自动套环机构系统设计【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 科 毕 业 论 文（设 计） 题目 ： 自动套环机构系统设计 学 院 ： 江西农业大学 姓 名 ： （小二宋体加粗 ） 学 号 ： （小二宋体加粗 ） 专 业 ： （小二宋体加粗 ） 班 级 ： （小二 宋体加粗 ） 指导教师 ： （小二宋体加粗 ） 职 称： （小二宋体加粗 ） 二 0 年 月 买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 目 录 . 要 . I . 绪论 . 3 题研究意义 . 7 . 7 动化设备 . 7 动化设备趋势 . 8 动套环机的应用 . 8 2 方案论证 . 9 动套环机构方案 . 9 进电机的原理 . 9 . 9 . 9 动排序进料设备 . 10 案的比较与选择 . 11 章小结 . 11 3 自动套环机结构设计 . 12 动供料排序机构振动盘的设计 . 12 料机构的任务基本组成及设计要求 . 12 动盘的介绍 . 13 传动部分的设计 . 14 择齿轮传动的类型 . 14 择材料 . 14 按齿面接触疲劳强度设计 . 14 确定齿轮的主要参数与主要尺寸 . 14 校核齿根弯曲疲劳强度 . 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确定齿轮传动精度 . 15 轮结构设计 . 15 电机的选择及运动参数的计算 . 15 蜗轮及蜗杆的选用与校核 . 16 择蜗杆传动类型 . 16 择材料 . 16 齿面接触疲劳强度设计 . 16 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 . 17 . 17 轮 . 17 校核齿根弯曲疲劳强度 . 18 的校核与计算 . 18 出受力简图 . 18 出扭矩图 . 19 矩图 . 19 矩组合图 . 19 据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 . 20 轮上键的选取与校核 . 20 承的选用 . 20 承的类型 . 20 承的游隙及轴上零件的调配 . 20 动轴承的配合 . 21 动轴承的润滑 . 21 动轴承的密封装置 . 21 4 其它元件的选取 . 21 体运动分析 . 21 . 21 . 21 料机构气缸的计算 . 22 余气缸的选型 . 23 买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 23 . 23 料机构气缸的选择 . 23 压机构气缸的选择 . 24 结束语 . 26 致谢 . 27 参考文献 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本文设计的是 自动套环机构系统设计 ,该系统由中心回转机构和四周送料气缸组成 。其中 中心回转机构是 以水平方式安装于主机工作台面上 ,工作时 ,利用主机的控制系统或专门配套的控制系统 ,完成与主机相协调的各种加工的分度回转运动。 它 是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台，它常被使用于 各类数控铣床和加工中心 上，可提高加工效率，完成更多的工艺， 它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。 气缸的选型和设计是全自动 动套环机构 的重要组成部分。包括固定支架、出料气缸、拨料气缸、滑动气缸等部件，设计目的是将整个工作机构组成一个完整的系统 ，保证 自动套环 该装置能够很好的实现自动 套环 过程。 关键词： 自动套环机构 ，回转工作台 ,齿轮传动 ,蜗杆传动 ,间隙消除 ,蜗轮加紧 买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of is of a is on to of in of or to a of in It is a it is in NC it is by up is a of is an of a a a a is to to a is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 1 绪论 题研究意义 制造业是国家重要的基础工业之一，制造业的基础是众多机械制造的母机，它的发展水平，与制造业的生产能力和制造 精度有着直接关系，关系到国家机械工业以至整个制造业的发展水平 械产品的质量、更新速度、对市场的应变能力、生产效率等在很大程度上取决于的效能。因此，制造业对于一个国家经济发展起着举足轻重的作用我国是世界上产量最多的国家 )2000 年统计资料，在主要的生产国家中，中国排名为世界第五位。但是在国际市场竞争中仍处于较低水平 :即使在国内市场也面临着严峻的形势 :一方面国内市场对各类产品有着大量的需求，而另一方面却有不少国产滞销积压，国外产品充斥市场。 化设备应用 据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的 15%。其余时间是看图、装卸工件、调换刀具、操作机床、测量以及清除铁屑等等。使用数控机床虽然能提高 85%，但购置费用大。某些情况下，即使生产率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通机床低。故必须更多地缩短加工时间。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，自动化设备是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施。虽然不可调式多轴头在自动线中早有应用，但只局限于大批量生产。即使采用可调式多轴头扩大了使用范围，仍然远不能满足批量小、孔型 复杂的要求。尤其随着工业的发展，大型复杂的自动化设备更是引人注目。 动化设备 自动化设备是在一次进行多工序工位的加工。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。现在就这方面的现状作一简介。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 动化设备趋势 自动 化设备生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失少。而且随着我国数控技术的发展，自动化设备的范围一定会愈来愈广，加工效率也会不断提高。 动套环机的应用 该设备用于将小 U 管自动套上焊环，应用于空调两器、热水器等行业的小 U 管套环的全自动生产。 特点：自动化程度高、操作方便、外型美观、伺服电机分度盘，定位准确、 管口整型工位 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 2 方案论证 动套环机构 方案 进电机的原理 步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的 电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行 可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩 的电机，负载力矩大。 选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。 选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作 频率能满足机床快速移动的需要 数控回转工作台一般由原动机、传动装置和工作台组成，传动装置在原动机和工作台之间传递运动和动力，并可实现分度运动。在本课题中，原动机采用电液脉冲马达，工作台为 动装置由齿轮传动和蜗杆传动组成。 合理的传动方案主要满足以下要求： （ 1）机械的功能要求：应满足工作台的功率、转速和运动形式的要求。 （ 2）工作条件的要求：例如工作环境、场地、工作制度等。 （ 3）工作性能要求：保证工作可靠、传动效率高等。 （ 4）结构工艺性要求；如结构简 单、尺寸紧凑、使用维护便利、工艺性和经济合理等。 该传动方案分析如下： 齿轮传动承受载能力较高 ，传递运动准确、平稳，传递 功率和圆周速度范围很大，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 传动效率高，结构紧凑。 蜗杆传动有以下特点： 1传动比大在分度机构中可达 1000以上。与其他传动形式相比，传动比相同时，机构尺寸小，因而结构紧凑。 2传动平稳 蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮的啮合是连续的，因此，传动平稳，噪声低。 3可以自锁 当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，若蜗杆为主动件，机构将自锁。这种蜗杆传动常用于 起重装置中。 4效率低、制造成本较高 蜗杆传动是，齿面上具有较大的滑动速度，摩擦磨损大，故效率约为 有自锁的蜗杆传动效率仅为 右。为了提高减摩擦性和耐磨性，蜗轮通常采用价格较贵的有色金属制造。 由以上分析可得：将齿轮传动放在传动系统的高速级，蜗杆传动放在传动系统的低速级，传动方案较合理。 同时，对于数控回转工作台，结构简单，它有两种型式：开环回转工作台、闭环回转工作台。 两种型式各有特点： 开环回转工作台 开环回转工作台和开环直线进给机构一样，都可以用点液脉冲马达、功率步进电机来 驱动。 闭环回转工作台 闭环回转工作台和开环回转工作台大致相同，其区别在于：闭环回转工作台有转动角度的测量元件（圆光栅）。所测量的结果经反馈与指令值进行比较，按闭环原理进行工作，使转台分度定位精度更高。 动排序进料设备 自动化送料机构可供散乱的不同型号轴承经过定向机构，实现定向排序，然后顺序地由送料机构送到下道工序中。这在自动化成批大量的生产中显然是实用的，它不但可把操作人员从重复而繁重的劳动中解脱出来，而且对保证安全生产也是一种行之有效的办法。 目前，国内拥有大量的装置，如果把它们能改造成 半自动或自动的装置，将会充分发挥装置的潜在力量，这是一个具有重大意义的事情。而在装置上安装自动送料机构便是其中一个主要方面。 轴承是一种具有高度互换性的标准部件，它具有摩擦力小，启动容易，润滑简单，便于更换等优点。在机械系统中几乎是不可缺少的部件，作为重要的机械基础件，轴承是各种机械零部件的检测中，需要人工把被测量零件安放在测试平台或转轴上，定好位夹紧以后，再进行测量，这样既影响了测量的效率，又增加了工作人员的劳动强度。为了对以往的进料设备性能有明显的改进，设计了一套高效率、自动化程度高的自动排序买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 进料设备。 案的比较与选择 通过对介绍 ,我们不难发 目前比较合理也切实可行的一种设计方案。 为了提高和保证产品的质量，生产中对一些部件按照一定的工艺要求进行归类分组是必要的。分选机的功能是对工件进行连续测量，将被测参数转变为电信号，再经电路放大、逻辑运算处理后。控制相应的执行机构，对工件实行自动分选。 章小结 本章主要对几种进行比较和分析 ,最终我们选取自动排序进料设备是目前切实可行的一种方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 3 自动套环机 结构设计 动供料排序机构振动盘的设计 料机构的任务基本组成及设计要求 供料机构的任务是把待加工的物品（工件）从存料器（料箱）中分离出来，按照自动机的加工要求，定量、定时、定向地送到加工位置。 供料机构主要由四大部分（机构、装置）组成。 (1) 定时装置 定时装置主要是按照自动机生产节拍，使供料机构定时工作，准时供料。在定 时装置设计中，主要解决工件送料与自动机加工节奏协调一致问题。一般由供料机构与相关的其它机构之间的运动链来保证，所以供料机构的运动循环必须与自动机工作循环相协调。也可以采用独立驱动的供料机构，例如电磁振动供料器、供 送料机械手，但要由控制系统或设计诸如闸门等隔离装置，使供料机构停止或送料。 (2) 定量装置 定量装置是根据自动机加工工艺的要求，在每一个工作循环送出规定数量的工 件。定量可以分为量（如重量、体积）和数（如件、个），例如酒类、洗衣粉等物料主要是定量，螺钉、香皂、轴承等主要是定数，成卷的塑料带、薄铁皮、细钢棒等物料则是定长度。设计时根据供送物料的形、性态等来确定。定量装置往往需要隔离装置、计数机构等来配合。 （ 3）定向装置 保证工件按照工艺加工的方位要求送出。定向送料在单件物品加工中是一个关 键问题。定向机构 一般与纠正、剔除机构等配合工作。 （ 4）其它装置 例如，定位装置、隔离装置、卷料的矫直机构、带状料的纠偏调位机构不符合要求工件的剔除机构、缺料检测机构、计数机构等等。 定位在自动机设计中也是一个比较重要的问题，送料不到位或有偏差都会影响自动机的正常工作。在设计中，可把定位装置归到工艺执行机构中，也可归到供料机构中。 任何供料机构必须具有定时定量装置，而定向和定量装置，而定向和其他装置可根据工件及加工要求设置。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 供料机构是自动机、自动线中的主要工作机构之一，其性能优劣及自动化程度直接影响到自动机的生产率、加工质量及其劳动条件。因此，对供料机构有如下的一些要求： 1） 根据自动机的生产节拍及工位位置，快速、准确、可靠地将工件送到位； 2） 供料过程平稳、无冲击，不能损伤工件； 3） 适应性强，调整方便； 4） 结构简单，工作可靠。 动盘的介绍 振动盘是一种自动组装机械的辅助设备，能把各种产品有序排出来，它可以配合自动组装设备一起将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品。 自动送料振动盘是一种自动定向排序的送料设备 ,是通过振动将 无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序 ,有个脉冲电磁铁，可以使料斗垂直方向振动，由于弹簧片的倾斜，使料斗绕其垂直轴做扭摆振动。 振动盘的工作原理： 振动盘料斗下面有个脉冲电磁铁，可以使料斗作垂直方向振动，由倾斜的弹簧片带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内零件，由于受到这种振动，而沿螺旋轨道上升，直到送到出料口。 其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。 振动盘的应用行业： 振动盘广泛应用于电子、五金、塑胶、医药、食品、玩具、文具、日常用品的制造等各个行业， 是解决工业 自动化设备 供料的必须设备。振动盘除满足产品的定向排序外还可用于分选、检测、计数包装等，是一种现代化高科技产品。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 振动盘 传动 部分 的设计 择齿轮传动的类型 根据 10085 1988的推荐，采用直齿轮传动的形式。 择材料 考虑到齿轮传动效率不大，速度只是中等，故蜗杆用 45 号钢；为达到更高的效率和更好的耐磨性，要求齿轮面，硬度为 45 按齿面接触疲劳强度设计 先按齿面接触疲劳强度进行设计，在校核齿根弯曲疲劳强度。 传递转矩 1061=（ 000） =荷系数 K：因载荷平稳，由表 6=宽系数 d:由表 6d=1 许用接触压力 H： H = =220动比 i:i=3 将以上参数代入公式 671/ h） 2（ 6i+1)/ 1 确定齿轮的主要参数与主要尺寸 1）齿数 取 2，则 Z2=i 22=66,取 6。 2）模数 m=1=2=标准值 m= 3）中心距 标准中心距 =m/2(2)=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 4）其他主要尺寸 分度圆直径： d1=3d2=9顶圆直径： m=33+6m=99+02宽： b= 取 0。 520 0 校核齿根弯曲疲劳强度 F=22 F 复合齿 形系数 x=0（标准齿轮）及 2 查图 6 弯曲强度足够。 定齿轮传动精度 齿轮圆周速度 v=(60600s 由表 6 差组为 8级。第、公差组也定为 8级，齿厚偏差选 齿轮结构设计 小齿轮 33用实心式齿轮 大齿轮 99 采用腹板式齿轮 电机的选择及运动参数的计算 许多机械加工需要微量进给。要实现微量进给，步进电机、直流伺服交流伺服电机都可作为驱动元件。对于后两者，必须使用精密的传感器并构成闭环系统，才能实现微量进给。在闭环系统中，广泛采用电液脉冲马达作为执行单元。 1） 电机 电机的选择 按照工作要求和条件选 步电机。 2）选择 电机 的额定功率 马达的额定功率应等于或稍大于工作要求的功率。额定功率小于工作要求，则不能保证工作机器正常工作，或使马达长期过载、发热大而过早损坏；额定功率过大，则马达价格高，并且由于效率和功率因素低而造成浪费。 工作所需功率为： 000 w 950 w 式中 T=6r/机工作效率 w=入上式得 50 36/（ 9950 =W 电机所需的输出功率为： 式中：为电机至工作台主动轴之间的总效率。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 由表 轮传动的效率为 w=对滚动轴承的效率为 w=杆传动的效率为 w=此， = 1 23 3=0= =W 一般电机的额定功率 0=(7 由表 W。 确定电机转速 按表 ： 齿轮传动比： 3 蜗杆传动比： 15 则总的传动范围为： i= 1532=45机转速的范围为 N= i 45 36=1620r/降低电机的重量和价格，由表 000r/ 号为 满载转速 000r/外，蜗轮及蜗杆的选用与校核 由于前述所选电机可知 T=动比设定为 i=率 =作日安排每年 300工作日计 ，寿命为 10年。 择蜗杆传动类型 根据 10085 1988的推荐，采用渐开线蜗杆。 择材料 考虑到蜗杆传动效率不大，速度只是中等，故蜗杆用 45 号钢；为达到更高的效率和更好的耐磨性，要求蜗杆螺旋齿面淬火，硬度为 45轮用铸锡磷青铜属铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁 齿面接触疲劳强度设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，在校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距 ： 23 2 ()E (3 （ 1）确定作用在蜗轮上的转距 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 按 ，估取效率 = * *i= (3（ 2）确定载荷系数 K 因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数 1；由使用系数 从而选取于转速不高，冲击不大，可取动载系数 K= * (3（ 3）确定弹性影响系数 用的铸锡磷青铜蜗轮和蜗杆相配。 （ 4）确定接触系数 先假设蜗杆分度圆直径 d1/a=而可查出 （ 5）确定许用应力 H 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度 45而可查得蜗轮的基本许用应力 H =268 因为电动刀架中蜗轮蜗杆的传动为间隙性的，故初步定位、其寿命系数为 H= H =268=247 (3（ 6）计算中心距 23 1 6 0 2 . 71 . 2 7 3 5 3 8 . 2 ( ) 2 4247a m m (3取中心距 a=50m=杆分度圆直径 时 =而可查得接触系数 =为 此以上计算结果可用。 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 直径系数 q=度圆直径 杆头数 ；分度圆导程角 =311 38 蜗杆轴向齿距： (3蜗杆齿顶圆直径： *11 2 3 2 . 2d h m m m (3蜗杆轴向齿厚： 1 / 2 =轮 蜗轮齿数： 62，变位系数 =0 验算传动比： i=2z /1z =62/1=62(3这是传动比误差为：（ 60(3蜗轮分度圆直径： d2= 6 2 7 7 .5 (3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 119