毕业设计（论文）-定截距型轴类形状零件上料仓设计（全套图纸）

摘 要 本次设计是关于定截距型轴类形状零件上料仓的设计，定截距型轴类形状零件上料仓主要结构采用了带式输送机的结构特点，首先对带式输送机作了简单的概述，接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法，然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计，接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核选择。全套图纸，加153893706 本设计主要分为两大块内容，第一是定截距型轴类零件上下料仓设计的传动系统的设计，第二是定截距型轴类零件上下料仓的主体部分的结构设计。应用该定截距型轴类形状零件上料仓可以方便快捷的实现轴类零件的上料，方便了机械工厂中的一般应用。本次定截距型轴类形状零件上料仓设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词：上料仓；带式输送机；结构设计AbstractThis design is about intercept type axial shape parts, certainly for the design of the bunker.Fixed axial intercept type shape parts bin on the main structure adopted the structure characteristics of belt conveyor.The first gave a brief overview of belt conveyor;Then analyzed the principle of type selection of belt conveyor and calculation methods;And then according to these design criteria in accordance with the requirements for a given parameter selection and calculation method for type selection design;Then on the choice of conveyor, the checking of all major components.This design is mainly divided into two large pieces of content, the first is the intercept type axial parts bin in upper design of transmission system design, the second type is the intercept of the main body of the shaft parts top and bottom of silo structure design.Application of the fixed axial intercept type shape parts bin can quick and easy to realize feeding shaft parts, convenient to the commonly used in the machinery factory.The constant axial intercept type shape parts bin on the design of general process, the selection of design work for the future has a certain reference value.Key words: Bin; Belt conveyor; The structure design目 录第1章 前言 11.1定截距型轴类零件上下料仓概述 11.2定截距型轴类零件上下料仓的组成及作用 21.2.1定截距型轴类零件上下料仓的组成 21.2.2定截距型轴类零件上下料仓的作用 5第2章 定截距型轴类零件上下料仓设计的传动系统设计72.1定截距型轴类零件上下料仓设计的设计关键技术参数要求72.2定截距型轴类零件上下料仓设计的传动方案设计 7 2.3定截距型轴类零件上下料仓设计的驱动电机选择 82.3.1定截距型轴类零件上下料仓设计的驱动电机额定转速选择 9 2.3.2定截距型轴类零件上下料仓设计的驱动电机额定功率选择 9第3章 定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计 103.1定截距型轴类零件上下料仓基体的结构设计 103.2定截距型轴类零件上下料仓设计的走线系统结构设计10 3.2.1 拖链选择的技术条件 123.2.2 根据拖链选择设计拖链槽结构 12 3.3 料盘的工装设计 13 第4章基于solidworks进行定截距轴类零件上下料仓设计144.1solidworks软件建模与装配概述144.2 运用SolidWorks软件进行零件设计144.3运用SolidWorks软件进行零件装配15 结论17 致谢18 参考文献 19沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 前言 第一章 前言1.1定截距型轴类零件上下料仓概述 定截距型轴类零件上下料仓是连续运行的运输设备，在机械工厂中主要用来运送轴类零件。定截距型轴类零件上下料仓是实现轴类零件高效连续运输设备，特别是可实现定截距的运输定截距型轴类零件上下料仓已成为轴类零件机电一体化技术与装备的关键设备。在如今工业生产中，生产的自动化机械化应用越来越多，但还有大量的装卸 搬运装配等工作由人工完成，劳动强度的降低，生产效率的提高，有助于实现现代机械化。轴类零件加工时，上下料所占用了大量的时间，是影响生产效率低下的重要原因。特别是一些高精度的加工中心，采用人工上下料不但定位精度低，甚至破坏了机床操作台。随着机床用户的增多，采取自动化的操作手段可以大幅降低劳动强度，提升生产效率，减少投入已然成为社会发展趋势，定截距型轴类零件上料仓能够实现机床制造过程中的自动化，并运用了集成加工技术，从而有利于生产线的上下料工作。1962年第一台工业机器人在美国制造出来，工业机器人的开发研制和应用在国际中以有50多年的历程，目前已有许多发达国家的机器人发展产业日趋成熟，在工业生产线生产中有着十分广泛的应用。 现如今许多生产线都是多用专机或人力来上下料，这种方法在产品单一，产能不高的情况下有很好的应用，但是随着社会的快速发展，这种方法就凸显出了很多的缺点，如专机占大面积大结构复杂，不适用于如今自动化专一化的流水线生产，并且人工的大量使用会造成劳动强度的加大，容易发生工伤事故，并且效率低下，使用定截距型轴类零件上料仓就可以解决以上问题并且还有生产效率高，工艺修改灵活，提高工件质量的特点，是工业生产加工的必然趋势。1.2定截距型轴类零件上下料仓的组成及作用 定截距型轴类零件上下料仓主要由以下部件组成：机头部（ 包括电动机、传动装置、滚筒等）、机身部（包括机架、托辊）、机尾部、胶带、附属装置（包括拉紧装置、清扫装置、制动装置等）等。 1.2.1定截距型轴类零件上下料仓的组成 带式输送机的主要有：输送带、托架及机架、传动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等组成。(1)输送带 输送带有许多种，按带芯结构材料分为钢丝绳芯输送带、尼龙芯输送带、维棉芯输送带和帆布芯输送带。输送带按覆盖层所用的材料分为橡胶带、橡塑带和塑料带；按用途分为耐热、耐寒、耐油、耐酸、耐碱和花纹等输送带；按阻燃性能分为非阻燃带和阻燃带,输送带有大致3种类型.普通输送带:普通输送带可用在固定式、绳架吊挂式和可伸缩带式输送机上，夹层输送带通常以多层帆布做带芯，输送带层之间多用橡胶粘合，然后在外表面周围覆盖上橡胶层起到保护作用，帆布层用来承受载荷并传递牵引力，而橡胶保护层能够有效的防止外界物体对帆布层造成的损伤及有害物质对输送带带来的腐蚀。 钢丝绳芯输送带:钢丝绳芯输送带以钢绳芯衬托覆盖橡胶制成的传送带作为带式输送机的牵引和运载构建。钢绳芯运输特点，拉伸大，性能好，使用时间长，广泛用于距离长，行程大，运料速度要求速度快的输送带。 输送带的性能要求:输送带又称作运输带，他通常是橡胶与纤维、金属复合制品，是塑料和织物复合的制品在运输带中起到运输物料的作用。皮带输送机在工矿企业和运输业中有着广泛应用，输送各种物料或成件物品，输送带具有能够连续运转、效率高、倾斜角度大，输送带操作安全等优点。（2）托辊和机架 托辊的起到支撑输送带和物料的重量的作用。托辊运转具有灵活可靠的特点。能够减少输送带于托辊之间的摩擦，对占输送机总成本四分之一以上的输送带的使用时间起着决定作用。托辊虽然只是作为一个较小部件存在于运输带中，结构也简单，但生产出高质量的托辊也很难。托辊按材质不同分为橡胶托辊、陶瓷托辊、尼龙托辊及绝缘托辊，还有槽形托辊组，各类平行托辊组，各类调心托辊组，各类缓冲托辊组。槽形托辊:槽形托辊一般用于输送散装货载，一般由3个托辊组合而成，槽角一般为300，可拆式带式输送机的槽形托辊中的3个托辊是互相铰接的，其中两个侧托辊挂在机架上；通用固定式带式输送机的槽形托辊是固定在机架上的。上托辊的间距一般为1.5m。 平行托辊:平行托辊用于支承回空段输送带，下托辊的间距一般为3m。下托辊轴头卡在机架的支座里。 调心托辊:带式输送机由于制造、安装以及接头不正等因素的影响,跑偏问题不可避免。目前,胶带跑偏的纠偏方法很多，对于机身来说最常用和最有效的方式是采用调心托辊，调心托辊用于带式输送机载荷侧支承调整输送带跑偏，防止蛇行，保证输送带稳定运行，前倾试槽型托辊也起调心、对中的作用。 缓冲托辊:缓冲托辊用于带式输送机受料处减缓落料对输送带的冲击，主要针对洗煤厂、焦化厂、等腐蚀性环境而研制的一类托辊，它本身具有的韧性是普通金属的10倍以上，寿命为传统柱鞋的五倍，耐腐蚀阻燃，抗静电，自重轻等特点，广泛用于矿山开采。托辊辊体专用的高分子材料，其机械性能类似于青铜，具有很好的耐磨性，而且具有良好的自润滑性能，不伤皮带。 缓冲托辊防腐性能优越。辊体及密封件都用高分子材料制作，耐腐蚀。在腐蚀性场合使用，使用寿命可达到普通托辊的5倍以上。 机架按结构可分为落地式和绳架吊挂式两种。落地式机架又分为固定式和可拆移式两种。固定式是将机架固定在地基上，而拆移式是在机架与机架之间、托辊与机架之间的连接都采用插入式，用销钉固定，整个机架没有一个螺栓。（3）驱动装置定截距型轴类零件上料仓通常用的的动力源通常就是驱动系统，常用的驱动方式包括电动机驱动、液压驱动和气压驱动三种。电动机驱动是利用各种类型的电机经过机械传动驱动操作机构来获得目的运动。应用类型大致分为普通交、直流电机驱动、直流伺服电机驱动、交流伺服电机驱动、步进电机驱动等。普通交、直流电机驱动需要加上减速装置，他的输出力矩虽然大，但同时控制性能不好，惯性较大在中型的或重型机器人中有着广泛应用。伺服电机和步进电机输出力矩相对较小，控制性能较好，能够快速实现对速度和位置的准确的控制，适用于中小形机器人。交、直流伺服电机一般用于闭环控制系统，而步进电机在开环控制系统有着广泛应用，一般用于速度和位置精度要求不高的场合。电机使用简单，且随着材料性能的提高，电机性能也逐渐提高。电机驱动有着不需能量转化、控制灵方便、低噪声、大的起动力矩等优点而被广泛应用。 驱动装置的布置型式；一般驱动装置均布置在机头卸载端。采用单电动机驱动时，两个滚筒需用一对齿数相等的齿轮连接起来；采用双电动机传动时可将齿轮去掉，由两台电动机分别驱动两个漆简，对于水平输送机多为头尾驱动，而对于倾斜输送机则多以头部驱动。 驱动装置的组成；驱动装置由电动机、联轴节、减速器和主动滚筒等部分组成。若是双滚筒单电动机传动，则还有一对传动齿轮。电动机:电动机能把电能转换成机械能，利用电线圈产生磁场并作用于转子，形成磁电动力旋转扭矩，电动机按使用电源的不同分成直流电动机和交流电动机，电力系统的电动机大多数都是交流电机，可以是同步电机或是异步电机。电动机主要是由定子与转子组成，通电导轨在磁场中的受力方向跟电流方向和磁感应线方向有关，电动机通过磁场对电流受力，从而带动电动机转动。 联轴节:联轴节又名连轴器，是可以用他来连接不同结构中的两根轴，带动两根轴共同旋转来传递扭矩，起到衔接的作用，联轴器有许多种按照被连接两轴的相对位置和位置的变动情况可分为固定式联轴器，可移式联轴器，根据补偿位移的方法又可 分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。 减速器:带式输送机的减速器通常选用标准齿轮减速器，以达到一定的传动比。 驱动滚筒:驱动滚筒是传递动力的主要部件。按生产工艺的不同有钢板焊接结构和铸钢结构两种。其表面有光面、包胶和铸胶之分。在功率不大又潮湿的情况下，可采用光面滚筒；在环境潮湿、功率大又容易打滑的情况下，以采用胶面滚筒为宜；铸胶滚筒胶面厚而耐磨，有条件的地方应推荐选用。 导向滚筒:导向滚筒的作用是增大驱动滚筒围包角及改变胶带的运行方向，从而使驱动滚筒有足够的牵引力。导向滚筒应根据驱动滚筒的设置以及现场条件来设置。（4）张紧装置 张紧装置的作用是用来消除驱动装置处牵引链条绕出端所产生的松弛，也同样用于其它因素所产生的链条松弛。如链条松弛，热胀冷缩。其给输送链一个初张力，用来保证输送链条能够正常的运行。因为链条在驱动装置张力最小的点是在绕出点，即在绕出点处用最小的预张力就能够张紧链条，因此张紧装置一般设在距离驱动装置绕出点尽量近处。张紧装置分为重锤式张紧、弹簧式张紧、气动式张紧和气动液压式张紧，重锤式张紧、弹簧式张紧适合用于水平线路。气动式张紧适合于线路长度较短、标高变化较小的场合。气动液压式张紧结构适合用于各种复杂线路和各种工况条件，是张紧装置中最理想的一种形式。（5）储带装置储带装置包括包括储带转向架,储带仓架，换向滚筒，托辊小车，游动小车，张紧装置，张紧绞车等。储带装置的骨架由框架和支架用螺栓连接而成，在机头传动装置两具转框架上装有三个固定转向固定转筒与游动小车上的两个转向滚筒一起供胶带在储带装置中往复导向，架子上安装固定槽形托辊和平托辊，以支撑胶带，槽型支架内侧有轨道，供辊托不画和游动小车行走。（6）制动装置 当输送机的传送带倾斜角度大于40度时应该装有制动装置目的是为了防止输送机在停止运转后输送带在货载重量的作用下使输送机逆转。制动装置主要是由供能装置，控制装置，传动装置，和控制器组成。控制器主要是由制架、制动件和操纵装置等组成，形式上可分为摩擦式制动器和非摩擦式制动器两种。1.2.2定截距型轴类零件上下料仓的作用 定截距型轴类零件上下料仓作用是实现轴类零件上下料，输送带是定截距型轴类零件上下料仓的承载构件，带上的轴类零件会跟着输送带一起运动，物料会根据需要在输送机的端部和中间部位卸下，输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。（1）改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低压、有灰尘、噪声、有放射性或者其他毒性污染的场合中，用人工操作是有危险或者不可能的，而应用自动上下料装置可以代替或者部分代替人安全的完成工作，改善劳动条件，避免由于操作疲劳或疏忽造成的人身事故。（2）可以提高自动化程度 回转型可调节式盘类形状零件上下料仓有利于实现材料的传送，工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而提高劳动生产率，降低生产成本。（3）减轻人力，便于有节奏的生产使用定截距型轴类零件上料仓进行生产，可以把人从繁重的工作中解放出来，同时大大提高了生产的效率，便于有节奏的生产。综上所述，有效的利用回定截距型轴类形状零件上下料仓，是发展工业的必然趋势。15沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 定截距型轴类零件上下料仓传动系统的设计第二章 定截距型轴类零件上下料仓传动系统的设计2.1定截距型轴类零件上下料仓设计的设计关键技术参数要求（1）定截距式轴类零件上下料仓的横向移动最大运行速度为：0.5m/s（2）每个工件的质量假定为： 2kg工件4kg（3）料盘的所容纳零件的数量为：2X3=6个（4）横向移动的料盘的数量为3个（5）零件的形状如下图2-1所示：图2-1零件的形状图2.2定截距型轴类零件上下料仓设计的传动方案设计 （1）直坐标型自动自动上料仓机构直坐标型自动上下料机构简单，在xyz 轴上的运动是独立的，三个关节都是移动关节，关节轴线互相垂直，主要用于生产设备的上下料，主要特点是计算方便，刚性大，占用空间大。（2）圆柱坐标型自动上下料结构圆柱形坐标型自动上料结构有手臂的径向长度，手臂的角位置，手臂的垂直方向三部分组成，特点是能够深入机器内部，空间位置直观。（3）极坐标型自动上料仓机构极坐标型零件上料机构又称球坐标自动上下料机构，这种自动上下料运所成的轨迹表面是半球面，特点是工作范围大，覆盖空间大，较难控制。 多关节自动上下料机构，多关节自动上下料是以个相邻部件之间的相对角位移为坐标系的，这种自动上下料机构手臂可以到达球形体积内绝大多数部分位置，所到达位置的形状取决于两个臂的长度比例特点是行动灵活，适用于电机驱动不适用于气压驱动。 定截距型轴类零件上下料仓设计的传动方案主要由电机驱动，连接联轴器，由联轴器连接滚筒轴，再有主滚筒筒驱动其他滚筒，实现带式的传动。如图2-2所示：图2-2电机驱动图2.3定截距型轴类零件上下料仓设计的驱动电机选择 电动机驱动是利用各种类型的电机经过机械传动驱动操作机构来获得目的运动。应用类型大致分为普通交、直流电机驱动、直流伺服电机驱动、交流伺服电机驱动、步进电机驱动等。电动机驱动是利用各种类型的电机经过机械传动驱动操作机构来获得目的运动。应用类型大致分为普通交、直流电机驱动、直流伺服电机驱动、交流伺服电机驱动、步进电机驱动等。普通交、直流电机驱动需要加上减速装置，他的输出力矩大，但是控制性能较差，惯性较大，适用于中型的或者重型机器人。伺服电机和步进电机输出力矩相对较小，控制性能较好，可以实现速度和位置的精确控制，适用于中小形机器人。交、直流伺服电机一般用于闭环控制系统，而步进电机主要用于开环控制系统，一般用于速度和位置精度要求不高的场合。电机使用简单，且随着材料性能的提高，电机性能也逐渐提高。电机驱动因有不需能量转化、控制灵活、使用方便、噪声较低、起动力矩大等优点而被广泛应用。 根据工况初选用三相笼型异步电机，封闭式结构，电压为380v，Y型由电机至滚筒轴的总传动效率为：=其中，分别为带传动、轴承、滚筒传动、联轴器的传动效率。取，的值分别为0.94 、0.98、0.97和0.99预选滚子轴承，考虑到载荷较大且有一定的冲击，两轴线同轴度对系统有一定的影响，可考虑齿轮联轴器。则=2.3.1定截距型轴类零件上下料仓驱动电机额定转速选择根据手册推荐的传动比合理范围，取带传动的传动比为，则总传动比的合理范围为=16160，故电机转速可选范围为=（1616）x14=2242240r/min。符合这一范围的同步转速有800, 1600,2200r/min等。考虑速度太小的电机价格、体积、重量等因素，我们由现代机械设计手册第5册，秦大同，谢里阳主编的，第25篇电动机， 1.3.1.5M2Qa/Qa系列三相异步电机的表25-1-46全封闭三相异步铸铁电动机（IP55、IC411）技术数据查的，可以选择的电机型号有M2Qa、 180M2a,它的功率为22kw，转速为2130r/min，效率91%，功率因数为0.91cos，电流41A，额定转矩为71.46N.m，最大额定转矩为2.9N.m，转动惯量0.088kg.m2，质量170kg，声压级为75db。2.3.2定截距型轴类零件上下料仓设计驱动电机额定功率选择 电机所需要的功率： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计第三章 定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计 3.1定截距型轴类零件上下料仓基体的结构设计 定截距型轴类零件上下料仓的机构主要有底座，传动装置，拖链结构，料盘结构组成。底座：要是焊接架，起到了整个定截距型轴类零件上下料仓的支架作用，支撑着整个机构，如图3-1所示：图3-1零件支撑传动装置：已经在第二章由详细的介绍。拖链结构：是带式结构的一种，类似于履带结构方便传输。运送轴类零件。料盘机构：其重要作用是搭载轴类零件，另一方面固定在拖链上，实现轴类零件的运输。3.2定截距型轴类零件上下料仓设计的走线系统结构设计3.2.1拖链选择的技术条件 （1）拖链的选用原则内高：在气管、油管等物品中以他们中最粗的一个当做高度的参考值，另外为拖链的内高留有百分之十的高度空间。内宽:在气管、油管等物品中以他们中比较粗的一个当做内宽的参考值，另外为拖链的内宽留有百分之十的宽度空间。弯曲半径: 在气管、油管等物品中以他们中弯曲半径最大的一个当做弯曲半径的参考值，另外为留有百分之十的空间。（2）拖链中油管,气管,放置原则应该留有15%的剩余空间,油管等可以自由活动,在半径方向上对拖链不产生拉力，直径差别大的导线应该分开铺设,重量平均分布,必要时可用分隔片分开，在高速或高频率运行时,要尽量使导线在水平上相互分开,不要使之相互叠置,在电缆,气管,油管等较多的时候建议使用分隔片。（3）材质和特性 材料：增强尼龙，具有较高的压力和抗拉负荷，良好的韧性、高弹性和耐磨性，阻燃，高低温时性能稳定，可以使用在室外。抗耐性：耐油、耐盐，并有一定的耐酸、耐碱能力。运行速度和加速度（具体速度、加速度视运行情况而定）。运行寿命长。（4）应用拖链主要用在做反复运动的物体上，他能对内部的油管、气管、电缆等装置起到保护。拖链节可以自由打开，打开方便使得安装和维修都很方便，另外在具有运动速度快，噪音小等特点。托链的应用范围也很广现在已被广泛应用在机械手、起重设备、机械电子设备，机床设备等广泛的领域。（5）分类按材质可分为：钢制拖链、钢铝拖链、塑料拖链、尼龙拖链等。按形式可分为：桥式拖链、多联桥式拖链、封闭拖链、消音拖链、开口拖链、万向拖链、坦克链、穿线拖链等。按使用环境的条件要求：需防油、防水、防垃圾污染、耐高温、耐摩擦、需要加长、需要承重、无噪音、将线缆隐蔽等。三种装配形式：桥式拖链、全封闭式拖链、半封闭式拖链。（6）型号 钢铝拖链可分为 TL型，TGA型、TGB型。 塑料拖链可分为重型、轻型。（7）主要参数 内高:选择内置电缆,油管,气管,水管等中最粗的一根作为参考高度,加上至少10%的高度空间作为拖链内高。如果重叠按重叠后实际高度作为参考高度。内宽:选择较粗的一些电缆,油管,气管,水管等,其外径之和作为拖链内宽的参考,并留有至少10%的宽度空间。弯曲半径:选择内置电缆,油管,气管,水管等中最大的弯曲半径作为参考值,并留有10%以上的空间