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图书馆AGV小车起升机构设计【12张CAD图纸+毕业论文+任务书+开题报告】

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03l竖直上带轮a3.dwg

04l竖直下带轮a3.dwg

13l带轮架a2.dwg

14l内隔套a3.dwg

15l轴承压扣a3.dwg

34l电机座a1.dwg

35l(轴）1 a3.dwg

35l轴2 a3.dwg

36l下带轮架a2.dwg

37l外隔套a3.dwg

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图书馆AGV小车起升机构装配图.dwg

轴承套(1)a3.dwg

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关键词：: 图书馆 AGV小车小车升机机构设计图书馆AGV小车起升机构 cad 图纸毕业论文任务书开题报告

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图书馆AGV小车起升机构设计

33页 14000字数+论文说明书+任务书+开题报告+12张CAD图纸【详情如下】

03l竖直上带轮a3.gif

04l竖直下带轮a3.gif

13l带轮架a2.gif

14l内隔套a3.gif

15l轴承压扣a3.gif

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35l轴2 a3.gif

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37l外隔套a3.gif

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图书馆AGV小车起升机构装配图.gif

轴承套(1)a3.gif

34l电机座a1.dwg

35l(轴）1 a3.dwg

35l轴2 a3.dwg

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03l竖直上带轮a3.dwg

04l竖直下带轮a3.dwg

13l带轮架a2.dwg

14l内隔套a3.dwg

15l轴承压扣a3.dwg

摘要

本次设计主要是针对图书馆AGV小车起升机构进行设计。其中包括齿形带、竖直上下带轮、电机座、机架等总成的结构设计及个总成中主要零件的结构设计，以及驱动电机、皮带、带轮、轴承等主要零部件的选型和有关零件的强度计算。

在计算部分，首先，进行有关参数的选取确定，包括带速、载重、安全系数的确定，带的单位质量的计算，输送带张力的计算以及驱动电机的功率计算。然后进行各个主要零部件的选型和设计计算。

在设计过程中，参考了多部文献以及工程实践人员的经验心得，对各部分机构进行了认真比对，选取通用结构，以便于输送机的修理与维护。波状挡边带式输送机的应用已经日趋成熟，通过对各个部件的优化及选择更合理的结构，将更大的提高其应用效率。

本文介绍了AGV在国内外的发展现状和应用情况，在此基础上，结合毕业设计的课题要求，设计了图书馆AGV小车起升机构。其研究内容主要包括以下几个方面:

论述了图书馆AGV小车起升机构的组成及原理，结合课题要求，选择电动机起升机构作为该机构的运作方式。

介绍了图书馆AGV小车起升机构机械结构的设计，并根据小车起升机构的驱动方式和工作要求，对皮带、电机、带轮、轴等进行了设计和选型。

根据图书馆AGV小车起升机构的结构和工艺要求，确定了总体框架结构。硬件方面，选择合适的皮带、电机、带轮，对轴进行了设计。

在总结全文的基础上，对AGV小车的设计和研究提出了展望。

关键词：起升机构；电机；皮带；带轮

Abstract

With the growing of Factory Automation, Computer Integrated Manufacture System and extensive application of Flexible Manufacture System、Automatic Warehouse, the application field and technical level of AGV which contact and adjust the discrete logistics system, make the mission continuous, has greatly enlarged and improved.

AGV is the unmanned driver automatic guided vehicle which has its untouched guided equipment, its control center is the microcontroller and storage battery is driving power, its basic function of automatic action is guided driving, recognizing the address to stop precisely and remove the load. As the valid measure of contemporary logistics processing automation and the key equipment of flexible manufacture system, the AGV has already got more and more extensive application, so that the research on AGV has very important theory meaning and realistic meaning.

The main work in this dissertation was arranged as follows:

The constitution of AGV system, the path guided means and their principles were discussed. According to the requests of the topic, infrared rays guided method was used in the AGV system.

According to the control and the craftwork requests of the AGVS, the total frame structure of control system was designed. About hardware, the right sensor, MCU and motor controller had been chosen, the sensing circuits and MCU controlling hard circuits was designed, about software, to achieve many system functions, and to realize serial communication between the MCU and motor controller, blocking programming method was employed.

On the base of summarizing the dissertation, the development prospect of AGV research was put forward.

Key word:hoisting mechanism；motor；belts；belt pulley

摘要 I

Abstract II

目录 III

绪论 1

1 AGV发展现状 2

1.1 AGV发展环境 2

1.1.1国外研究状况 2

1.1.2 国内发展情况 2

1.1.3AGV的结构 3

1.2图书馆AGV小车发展现状研究 4

1.2.1图书馆AGV小车的构成 4

1.2.2本课题主要工作 4

2 图书馆AGV小车起升机构设计与原理分析 6

2.1小车起升机构设计与工作原理分析 6

2.2小车起升机构零件选型 7

2.2.1电机的选型 7

2.2.2皮带的选型 11

2.2.3带轮的选型 12

3 图书馆AGV小车起升机构设计计算 15

3.1起升机构载重分析 15

3.1.1计算载荷P的确定 16

3.1.2安全系数n的确定 16

3.3.3计算最大正应力 17

3.1.4强度验算 17

3.2 电机扭矩转速分析 17

3.2.1进给驱动伺服电机的选择 17

3.2.2负载转矩的计算 17

3.2.3电机转速分析 18

3.3 同步带传动计算 20

3.3.1同步带受力情况的分析 20

4 工程图设计 22

4.1 装配图设计 23

4.1.1一般装配图技术要求: 23

4.1.2总图中的技术要求 24

4.2零件图设计 24

4.2.1一般零件图技术要求: 25

4.2.2零件图的技术要求 26

结论 27

致谢 28

参考文献 29

绪论

随着自动化和计算机的集成制造系统技术逐步发展还有柔性制造系统和自动化立体仓库应用越来越多，AGV(Automatic Guided Vehicle)自动导引车当作联系、调节离散型物流系统使它的作业连续化的必要的自动化的搬运和装卸手段，它的使用范围和技术水平得到了很快的发展，再这样的大背景下图书馆AGV小车的设计发展也势在必行。AGV(Automatic Guided Vehicle)——自动化导引车是上世纪50年代发展起来的智能装卸型机器人。智能小车是现代工业自动化系统中的重要设备之一,它是把蓄电池作为主动力,并且安装有电磁和光学自动导航设备等,可以独立自主引导,并且可以通过核心系统控制,完成无人驾驶及工作的设备。九十年代全世界拥有智能小车(Automated Guided Vehicles)十万台以上。这几年,自动化技术展现出加快发展的趋势,国内自动化立体仓库和自动化慢性装配线到了发展与普及阶段。在自动仓库与生产车间中,各工位中,各段输送线中,智能小车替代了传统的机械设备,和传统的传送道或传送带相比较,智能小车输送方式具有操作简单、工作方式灵活,不占据很多空间、有良好的转动性、慢性等众多优点。

结论

对图书馆AGV小车起升机构的设计以及相关的研究，是我对大学所学的知识进行整合和总结，运用的一个尝试，这不仅提高了我的独立思考，动手实践，研究尝新的能力，还培养了团结协作，大胆尝试等良好的习惯。

一台机器的完整设计是要涉及到各个方面的知识的，在大学最后这段有限的时间，迅速积累。充分准备是很难的。我们只有不懈的努力，尽力的改正不足，使其尽可能完善，在许许多多的零件中，即使是最小的，哪怕是一个小小的螺钉，焊缝之类的，如果因为强度不够，材料选取不当，寿命比较短，结构工艺性方面有缺陷，配合不能满足要求。未考虑拆卸，修整问题……最终都会使机器工作性能下降，出现故障甚至报废.所以，在这方面我做的工作还是很不够的。

另外，一台机器真正推广使用，还要对其成本，也即经济性，可行性进行分析。还有外观。对环境的污染，对工作环境的要求，维修的技术难度，方便程度等等，所以，我的设计只能是理论上的一个尝试。

在具体的工作中，我除了需要借助最新的信息工具-----网络外，还需要查阅图书，亲身实践，但最主要的，还是老师的指导。不仅仅是具体内容上,还有思路上的，认识问题角度等各个方面,我都收益匪浅。4年的大学生活最终以毕业设计的结束而告终。所以，我一定要加倍努力，画一个圆满的句号，力求在毕业设计的成果上更上一层楼。

致谢

我终于在两个月的时间里完成了这篇论文，在这段难忘的记忆里，给我的学生生涯带来了无限的激情和收获。在论文的写作过程中遇到了许多的困难和障碍，但是在同学和老师的帮助下顺利度过了难关。在查找资料期间，指导老师给我提供了很多方面的支持与帮助，尤其要强烈感谢我的论文指导老师—化春雷老师，如果没有他对我进行了的指导和帮助，无私的帮我修改论文，就没有我这篇论文的最终顺利完成。在此，我向指导和帮助过我的老师表示最衷心的感谢！

同时，我也十分感谢本论文所引用的专著的学者，如果没有这些他们的研究成果的启发和帮助，我将无法顺利完成本篇论文的最终写作。在这里，我也十分感谢我的朋友和同学们，他们在我写论文的过程中帮助了我许多，也在论文的最终排版过程中提供了十分多的帮助！

金无足赤，人无完人。由于我的知识储备有限，所写论文难免有许多不足之处，恳请各位老师和同学批评和指正！

参考文献

[1]孙桓，陈作模主编，机械原理，北京：高等教育出版社 2000

[2]张玉，刘平主编，几何量公差与测量技术，沈阳：东北大学出版社 1999

[3]成大先主编，机械设计手册(减(变)速器，电机与电器)化学工业出版社

[4]大连理工大学工程画教研室编，机械制图，北京：高等教育出版社 1993

[5]哈尔滨工业大学理论力学教研组编，理论力学，北京；高等教育出版社 1997

[6]巩云鹏、田万禄等主编，机械设计课程设计，沈阳东北大学出版社 2000

[7]高泽远，王金主编，机械设计基础课程设计，沈阳东北工学院出版社 1987

[8]喻子建、张磊、邵伟平、喻子建主编，机械设计习题与解题分析，沈阳东北大学出版社 2000

[9]孙志礼，冷兴聚，魏严刚等主编，机械设计，沈阳东北大学出版社 2000

[10]刘鸿文主编，材料力学，北京：高等教育出版社 1991

内容简介：: 毕业设计（论文）附件题目：图书馆车起升机构设计专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名：指导教师：机械与运载学院毕业设计（论文）课题申报表课题名称图书馆车起升机构设计课题来源导师提供课题类型题简介：（主要内容、进行方式、工作量大小及准备程度、现有技术和物质条件、时间安排、预期成果）主要内容：此次设计的图书馆车，主要构成部分包括皮带、电机、带轮等，完成图书馆车起升机构的整体方案设计，并通过动力参数计算确定了零件的大小尺寸，完成工程图的绘制。进行方式：在校内独立进行。工作量大小及准备程度：研究设计折合张设计装配图纸，撰写报告说明书 10000 字以上。现有技术和物质条件：脑绘图软件，机械设计手册，绘图电脑，连网计算机。时间安排：第 1周：按选定毕业设计题目，填写“毕业设计（论文）附件”。第 2集资料，翻看机床手册及相关报告，与指导老师联系，完成相应的调研。第 7：按照调研情况，绘画装配图，零件图，并撰写论文。第 15：请指导老师对论文进行指导，对论文内容的是否错误及格式的要求进行审查。预期成果：预计完成装配图： 1张件图： 1张 2张 8张研究设计折合张设计机床装配图纸，撰写报告说明书 10000字以上。申报人姓名：日期：年月日学院毕业设计（论文）工作领导小组意见：组长签字：年月日说明：课题类型（ 1） A 工程设计； B 技术开发； C 软件工程； D理论研。（ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题。（ 1）、（ 2）均要填写，如。毕业设计（论文）任务书课题名称图书馆车起升机构设计专业机械设计制造及其自动化姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料、进度安排等：主要内容：完成图书馆车起升机构机械结构的设计，并根据小车起升机构的驱动方式和工作要求，对皮带、电机、带轮、轴等进行了设计和选型；完成各参数的计算，确定加工工艺，绘制二维装配图及部分零部件图；完成外文资料的翻译；编写设计说明书。基本要求：根据毕业设计要求，了解图书馆车起升机构的原理；初步定下结构；完成相关的优化研究设计；使用绘图软件完成装配图的绘画。主要参考资料：机械设计手册、机械设计基础课程设计。进度安排：第 1周：按选定毕业设计题目，填写“毕业设计（论文）附件”。第 2集资料，翻看机械设计手册及相关报告，与指导老师联系，完成相应的调研。第 7：按照调研情况，绘画装配图，零件图，并撰写论文。第 15：请指导老师对论文进行指导，对论文内容的是否错误及格式的要求进行审查。指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日系主任签字：年月日毕业设计（论文）开题报告课题名称图书馆车起升机构设计课题来源导师提供课题类型导教师开题报告内容：（调研资料准备情况，设计的目的、要求、思路与预期成果；工作任务分解，各阶段完成的内容及时间分配；完成设计（论文）所具备的条件、存在的问题等。）调研资料准备情况：根据毕业设计要求，查看了大量的相关文献及其书籍，针对具体项目的设计特点制作分析表格，具备了开展毕业设计应有的基础的知识以及相关软件的应用。机械制造工艺是机械制造的核心技术，我国目前还处于发展阶段。从国内总体智能小车发展来看也就刚刚起步状态 ,相当于国外 19 世纪初的水平。经过各行业的大量数据分析 ,分布范围规模非常广 ,经常用于工厂 ,汽车业 ,飞机业 ,家用电器业 ,烟草业 ,机械生产加工 ,仓库 ,邮电部门 ,地下的采矿厂中进行材料运输 ,也可以用在海洋和太空探索等，这说明智能小车具有非常广阔的市场和使用价值。设计的目的：培养学生运用已学知识，进行中等复杂程度零件的工艺规程设计能力。培养学生根据被加工零件的技术要求完成工艺设计。培养学生查阅有关设计手册的能力。培养学生综合制图、计算和编写技术规范的技能。要求：本课题研究图书馆车起升机构的组成及原理，结合课题要求，选择电动机起升机构作为该机构的运作方式，根据图书馆车起升机构的结构和工艺要求，确定了总体框架结构。硬件方面，选择合适的皮带、电机、带轮，对轴进行了设计，最后用思路与预期成果：根据化老师给定的图书馆车三维图，查阅相关文献资料，对零件的结构、用途有充分的了解，完成总共 3 张 0 号图的图量以及设计说明书的编写。工作任务分解：整个毕业设计的完成，分成基础知识积累以及零件图的绘制等几个方面，具体如下：（ 1）起升机构设计与原理分析；（ 2）起升机构装配图设计；（ 3）拆画起升机构装配图中的零件图；（ 4）编写毕业设计说明书。各阶段完成的内容及时间分配：第 1 周：按选定毕业设计题目，填写“毕业设计（论文）附件”。第 2：收集资料，翻看机械设计手册及相关报告，与指导老师联系，完成相应的调研。第 7：按照调研情况，绘画装配图，零件图，并撰写论文。第 15：请指导老师对论文进行指导，对论文内容的是否错误及格式的要求进行审查。完成设计（论文）所具备的条件：对图书馆车起升机构结构以及用途有相当充分的了解，以及相关知识的积累；学会熟练的查阅资料，比如机械设计手册、机械制造工艺学课程设计指导书、机械制造及设备指导手册、机械加工工艺手册、简明加工工艺手册。绘图软件如熟练应用；对毕业设计说明书的编写，排版等能力。存在的问题：作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，很多地方做的并不尽如人意，有很多不完善的地方。例如：在设计过程中图纸设计绘制不够合理，电机选择的功率大小问题，轴和轴承的强度校核等问题。指导教师意见：指导教师签名：年月日课题类型（ 1） A 工程设计； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研。（ 2） X真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题。（ 1）、（ 2）均要填写，如。沈阳工学院毕业设计说明书 I 摘要本次设计主要是针对图书馆行设计。其中包括齿形带、竖直上下带轮、电机座、机架等总成的结构设计及个总成中主要零件的结构设计，以及驱动电机、皮带、带轮、轴承等主要零部件的选型和有关零件的强度计算。在计算部分，首先，进行有关参数的选取确定，包括带速、载重、安全系数的确定，带的单位质量的计算，输送带张力的计算以及驱动电机的功率计算。然后进行各个主要零部件的选型和设计计算。在设计过程中，参考了多部文献以及工程实践人员的经验心得，对各部分机构进行了认真比对，选取通用结构，以便于输送机的修理与维护。波状挡边带式输送机的应用已经日趋成熟，通过对各个部件的优化及选择更合理的结构，将更大的提高其应用效率。本文介绍了国内外的发展现状和应用情况，在此基础上，结合毕业设计的课题要求，设计了图书馆车起升机构。其研究内容主要包括以下几个方面 : 论述了图书馆车起升机构的组成及原理，结合课题要求，选择电动机起升机构作为该机构的运作方式。介绍了图书馆车起升机构机械结构的设计，并根据小车起升机构的驱动方式和工作要求，对皮带、电机、带轮、轴等进行了设计和选型。根据图书馆车起升机构的结构和工艺要求，确定了总体框架结构。硬件方面，选择合适的皮带、电机、带轮，对轴进行了设计。在总结全文的基础上，对车的设计和研究提出了展望。关键词：起升机构；电机；皮带；带轮沈阳工学院毕业设计说明书 GV is is is of is to As of of GV so GV in as GV to of in GV to of of CU to to CU On of GV 沈阳工学院毕业设计说明书录摘要 . I . 录 . 论 . 1 1 展现状 . 2 . 2 外研究状况 . 2 内发展情况 . 2 . 3 书馆 . 4 书馆 . 4 课题主要工作 . 4 2 图书馆车起升机构设计与原理分析 . 6 车起升机构设计与工作原理分析 . 6 车起升机构零件选型 . 7 机的选型 . 7 带的选型 . 10 轮的选型 . 11 3 图书馆车起升机构设计计算 . 15 升机构载重分析 . 15 算载荷 . 15 全系数 . 15 算最大正应力 . 16 度验算 . 16 电机扭矩转速分析 . 16 给驱动伺服电机的选择 . 16 载转矩的计算 . 17 机转速分析 . 17 沈阳工学院毕业设计说明书同步带传动计算 . 19 步带受力情况的分析 . 19 4 工程图设计 . 21 装配图设计 . 22 般装配图技术要求 : . 22 图中的技术要求 . 23 件图设计 . 24 般零件图技术要求 : . 24 件图的技术要求 . 26 结论 . 27 致谢 . 28 参考文献 . 29 沈阳工学院毕业设计说明书 1 绪论随着自动化和计算机的集成制造系统技术逐步发展还有柔性制造系统和自动化立体仓库应用越来越多，动导引车当作联系、调节离散型物流系统使它的作业连续化的必要的自动化的搬运和装卸手段，它的使用范围和技术水平得到了很快的发展，再这样的大背景下图书馆车的设计发展也势在必行。自动化导引车是上世纪 50年代发展起来的智能装卸型机器人。智能小车是现代工业自动化系统中的重要设备之一 ,它是把蓄电池作为主动力 ,并且安装有电磁和光学自动导航设备等 ,可以独立自主引导 ,并且可以通过核心系统控制 ,完成无人驾驶及工作的设备。九十年代全世界拥有智能小车 ( 万台以上。这几年 ,自动化技术展现出加快发展的趋势 ,国内自动化立体仓库和自动化慢性装配线到了发展与普及阶段。在自动仓库与生产车间中 ,各工位中 ,各段输送线中 ,智能小车替代了传统的机械设备 ,和传统的传送道或传送带相比较 ,智能小车输送方式具有操作简单、工作方式灵活 ,不占据很多空间、有良好的转动性、慢性等众多优点。沈阳工学院毕业设计说明书 2 1 展现状展环境国外研究状况 1913 年 ,美国汽车制造公司使用有轨底盘小车。 1953 年 ,世界上第一台采用埋线电磁感应式的跟踪轨迹自动导引小车在国外制造出来 ,国外也称为无人驾驶牵引车。 20世纪末 ,具有装卸功能的智能小车在欧洲得到发展和应用 ,引入国外用于自动化系统和柔性系统的材料运输。大约过了好几年 ,新的导引方式和技术得到更加大规模研究和设计。智能小车以前不景气的情况下发展到其效率和效益非常好。智能小车按照引导传感器不同分为 :电磁导引、红外导引等。智能小车是根据慢性加工系统、慢性装配系统、电脑制造系统、自动化立体仓库发展起来的。然而 ,其发展速度是非常快的。 1981 年通用公司开始使用 ,1985 年智能小车确保数量是 500 台 ,1987 年智能小车确保数量是 3000台。大量资料显示欧洲国家 40%的智能小车用在汽车制造业 ,日本 15%的智能小车用于汽车工业 ,也就是说智能小车在其他行业也有广泛的实际使用国内发展情况国内自主研发方面：六十年代初开始研究。 1976年，北京起重和运输机械研究所研制的国最开始的实用型 1988年，原邮电部北京邮政科学技术研究所等单位研制了邮政枢纽 1991 年，中科院沈阳分院自动化所与新松机器人自动化股份有限公司为沈阳金杯总装线上设计了九台自动装配的系统，并于 1996年获得国家科学技术进步三等奖，是当时国内较先进的使用型 1992 年，天津理工学院研制了核电站用光学导引 1998 年昆明船舶设备公司在红河卷烟厂研究多模式激光导引无人自动车 22辆，红河项目于 2002年获国家科学技术进步二等奖。在引进国外技术与产品方面： 1980年，上海石化总厂为涤纶长丝作业从日本大福公司引进国内第一套十年代初，华宝空调装配线上使用了日本进口的电磁导引 1996年，玉溪卷烟厂首家在烟草行业引进三星的 52台是国内企业中使用数量最多的北承德输送机械厂合资引进美国司术。天津理工学院研制的方位视觉引导自动车，属国家 863高科技项目，已通过鉴定，达到八十年代末国际先进水平。九十年代中期，昆船公司在引进国外最先进后承担了数十个统的设计、安装；其水平代表了目前国内的最高水沈阳工学院毕业设计说明书 3 平。昆明船舶设备公司研制的各种导引形式的统已经广泛应用于烟草行业，汽车行业等。从国内总体智能小车发展来看也就刚刚起步状态 ,相当于国外 19 世纪初的水平。经过各行业的大量数据分析 ,分布范围规模非常广 ,经常用于工厂 ,汽车业 ,飞机业 ,家用电器业 ,烟草业 ,机械生产加工 ,仓库 ,邮电部门 ,地下的采矿厂中进行材料运输 ,也可以用在海洋和太空探索等，这说明智能小车具有非常广阔的市场和使用价值。结构 (1)车载控制系统：车载控制系统是核心控制部分 ,导航系统根据导航传感器方式不同可分为电磁传感器导航、磁条传感器导航等不同形式。通讯系统是小车和控制装置之间互换信息和命令的通道 ,由于无线电通讯具有不受障碍物隔挡的特点 ,一般在控制装置和小车之间采用无线电通讯 ,通过接口和电脑相互连接。小车上的电源为蓄电池 ,所以小车的驱动装置一般采用直流电动机、步进电动机和直流伺服电机等。 (2)车体系统：它包括底盘、车体框架、壳体和控制装置、蓄电池安装架等 ,是小车的主体 ,具有电动车辆的构成特点。 (3)行走系统 (4)移载系统：它是用来完成工作目标的执行机构 ,在不同的目标和外部环境下 ,可以选择不一样的移载系统来控制。 (5)安全与辅助系统：为了避免智能小车在系统出故障或有人员经过小车工作路线时出现碰撞 ,小车一般都会有探测障碍物的装置和防撞、警音、警视、紧急停止等装置。除此之外，还有可以自动充电的辅助装置。 (6)控制装置：控制装置可以采用普通的单片机 ,如条件艰苦时 ,也可采用工业控制电脑 ,控制装置通过计算机网络接受主控电脑下达的小车输送任务 ,通过无线通讯系统有效的采集各小车的状态信息。根据需求情况和当前各小车运行情况 ,将调整命令传递给选好的小车。小车能够快速地进行多任务和准确的操纵小车 ,还有复杂地面的碰撞等众多问题都需要软件来解决。 (7)通讯系统：通讯系统一方面受命与监控系统的指令 ,及时、准确地传送给其它各相对应的辅助系统 ,来完成监控操作下所指定的动作命令 :另一方面又接受各个辅助系统的反馈信息 ,回传给监控系统 ,可以成为监控系统协接、管理、控制的跟据。由于智能小车位置变化 ,且整个系统中装置较多 ,控制装置和智能小车间的通讯最合适用无线通讯的方式。控制装置和各智能小车就合成无线局域网。无线电存在一些弊端 ,最好将调节在沈阳工学院毕业设计说明书 4 小车使用范围之内。使本次设计小车系统处于最佳状态达到设计的要求 ,不断的研究和设计 ,调制数值范围必须要在小车控制系统使小车处于其设计目的和要求 ,智能小车在工业进程中起到非常重要的地位 ,所以将此问题具体解决到小车规定下的范围 ,不同的小车有不同的调制方法。图书馆车发展现状研究图书馆车的构成图书馆车一般采用万向轮驱动 ,具有电动车的特点。小车可以在地面上由控制系统的统一控制下 ,自动装卸货物 ,实现自动化的货物输送，有电动车的一切特征。以在地面的控制系统的统一调度下，自动搬运一些货物，能够实现自动的物料传送。因为具有灵活性和智能化等特点，可以方便的重组一些系统，从而达到生产过程中所需要的柔性化运输的目的。相比较传统的人工和半人工的物料输送方式，图书馆车极大得减轻了劳动的强度和其危险性，大大的提高了工作效率，而国外的一些统设计，其应用水平都非常高，应用范围也十分广泛。国内的应用就相对少了一些，可是在各方面的共同努力下，国内的图书馆车的设计水平和应用水平正在接近或赶超国际先进水平。图书馆车由驱动机构、起升机构、取物动力机构、取物增速机构、弃疗机构控制系统、驱动机构控制系统组成，其中主控计算机负责统与外部系统的联系与管理，它可以根据所需物料的状况向控制台下达输送任务。在池容量下降到预先的规定值后，充电系统会给动进行充电。地面移载设备一般会采取轨道输送机等将物料从自动化的仓库和工作现场自动移载到车上，反之也可以将物料从车上移载下来并输送到目的地。电系统、地面移载设备等都可以根据实际需要及工作场地任意布置，这也体现了本课题主要工作智能化的移动机器人，是现代工业自动化物流系统的主要设备，也是机器人比赛的主要项目之一，是许多大学、科研机构重点研究的项目之一。本研究课题的主要工作是设计出简单易行的图书馆车起升机构，对国内外现状作了叙述和分析，介绍了统的组成，对于其核心部分导引单元予以重点介绍，本章还沈阳工学院毕业设计说明书 5 提出了本课题的研究背景和研究目标。沈阳工学院毕业设计说明书 6 2 图书馆车起升机构设计与原理分析小车起升机构设计与工作原理分析图书馆车图书馆车起升机构根据图图示起升机构采用竖直导轨滑块方式实现，通过电机提供驱动沈阳工学院毕业设计说明书 7 力，由同步齿形带传动。齿形带传动的方式具有缓冲量大，运动平稳，简单高效，承重大，安装和维护便捷等优点。电机前端配有失电制动器，在断电时自动抱紧电机输出轴，保证小车在停机或失电时竖直方向无法移动。在小车立柱的相应位置安装有接近传感器，当起升机构运动的指定位置时，反馈信号，保证在竖直方向的定位。小车起升机构零件选型电机的选型电机轴上的负载有两种，分别为转矩负载和惯量负载。在选用电机时，必须准确计算这些负载，以满足如下条件：当机床处于非切削工作状态时，在所有速度范围内负载转矩必须小于电机连续额定转矩。如果以非常低的速度运行时，因为摩擦系数的增大，使得负载转矩变大并且超过电机额定转矩，电机也有可能出现过热的情况。而另一方面，在高速运转时，如果受粘滞性影响，使转矩变大并且超过额定转矩，因为不能获得足够的加速转矩，所以加速时间常数会大大增加。最大切削转矩所占时间（负载百分比即“ 间）满足所期望的值。以希望的时间常数进行加速。一般来说，负载转矩有助于减速，如果加速不成问题，以同一时间常数进行减速亦无问题。加速检查按以下步骤进行。图根据图示进行以下计算：计算齿轮减速比根据所需求的脉冲当量，齿轮的减速比 i 计算如下 : i=( 中 o/脉冲） S 螺距（沈阳工学院毕业设计说明书 8 冲）计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量 1+（ 1/(s） +W/g（ S/2)2 中惯量 ( 惯量 ( 重量（ N） S 螺距（计算电机输出的总力矩 M M=f+ a=（ t)02 中加速力矩（惯量与负载的惯量 (r/ 时间（ s） (2i)102 (2i)102 N）其估算公式为 fq=1-(t)/(1+m) 1/2 式中频率（频率若负载参数没有办法精确的确定 ,则可按。运行中的最高频率与升速时间的计算。因为电机的输出力矩会随着频率的升高而下降，所以在最高频率时，由矩频特性的输出力矩应能驱动负载，并留有足沈阳工学院毕业设计说明书 9 够的余量。根据以上的计算分析选择东方马达列入的调速电动机（如图因应节省空间的需求为薄型高功率是板型驱动器与薄型大功率无刷直流电动机的组合产品，最适用于需要节省空间的装置。速度控制范围为 1003000r/有适用于各种用途种类丰富的 15W 100W 产品可供选择。图方马达沈阳工学院毕业设计说明书 10 图方马达此电机有以下几个优点：小巧的基板型驱动器： 15W 50满足机器的小型化需求。卓越的速度稳定性：对负载速度变动率为下，实现卓越的速度稳定性。即使负载变动时也几乎不会出现如变频器因负载变化等而产生速度变动的情形。丰富的驱动器功能：体积小巧，功能完善，有瞬时停止、旋钮速度控制、直电压速度控制、加速时间 /减速时间设定、警报输出等功能。皮带的选型电机功率计算公式：电机功率 =（周驱动力 *带速） /1000 2、圆周驱动力计算公式：公式一：圆周驱动力 =2*主要阻力 +附加阻力 +特种主要阻力 +特种附加阻力 +倾斜阻力（该公式适用于输送机小于 80下）公式二：圆周驱动力 =系数 *主要阻力 +附加阻力 +特种主要阻力 +特种附加阻力 +倾斜阻力主要阻力 =送机长度（即头尾滚筒中心距） *上托辊质量 /上托辊间距 +下托辊质量 /下托辊间距 +2*每米长度输送带质量 +皮带小时输送料量 /（速）。附加阻力计算公式：附加阻力 =皮带小时输送料量 *带速）主要特种阻力计算公式：主要特种阻力 =型系数 *输送机长度 *每米长度输送带质量 +皮带小时输送料量 /（速） * 沈阳工学院毕业设计说明书 11 其中：槽型系数的选取， 30槽角时取 35槽角时取 40槽角时为附加特种阻力计算公式：附加特种阻力 =1470*清扫器个数 +带宽（米） *1500 6、倾斜阻力计算公式：倾斜阻力 =料提升高度（米） *皮带小时输送料量 /（速）根据上述分析皮带选择盖茨 3048_8步带（如图盖茨 3048_8步传动，无速度损失，且传动比恒定。皮带齿形极大的降低了运行噪音。与带轮齿的完美啮合，以最小的摩擦进入带轮齿。图步带带轮的选型同步带传动是利用带齿与带轮齿啮合来传递动力的一种新型传动方式，具有准确的同步传动功能，不需要润滑、无滑差、无污染、噪音少；传动效率达比范围可达 1： 10，允许线速可达 50m/s，传动率从几百瓦到数百千瓦，适宜多轴传动。广泛应用于纺织、汽车、化纤、卷烟、造纸、印刷、化工等机械设备；近年来，采矿冶金、钢铁机械、医疗设备需求量日渐增加。同步带轮选型需注意的参数： (1)齿形同步带轮齿形可以分为英制（普通扭矩） L、 H 以及公制（高扭矩） 3M、（普通扭矩 )沈阳工学院毕业设计说明书 12 图轮齿形分类图 (2)齿数齿数是同步带轮重要参数，同步带轮节圆直径齿数齿距 / (3)材质及表面处理同步带轮常用材质为铝合金及 45钢，表面处理分别为铝轮：本色氧化黑色氧化；钢轮：四氧化三铁保护膜、无电解镀镍 (4)带轮形状图形齿同步带、轮选型圈沈阳工学院毕业设计说明书 13 图形齿同步带、轮选型图图（圆弧形齿）同步带、轮选型图确定计算功率 0=FV=14500 = 5 沈阳工学院毕业设计说明书 14 AP=5=30 定带轮的基准直径动带轮的最小基准直径 25从表中带轮的基准直径系列中，取 40 i 140=350大轮直径为 355据上述的分析与计算选择带轮选择盖茨图此带轮有一下几个优点：能缓和载荷冲击；运动平稳，无噪声；制造和安装不像啮合传动那样严格；过载时将引起带在带轮上打滑，因而可以防止其他零件的损害；可增加带长一适应中心距较大的工作条件。图沈阳工学院毕业设计说明书 15 3 图书馆车起升机构设计计算起升机构载重分析载重主要取决于起重量 Q、载荷中心距 c，根据选题，已知起重量 Q=40准规定，载荷中心距离为 c=500由平段受弯矩和剪力 , 垂直段受弯矩和拉力 , 危险截面支座应力为 : m a c 式中 P 起升架的计算载荷， N； C 标准载荷中心距， a 起升架厚度； b 起升架截面宽度，计算载荷 P 的确定 ()122 K 式中 Q 起重量， Q=7640N 动载荷系数，取偏载荷系数，取由此得出 176401 . 2 1 . 3 ( ) 1 3 7 5 9 . 22 安全系数 n 的确定安全系数的选取 , 与货叉的计算载荷大小、动载荷系数和偏载荷系数的选取密切相关。如果计算载荷比较准确 , 安全系数可以取较小数值。否则，安全系数应取较大数值。强度计算时，安全系数应满足以下条件 3 3 其中沈阳工学院毕业设计说明书 16 n 强度安全系数； s 材料屈服极限；危险截面处应力（即最大正应力）；注：s与单位相同。此次设计选择安全系数为 n=3。计算最大正应力 539 1 7 9 . 6 73s M P 强度验算把数据代入式 3得出 m a x 21 3 7 5 9 . 2 3 5 0 0 2 4 04 0 1 2 01 1 3 . 2 3 M P a 为 m a x 1 1 3 . 2 3 1 7 9 . 6 7M P a M P a ,所以满足强度条件。电机扭矩转速分析伺服电机有直流、交流之分，一般来说选择合适的伺服电机要根据机器的负载大小和速度来选。进给驱动伺服电机的选择在原则上选择伺服电机应该由负载条件来决定。电机轴上的负载有两种，一种是阻尼转矩，另一种是惯量负载。这两种负载都需要正确地计算。伺服电机可以控制速度，位置和精度十分准确，它能把电压信号转化成为转矩和转速从而驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并且可以快速反应，在自动控制系统中，可以当作执行元件，并且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等优点，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。沈阳工学院毕业设计说明书 17 负载转矩的计算因为每种机械的算法不同，所以此计算需要加到伺服电机轴的转矩计算公式中。但是不管是哪种机械，都应计算出折算到电机轴上的负载转矩。一般折算到伺服电机轴上的负载转矩可由下列公式计算 : F*L/2)+ 中 : 由角加速度公式： 2 中：角加速度；角速度；加速时间。 0C C C 3.7 中： J 惯性力矩；不平衡力矩。根据电机与中心轴的传动比 1:N，可以估算出电机扭矩：电机转速分析极数反映出电动机的同步转速，二极同步转速是 3000r/四极同步转速是 1500r/六极同步转速是 1000r/ 极同步转速是 750r/ 绕组的一来一去才能组成回路，也就是磁极对数，是成对出现的，极就是磁极的意思，这些绕组当通过电流时会产生磁场，相应的就会有磁极。三相交流电机每组线圈都会产生 N、 S 磁极，每个电机每相含有的磁极个数就是极数。由于磁极是成对出现的，所以电机有二、四、六、八极之分。沈阳工学院毕业设计说明书 18 若三相交流电的频率为 50合成磁场的同步转速为 50r/s,即 3000r/进一步分析还可以得到同步转速 n 与磁场磁极对数 p 的关系 :n=60f/频率 ,单位为单位为 r/所接交流电的频率 (f)、电机的磁极对数 (P)之间有严格的关系 f/P 在中国，电源频率为 50 赫，所以二极电机的同步转速为 2000 转 /分，四极电机的同步转速为 1000 转 /分，以此类推。异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速，异步之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差（称为转差）通常在 10以内。由此可知，交流电机（不管是同步还是异步）的同步电动机的转速 =50*频率 / 极对数（我国工频为 40异步电动机转速 =（ 50*频率 / 极对数）转差率，另外，同等功率的电动机，转速越大，输出扭距越小。同步电机的极数大容量的同步电机均为转极式，即转子为磁极，由励磁绕组通以直流电产生，而同步机的极对数就是转子磁极的对数。八极电机就是转子有八个磁极， 2P=8,即此电机有四对磁极。一般汽轮发电机多为隐极式电机，极对数很少，一般为 1、 2对，而 n=60f/p,所以他的转速很高，最高可达三千转（工频），而水轮发电机的极数相当多，转子结构为凸极式，工艺比较复杂，由于他的极数很多，所以它的转速很低，可能只有每秒几转！电机转速与频率的公式： n=60f/p 式中 n 电机的转速（转 /分）； 60 每分钟（秒）； f 电源频率（赫芝）； p 电机旋转磁场的极对数。我国规定标准电源频率为 f=50 周 /秒，所以旋转磁场的转速的大小只与磁极对数有关。磁极对数多，旋转磁场的转速成就低。极对数 P=1 时，转速 n=3000；极对数 P=2 时，转速 n=1500；极对数 P=3 时，转速 n=1000；沈阳工学院毕业设计说明书 19 极对数 P=4 时，转速 n=750；极对数 P=5 时，转速 n=600 在变频调速系统中，根据公式 n=60f/p 可知：改变频率 f 就可改变转速降低频率 f，转速就变小：即 60 f / p = n 增加频率 f，转速就加大：即 60 f / p = n 电机功率，转矩，转速的关系功率 =力 *速度 P=F* 转矩 (T)=扭力 (F)*作用半径 (R) 推出 F=T/R 速度 (V)=2R*每秒转速 (n 秒 )=2R*每分转速 (n 分 )/60=R*30 将公式 2、 3 代入公式 1 得： P=F*V=T/R*R*30=/30*T*率单位 W， T=转矩单位 n 分 =每分钟转速单位转 /分钟如果将 P 的单位换成么就是如下公式： P*1000=/30*T*P=T*=T* = T * n 电机转速： n=60f/p， p 为电机极对数，例如四级电机的 p=2；注：当频率达到 50，当电机达到额定功率时，再增加频率，它的功率时也不会再增加了，而是会保持在额定功率。当电机转矩在 50下时，此时是与频率以正比进行变化；频率达到 50，电机为最大输出功率，即额定功率；如频率在 50基础上再继续增加，此时输出转矩与频率会成反比变化，因为它的输出功率已经到达最大了，如果你还要继续增加频率，那么套入上面的计算式分析，转矩则会明显会减小。同步带传动计算同步带受力情况的分析张紧力 :传动带是将原动机的电机或发动机旋转产生的动力，通过带轮由胶带传导到机械设备上，故又称之为动力带。传动带通过摩擦来传递动力，因此传动带要调整张紧力以获得合适的摩擦力。通过调整传动带的张紧度可以调整传动带和皮带轮之间的摩擦力，传动带的张紧度是靠张紧轮进行调整的（没张紧轮装置就直接调整轮距）。皮带过紧会使皮带磨损严重，过松则易产生打滑现象，使皮带严重磨损甚至烧坏。一般两轮沈阳工学院毕业设计说明书 20 距离 1米左右时，用手指按压三角带中部，应垂直下降 10带使用中应检查皮带的张紧度，并随时进行调整。故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同步带传动正常工作的重要条件。设 01F、 2F、 F 分别为带传动工作时带的紧边拉力、松边拉力、和有效拉力。为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿，同步带运转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。因此，紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即 1 1F+2F=20F、 0F=1F+2F）压轴力 :压轴力即为同步带作用在轴上的力，是紧边拉力与松边拉力的矢量和，如图图边拉力、松边拉力式中：；，工况系数， P 为需传递的名义功率（所以压轴力为： 1500 对于频繁正反装、严重冲击、紧急停机等非正常传动，需视具体情况修正工况系数。另外步进电机在工作时其工作过程是“加速减速”的过程。在匀速时，电机所受负载为工件与导轨的滑动负载；电机加速时主要考虑惯性负载；如电机直接启动，即转速直接从 0跳到所规定的转速时，电机的滑动负载和惯性负载均要考虑。一般情况下电机传递的负载约为滑动负载的 23倍。所以对于频繁正反转、严重冲击的传动机构，设计计算时：同步带需传递的名义功率应是同步带正常传动需传递的功率的 2设计时根据所设计的传动系统即可计算出作用在步进电机轴上的压轴力，再根据所涉及的步进电机由上图表中查出电机轴的容许负载，两相比较，只要压轴力小于电机轴的容许悬挂负载即可。沈阳工学院毕业设计说明书 21 且从式 :1500 式中可看出作用在电机轴上的压轴力受所需传递的功率、速度以及实际传动情况的影响。在应用中减少压轴力的方法有：减少同步带小带轮的包角，即采用小带轮带大带轮的形式，这样可以减少（）；在满足设计要求的情况下减少同步带的宽度，并安装时使同步带离步进电机轴的端面更远，这样可增加电机所容许的悬挂负载。沈阳工学院毕业设计说明书 22 4 工程图设计装配图设计图带装配图一般装配图技术要求 : (1)各密封件装配前必须浸透油。 (2)装配滚动轴承允许采用机油加热进行热装，油的温度不得超过 100。 (3)齿轮箱装配后应设计和工艺规定进行空载试验。试验时不应有冲击、噪声，温升和 (渗漏不得超过有关标准规定。 (4)齿轮装配后，齿面的接触斑点和侧隙应符合规定

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