关 键 词：

自动 涂胶 机械 系统 设计 通过 答辩 毕业论文 cad 图纸

资源描述：

内容简介：

南京工程学院 毕业设计任务书 机械工程 学院 机械电子 工程 专业 设 计 题 目 自动涂胶机机械系统设计 学 生 姓 名 王诗兆 班 级 机电 122 起 止 日 期 指 导 教 师 李 雪 教研室主任 欧益宝 发任务书日期 2016 年 02 月 22 日 1) 采用框架式机械手操作机，由步进电机作为驱动装置 ,X,Y 轴联动可合成各种平面的各种曲线 ,联动可合成空间曲线或直线 (但必须考虑胶的流动 )。 2) 硬件控制采用 片机进行三坐标联动运动控制 。 论文 )的内容和要求 (包括技术要求、图表要求以及工作要求等 )： 1）进行原理分析； 2) 设计涂胶机总装配图； 3) 设计控制系统电路原理图； 4) 设计涂胶机零件图； 5) 撰写毕业设计论文。 （ 1）图纸（ 成） 4 张； （ 2）论文： 字 ,中英文摘要； （ 3）英翻中 2000 字；查阅文献 10 篇以上（有 1 篇外文文献）； （ 4）开题报告不少于 3000 字。 1 杨黎明 M1997 2 杨俊 M1996 3 濮良贵 M械工业出版社 ,2009 4 吴延海编著，微型计算机接口技术，重庆：重庆大学出版社， 1997年 7 月 5 苗忠，刘贵富 M1998 6 东北工学院编写组 M2001 7 刘刚 ， 烧敏编著，单片计算机原理及应用技术，长春：吉林科学技术出版社， 1995 论文 )进度计划 (以周为单位 )： 起 止 日 期 工 作 内 容 备 注 第 1 周 第 2 周 第 3 周 第 4 周 第 5 周 第 6 周 第 7 周 第 8 周 第 9 周 第 10 周 第 11 周 第 12 周 第 13 周 第 14 周 第 15 周 第 16 周 熟悉课题的背景，进行国内外现状调查 收集资料，初步方案及结构形式确定 完成开题报告，外文翻译 提出设计方案，设计方案论证 绘制总装配图及设计计算 绘制总装配图及设计计算 绘制总装配图及设计计算 绘制零件图及设计计算 绘制零件图及设计计算 绘制控制原理图 绘制控制原理图 控制软件设计并调试，整理设计说明书 撰写毕业设计论文 撰写毕业设计论文 撰写毕业设计论文 准备答辩 准备阶段 方案设计阶段 图纸设计阶段 撰写论文阶段 教研室审查意见： 室主任 年 月 日 系部审查意见： 系主任 年 月 日 外文翻译 南京工程学院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 原 文 题 目： in at 原 文 来 源： 3 (2003) 111 学 生 姓 名： 王诗兆 学 号： 201120827 所在院 (系 )部： 机械工程学院 专 业 名 称： 机械电子 （注： 1、本封面中文字体为楷体三号； 2、“原文来源”栏填写原文期刊名称、发行时间 /页码等或原版书名称、出版时间等。 3、学生学号填写完全学号（即 9 位数学号）。 外文翻译 4、将该文件按封面原文译文顺序装订成册。 in at at to a is a a a in is an to to is 2002 . or to or in to is to an or If a in it be a in at as a of a be an in an of is as is of of a to 外文翻译 a to a of or a to at is a an in in in by of in in in It in 2. in as a In to to an we to is a to a we of we to In we to an to of in of of he a in in as as to VI of is to in as to of 文翻译 as In to 外文翻译 An of is a a a a on a a VI to at a of on A is to is a is n to is a of a In to in a at of 1). a 4 is as is so of is If to in 文翻译 of is to in a in of a In by a on by so to a to at do of of of of In to is of of of of he a of an as as on we to a, b, c, d, e, g, i, j, k. is on 3. in or in a in a It is an is or in of of a of or A is a 4. is in to in by is is is of be ue to of 文翻译 to as a to in of 2,3 a it on a 1. is a s to up 5. at is It by an of a he is a 00 56 MB 10 GB 0/100 000 as to as s 01 ID a an Of to of of at on is a 2540% on % on of PU to as to of on 000 on s be to as as s is to to in an By be or 文翻译 on a PI as of 2). ) to of as s. In or be as as a to an or a as FC in s) an or to is a a is in is in of a of a in 3). is to an it in a in it to on In to of to be + A s of A is up in is to a on is in on s it is on is a of a A be to a or be up to to a We to of to of of or of of of on .2 MI of be a he is a to ID an be a ve to an a to it to a to is in it 文翻译 on to of to to of to a a ID on to of to no be to a a of an 4 a a ID or at or of to If to to an to it TP to be or to of a 外文翻译 4. 5. As of of to do a on In to by in on s 5). on by on is a is a to a is if in of if it is to do ID of be of be in Of is to be as as is of is to in as as if in is up of of 文翻译 at up 3300 10 600 w/256 01 w/w/ 2000 $1000 $300 In n n 3300 ). up of to so be up be be be by as as an in 南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者： 王诗兆 学 号： 201120827 系 部： 机械工程学院 专 业： 机械电子工程 题 目： 自动涂胶机机械系统设计 指导者： 评阅者： 2016 年 06 月 南 京 南京工程学院 毕业设计开题报告 课 题 名 称： 自动涂胶机机械系统设计 学 生 姓 名： 王诗兆 学 号 ： 201120827 指 导 教 师： 朱元右 副教授 李雪 副教授 所在 院 (系 )部 ： 机 械 工 程 学 院 专 业 名 称： 机械电子 2016 年 03 月 14 日 说 明 1根据南京工程学院 毕业设计 (论文 )工作管理规定 ，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词， 须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5开题报告检查原则上在第 2 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 王诗兆 学 号 201120827 专 业 机械电子 指导教师 朱元右、李雪 职 称 副教授 所在院 (系 ) 机械工程学院 课题来源 自拟课题 课题类型 工程 技术研究 课题名称 自动 涂胶机机械系统设计 毕业设计的 内容和意义 课题背景： 在传统机械设备中，特别是汽车行业，对汽车零部件的结合面有一定的密封性要求 ,其结合面都需要涂胶，涂胶的精度对汽车的性能至关重要。以往涂胶都是依靠工人的手工来完成，涂胶的效率极低，而且涂胶的均匀性和胶体的厚度难保证 ，所以衍生了涂胶机系统。 涂胶机（ 称刮胶机 主要有 :(1)卧式 涂胶 机或双作用涂胶机 涂上一层薄膜 ,再通过用蒸汽加热的平台 ,使溶剂挥发而剩余胶层 .(2)鼓式涂胶机 (3)立式或倾斜式浸浆机 表面上过量的胶浆被涂刀和压紧辊刮去 （ 4）桌面涂胶机是通过气压将胶水或者油漆等涂料喷涂到材料上。设备采用了三 轴联动，自动化操作，同时配有电脑编程控制路径喷涂。喷涂厚度和时间均可设定，简单易操作。涂胶机时机器代替人工的一种应用，在行业中还被称做 自动喷涂机 、 自动喷胶机 、 喷胶机 等。 课题内容： 1 提出 ： 本次设计的目标 为第一汽车集团设计一个自动涂胶设备（减速器轴承座间的密封圈），为使它能够在实现日常工作的基础上，尽量使机械系统合理简化，降低相应成本，增加实用性、提高性价比。这个机构打算采用框架式机械手操作机，用步进电机作驱动装置 ,X,Y 轴联动合成平面的各种曲线 ,联动合成空间曲线 (但是必须要考虑胶的流动性 )。 (1) 机械部分需考虑整体布局，工作行程能满足要求，传动装置可平稳并且准确，还需考虑速度，另外仍 需考虑经济性， 自动涂胶机 设备要求成 毕业设计的 内容和意义 本小，尽量使用标准件， 可 减少额外工作量。设备使用寿命 要 大于 15 年，一年工作 达 330 天，一天工作 记 12 小时，载荷持续率 高达 90%，需 大 批量生产。 (2) 涂胶过程中要考虑到拐点处不同涂胶量使用问题，可以通过改变 X、Y 轴向运动速度来调节，也可 Z 向运动调节，来保证涂胶均匀，这次设计使用后者方式，是因为单个电机工作方式容易控制。 2解决方法： 本课题 算 采用 进行三坐标联动 进行 运动控制， 来 实现涂胶 机 速度 、 均匀性要求 。具体如下： (1) 涂胶 过程中有着涂胶量控制的问题，本设计采用在 变 向运动形式不尽相同，所以共用三个电机，可通过程序控制做出相应的运动，以保证涂胶的厚度与均匀性。 (2) 且要求传动平稳，所以选用丝杠螺母，因为丝杠螺母拥有自锁能力，可以保证涂胶的厚度与均匀性。 通过调整 保证 求达到涂胶要求。因为 X， 确，所以采用滚珠丝杠传动结构，滚珠丝杠传动的效率高，传动精度高，刚度好且寿命长。 (3) 导向 机构承载力大， 要求平稳，所以 X 、 Y 方向采用滚动导轨结构，因为滚动导轨承载能力较大，且导向相对准确。为满足传动比与结构简化要求，拟采用齿轮系统变速，因为齿轮结构紧凑、寿命长、工作可靠且传动比较稳定。涂胶机传递要求精度高，为使涂胶机结构简单，齿轮间隙调整采用了偏心轴套结构进行消隙，滚珠丝杠结构增加紧定螺钉，用于消除轴向间隙，与键配合下消除了周向间隙。 (4) 胶棒夹持严格要求对心、选用 V 行块进行定位夹紧。 3设计内容： 实现 机械结构设计 合理 ，性价比与实用性高，传动较平稳 、 准确 的自动涂胶系统 。 其中 X， Y 轴 联动，可以实现任何平面曲线， 轴联动，可实现空间任意曲线，并且能够保证涂胶范围、均匀性、速度。 本课题最终提供： 1）设计计算说明书 2）符合质量要求的设计图纸。 课题意义： 自动 涂胶机 是 个典型的 机电 一体化系统 1。所谓的机电 一体化系统是指在系统的主功能，信息处理功能和控制功能等方面引进了电子技术，并把机械装置、执行部件、计算机等电子设备以及软件等有机结合而构成的系统。自动涂胶机系统是在机械、执行、信息处理、接口和软件等部分在电子技术的支配 下，以系统的观点进行组合而形成的一种新型机械系统。全自动涂胶机由机械系统 (机构 )、电子信息处理系统 (计算机 )、动力系统 (动力源 )、传感检测系统 (传感器 )、执行元件系统 (如电机 )等五大子系统组成。 。 选用 自动化程度 较高的自动涂胶机， 可 保证涂胶均匀、无污染、无伤害、节省人力，提高效率，增长经济效益。这也是我们对自动涂胶机这项研究的意义所在。 国内外研究现状： 上世纪七十年代，工艺人以人工、涂胶枪等涂胶形式出现在法国。随着单双组分密封胶的开发，与电子产品进一步发展，欧美汽车制造业中出现了自动涂胶机。过去的几年里，对密封胶在汽车制造业 发展中的应用，美国工业协会提出更高的要求，为了减少密封垫、密封圈的库存成本与装配过程中相关劳动内容，要求发展新研发材料的固化工艺。同时国外机器人生产商各自推出了相关涂胶机。像日本莫托曼、安川机器人，美国 器人等，我国涂胶机器人发展较晚，北京机械工业研究所，工业机器人和应用技术研究中心的“自动化涂胶工作站”，济南信息工程有限公司推出了相应产品。以上涂胶机器人，都是在机器人的基础上进行了二次开发，用机器人控制轨迹，附加给供胶系统。 随着机电行业、数控技术的不断发展与对机器性能的较高要求，自动涂胶机系统一定 会有着更加广泛的应用前景 。 文 献综述 参考文献 ： 1 杨黎明 M1997 2 杨俊 M1996 3 濮良贵 M械工业出版社 ,2009 4 吴延海编著，微型计算机接口技术，重庆：重庆大学出版社， 1997年 7 月 5 苗忠，刘贵富 M1998 6 东北工学院编写组 M2001 7 刘刚，烧敏编著，单 片计算机原理及应用技术，长春：吉林科学技术出版社， 1995 8 北方工业大学硕士学位论文 9 北方工业大学硕士学位论文。自动涂胶机液控供胶系统流量特性研究 10太原科技 片机的半导体管自动涂胶机的控制系统设计。 11 于骏一、邹青编著，机械制造技术基础，北京，机械工业出版社，2009 年 2 月 12 李庆余、孟广耀编著，机械制造装备设计，北京，机械工业出版社，2008 年 7 月 13 A N F 392 124X 2008, 14 J.S 0 2000 研究内容 研究内容 : 实现 机械结构设计 合理 ，性价比与实用性高，传 动较平稳 、准确 的自动涂胶系统 。 其中 X， Y 轴联动，可以实现任何平面曲线， 轴联动，可实现空间任意曲线，并且能够保证涂胶范围、均匀性、速度。 本课题最终提供： 1）设计计算说明书 2）符合质量要求的设计图纸。 研究计划 研究计划： 第一周： 熟悉课题的背景，进行国内外现状调查 第 二 周： 收集资料，初步方案及结构形式确定 第 三 周： 完成开题报告，外文翻译 第 四 周： 提出设计方案，设计方案论证 第 五 周： 绘制总装配图及设计计算 第 六 周： 绘制总装配图及设计计算 第 七 周： 绘制总装配图及设计计算 第 八 周： 绘制零件图及设 计计算 第 九 周： 绘制零件图及设计计算 第 十 周： 绘制控制原理图 第 十一 周： 绘制控制原理图 第 十二 周： 控制软件设计并调试，整理设计说明书 第 十三 周： 撰写毕业设计论文 第 十四 周： 撰写毕业设计论文 第 十五 周： 撰写毕业设计论文 第 十六 周： 准备答辩、 提交论文并完成答辩 特色与创新 1 自动涂胶机系统 采用了 单片机 控制，操作简单 。 2 涂胶机同时具有三轴联动功能，能够实现空间内任一位置的点胶。 能化的操作在很大程度上提高了生产效率和工作质量。同时设备可改装流水线运作。 4 机台美观小巧，操作简单，轨迹 存储量大 。 指导教师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 院部意见 主任签名： 年 月 日 教学院长签名： 年 月 日 南京工程学院 机械工程学院毕业设计材料清单 专业 ： 机械电子工程 学 生 王诗兆 学号 201120827 题目 ： 自动涂胶机机械系统设计 序号 毕业设计清单 份数 备 注 1 毕业设计任务书 1份 2 毕业设计开题报告 1份 3 外文翻译 1份 4 毕业设计说明书 (论文 ) 1本 5 毕业设计其它 成果 (1) 装配 图 0# 1张 (2) 驱动电路图 0# 1张 (3) 程序流程图 4# 1张 (4) 零件图 1 0# 1张 (5) 零件图 2 0# 1张 (6) (7) 填表人： 验收人： 1 南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者： 王诗兆 学 号： 201120827 系 部： 机械工程学院 专 业： 机械电子工程 题 目： 自动涂胶机机械系统设计 指导者： 评阅者： 2016 年 06 月 南 京 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 2 毕 业 设 计 说 明 书 中 文 摘 要 自动 涂胶机 机械系统 是一个典型的 机电 一体化系统 。自动涂胶机 机械 系统是在机构运行 、 计算机控制下 的一种新型 的 机械系统 。 该机构主要由以下几个部分组成 ：机械 机构、 动力源 、 执行元件系统 (如电机 )、 电子信息处理系统 (计算机 )、传感检测系统 (传感器 )。 在传统的机械设备中，特别是在汽车的领域 中， 对车行业下 的 交接 面大多数都需要 作 涂胶 处理 ，涂胶 的效率与性能起着 决定性因素 。传统机械涂胶主要 手工来完成， 效率很低，成本还很高很不实用 。 如果使用 智能 化程度 高的 涂胶机 机械 设备 ，便 能够 确保 涂胶 精度要求 、 符合绿色发展理念 ，从而 节省人力，提高效率，增长经济效益。 本课题为 自动涂胶机 的 机械系统 设计；其中控制领域用 片机 来进行三坐标联动控制，从而实现涂胶速度与均匀性的要求。 关键词 : 密封式 框架式操作机 自动化 涂胶 经济环保 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 3 is a is in as in by of to a of by a as of In in of to a is to of on to is of it is to of a of of no no of 51 to so as to of 4 目录 前 言 . 1 课题的背景与意义 . 2 12 中外的发展现状 . 2 第二章 自动涂胶机的机械设计 . 4 该机构的设计任务、内容 . 4 设计要求 . 4 自动涂胶机的参数规格 . 5 本章小结 . 7 第三章 自动涂胶机的机械结构设计 . 8 总体机械部件设计 . 8 动装置设计 . 9 Z 向电机选取： . 9 Z 方向联轴器型 号选取 . 11 取 X、 Y 两方向的电动机型号 . 11 X、 Y 向 55机进行校核 . 12 传动系统设计 . 13 此自动涂胶机的工作 要求 . 13 滚珠丝杠副选择 . 14 运动要求 . 14 Y 向滚珠丝杆选取 . 17 Z 向丝杆机构选取 . 17 滚动轴承 的寿命校核 . 18 滚珠丝杠螺母副类型选择 . 19 滚珠丝杠副安装方法 . 20 滚珠丝杠副保护方式 . 20 滚动导轨选取 . 20 X 向滚动直线导轨副的选取 . 20 滚动体尺寸与 数量 :. 21 Y 向导轨选取 . 24 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 5 第四章 自动涂胶机的辅助设计 . 25 工件夹具设计 . 25 设计定位元件、确立定位方案 , . 25 自动夹紧机构选取 . 26 气动夹紧的特点： . 27 夹紧机构的设计 . 27 夹紧力计算 . 27 斜楔机构的自锁条件计算 . 29 夹紧的行程计算 . 30 本章小结 . 30 第五章 硬件系统与接口电路设计 . 31 概论 . 31 控制系统的硬件系统组成 . 31 80要芯片的说明与接口简图 . 31 程序存储器 扩展 . 32 输入输出口的扩展 . 33 8255A 的工作方式 . 34 本章小结 . 35 涂胶轨迹的初选 . 36 涂胶程序流程图如 示： . 37 第七章 结 论 . 38 第八章 毕业设计体会 . 39 参考文献： . 41 致 谢 . 42 1 前 言 在传统机械设备中，特别是 车领域 ， 在很多地方都需要反复的进行 涂胶， 而且涂胶 的标准决定者 汽车的 使用 性能 等 。 过去大多使用工人劳作 作 来完成， 过去大多使用工人劳作 来完成， 这样效率很低，成本很多，不适合现在社会的发展要求等 ，与此同时 涂胶 面 的 粗糙度要求 和胶体的厚度 很 难 达到 所 要求 的标准 ，所以 就 出现了自动 涂胶 系统 这一理念 。 本次 课题实现的 目标为 一个 车企 制作 一个自动 化 涂胶设备（ 位置为 减速器轴承座间的密封圈）； 在上个世纪的后 半 期 ， 劳动工作者 以 手 工、 简易 涂胶枪等 传统的涂胶 方法 出现在法国 的部分地区 。伴随着单双组 密封胶的 研发 ，与电子 信息技术 进快速 发展，欧美汽车制造 商 中 开始出现 自动涂胶机 设备 。 在 过去的 一段时间里 ，对密封胶在汽车 随着汽车行业的发展，密封胶的广泛使用 ，美国工业协会 等机构开始要求提高标准 ，为了 减少工作成本与提高生产效率简化生产步骤等 ，要求 不断研发新 材料的固化工艺 技术 。 与此同时 国外机器人生产商 也开始逐步 推出了相关 的自动化 涂胶机 机械设备 。 随着机电 领域技术的发展 ，自动涂胶机 定会有着更加光明的未来。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 2 第一章 绪论 课题 的 背景 与 意义 在传统机械设备中，特别是 车领域 ， 很多重要的 位置 都需要 进行 涂胶 ，涂胶水平的高低影响着该企业的效益与效率 ， 而且 涂胶的精度 的标准决定者 汽车的 使用 性能。以往 的时候 涂胶 一般 都是依靠工人的手工 制作 来完成， 这样使得 涂胶的效率 变得 极 其 低 下 ， 与此同时 涂胶 面 的 粗糙度要求和胶体 厚度 很 难 达到所要求的标准 ， 所以 就 出现了 涂胶机系统 理念 。 涂胶机（ 被广泛称作 刮胶机 将胶 水涂抹 在 一些物品 表面上 的 机械设备 括以下几种 ： 双作用 面式 涂胶机 机 过涂胶刀 与 工作辊 中间 的 夹缝 ,在上面涂一层薄膜 ,再通过蒸汽加热 方式 ,使 得胶 溶剂 蒸发 而 留下涂 胶层 . 鼓式涂胶机 本相同 ， 不同之处在于 用中空 的 金属鼓 材料 代替 蒸汽加热 所使用 的 干燥台 . 立式 （ 倾斜式 ） 浸浆机 浆 溶液 后 ,在 表面上 把 过量的胶浆 用 涂刀 或者 压紧辊 除去 式浸浆机 干燥台 进行 干燥 使 得胶 溶剂 得以 蒸发 而 留下涂 胶层 . 桌面涂胶机 的工作原理为：利用压强 将胶 液 或油漆等 液体 涂料 喷洒在 材料 表面上。 该 设备 广泛 采用三轴联动 运动 ， 智能 化操作 系统 ， 运用计算机 编程控制 路线来进行涂胶 。喷涂 的胶层 厚度和 运行 时间均可 进行自动 设定，简 易 方便 操作。涂胶 设备 代替 工人手工制作 的一种 新型 应用，在 业 内 领域 还 常 被称做 自动喷 胶 机 、 喷洒机等。 自动 涂胶机 机械系统 设备属于 典型的 机电 一体化 操作 系统 ；是一种新型的机械系统。 1 2 中 外 的 发展现状 在上个世纪的后半期 ， 劳工 以 手 工 操作机械 、 或者使用传统的 涂胶枪等 的 涂胶方法 出现在 欧洲 的部分地区 。 伴随着单双组 密封胶的 研发与普及 ，与电子 信息技术的不断 发展， 欧美汽车制造 商 中 开始出现 自动涂胶机 设备 。 在 过去的 一段时间里 ，南京工程学院毕业设计说明书（论文） 3 对密封胶在汽车 随着汽车行业的发展，密封胶的广泛使用 ，美国工业协会 等机构开始要求提高标准 ，为了 减少工作成本与提高生产效率简化生产步骤等 ，要求 不断研发新 材料的固化工艺 技术 。 与此同时 国外机器人生产商 也开始逐步 推出了相关 的自动化 涂胶机 机械设备 。 随着机电行业、 信息处理技术，计算机水平 的不断发展与对机器性能的 不断追求 ，自动涂胶机系统 定会有着更加 灿烂 的 明天 。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 4 第二章 自动涂胶机 的 机械 设计 该机构的设计任务、 内容 本 课题为 研究制作 一台自动涂胶 装置 。 其 内容包括： 机械 结构 设计： 1） 机械 标准件 的选择 2）机械 元件 的工艺 性 分析 与 查 验 。 硬件系统设计 用 80列的 单片机与 电子 电路来控制 方向电机的正常 运转 。 软件系统设计 控制程序设计 ： 采用汇编语言来进行程序编制，利用 片机 如 8031来 进行 控制。 设计要求 a) 机械 结构 部分 要对全局进行整体把握 ， 考虑到符合标准的有效 工作行程， 也需考传动装置准确 度 ，还需考虑速度，另外仍需考虑经济性。 b) 涂胶过程中 要突出对 拐点处涂胶量 不同的状况时使用的涂胶量 作细致考量 ， 通过对 X、 Y、 方向 运动 的 速度 的控制来进行 调节 。 c) 电 子电 路部分主要 为 元件 的 选择 和 对 电路 设计 的扩展连接 。 自动 涂胶属 小 载荷工况 。所以 打算 采纳 步进电机 作驱动装置 。 总体 方案 拟订 该 设备 的 结构的 可以 表明： 我们在 涂胶过程中 时 存在拐点 连接 处有对涂胶量的控制 不同的标准 和三方向运动的形式相异，故选择 用三个电机 ，通过用程序来控制个相应的运动情况。 达到涂胶机精确度与涂抹的薄厚度标准 。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 5 图 体方案 在我们选择的方案中，我们总共使用三个电机，因此电机的选择很重要 ， 考虑到在 Z 方向中要求运动尽可能的平稳与准确，因为他是控制着挤胶量，所以我们首先需要选择的时丝杆螺母副传动 ， 因为在传动系统中 丝杆螺母 副 拥有 着较好的 自锁性能 ， 我们需要 确保 涂胶的 精确性 、 薄 厚度要求 等 。 我们 通过对 Z 方向的速度调节可以实现对精度的要求 。 从而能够更灵活的进行涂胶操作。 在平面运动中我们需要剧哦与准确的运动轨迹与完善额控制规格，所以我们可以考虑使用传动系统中的滚珠丝杆传动， 因 为 滚珠丝杆 的 传动刚度 较其他传动机构强，传动精度 要求 的标准比一般传动系统 高， 而且 工作稳定 使用寿命长。 我们在导向机构运动过程中需要考量机构的承载力， 故在 我们可以 采用滚动导轨，因为 鉴于 滚动导轨承载较大、导向准确 的特点，可以良好的实现所需的要求 。 我们选用齿轮进行调 速 ， 因为众所周知 齿轮 传动结构 紧凑，工作 区域范围广 ， 恒定 传动比 、使用 寿命长 的特点 。 电子电路部分主要为 电子元件 的选择和对电路 设计 的扩展连接， 用三个电机来控制电路 。自动涂胶工作 时只需要较小的载荷就能够平平稳稳的运转 。所以 我们完全可以 采用步进电 动 机作 为 其 驱动装置。 通过对 所 控制电机的方向和转速 的数字信号 进行信息 处理 来达到 本课题 所需的 设计要求。其中 我们所用的电子 电路部分 则 由步进电机、 I/电路板和 各类型 传感器 等 组成。 自动涂胶机的参数 规格 A. 单位工件 数 进行 涂胶 所需 时间： 10s 25s B. 使用所需涂胶胶 型选择：温硫 硅 胶； 电路部分 机械部分 涂 胶轨 涂 胶 量 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 6 C. 电机 选择 ： 本题使用 电脉冲 数字 信息 进行控制的 一种 电动机， 并 转变成 相应的 线位移 信息 的控制电机。其 中 其 转子运动 方式 仅 仅 与电信号频率 f 有关，转子 每 转动一周 ， 它 可以确定 确定 的步数。在 连续 不丢步的情况下 即最大平稳频率下 运行， 它的 步距角误差不会长 时间 累积 ，所以 它 能够适用 于在数字控制系统中作驱动微电机使用， 其 具有系统简单，运行可靠等优点， 目前 广泛应用于机床数字程序控制及数字控制系统中。 目前 步进电动机 各式各样 ， 我们按照 按照其电磁转矩 的产生机理 ， 可分为 ：永磁式 的步进电 机； 磁阻式的步进电 机；永磁 式 的步进电 机。 我们 根据脉冲当量 的值范围和 最大静转矩 条件下的工作状况可以 对 步进电 动 机的型号 进行初步 确定 ，并 且 我们也能够 从步进电 动 机 的相关 技术参数表中 科 查 寻 到 该电机的步距角 b ， 两种步距角 不同时则 对应 两种不同 的 脉冲分配方式。 我们 选 步进 电机型号时 应 充分考虑 b 及 i， 使其 满足 下列条件 ： 根据电机 需要 初选 ： 1）型号 7055）相数：三相 3）拍数：六拍 4）步距角： x,y=3 = 2* z 5）电压： ) 电流： 3A 7) 最大静转矩： X ) 保持转矩： X 京工程学院毕业设计说明书（论文） 7 9）空载启动频率： X 0）运行频率： X 1）质量： X 2）脉冲当量 =I=1 我们在机械 设计过程中 可以确定的 轴承座外形尺寸如下 所示 ： 图 表： a=185mm w=90mm b=52mm u=15本章小结 机械结构设计： 1）机械标准件的选择 2）机械结构的工艺分析与检验。 硬件系统设计 ： 用 80列的 典型 单片机与电子电路 模块 来控制 电动机的正常 工作 。 软件系统设计 ： 控制程序设计：采用汇编语言来进行程序编制，利用 031 来进行控制机械结构设计。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 8 第 三 章 自动涂胶机的机械 结构 设计 总体机械部件 设计 我们需要对整体的机械 元件 进行全局 性 把握 ，所以 我们 将选用 块 来 设计夹具。具体 结构图 下： 图 构图 涂胶机在工作室需要很高的精度 ， 为简化该设备的工艺结构，我们可以选择使用 齿轮间隙调整 法、 采用偏心轴套 方式进行 消隙 ，滚珠丝杆增加 固定 螺钉， 可降低轴向间间隙 误差 ，与此同时 键连接配合 方式可降低 周向间隙 误差 。具体图 艺结构 如下： 图 艺结构图 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 9 动装置设计 Z 向电机选取： 电机选取 的 原则 ： 适度调整步距角 以 符合 精度要求， 适度调节转矩值 合输出功率 要求 。 步距角 ： =360*i * /t=360* 脉冲当量 = I= 电机型号 选择 ： 55关数据： 表 5针对本课题的 涂胶分析 ， 所以我们 首先 要 量定 涂胶的范围 要求 又要 准确 保证 涂胶的 速度 变化 和 精度要求， 每次出胶量 的控制要求较高 ，故挤胶力 的大小需要精准定位 ， 所以初步选取的 步距角 为 。 其扭矩 小可以 确保精度 要求，经 过计算机数据分析 ，挤胶力度一般 可以考虑 在 5N 30 故可 选用转距 保持在 55满足设计 的 要求 标准 。 步进电机 55 最大静转矩 = 5进电机 的 空载启动力计算 如下 ： c+ 外加负载下 力矩 为 0时的力矩 ； 外加负载 为 0时机构 升至 最大快进速率 时，转换 的加速力矩（ N 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 10 无负载下的 摩擦力矩（ N 当 丝杠 在 预紧 的条件下 时 转换 至电机轴 端 的附加摩擦力矩（ N 故 本课题 选 取 55 机 ，要求为： 所以所选型号符合要求。 所以所 选择的电动机 型号 55机械设备的运行 要求。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 13 传动系统设计 此 自动涂胶机的 工作 要求 该机构要求 高传动效力、恒定传动比，以确定涂胶精度、稳定性等 。 具有 结构紧凑、工作可靠、寿命长 的 特点 ，这 是齿轮传动 的主要优势 ，故 选择 满足一定的降速比要求 则需要 选用齿轮传动副来完成。 又 因为 鉴于 齿轮在制造过程中 无法 达到理想齿面要求 的精度 ， 在 其中总是存在 些许 的误差，故 在 一对啮合齿轮 中 ，总是 存在 一定的齿侧间隙才能 进行正常工作。 而 此涂胶机机械系统 的 精确度 、 平稳性 性、进给系统的反向失动量 等都 与 所选用的齿轮传动系统 齿侧间隙有关。因此， 我们可以选择 采用偏心轴套 的 调整 方 法 来 对所选型号的齿轮 进行消侧隙 方式 ， 这样做可以最大量的 减小齿轮侧隙 等 ， 另外又可以 通过 对 偏心轴套 的调节 方便 改变 两齿轮 间 中心距 a，从而 降低 齿轮间隙 误差 。 故： 我们在 自动涂胶机 机械 系统 中通常采用 采用 齿轮的 一级传动 方式 进行 变速 调节 . 其 部分数据选择为： 传动比 值 ： i=720/200= 压力角： =18 大齿轮： 5 小齿轮： 8 齿数互为质数 小齿轮 可以简化为悬臂 ： 直径取 齿轮 齿宽 ： b= d * 4=14.4 面 模数： mt=取 m= 全 高： h=m = 何尺寸计算： 小 、 大 齿轮分度圆 半径 .5*zl*m =18*京工程学院毕业设计说明书（论文） 14 .5*z2*m =65*心距： a=r1+轮宽度： b=2* d*7=该数据进行圆整 取 6 1 滚珠丝杠副选择 在螺母与螺母槽之间有一定的狭缝，在与丝杆相连的位置处置放一些滚珠 ，通过 该 滚珠 在轨道内运动遇反相器后 反向 进入 通道， 在丝杆轴运动的状况下 ，滚珠 便可以 沿着 预定的轨道 不断 进行 循环，实现 往复 运动。 滚珠丝杆 最大优点 ： 传动效率 滚珠丝 杆 副传动效率 可 达 80% 是其他传动所不具备的 运动平稳性 能 高 滚珠丝 杆 副在工作 状况时因其 摩擦阻力小 ，而 摩擦系数 只与材料有关 ， 故 启动摩擦力矩与运动时摩擦力矩差值 变化不大 ，故 可实现平稳运行 。 可逆性强 滚动丝 杆 副 无无自锁性， 具有运动可逆性、。 定位、重复定位精度高 ，该机构 具有运动平稳 度高 ，传动效率 大 ， 预紧简洁等特点， 而该机构在 工作 状况 中温升小。可 减小 轴向间隙 误差并能够获得较高的定位、 重定位精度。 同步性 突出 同步性 突出 由于滚珠丝杆反映 灵敏 ，无滑移，无停滞，启动时运行中速率和位移等，都具备一致 相关 性，这便是同步性 突出 。 润滑简单， 润滑简洁，实用可靠，维修便利 正常使用条件下可节省平常润滑和防尘。 运动要求 根据设计尺寸和材料可计算出 0*10=500文） 15 水平运动，工作均 载荷 1/3*167N,丝杆工作长度 L=150平均转速n=200r/命 l=15000h，丝杆材质 选择 为 ： 度要求为 6065动精度要求： = 3 载荷计算 n*f*K =1*00=605N 所需 载荷 的 性质系数， 在 无冲击、平稳运转时 可 取值 n 滚道实际硬度，当 6065 取 1 进度等级，取值 其 额定动载荷计算 : (n*L) 605*(00*10000/16700)(1/3) =3001N L 额定寿命； n 平均转速。 根据 择滚珠丝杆，假定选择 按照滚珠丝杆额定动载荷 = 则，选用型号规格为： 其 部分 数据为：公称直径 ： 20程 P=5旋角 =4 滚珠直径 =道直径 D=心距 e=杆内径 刚度验算 : 滚珠丝杠 工作 导程 的 变形量 m）为 ： l = （ F*P/A*E） (*G*2*丝杠 的底 面积 ： A * 21d ; 丝杠 的 极惯性矩 ： J * 21d ; 变模量 T + ) 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 16 摩擦系数 ： 048 T 335*5*108040” +4022） * 3 m 故： l =线杠在工作长度的弹性变形所引起的导程误差为 L L * I / P =1300 该丝杠 L 满足上式， 故 满足 刚度 要求。 效率验算 滚珠丝杆传动效率 ： = / + ) =94% 所以符合要求 稳定性验算 临界载荷 ： / ( =010 安全系数 S= S 所以符合要求 共振验算 要求： 临界转速 910*d/( =36000r/界转数系数： u=2 符合要求 滚动导轨的接触强度计算为判别受力最大滚动体处，导轨接触应力是否大于允许值。如果一条导轨上只承受一个作用在导轨平面重心上的力矩 M 和力 F,则受力最大滚动体上的载荷为 ： =500/(1+500*75*6 500 150) =京工程学院毕业设计说明书（论文） 17 故 符合要求 Y 向 滚珠丝杆 选取 由于 L h 符合要求 。 滚珠丝杠螺母副类型选择 滚珠丝杠螺母副一般由专属工厂制作 。滚珠丝杠副 的 类别一般 可从三 方面 进行考量 ：预紧 的 方式、循环 的 方式、循环圈数与列数。根据 回珠 不同的方式，大致 可分为两类：（ 1）外循环 方式 插管式回珠器处于螺母外 部 ；内循环 方式 回珠器位于螺母内。 1设计过程中选用 双螺母螺纹式预紧 方式 . 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 20 滚珠丝杠副安装 方法 对 滚珠丝杠副的轴向精度 、 刚度 标准 等 有较高的 要求 。另外 滚珠丝杠副的正确安装 方式与支承 结构 的 刚度 标准 也 需格外重视 。 在 设计中滚珠丝杆结构形式如图 滚珠丝杠副安装方式 由图可以看到这种方式两端固定，并且均装有轴承固定，比 只 一端固定的滚珠丝杠副 刚度 要高 3 滚珠丝杠副保护方式 如果在滚珠丝杠副的滚道上落入了杂物，或者使用不标准的润滑油， 会使得该元件磨损 增大。因而保持润滑油的清洁与有效地防护密封措施便显得很有必要。为了防止 沙尘 、磨粒 等杂物 粘附到丝杠 的 表面 从而影响丝杠的精度 ， 所以裸露 在外 面的丝杠通常选用伸缩套筒、折叠式防护罩等。这些防护罩的 某 一端 直接 与滚珠螺母的端面相连，另一端 可连接 滚珠丝杠的支承座。 滚动导轨选取 因为 摩擦系数小为 滚动导轨 副 的最大优点 ,则同时 动静摩擦 系数 差 值也 很小 ,因此 ,工作 简易 灵敏 ,运动 具有 所需功率 低 ,摩擦 力 少 , 精度 标准高，磨损系数小 ,低速运动 时 平稳 度高 ,传动精确度 和定位 精确度准等 。 X 向滚动直线导轨副的选取 滚动导轨副以下的优点： 精度高 导向精度高 中 低速时 具有良好的 平稳性。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 21 具有良好工艺性 ， 方 易于 加工、维修等。 在设计 过程 中受到 外加 载荷力小的原因 故因而 选用此导轨。此导轨 具 有制 作简单 、结构紧凑的特点。导轨 材料 可 选 用淬硬钢， 其 硬度 标准为 ： 60 滚动体尺寸与数量 : 增加滚动体的直径 ,可以减小接触应力、摩擦阻力 ,使其不易滑动。一般滚珠直径选取 直径选取 8 滚动体的数量 按照相关 条件选取 ,每条导轨上有大约 13个 左右 ,太少时 ,其制造误差将影响 运动构件 位置精度。反之若数量过多 ,会使得刚度 下降 ,故应合理滚动体数目 Z： 要求如下： 故 Z=19。 Z 数量 ； d 滚珠直径 ( W 单条导轨承载的重力 (N)； W=50*10=500N。 滚动导轨 要求 长度 如图所示 ： 图 滚珠导轨 滚 动 导轨 的 额定寿命计算 。