技大學(xué),2010.6廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用M.大學(xué)，2010.7鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制（第四版）M.華中科技大學(xué)，2011.8兵，熊禾根.機(jī)械原理M.華中科技大學(xué)，2011.9可幀，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）M.高等教育，2006.10朱龍根.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)，2003.11宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.高等教育，2006.12孔凌嘉，春林.機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)M.理工大學(xué)，2004.13機(jī)械工程師手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械工程師手冊(cè)第二版M.機(jī)械工程，2004.14機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)新版M.機(jī)械工業(yè)，2005.15許灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）M. 機(jī)械工業(yè)，2004.16王琳，雪江，肖新華.AutoCAD2008機(jī)械圖形設(shè)計(jì)M.清華大學(xué)，2007.17胡騰，增名.精通AutoCAD2008中文版M.清華大學(xué)2007.30 / 30