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电脑主板回焊炉及控制系统设计【14张CAD图纸和毕业论文】【答辩通过】

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关键词：: 电脑主板回焊炉控制系统设计 cad 图纸毕业论文答辩通过

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0前言…………………………………………………………………………………… 1
1.传输链轮的设计…………………………………………………………………… 3
2.传输链轮的设计……………………………………………………………………… 5
3.传动轴的校核…………………………………………………………………… 7
4.比较其他方案…………………………………………………………………… 10
5.温度控制系统……………………………………………………………………… 12
6.结论…………………………………………………………………………………… 20
7.致谢……………………………………………………………………………………… 21
参考文献……………………………………………………………………………………22
附件清单……………………………………………………………………………………23

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摘要

机械化运送越来越广泛的得到应用,近年来已成为发展最迅速的行业之一在机械化输送的领域里,链条输送既能实现垂直,水平,倾斜,弯曲及相互组合的各种输送轨迹,又能适应散装,带装等各种类型的物料搬运;既能满足运行平稳,低速输送和节拍可控的自动化生产先的工况要求,又能在恶劣的环境里可靠的工作,链条输送机作为性能良好的连续输送机,它可以不停的在同一方向运输物料,装卸无须停机,具有很高的生产率. 由于链条输送机供料均匀与运行速度稳定,工作过程中消耗的功率变化不大,因而驱动装置功率较小链条输送机的重要功能元件是输送链,而链条的结构是千变万化的,所以链条输送机能适用于众多的使用环境和众多的使用要求.与带传动相比, 链传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比,传动尺寸比较紧凑,不需要很大的张紧力,作用在轴上的载荷也小;承载能力大;效率高 ,如果温度较高,在这样的环境下如果我们采用带传动,带子的寿命会很短,而且实际情况会更糟,采用齿轮传动,可能情况也没什么差别, 在低速运行大中心距的情况下,与齿轮传动相比,链传动能吸振与缓和冲击,结构简单,加工成本低廉,安装精度要求低.

关键词：自动化输送机链条平稳

Abstract
Mechanization transit more and more extensive get application, have become in recent years develop the most quick profession one in mechanize transport field in, chain transport can realize vertical, level, incline , bend and make up mutually various transport locus, can again meet bulk, take pack wait for the stock of various types carry ; can satisfy operation steady, transport at low speed may control with metre automation production the late requirement of operating mode, again can in bad environment in reliable work, chain conveyer is performance good continuous conveyer, it need not stop in same one side to transportation stock, load and unload need not stop machine, have very high productivity. Since chain conveyer is let , expects , is even , is steady with traversal speed, the power change that consumed in working process is not large , thus the power of actuating device less prick Jia Lu suddenly make noise signboard sheath Lu earth the structure of chain is ever changing, so chain conveyer can apply to numerous use environment and numerous use ask . compare with , chain transmission with tape transmission have no elasticity slide with hit slippery, can maintain accurate average transmission compare than, transmission size compact, do not need great tensile force, take affect in axle on load also little; bearing capacity big; efficiency is positive drive high , if temperature higher, in such environment take off if we can be the condition of big central distance at low speed short very much with the life of tape transmission and belt, also actual condition can go bad more, adopt , possible condition also sink what difference, in run compare with , chain transmission with positive drive can inhale shake lash with mitigation, structure simple, finished cost cheap, installation precision requirement low.

全套资料带CAD图，QQ联系414951605或1304139763Keyword: Automize Conveyer. Roller chain . Steady

0 前言
随着国民经济的发展生产,贸易,储运等各个环节中,机械化运送越来越广泛的得到应用.在机械化输送的领域里,由于链条输送机的重要功能元件是输送链,而链条的结构是千变万化的,,链条输送既能实现垂直,水平,倾斜,弯曲及相互组合的各种输送轨迹,又能适应散装,带装等各种类型的物料搬运;既能满足运行平稳,低速输送和节拍可控的自动化生产先的工况要求,又能在恶劣的环境里可靠的工作,链条输送机作为性能良好的连续输送机,也包括皮带输送机,与其他间隙动作的运输机械相比有以下的优点:
1.可以不停的在同一方向运输物料,装卸无须停机,具有很高的生产率.
2.由于链条输送机供料均匀与运行速度稳定,工作过程中消耗的功率变化不大,因而驱动装置功率较小
3.由于同样的原因,链条输送机最大载荷与平均载荷差别叫小,因而设计时的计算载荷小。
链条输送机主要组成部分有以下部件:原动机,驱动装置,线体,张紧装置,电控装置.
1.原动机是输送机的动力来源,一般都采用交流电动机.
2.驱动装置,重要是将电机与输送机的头轴连接起来,实现的功能有:
降低速度, 机械调速, 安全保护
3.输送机线体是直接实现输送功能的关键部件,重要有输送链条,附件,链轮,头轴,尾轴,轨道,支架等部件
线体的设计一定要注意输送链条与传动链条的区别,结构上可能相似,但功能上有区分,输送链要具备承载物品以及在轨道上运行的功能,所以正确分析输送链的受力情况及其力流分布是很重要的,设计线体时应遵循力流路线所经过的各零件尽可能等强度的原则
4. 张紧装置是为了消除应链条松弛使链条输送机运行时出现跳动,振动和异常噪声等现象本设计采用的是短节距精密滚子链,就是滚子链,,它有内链板,外链板,销轴,套筒,滚子等组成,外链板与销轴, 内链板与套筒采用过盈配合固联;滚子与套筒,套筒与销轴之间采用间隙配合相连,内联板与套筒构成的内链节和外链板与销轴之间构成的外联结相对屈伸时,套筒在销轴上自由转动.链传动工作时,滚子沿链轮齿廓滚动,为减轻链的重量和运动是的惯量,链板均作成8字型.
滚子链有三种接头形式.当链节数为偶数时,接头处可用开口销或弹簧锁片来固定.当链节数为奇数时,采用过度链接连接.过渡链节有单过度链节和双过度链节两种,尽量避免采用奇数链节,因为强度仅是正常的80%左右.
对于链的排数有单排链,双排链,和多排链,排数多承载能力越大,但各个力每派排都不均匀,所以一般不超过3排和四排,当载荷教大时,可采用两根或两根以上的双排或三排链.
滚子链已经标准化,相连轴中心之间的距离为链的节距p,它是链的基本特征参数,是链传动设计计算的基本参数.节距越大,链的各部分的尺寸也相应的增大,承载能力也越大,但重量也相应的增加了,所以选用滚子链的时候,要中和考虑
滚子链的齿形应该是便于加工,不易脱链,保证链节能平稳自如的进了啮合和退出啮合,尽量减少啮合时与链节的冲

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A0-装配图.gif

A3-张紧装置.gif

A0-回焊炉.gif

A2-小链轮.gif

A2-轴承闷盖.gif

A4-支承角座.gif

内容简介：: 一、设计（论文）内容设计课题：电脑主板回焊炉及控制系统设计主要是对回焊炉内运载电脑主板的传动系统设计和温度控制系统的设计。二、设计（论文）依据在电脑主板生产工艺过程中，应用表面贴装技术，需经回焊炉加热,使零件获得良好的粘接性,回焊炉的总长为6米, 电脑主板在回焊炉内时间不少于6分钟;三、技术要求1 回焊炉内电脑主板板的温度必须与各个温区的温度相同,上下偏差在5度之内，以便获得良好的粘着力；2 炉内传动平稳,通风良好。四.毕业设计（论文）物化成果的具体内容及要求(具体内容参照机械工程系毕业设计大纲及实施细则的有关要求填写)1 回焊炉结构系统总图一张； 2 回焊炉传动部分部装图1张；3 回焊炉传动部分全部零件图；4 控制系统的硬件接线原理图1张；全部计算机绘图 (装配图附手工草图),图量不少于3 。5 设计说明书一份（不少于10000字）；设计要求:1 回焊炉传动系统设计： 1.1总体方案设计1.2 工艺参数计算；1.3 结构参数设计。 2 回焊炉控制系统设计：五. 毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注3.273.30调研查阅并收集国内外相关资料和信息3.314.15毕业实习,完成实习报告; 4.164.25总体设计方案确定;各部件结构改进方案确定,部装草图形成;4.265.26图样设计、绘制,并将设计图样及时提交指导老师初审;5.276.20编写设计说明书,根据指导老师意见修改图样,交全部设计文件;6.2125准备答辩;6.266.28答辩。六. 主要参考文献：1 丁元杰.单片微机原理及应用.北京:机械工业出版社，1999 2 何立民,MCS-51系列单片机应用系统设计.北京:北航出版社，1992 3 李华. MCS-51系列单片机实用接口技术.北京:北航出版社，1996 4 陈强. 机械系统的微机控制.北京:清华大学出版社，19965 俞光昀. 计算机控制技术.北京:电子工业出版社，1999 6 陈秀宁，机械设计课程设计，浙江大学出版社2001年10月；7 机械设计零件手册，高等教育出版社； 8. 王伯平，互换性与测量技术基础，机械工业出版社。9. 陈秀宁，施高义。机械设计课程设计。浙江：浙江大学出版社，199510. 周开勤。机械零件手册。北京：高等教育出版社，198911. 王义行，链条输送机。北京：机械工业出版社，2001.1012.徐灏主编，新编机械设计师手册，北京：机械工业出版社，1995七、其他目录 0前言 11.传输链轮的设计 32.传输链轮的设计 53.传动轴的校核 74.比较其他方案 105.温度控制系统 126.结论 207.致谢 21参考文献22附件清单23摘要机械化运送越来越广泛的得到应用,近年来已成为发展最迅速的行业之一在机械化输送的领域里,链条输送既能实现垂直,水平,倾斜,弯曲及相互组合的各种输送轨迹,又能适应散装,带装等各种类型的物料搬运;既能满足运行平稳,低速输送和节拍可控的自动化生产先的工况要求,又能在恶劣的环境里可靠的工作,链条输送机作为性能良好的连续输送机,它可以不停的在同一方向运输物料,装卸无须停机,具有很高的生产率. 由于链条输送机供料均匀与运行速度稳定,工作过程中消耗的功率变化不大,因而驱动装置功率较小链条输送机的重要功能元件是输送链,而链条的结构是千变万化的,所以链条输送机能适用于众多的使用环境和众多的使用要求.与带传动相比, 链传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比,传动尺寸比较紧凑,不需要很大的张紧力,作用在轴上的载荷也小;承载能力大;效率高 ,如果温度较高,在这样的环境下如果我们采用带传动,带子的寿命会很短,而且实际情况会更糟,采用齿轮传动,可能情况也没什么差别, 在低速运行大中心距的情况下,与齿轮传动相比,链传动能吸振与缓和冲击,结构简单,加工成本低廉,安装精度要求低.关键词：自动化输送机链条平稳AbstractMechanization transit more and more extensive get application, have become in recent years develop the most quick profession one in mechanize transport field in, chain transport can realize vertical, level, incline , bend and make up mutually various transport locus, can again meet bulk, take pack wait for the stock of various types carry ; can satisfy operation steady, transport at low speed may control with metre automation production the late requirement of operating mode, again can in bad environment in reliable work, chain conveyer is performance good continuous conveyer, it need not stop in same one side to transportation stock, load and unload need not stop machine, have very high productivity. Since chain conveyer is let , expects , is even , is steady with traversal speed, the power change that consumed in working process is not large , thus the power of actuating device less prick Jia Lu suddenly make noise signboard sheath Lu earth the structure of chain is ever changing, so chain conveyer can apply to numerous use environment and numerous use ask . compare with , chain transmission with tape transmission have no elasticity slide with hit slippery, can maintain accurate average transmission compare than, transmission size compact, do not need great tensile force, take affect in axle on load also little; bearing capacity big; efficiency is positive drive high , if temperature higher, in such environment take off if we can be the condition of big central distance at low speed short very much with the life of tape transmission and belt, also actual condition can go bad more, adopt , possible condition also sink what difference, in run compare with , chain transmission with positive drive can inhale shake lash with mitigation, structure simple, finished cost cheap, installation precision requirement low.Keyword: Automize Conveyer. Roller chain . Steady盐城工学院机械工程系设计说明书学科门类：工学单位代码：毕业设计说明书（论文）论文课题: 电脑主板回焊炉及控制系统学生姓名成国志所学专业机械制造及其自动化班级B材机996学号B9912060 指导教师倪文龙盐城工学院机械工程系二三年六月0 前言随着国民经济的发展生产,贸易,储运等各个环节中,机械化运送越来越广泛的得到应用.在机械化输送的领域里,由于链条输送机的重要功能元件是输送链,而链条的结构是千变万化的,链条输送既能实现垂直,水平,倾斜,弯曲及相互组合的各种输送轨迹,又能适应散装,带装等各种类型的物料搬运;既能满足运行平稳,低速输送和节拍可控的自动化生产先的工况要求,又能在恶劣的环境里可靠的工作,链条输送机作为性能良好的连续输送机,也包括皮带输送机,与其他间隙动作的运输机械相比有以下的优点:1. 可以不停的在同一方向运输物料,装卸无须停机,具有很高的生产率.2. 由于链条输送机供料均匀与运行速度稳定,工作过程中消耗的功率变化不大,因而驱动装置功率较小3. 由于同样的原因,链条输送机最大载荷与平均载荷差别叫小,因而设计时的计算载荷小。链条输送机主要组成部分有以下部件:原动机,驱动装置,线体,张紧装置,电控装置.1. 原动机是输送机的动力来源,一般都采用交流电动机.2. 驱动装置,重要是将电机与输送机的头轴连接起来,实现的功能有:降低速度, 机械调速, 安全保护3. 输送机线体是直接实现输送功能的关键部件,重要有输送链条,附件,链轮,头轴,尾轴,轨道,支架等部件线体的设计一定要注意输送链条与传动链条的区别,结构上可能相似,但功能上有区分,输送链要具备承载物品以及在轨道上运行的功能,所以正确分析输送链的受力情况及其力流分布是很重要的,设计线体时应遵循力流路线所经过的各零件尽可能等强度的原则4. 张紧装置是为了消除应链条松弛使链条输送机运行时出现跳动,振动和异常噪声等现象本设计采用的是短节距精密滚子链,就是滚子链,它有内链板,外链板,销轴,套筒,滚子等组成,外链板与销轴, 内链板与套筒采用过盈配合固联;滚子与套筒,套筒与销轴之间采用间隙配合相连,内联板与套筒构成的内链节和外链板与销轴之间构成的外联结相对屈伸时,套筒在销轴上自由转动.链传动工作时,滚子沿链轮齿廓滚动,为减轻链的重量和运动是的惯量,链板均作成8字型.滚子链有三种接头形式.当链节数为偶数时,接头处可用开口销或弹簧锁片来固定.当链节数为奇数时,采用过度链接连接.过渡链节有单过度链节和双过度链节两种,尽量避免采用奇数链节,因为强度仅是正常的80%左右.对于链的排数有单排链,双排链,和多排链,排数多承载能力越大,但各个力每派排都不均匀,所以一般不超过3排和四排,当载荷教大时,可采用两根或两根以上的双排或三排链.滚子链已经标准化,相连轴中心之间的距离为链的节距p,它是链的基本特征参数,是链传动设计计算的基本参数.节距越大,链的各部分的尺寸也相应的增大,承载能力也越大,但重量也相应的增加了,所以选用滚子链的时候,要中和考虑滚子链的齿形应该是便于加工,不易脱链,保证链节能平稳自如的进了啮合和退出啮合,尽量减少啮合时与链节的冲击.由于链传动是非共锇啮合传动,常用的齿廓形状为三圆弧一直线齿形.,本设计就是选用的三圆弧一直线齿形.选择链轮的结构:在尺寸较小时可选整体式钢制造,中,大尺寸采用孔板式铸造链轮,本设计按照这里的推荐在材料方面,链的材料及其热处理,链的制造精度等,在很大程度上决定了链的使用寿命,链条各零件由碳钢或合金钢作成,并经过热处理来提高强度和耐磨性.而且,与大链轮相比,小链轮轮齿啮合的次数要多,所以对小链轮的材料要求更高对于滚子链的设计计算还要注意滚子链传动的主要失效形式,通常情况下是由于链条的生效引起的(1)链的疲劳破坏,在闭式链传动中,链条零件受循环应力作用,经过一定的喜欢次数,链板发生疲劳断裂,滚子,套筒发生疲劳破裂.在正常的润滑条件下,疲劳破坏是决定链传动能力的重要因素.(2)链条铰链磨损主要发生在销轴与套筒间.磨损使链条总长度伸长,链的松边垂度增大,导致捏合情况恶化,动载荷增大,引起振动,噪声,发生跳齿和脱链等.这是开式链传动常见的失效形式之一.(3)胶合润滑不良或转速过高时,销轴与套筒的摩擦表面易发生胶合.(4)链条过载拉断在低速重载的传动中,出现过大载荷,使链条所受的拉力超过链条的极限拉伸载荷,导致链条断裂.链的极限功率曲线和额定功率曲线,链传动在不同的工作条件其失效形式也不同,总的说来,链条输送机能适用于众多的使用环境和众多的使用要求.1.传输链轮的设计由已知条件，工作为平稳低速传动，选择链轮材料，选用45钢，齿面硬高40-50HRC，无剧烈冲击振动，要求耐磨性和高强度。1选择链轮齿数由表查得当i=1时，选Z1=Z2=212计算设计功率pd1）工程系数KA，表6-5查得KA=1.02）齿数系数KZ，表6-6查得KZ=1.343）排数系数Km，表6-7查得Km=1.0设计功率3确定链条节数P图6-13，选链号16A，节距P=25.40mm4链节数验算链轮转速由于中心距较长，必须采用衬以软钢托板支撑配置和链轮张紧装置。对于低速链传动，失效形式主要为过载拉断，应进行静强度校核计算Flim单排链最小抗拉载荷，表6-1查得55600NFt有效圆周力F压轴力满足静强度校核良好的润滑有利于减少磨损，降低摩擦损失，缓和冲击，延长链的使用寿命和提高传动能力，所以链传动中应充分注意润滑剂和润滑方式的选择，润滑时，应设法将油注入链活动铰链的缝隙中，并均匀分布于链宽，由于铰链位于松边是承压面上比压较小，油易进入，所在以在松边供油，供油量选为8滴/分。则所选链轮为45钢，分度圆直壳为170.5mm齿顶圆直径为182.2mm齿根圆直径为154.62链轮节距为25.40mm配用链条的滚子外径15.88mm2、减速链传动的设计由工作轴输入功率P为0.28kw1、选择电动机（1）选择电动机类型按已知条件，选用低速电机为YZ系列齿轮减速低速电动机（2）确定电动机功率其中w为考虑带轮与轴承的效率，取w=0.94电机输出功率其中滚动轴承效率yw=0.995，链轮效率y=0.96由载荷平稳，电机额定功率Pm要略大于PO由表查得电机额定功率为0.4kw（3）、确定电动机转速链轮轴为工作轴，转速为2r/min电机由额定功率选得转速n=5r/mn 扭距为688N.M 轴径为40mm2、计算传动比3、由P=0.384kw得计算功率选小链轮Z1=17，则大链轮齿数Z2=172.5=42.5取Z2=43由功率与转速查滚子链额定功率曲线选12A型号链轮则节距为19.05mm4、初定中心距中心距过小，链总长缩短，单位时间每一节链参与啮合轮数增多，则链寿命降低，但中心距过大，链条松边下垂量大，运动时会上下运动和拍击加剧。5、确定链条既数LP6、确定实际中心距a则取中心距a=400mm实际链传动应保证松边有一个合适的安装垂度，所以实际中心距比计算中心距小2-5mm对于此链传动，采用偏心调节的张紧方法，同样为了减少磨损，降低磨擦损失，缓和冲击，延长链的使用寿命和提高传动能力，采用润滑油滴油润滑。则大小链轮的材料为45钢，大链轮小链轮分度圆直径260mm103.67mm齿顶圆直径270mm112mm齿根圆直径249mm92mm链轮节距19.05mm配用链条的滚子外径11.91mm3对链轮轴的校核、链轮轴的校核和轴的结构设计的主要要求是：（1）装在轴上的零件有确定的位置。且布置合理。作为传动轴，广泛采用滚动轴承作支承。轴上要安装链轮,齿轮、离合器和制动器等。传动轴应保证这些传动件或机构能正常工作。传动轴应有足够的强度、刚度。如挠度和倾角过大，将使齿轮啮合不良，轴承工作条件恶化，使振动、噪声、空载功率、磨损和发热增大。两轴中心距误差和轴心线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。所以，在设计轴时要充分考虑轴的强度刚度等因素。在选择材料和估算直径都要满足条件，估算完以后还要对轴的强度和刚度进行校核。轴的结构设计主要是使轴的各部分具有合理的结构和尺寸。影响轴的结构的因素很多，因此轴的结构没有标准形式。设计时，必须针对轴的具体情况作具体分析，全面考虑解（2）轴受力合理，能可靠地传递力和转矩，有利于提高强度和刚度。（3）具有良好的工艺性。（4）便于安装和调整。（5）节省材料，减轻质量。轴具体设计如下:由条件知链轮轴主要随弯矩和扭矩作用大链轮对轴的转矩链轮的圆周力Ft=1260N链轮轴输出功率p=0.28kw转带为n=2r/min1、选择轴的材料及热处理由于传递功率不大，选择常用材料45钢，调后处理2、初始直径由条件知安装牵引链轮处仅受扭矩作用，取C=106则3、结构设计（1）各轴段直径的确定从大链轮开始，直径到55mm，右边用轴肩固定，由表10-3中轴肩高度h=(0.07-0.1)d,取d=60mm为轴段（2）直径，轴段3直径上安装轴承其直径要便于安装轴承，又要符合轴承内径系列，取d3=65mm，通常同一根轴上两上轴承到同型号为213，则d7=65mm,轴段（4）上安装链轮为便于安装，d4应略大于d3取d4=70mm,则，同样d6=70mm,则中间一部分同由5取为75mm（2）各轴段长度的确定由大链轮宽得L1=85mm传输链轮宽为100mm，而轴承安装处宽度为 L3=45 L7=23传输链轮中心距200mm，具体确定由轴上零件上零件配合长度确定。于是得到轴的支点和轴上受力点间的跨距L1=113.5mm, L2=83mm, L3=300mm（3）轴上零件的周向固定轴与轴承内圈的配合选用K6,链轮与轴的配合选用H7/n6,链轮与轴采用A型普通平键,分别为16x10mm GB1096-1979和20x12mm GB1096-1979（4）轴上倒角及圆角为保证轴承内圈端面紧靠定位轴肩端面，由轴承手册推荐，取轴肩圆角半径为2mm,为方便加工，其他圆角半径均为2mm，由标准GB6403.4-1986,轴左右倒角均为1454.轴的受力分析由于轴仅受弯距和扭距作用，判断危险截面，图中显然左侧同样零件位置处，二者有相同的截面尺寸和应力集中状态，但后者载荷较小，故不与考虑，由尺寸考察判定打链轮处为危险截面Ma=1260 (113.5+83) =247590NmmMb=1260 (113.5+83+300)=625590NmmM=0.6710N.mm轴的弯扭合成强度校核由表10-1， W=0.1d- =13867mm经校核弯扭合成强度是足够的4.比较其他方案带传动是机械系统中应用较多的传动结装置之一.相比较而言,带传动具有结构简单,传动平稳,缓冲吸振及过载打滑来保护其他零件等优点,缺点就是传动比不稳定,效率低,外形尺寸较大,而且带的寿命较短有已知条件得,电动机的额定功率为0.4KW,转速n=5r/min,传动比i=2.51. 确定计算功率Pca查表5-9的工作情况系数KA=1.1则Pca=KAP=1.10.4=0.44KW2. 选V带的型号,由图5-12a,选A型V带3. 确定带轮直径dd1,dd2由图5-12a,及表5-3取小带轮直径dd1=100mm则大带轮直径为dd2=idd1=2.5100=250mm4. 确定中心距a0和带长ld 初选a0 0.7(100+25 ) 2(100+250) 求带的计算基准长度lo =2 =1362mm由图5-7取带的基准长度=1400mm 计算中心距 =419mm 验算带轮包角包角合适确定带的根数z =0.44/(0.12+0.03) 0.951.11=2.7 .计算单根带初拉力F0 F0=500 (-1)+qv=1400N 在本设计中计算上带传动与链传动感觉没什么差别,但相比之下,链传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比,传动尺寸比较紧凑,不需要很大的张紧力,作用在轴上的载荷也小;承载能力大;效率高,关键一点就是这里的温度达到200度以上,温度较高,在这样的环境下如果我们采用带传动,带子的寿命会很短,而且实际情况会更糟,试想如果我们采用了齿轮传动,可能情况也没什么差别,关键是这里的实际条件,低速运行,与齿轮传动相比,链传动能吸振与缓和冲击,结构简单,加工成本低廉,安装精度要求低,对本设计中的大中心距和低速运行,在恶劣环境下正常运行.5.温度控制系统5.1 DDC系统的组成及工作原理采用单片机取代常规模拟调节器，通过直接数字控制系统的软、硬件设计构成来实现对电阻炉的温度调节。炉温DDC系统的结构图如图1所示。图中，热电偶用来检测炉温，将电阻炉中的温度转变成毫状级的电压信号，经温度变送器放大并转换成电流信号。由于A/D转换器接受的是电压量，所以在温度变送器的输出端接入电阻网络，把得到的电流信号转换成电压信号。通过采样和A/D转换，所检测得到的电压信号和炉温给定值的电压信号都转换成数字量送入微型机中进行比较，其差值即为实际炉温和给定炉温间的偏差。微型机构成的数字控制器对偏差按一定的控制进行运算，运算结果送D/A转换器转换成模拟电压，经功率放大器放大后换成模拟电压，经功率放大器放大后送到晶闸管调压器，触发晶闸管并改变其导通角的大小，从而控制电阻炉的加温电压，直到调节炉温的作用。图中X-Y记录仪和电子电位差计用来记录和观测炉温的变化。5.2 DDC系统的数学模型及参数测定控制系统分成数字与模拟两部分，通过D/A和A/D转换器把两部分组合成一个数字、模拟混合系统。数字部分是微型机数字控制器，模拟部分包括除微型机外的连续部分的各个环节。与炉子的时间常数相比，晶闸管调压器、温度变送器、功率放大器等环节都可简化为比例环节。理论分析和实验结果证明，电阻炉是一个具有自衡能力的对象，可有一阶惯性环节和一个延迟环节来近似。这样可得到模拟部他各个环节组成的传递函数。 (1) 式中Kd放大系数，是温度变送器、功率放大器、晶闸管调压器以及电阻炉的比例系数的乘积；Td电阻炉的时间常数；电阻炉的滞后时间。微型机不接入控制回路时，系统处于开环状态，用飞升曲线法测得式（1）中各系数的近值如下：Td=680s, =30s, Kd=1.16D/A转换器划归为保持器范围，系统中采和零阶保持器，其传递函数为T为采样周期。设数字控制器的脉冲传递函数为D（z），图2所示为系统的方框图炉温DDC系统设计的任务归结为求取数字控制器的脉冲传递函数D（z）。下面求取由微型机实现的数字控制器差分方程形式。由泰勒一阶近似式可得到故系统的数学模型可写成（2）在炉温系统中，满足Td,故式（2）是个两时间常数相差较大的二阶环节,根据二阶工程设计法，需用比例积分调节器来校正系统。比例积分调节器的传递函数为（3）若用式（3）中的1抵消式（2）中Td，即选择1=Td，再比较0与D（s）Gc(s)的系数，求得Ti=2Kd，最后得到调节器的形式 (4)式中前面已求得比例积分调节器的脉冲传递函数形式为对应的差分方程为u(k)=u(k-1)+0e(k)=1e(k-1)式中u(k)数字控制器的输出e(k)数字控制器的输入数字控制器中有积分项，在处理积分项时必须防止积分整最化误差和积分饱和给控制系统带来的影响。5.3、单片机组成的系统硬件由单片微机算机组成数字控制器，实现单回路温度调节，单片机组成的DDC系统硬件电路如图3所示，选用的是Intel MCS-48系列的单片机8035。（一）外部程序存贮器扩展8035单片机片内不带程序存贮器，必须在片外扩展EPROM，用来存放数字控制器的算法程序、常数以及其它程序。需要外接振荡频率源，单片机8035才能工作。将其XTAL1和XTAL2引脚接外部晶体振荡器。8035单片机的EA引脚接+5V电源，其CPU直接从外部了程序存贮器中取指令或常数。但程序存贮器不能直接与8035单片机的总线相连。这是因为，单片机中没有截然分开的地址线和数据线，而是由双向口总线分时传送地址和数据。单片机的ALE=1时，为地址有效。利用ALE的下降沿把单片机发出的地址锁存到74LS373锁存器中。接着8035单片机利用程序存贮器选通信号，使程序存贮器（2716）的片选端有效，选通外部程序存贮器，把其中的程序或常数取到总线上，同时8035的总线变为输入方式。（二）输入通道1、A/D转换器（ADC0809）护展，8035片内不带A/D转换器件，用于闭环反馈控制时，必须扩展A/D转换器。如图5-3所示，ADC0809芯片的地址锁存允许信号ALE，由8035的写信号和74LS373锁存的低位地址线8Q或非后经74LS04反相产生，因ADC0809的ALE是在脉冲上升沿锁存通道地址，而单片机的的脉冲的下降沿有效。信号ALE有效时，把地址线A、B、C上的DB0-DB2状态写入ADC0809的地址锁存器中，作为通道选择信号。表1是通道号与地址线A、B、C状态的对应关系。ST ART信号直接由和A0经“或非”后产生，作为ADC0809起动A/D转换的信号。ST ART的上升沿将逐次比较寄存器清零，为逐次比较作准备。其下降沿使逐次比较开始。转换期间EOC信号变成低电平，经8个时钟周期后转换结束，将转换的数字量存入。表一地址译码与通道号对应表通道号C B AIN00 0 0IN10 0 0 IN20 1 0IN30 1 1IN41 0 0IN51 0 1IN61 1 0IN71 1 1ADC0809内部三态锁存器中，并且EOC变为高电平。单片机经T0端检测到高电平后得知A/D转换结束，可以取走转换的数字量。2、A/D转换器的调试根据图3编写如下调试A/D的程序。定义ADC0809的设备号为FEH，因为当74LS373锁存的地址A0=0时，ADC0809芯片才可能被选中。另外，在程序中当ABC=000时选通IN0通道。单片机复位时，从000单元执行一条跳转指令，指向应用程序的首地址。当执行MOVXR0，A指令时，A0为低电平，单片机的信号有效，与A0“或非” 后产生START，启动A/D转换。同时该正脉冲经非门反相后送入ADC0809的ALE，在其上升沿时锁存通道号地址00H。从IN0端输入的模拟量经转换完毕后，产生 EOC转换结束信号。当执行指令MOVX A，R0时，A0为低电平，产生信号，为ADC0809芯片形成A/D转换器的输出允许信号OE。此时ADC0809的三态输出锁存器中的数据送到总线上。由单片机读入并存入R5中。用同样程序可调试输入通道IN及其它通道。3、炉温给定值输入通道选择IN0为炉温给定值输入通道。用外部给定拟信号的方式设置给定值。这种外部给定的方式要求给定电压稳定。因为给定电压的波动会引起炉温的波动。通过实验的方法建立电压与温度的对应关系。当操作者旋动电位器的动端给定某一电压值时，就给出了炉内温度应稳定的值。除了外部给定模拟电压外，还有一种内部给定的方式。在内存设定一个单元存放给定值对应的数字量，这种给定方式不需占用任何输入通道，也不受外部电源波动的影响。4、反馈量输入通道选择IN1作反馈量输入通道。在反馈通道中，采用镍铬-考铜热电偶作为检测元件。它将0-600温度转换成对应的电势。热电偶产生的热电势是很微弱的电信号，与温度成非线性关系，必须经过非线处理，放大到一定值后供A/D转换器转换成数字量。这里选用的放大装置是标准的DDZ-型温度变送器。（三）输出通道输出通道包括D/A转换接口片0832和功率放大电路两部分。1、D/A转换器（DAC0832）的护展利用8035单片机的P1端口扩展D/A转换器。把DAC0832的8位数据线直接接到8035的P1口上，数据从P1口输出到D/A转换器中转换成模拟量。DAC0832由一个8位输入寄存器，一个8位DAC寄存器和一个8位D/A转换器三部人组成。当、、和均接地，ILE保持高度电平时，两个寄存器接成直通式，D/A转换器的输出随着P1端口上的数据变化。单片机只需执行一条输出指令OUTLP1，A就可将累加A中的内容转换成模拟电压。2、放大电路在DAC0832与晶闸管调压器之间需加放大电路，以便将数字控制器输出的电压值放大。在输出通道中采用的是LM747CN，这是一片两级放大器。放大器的输出端接到晶曾管调压器中，改变晶曾管的导通角，调节电阻炉的加热电压。3、输入、输出通道的联合调试将IN0端接入电压可变的电源（0-5V）中。在运算放大器LM747CN的输出端接入电压表，当执行以下程序并改变IN0端电压时，输出端电压表的读数将随着改变。地址单元目标代码原程序说明0000410 JMP 010010B8FEL0:MOV R0，#FEH ；定义A/D芯片设备号0122300 MOV A，#OOH；选通IN0通道01490 MOVX R0,A起动转换01500L1: NOP0162615 JNTO L101880 MOVX A,R0 ；转换完，取数据0193 9 OUTL P1 ,A ；D/A转换01A0410 JMP LO5.4、DDC系统的软件设计单片机组成的DDC系统，其软件包括主程序、定时中断程序、数字控制器算法程序、乘法子程序，A/D转换及采样程序、数字滤波程序以及输出值处理程序等。（一）数字控制器算法程序由式（一）得到炉温DDC中数字控制器的差分议程。为防止积分整量化误差和积分饱和给系统带来的影响，必须对式（5）进行改写（6）式中（7）式6就是积分分离的比例积分形式的数字控制器表示式。显然，作乘法仍是数字控制器的关键程序。单片机8035的指令系统中，没有作乘法的指令，必须用程序实现带符号数的乘法运算。1、多字节无符号数乘法，在多字节无符号数乘法中，乘数和被乘数可任意指定字节长度，以满足不同应用系统的要求。所使用的算法是：把乘数左移一位进入进位位C，如果C=1，把部分积辊上被乘数；部分积左移一位相当于作乘2运算。无符号乘数和被乘数相乘的子程序框图如图4所示。下面是无符号多字了乘法子程序。程序中，用R0指向乘数的首地址（从高位字节开始），用R1指向被乘数的首地址（从高位字节开始），R2用于对字节数计数。在数字控制器算法程序中，偏差和系数各选用两个字节作乘法就能满足精度要求。2、多字节有符号数乘法在多字节无符号数乘法的基础上加进符号处理有符号数的处理，就可编出多字节有符号数乘法的程序。采用的方法是：以补码形式存放乘数和被乘数，先运算它们的符号、保存符号运算的结果；把乘数和被乘数化在原码，作无符号数乘法；最后把乘积再转换成被码。图5是多字节有符号数乘法子程序的框图，图6是乘数、被乘数化成原码的框图。5多字节有符号数乘法框图 6乘数、被乘数化原码框图程序中，用R0指向被乘数地址单元的高位字节，R1指向乘数的高位字节，R2用于字节计数。单片机中是用固定的片内RAM单元作为寄存器使用的，称为工作寄存器。8035单片机共用两组工作寄存器；0组工作寄存器R0-R7，1组工作寄存器R0-R7。程序中使用这两组寄存器的指令都是一样的。为了说明正在使用0组工作寄存器，在程序中用SEL RB0指令选组，这时就可知使用的是R0-R7工作寄存器；如果用SEI RB1指令选组，就认为使用的是R0-R7工作寄存器。在下面程序中，由于使用的工作寄存器较多，所以频繁地用SEL RB0或SEL RB1指令选组。以上介绍的是通用的多字节有符号乘法程序。在数字控制器乘法中，只需偏差作有符号数处理，因为数字控制器的系数是不会为负数的。但由于8035单片机中没有减法指令，可以把工6中作减法变成作加法，而把正的系数1作（-1）处理，再调用上述有符号数乘法了程序运算。数字控制器的算法程序化成作三次乘法、三次加法的运算。（二）定时中断程序8035单片机有两种方法可产生中断。一种是外部中断：在单片机的引脚上加一低输入可产生外部中断。其中断矢量为003单元，即中断产生时，程序转到003单元执行，这时可在003单元中放一跳转指令，指向中断服务程序的入口地址。另一种是利用单片机的定时/计数器，当定时/计数器发生计数益出时，产生中断。定时/计数器的中断矢量为007单元。炉温DDC系统中的采样周期选择为5s，利用中断控制采样周期的时间。若用方法一产生中断。可在端外接一振荡周期为5s的振荡器。在本系统中，利用定时/计数器产生中断。方法如下：根据8035单片机片内结构，定时时间由下式求出：定时时间=（1/参考频率）1532（计数常数）设系统接入6MHz参考频率，若要产生5S的定时时间，由式8可求得计数常数为62500，但8035单片的定时/计数器是8位的，最多能置常数255，即最大定时时间20.4ms。若选择20ms产生一次中断，由式8求得对应的计数常数为250.5s定时，须经250次中断。由单片机的结构知，8035的定时/计数器是加一计数器，送入计数器的预置值是计数常数的被码。（250）10=0FAH，其补码为06H，这就是产生20ms定时时实际送入计数器的时间常数。（三）防积分饱和及输出值限幅炉温DDC系统刚投入运行时，偏差较大，而且系统的时间的常数较大，不可能在几个采样周期内消除偏差，这时积分作用累积很快，可能使系统达到饱和的程度。为防止积分饱和，暂不投入积分作用，数字控制器为纯比例形式。系统运行一段时间，偏差减小到积分界限时，再投入积分作用，用这种方法可避免出现积分饱和。在炉温系统中，数字控制器计算的值，往往会大于D/A转换器（比如8位）所能转换的值，从而使输出值在一段时间内都维持为最大。这也是一种饱和现象，这是应将数字控制器计算值按一定比例缩小，用模拟部分的放大器增益来补偿。5.5、数字控制器的参数整定及系统的调试选择数字控制器的参数有两种方法骊种是按二阶工程设计法得到模拟调节器，从中得到采样周期T根据经验数据确定。另一种是由工程速定法选择数字控制器的参数，例如用扩充禹应曲线法速定T、Kp和T1。但不管用哪种方法得到数字控制器的参数，直接使用时控制的效果不一定很好。必须结合实际调试来选择数字控制器的参数。所谓调试，就是按照公式计算一组T、KP、T1的值，代入式（5-30）求得一组0、 1 ，并送入微型机中，然后运行炉温控制DDC系统的主程序，观察控制效果，如果效果不好，对0、 1 的值作部分的修改，一直调试到满意的控制效果为止。设计过程中，先按比例调节规律运行，比例系数由小到在地改变；然后加入积分调节规律，积分时间常数由大到小地改变。6 结论在本设计中通过带传动与链传动的比较,受力相差不大,但相比之下,链传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比,传动尺寸比较紧凑,不需要很大的张紧力,作用在轴上的载荷也小;承载能力大;效率高,关键一点就是这里的温度达到200度以上,温度较高,在这样的环境下如果我们采用带传动,带子的寿命会很短,而且实际情况会更糟,试想如果我们采用了齿轮传动,可能情况也没什么差别,关键是这里的实际条件,低速运行,与齿轮传动相比,链传动能吸振与缓和冲击,结构简单,加工成本低廉,安装精度要求低,对本设计中的大中心距和低速运行,在恶劣环境下正常运行.所以采用链轮传动是优化的,经由单片机控制系统,使温度控制达到智能化控制. 7.致谢本课题的设计是在倪文龙老师和公司里在线工程师蔡介郁等的悉心指导下完成的，从课题的立项到设计说明书的写作，都给予了很大的帮助，并付出了很大的心血，在此我表示崇高的敬意和真挚的感谢。同时向在毕业设计期间给予我很大帮助的倪晓骅老师表示我最深切的感激之情，此次设计和其他人员的通力合作也是分不开的,对曾经与我共同探讨，给予我帮助的同仁.朋友、同学表示十分的感谢。限于本人水平有限和时间仓促，文中缺点和错误在所难免，恳请广大老师不吝批评指正。参考文献1、朱宝库. 机械设计。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1994。2、周开勤。机械零件手册。北京：高等教育出版社，1989。3、陈秀宁，施高义。机械设计课程设计。浙江：浙江大学出版社，19954、丁元杰. 单片微机原理及应用. 北京：机械工业出版社，19992.5、陈强. 机械系统的微机控制. 北京：清华大学出版社，19963.6、俞光昀. 计算机控制技术. 北京：电子工业出版社，19994.7、徐锦康主编. 机械设计. 北京：机械工业出版社，2001.85. 8、王义行，链条输送机。北京：机械工业出版社，2001.109、何立民，MCS-51系列单片机应用系统技术。北京：机械工业出版社，199210、徐灏主编，新编机械设计师手册，北京：机械工业出版社，199511、张展，减速器设计选用手册，上海科学技术出版社，2002.5多字节无符号数乘法地址单元目标代码源程序014 FA MUX：MOV A，R2 ；字节数送R7中 015 AF MOV R7，A 016 27 CLR A017 C9 L1：DEC R1 ；被乘数前面若干单元清零 018 A1 MOV R1；A 019 EF17 DJNZ R7，L1； R7减1，不为零转L101B F8 MOV A，R001C 6A ADD A，R201D A8 MOV R0，A01E FA MOV A，R201F AF MOV R7，A020 27 CLR A021 A0 MOVR0，A；乘数后面若干单元清零022 18 INC R0023 EF21 DJNZ R7，L2025 FA MOV A，R2026 E7 RL A； R2左移一位027 AB MOV R3，A028 69 ADD A，R1029 A9 MOV R1，A02A FB MOV A ，R302B E7 RL A； R3左移一位02C E7 RL A 02D AE MOV R6，A02E F8 S3：MOV A，R002F AC MOV R4，A030 F9 MOV A，R1031 AD MOV R5，R3032 FB MOV A，R3033 AF

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