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定截距式型点阵式短轴类上料仓零件设计论文.doc

定截距式型点阵式短轴类上料仓零件设计【4张CAD图纸+毕业论文】

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关键词：: 定截距式型点阵式短轴类上料仓零件定截距式型点阵式 cad 图纸毕业论文短轴类上料仓零件

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定截距式型点阵式短轴类上料仓零件设计

32页 11000字数+论文说明书+任务书+4张CAD图纸【详情如下】

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第一章绪论 1

1.1自动生产线概述 1

1.2自动生产线的发展方向及应用领域 1

1.3料仓的提出背景 5

1.4料仓的组成及作用 5

1.5本文的主要内容 6

第二章定截距式点阵式轴类零件上下料仓设计的传动系统设计 8

2.1料仓设计的设计的关键因数 8

2.2轴类料仓设计的传动方案设计 10

2.3定截距式点阵式轴类零件上下料仓设计的驱动电机选择 13

第三章定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计 16

3.1定截距型轴类零件上下料仓基体的结构设计 16

3.2定截距型轴类零件上下料仓传动链装置设计 17

3.3定截距式轴类料仓的工装设计 18

3.4定截距型轴类料仓检测装置的设计 19

第四章基于solidworks软件进行定截距式轴类料仓建模及装配 21

4.1 solidworks软件建模与装配概述 21

4.2 基于SolidWorks软件进行工装的建模设计 22

4.3运用SolidWorks软件进行零件装配 23

结论 26

参考文献 27

致谢 28

定截距式型点阵式短轴类零件上料仓零件设计

摘要: 料仓是应用于机床上下料系统，针对于机床上下料中的桁架自动化上下料系统，本文针对于桁架机床加工自动生产线生产的通用轴类零件，设计出一套应用于轴类零件的机床加工自动化生产线的重要组成部分料仓。基于机械设计及相关理论的研究,设计了定截距式轴类料仓,正确的计算出了电机的参数，实现了电动机型号的合理选择，同时对定截距的轴类料仓的结构进行了设计，实现轴类零件的定位与存储。为桁架机械手在轴类的零件的抓取的通用化存储功能。

关键词：定截距式料仓;电机参数的选择;轴类类零件

Set the intercept type axial parts top and bottom silo design

Abstract

Bin is applied in the machine tool feeding system, automatic up-down material for machine tools and materials of the truss system, this paper in truss machine automatic production lines of universal shaft parts, design a set of application in the shaft parts of machine tool processing is an important part of the automatic production line of bunker. Based on the research of mechanical design and related theory, design the intercept type axial bin, correctly calculate the parameters of the motor, has realized the motor model of rational choice, at the same time on the axial intercept silo design, the structure of shaft parts localization and storage. For truss manipulator in axial parts of grab the generalization of storage capabilities.

Keyword: Set the intercept form bin; The selection of motor parameters; Axial parts

第一章绪论

1.1自动生产线概述

自动线是工业发在到一定水平后形成的产物，是工业发展的基本体现。自动化生产线应用的行业较为广泛，例如机械制造、电子信息、石油化工、食品制药、汽车生产这些领域均有自动线的应用。可以说现在的各行各业越来越离不开自动线，自动线在整个工业的及其他的领域的地位越来越显著。

自动生产线是按照零件的工艺特性将工艺设备、辅助装置按照工序的要求连成一体的自动工作的机电一体化装置，并通过气动、液压、电机、传感器及控制系统，使得各部件的可以通过PLC控制，实现信号的互相传送，从而使设备按照约定的流程进行工作，实现合格零件的生产加工。

自动生产线的运行具有高度的自动化、统一的控制系统、严格的生产节拍等特点，这些特点与科技的进步是分不开的，各行业的发展技术为自动化生产线发展提供技术支撑，如图1.1所示。

图1.1自动线的支撑技术

1.2自动生产线的发展方向及应用领域

1.2.1汽车领域的应用

自动生产线在汽车企业的应用是最为常见领域之一，自动生产线可以实现汽车车身的焊接、汽车车身的喷涂、汽车座椅的安装、汽车挡风玻璃的安装等，既提高汽车生产效率的，又降低了企业的人力成本，更重要的是获得了更高品质的汽车。如图1.2所示，为自动生产线在某汽车厂整装车间的应用。

结论

毕业设计是本科教学中的最后一个检验本科阶段学习的最终环节，本文设计了一款满足机床加工自动生产线轴类上料的存储轴类零件的存料单元，根据零件的加工节拍要求及料仓存储能力要求，设计料仓的存储零件的数目；根据轴类零件的具体自身的形状要求，进行定截距式轴类料仓工装形式的设计；根据为机床自动线的节拍合理的设计料仓的运动的速度，确定电机的转速；根据运载工件的总重量，确定电机的力学参数。参考电机的需要的参数选择出外购件，根据外购件的连接尺寸及料仓的传动方案要求，运用SolidWorks软件对料仓进行三维设计，完成零件及装配体的设计。并完成图纸的设计。

参考文献

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致谢

经过三个月的时间将自己的大学毕业论文顺利完成，这两个月里，不仅是对大学阶段专业的学习情况的一次小的总结，在论文设计过程中，经历了无数的困难与瓶颈，但是在老师和同学的帮助下，克服了种种困难，最终完成了毕业论文的设计，在这里尤其要感谢我的毕业论文指导教师，是他在给了我很多的指导才能使得我的论文能够得以完成。

在这里我还要感谢我们学校的图书馆的相关人员。在他们的指引下我能够在学校图书馆查找信息，图书馆的老师也给了我很多支持和帮助。来帮助和指导我的老师们说该中心谢谢！

感谢这篇论文涉及到每一个学者。本文引用了一些学者的研究文献，如果没有你学术研究成果的帮助和启发，我将很难完成这篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，是你们在这四年中默默的陪伴我，度过了我人生中最快乐的四面时光，我相信这段时光能给我一辈子补课磨灭的时光，最后感谢我的学校沈阳化工大学科亚学院，这里是我的第二个家。

因为我的水平有限，设计的很难避免会有错误，恳请获得每个老师批评和纠正！

内容简介：: 本科毕业论文题目：定截距式型点阵式短轴类上料仓零件设计专业：机械设计制造及其自动化班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：论文答辩日期：目录第一章绪论 . 1 动生产线概述 . 1 动生产线的发展方向及应用领域 . 1 仓的提出背景 . 5 仓的组成及作用 . 5 文的主要内容 . 6 第二章定截距式点阵式轴类零件上下料仓设计的传动系统设计 . 8 仓设计的设计的关键因数 . 8 类料仓设计的传动方案设计 . 10 截距式点阵式轴类零件上下料仓设计的驱动电机选择 . 13 第三章定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计 . 16 截距型轴类零件上下料仓基体的结构设计 . 16 截距型轴类零件上下料仓传动链装置设计 . 17 截距式轴类料仓的工装设计 . 18 截距型轴类料仓检测装置的设计 . 19 第四章基于件进行定截距式轴类料仓建模及装配 . 21 4.1 件建模与装配概述 . 21 于件进行工装的建模设计 . 22 用件进行零件装配 . 23 结论 . 26 参考文献 . 27 致谢 . 28 定截距式型点阵式短轴类零件上料仓零件设计摘要 : 料仓是应用于机床上下料系统，针对于机床上下料中的桁架自动化上下料系统，本文针对于桁架机床加工自动生产线生产的通用轴类零件，设计出一套应用于轴类零件的机床加工自动化生产线的重要组成部分料仓。基于机械设计及相关理论的研究 ,设计了定截距式轴类料仓 ,正确的计算出了电机的参数，实现了电动机型号的合理选择，同时对定截距的轴类料仓的结构进行了设计，实现轴类零件的定位与存储。为桁架机械手在轴类的零件的抓取的通用化存储功能。关键词：定截距式料仓 ;电机参数的选择 ;轴类类零件 in is in of in of a of in of is an of of on of of of at on of in of of of 第一章绪论 1 第一章绪论动生产线概述自动线是工业发在到一定水平后形成的产物，是工业发展的基本体现。自动化生产线应用的行业较为广泛，例如机械制造、电子信息、石油化工、食品制药、汽车生产这些领域均有自动线的应用。可以说现在的各行各业越来越离不开自动线，自动线在整个工业的及其他的领域的地位越来越显著。自动生产线是按照零件的工艺特性将工艺设备、辅助装置按照工序的要求连成一体的自动工作的机电一体化装置，并通过气动、液压、电机、传感器及控制系统，使得各部件的可以通过制，实现信号的互相传送，从而使设备按照约定的流程进行工作，实现合格零件的生产加工。自动生产线的运行具有高度的自动化、统一的控制系统、严格的生产节拍等特点，这些特点与科技的进步是分不开的，各行业的发展技术为自动化生产线发展提供技术支撑，如图示。图动线的支撑技术动生产线的发展方向及应用领域车领域的应用自动生产线在汽车企业的应用是最为常见领域之一，自动生产线可以实现汽车车身的焊接、汽车车身的喷涂、汽车座椅的安装、汽车挡风玻璃的安装等，既提高汽车生产效率的，又降低了企业的人力成本，更重要的是获得了更高品质的汽车。示，为自动生产线在某汽车厂整装车间的应用。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章绪论 2 图动生产线在汽车整装车间的应用品领域的应用自动生产线在酒品领域也有所应用，可以实现瓶装酒品的罐装、酒瓶的封装、酒品的标签自动贴纸等工作，减少了企业里大大减少了人员使用，同时降低企业的人力资源成本，提高了效率，获得了更稳定的产品质量。图自动化生产线在酒品行业的应用。图动生产线在酒品企业的应用床加工自动线领域的应用机床加工自动化生产线的形式主要有以下三种：（ 1）关节式机床加工自动化加工生产线关节式机床加工自动生产线系统由若干台关节机器人、若干台数控机床、一台角向定位机、清洗站和上下料道组成，以完成工件三个工序的自动化生产。如图沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章绪论 3 示，机器人配有气动夹手，输送线用于传送毛坯至上料工位定位好，便于机器人过来夹取，线体上安装有感应开关用于判断毛坯是否到位和缺料报警开关，输送线还装有搁料挡停装置与满料报警装置等。图架式机床加工自动生产线系统（ 2）桁架式机床加工自动化加工生产线桁架式机床加工自动生产线系统主要由钢结构桁架机械手、若干台数控机床（也可以是单台）、上料仓料仓、下料仓、若干套翻转站、定位站及外围防护等组成，以完工件的自动化加工。如图示，机械手配有气动夹手，上料仓用于传送毛坯至上料工位定位好，便于机械手过来夹取，料仓上安装有感应开关用于判断毛坯是否到位和缺料报警开关，下料仓还装有满料报警装置等。图架式机床加工自动生产线系统（ 3）复合式机床加工自动生产线系复合式机床加工自动生产线系统将桁架式与关节式相结合的产物。复合式主要由若干台关节机器人、若干台数控机床、机器人伺服滑台、上料道、下料道及外围防护沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章绪论 4 等组成。如图示机器人手爪实现工件精确定位，机器人伺服滑台用于拖动关节机器人在两台加工机床之间移动，增大机器人的运动范围。上下料道均安装有感应开关用于判断工件是否到位、缺料报警功能以及满料报警功能。图合式机床加工自动生产线系统机床加工生产线系统主要由机械手系统、数控机床、料仓、工序翻转站、工件自动识别系统（选配）、在线测量机（选配）等一系列自动化设备组成。通过总控系统进行控制，机床自动加工生产自动线安装多种传感器，能够得知机床机床加工自动线的工作状态，从而实现工作动作顺序进行，该过程完全借助于控制系统与传感器信号的交互。机床加工自动生产线可以实现单台机床、加工单元、流水线和柔性加工单元的机加工自动化。加工典型零件如下所示：图机床加工生产线加工典型零件机床加工自动加工生产线系统可以实现所有工艺过程的工件自动抓取、上料、沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章绪论 5 下料、装卡、工件移位翻转、工件转序加工等，能够极大的节约人工成本，提高生产效率。特别适用于大批量、小型零部件的加工，如汽车变速箱齿轮、轴承套 (座 )、刹车盘、金属冲压结构件等。仓的提出背景用机床加工自动化生产线系统代替人工上下料系统可以摆脱工人劳动强度大、容易产生事故、效率低、无法实现大批量生产。从机床的加工自动化生产线的组成可以看出料仓是机床加工自动化生产线必要的组成部分之一，本文所提出的料仓是应用于机床上下料系统，针对于机床上下料中的桁架自动化上下料系统，本文针对于桁架机床加工自动生产线生产的通用轴类零件，亟待设计出一套应用于轴类零件的机床加工自动化生产线的重要组成部分料仓。仓的组成及作用截距式点阵式轴类零件上下料仓的组成通用的料仓一般有主体支撑装置、装料装置、定位装置、驱动装置、检测装置等部分所组成，如图示。图仓的组成示意图（ 1）主体支撑装置主体装置主要作用对装料装置以及其他的零部件的支撑，支撑部件一般会采用冷拔钢管型材、高强度的铝型材等材料进行加工组装。材料方便直接获取缩短了非标设备生产。（ 2）装料装置装料装置的形式是多种多样的，有斗式装料装置、转盘式装料装置、单杆式的装沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章绪论 6 料装置等。无论是何种形式，装料装置的作用是对物料的存储。实现一次上料可以实现一段时间的自动化生产，节省人员的应用。（ 3）驱动装置料仓的驱动装置的作用使料仓或工件能够按照预定的方式进行运动，驱动装置方式一般可以分为液压式驱动装置、电机驱动的方式、气动的方式驱动等方式进行驱动，实现不同的运动形式的运动。（ 4）检测装置由于料仓不是独立的存在的，料仓需要与上料系统、数控机床、翻转站、定位站等辅助设施进行信号的互联互通。因此，料仓需要具有检测系统当工件到已定位，信号传达至总控系统后，系统会向上下料系统发出取料系统，取料系统会做出相应的动作，检测装置是料仓的必要的装置。（ 5）定位装置定位装置用于实现在上下料系统在抓取前定位，保证机械手抓取准确保证后续的工作准确进行。所以定位装置也是料仓关键的组成部分之一。仓的作用据统计，普通的机床加工中辅助生产时间平均占零件生产的时间的 40% 50%，提高零件加工生产效率，可以从降低辅助时间的长短用以提高机床加工的生产效率。机床加工自动生产线的诞生，大大的摆脱了辅助时间制约生产效率的问题。为了提高机床加工自动线设备利用率，料仓在自动线中的存料能力就起到了非常重要的作用，具有较高能力的存料的料仓可能需要几小时才更换料仓中的料，当换料是有的自动生产线可能需要停机换料，这无疑降低机床的加工效率。料仓的作用除了可以提高机床加工自动生产线的设备利用率之外，还可以降低企业人员数量，降低企业的人力资源成本的耗费。文的主要内容本文的设计主要围绕轻型轴类形状零件料仓设计进行展开的，从轴类料仓的研究背景入手，逐步的对轻型轴类形状料仓进行方案设计、运用件进行料仓的结构设计具体的章节安排如下：第一章绪论沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章绪论 7 第二章定截距式点阵式轴类零件上下料仓设计的传动系统设计第三章定截距式点阵式轴类零件上下料仓的主体部分结构设计第四章基于件料仓设计的建模及装配第五章结论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设计的传动系统设计 8 第二章定截距型轴类零件上下料仓设计的传动系统设计仓设计的设计的关键因数（ 1）生产规模和自动化程度本文的生产目标为年生产 50000 件该零件，零件的生产属于大批量单一化生产形式，零件如图示，生产线的设备要求为自动化生产，要求料仓的存料时间需要保证换料时间需要大于 50 分钟。图件成品图纸（ 2）毛坯状态： 65 205直径为 65棒料，下料长度为 205圆棒料通过锯床下料，并在钻机上打轴两端的合适大小的中心孔材料：钢重量：坯件）（ 3）成品要求：成品的圆柱面上不允许出现接刀痕。（ 3）零件加工工艺的编制结合零件的技术要求，对该零件编订加工工艺，将该工件的生产工序分为三序，如图示。考虑到零件的最终外圆表面不能有接刀痕存在，因此，前两道工序分别采用普通三爪卡盘装夹工件切削一半外圆和端面，最后工序采用双顶尖机构顶紧精加工工件的外圆面，将上两序粗加工所形成的工序所形成的接刀痕去除，达到加工表面的要求。工序的具体形式如图示。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设计的传动系统设计 9 图序图根据上述的加工工艺将加工设备及加工节拍统计，形成表示的加工工艺节拍。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的传动系统 - 10 10 表示的加工工艺节拍工序号机床名称加工节拍 /s 机床数量 1 数控车床 59 1 2 数控车床 59 1 3 数控车床 64 1 注：加工节拍中不含机械手上下料时间（ 4）自动线机械手动作时序及节拍表示的轴类机械手的换料工艺节拍机械手动作/ 时间( s ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15开门后机械手进入机床机械手平移到机床主轴位置机械手抓紧工件机床卡盘松开工件机械手爪夹持工件移出主轴机械手旋转换位机械手平移到机床主轴位置机械手松开工件机床卡盘卡紧工件机械手平移出机床主轴位置机械手提升到机床外部机床的加工自动线的单件的加工节拍为单序的最大时间与机械手的换料时间总和，即机床加工自动化生产线的单件的加工节拍为 79s=15s+64s ，所以需要至少设计的工位数为： 37 9 个，将链板上工位设计为 38 个。类料仓设计的传动方案设计类料仓形式确定从轴类料仓的驱动形式上分为很多种，但是市面上组要有两种形式的轴类料仓分别为重力式料仓和定节距式料仓分别应用在轴类零件的储料功能，二者都具有较为广泛的应用，但是二者的应用场合有极大的区别。（ 1）重力式轴类料仓料仓具有双排料道，人工将毛坯的棒料摆满两排料道，毛坯棒料在重力的作用下滚到最低，在最低点的位置处有顶料机构将改毛坯的棒料提升到一定的高度，同时具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设计的传动系统设计 11 有定位装置将毛坯的棒料定位到固定的上料位置，料仓并发出向机械手发出完成信号，等待机械手的抓取。两排料仓上的每一次个棒料依次被机械手抓取，料仓具有满料及缺料报警功能，重力式轴类料仓的示意图如图示。但是重力式轴类料仓有应用缺陷：轴类零件是等圆柱的棒料，圆柱外表再加工之前具有较好的圆柱度，能够保证工件能在重力的作用下能够顺利的滚到料仓的底部，该料仓经常由于物料两端面不平整而出现卡料现象导致生产线报警，使得生产无法顺利进行下去。需要重新调整料仓的倾斜角度，虽然调整也保证不了下次不出现卡料现象的发生。图力式轴类料仓示意图（ 2）定节距上下料仓料仓采用带工装定节距直线上下料料仓。料仓动作过程如下：空置的料仓启动后，上下料道会自动的移动至移下料位，当上料道发出上料准备完成的信号，等待机械手下来抓取料。机械手抓取一个毛坯后，料道运动一个工位，使机械手抓取下一零件运动到位，等待机械手抓取料，待毛坯全部加工完成后，料道发出警告，由工人进行下一轮的上料，定节距式轴类料仓的形式如图示。图节距式轴类料仓示意图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的传动系统 - 12 12 定节距轴类料仓较重力式料仓具有不存在卡料的缺陷，可以根据轴类的具体形状设计料仓的工装的形状，可以适用于各种类型的轴类零件，但是价格相对于重力式轴类零件上下料道的较高。本文所用的零件的毛坯是粗糙的表面，如果选择重力式轴类料仓极易发生卡料的现象的发生，所以选择定节距式轴类料仓的形式进行设计。类料仓传动方案的确定定节距式轴类料仓驱动方式采用变频电机驱动，经过涡轮蜗杆减速器减速后，在经过联轴器将转矩传递给链轮的轴传递给链，链上安装链板，链板上安装满足轴类零件的定位的工装，定节距式轴类料仓的运动原理图如图示。从而实现工装与工件一起运动到上料位。在毛坯的上料位和机械手的上料位均安装接近式传感传感器，用以检测工件的到位。图节距式轴类料仓运动原理图定节距式料仓工作原理：定节距式轴类料仓具有手动式模式和自动模式，二者可以相互切换，在机床加工自动线人工上料时，将定节距式轴类料仓切换到手动式，此时料仓和系统间没有交互，上料人员站在毛坯的上料位每上一个工件，按一下移动下一工位按钮，直至定节距式料仓上满料位置。装满料仓后，将料仓切换到自动模式，自动模式与机床加工自动化生产线之间有交互，料仓的链板在电机的驱动下，向机械手抓取工位移动，当机械手上料工位边缘的传感器检测到工件到位，此时传感器向总控系统发出工件到位信号后，电机停止转动，于此同时机械手移动到机械手抓取工位，实现工件的准确抓取。当机械手完成取料后，机械手上料位处的传感器信号消失，系统会给定节距料仓发出移动信号，电机恢复转动，从而下一根料会重复上料动作，直到机械手将料仓上的料都依次取走，此时毛坯上料位的传感器和机械手抓取位置的传感器均检测无料，此时系统会发出无料报警，提示机床加工自动线的料仓需要上料。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设计的传动系统设计 13 截距式点阵式轴类零件上下料仓设计的驱动电机选择节距式轴类的驱动电机额定转速选择根据定节距式轴类料仓的运动速度不超过 s 速度，可以确定电机所需要的转速：定节距式轴类料仓的运动系统的方案均采取：变频电机 +涡轮蜗杆减速机 +链传动形式。料仓的运动系统驱动电机的转速选择由链板的运动速度 1 ，根据传动链轮的分度圆直径 1d ，可计算出的减速器输出轴的转速 1n ： 100060 1111d 传动链轮分度圆直径 1d ； 1n 减速器输出轴的转速 1n 1 料仓链板运动速度由上式涡轮蜗杆减速器轴在链板运动最大快移速度时，减速器输出轴的减速转速1n 为： r / m i 1 4 0 060 0 060= 减速器采用选择蜗轮蜗杆减速齿轮减速器，减速器的参数如图表示。减速器的传动比 30i 减,可得减速器的输入端转速和电机输出转速电 m i n/1 7 6 3m i n/in 减电机电机的额定转速电机额定m 763 电机额定表速器的参数表规格代号单位减速比数值额定输出扭矩 20 108 最大加速扭矩 20 40 大急停扭矩 20 40 2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的传动系统 - 14 14 额定输入转速 r/0 40 3000 最大输入转速 r/0 40 6000 扭转刚性 Nm/0 40 14 许用径向力 2N 20 40 4540 许用轴向力 2N 20 40 3720 使用寿命 h 20 40 大于 30000 效率 20 40 大于 97% 使用温度 20 40 90 润滑防护等级 20 40 装方向 20 40 任意噪音值 0 40 小于 60 重量 0 40 速机轴转动惯量 J 24 定节距式轴类的驱动电机扭矩选择（ 1）必要扭矩的计算由于电机启动时，所需的启动扭矩最大，所以需要先计算启动时的必要扭矩。设工件与工装之间的摩擦力为 F，则摩擦力 F 为：导轨与滑块之间的摩擦因数，； m 工装与工件的总重量， 2 8638 ； g 重力加速度， 2/87.9 ；带入上式，可得工件与工装之间的摩擦力为 F 为：减速机输出轴负载转矩链电机输出轴的负载 M 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设计的传动系统设计 15 考虑到商业电的电压不稳定，安全起见，电机的输入负载为计算电机输入的 2倍，即电机的输出负载应为驱动电机的额定扭矩应满足机参数如表示。表动电机的参数表额定功率额定转矩 0 额定转速 r/500 额定电流 I 10 转子惯量械时间常数 s 机的绝缘等级 B 工作温度 0 55 防护等级机重量速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 16 第三章定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计截距型轴类零件上下料仓基体的结构设计由于定截距的料仓的采用传动链板带动工件传动，料仓的基体需要有足够的强度和刚度条件，本文的定截距料仓的基体采用方钢管焊接而成，方钢管采用标准的冷拔技术成型的零件，由于零件采用焊接的形式制成的，这里的标准的冷拔的钢管的材料采用低碳钢料制成。标准的方钢管的选择参考 094拔异型钢管进行选择，本文选择选用方钢管 4 的形式的方钢管，示。表方钢管的参数基本尺寸截面面积理论重量惯性矩截面模数 A B S S G y y mm Kg/m 60 40 2 准冷拔钢的截面参数如图示，采用合理的布置方钢管的位置进行焊接组成，使得定截距料仓整体有足够的刚度和强度，在传动过程中具有足够的稳定性，更重要的是该材料具有良好的经济性，极易容易获得等特点，方钢管的布置示。图准冷拔钢的截面形状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设计的传动系统设计 17 图钢管的布置形式截距型轴类零件上下料仓传动链装置设计板的选择的形式选择板式输送机的结构型式多样，按规定，板式输送一般可按下述分类：按输送机的安装形式可分为固定式和移动式；按输送机的布置形式可分为水平型 (a)、水平 b)、倾斜型 (c)、倾斜 d)、水平水平型 (e) 、综合型 (f)；具体形式如图示。 (f)(d)(a)(e)(b)(c)图送机的布置形式按牵引构件的结构型式可分为片链式、冲压链式、铸造链式、环链式及模锻可拆链式等；按牵引链的数量可分为单链式和双链式；按底板的结构型式可分为鳞板式和平板式；按输送机的运行特征可分为连续性和脉动式；按驱动方式可分为电力机械驱动式及液力驱动式；按链条的运行方式可分为垂直地链和环型地链；本文的链板采用水平布置、电机式驱动、平板式、双链链式链板形式，链板的组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的传动系统 - 18 18 要的部件有驱动装置、头轮装置、机架、尾轮装置、输送板及牵引链。式输送机的设计计算 1、设计依据：工件质量： 5 工位间距：工位数： 38 个生产节拍：；输送速度：引链条节距： 75 设输送机总的工位数为 19 个，则输送机展开长度 3 4 5 0 m m=19182 =L 输送机头、尾中心距 2 8 5 0 m m=2 150 8)-( 3 4 5 0 / 7 5L 0 设计选 2850 0，链板的设计形式如图示图板的设计形式截距式轴类料仓的工装设计在机械手抓取工件时，定截距料仓上必须对工件进行定位，根据机械手抓取时，重复抓取的定位误差精度为取的手指能够适应的工件的误差不大于1此，工件的误差组要是工件的下料时的误差，每次工件放在料仓上的工装的定位误差，以及料仓的传动误差三者的构成，在这三者中，料仓的工装的设计是必不可少的部分，合理的设计时工件在料仓上定位形式是十分必要的。根据工件的形式为轴类零件形状轴的径向采用 V 型定位形式，圆柱的轴向采用挡块定位，定位形式如图示，用以实现轴类零件的轴向的定位和径向定位。但是，考虑到轴类零件的长度，以及机械手在抓取轴类零件时，需要预留抓取的位置，所以 V 型块设计成两个分开的形式，每一个 V 型块的端部都有安装挡块的位置。具体的形式如图示。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设计的传动系统设计 19 图装的方案截距型轴类料仓检测装置的设计定截距的料仓应具料仓定位，缺料的报警功能，设计时需要考虑料仓与系统之间存在交互，所以设计的时候需要在必要的位置放置传感器上料位置以及料仓与机械手的抓取位置，定节距式料仓工作原理：定节距式轴类料仓具有手动式模式和自动模式，二者可以相互切换，在机床加工自动线人工上料时，将定节距式轴类料仓切换到手动式，此时料仓和系统间没有交互，上料人员站在毛坯的上料位每上一个工件，按一下移动下一工位按钮，直至定节距式料仓上满料位置。装满料仓后，将料仓切换到自动模式，自动模式与机床加工自动化生产线之间有交互，料仓的链板在电机的驱动下，向机械手抓取工位移动，当机械手上料工位边缘的传感器检测到工件到位，此时传感器向总控系统发出工件到位信号后，电机停止转动，于此同时机械手移动到机械手抓取工位，实现工件的准确抓取。当机械手完成取料后，机械手上料位处的传感器信号消失，系统会给定节距料仓发出移动信号，电机恢复转动，从而下一根料会重复上料动作，直到机械手将料仓上的料都依次取走，此时毛坯上料位的传感器和机械手抓取位置的传感器均检测无料，此时系统会发出无料报警，提示机床加工自动线的料仓需要上料。图下神视电传感器感器本文的传感器采用松下神视电传感器感器 (如图示 )，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的传动系统 - 20 20 按照传感器的连接尺寸将传感器布置到料仓的上料位及机械手的抓料位置，示图感器的布置位置沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章基于件进行定截距式轴类料仓建模及装配 21 第四章基于件进行定截距式轴类料仓建模及装配 4.1 件建模与装配概述件建模动化软件是基于特征、参数化实体建模的设计工具。该软件采用形用户界面，该软件具有容易学习和操作简单的特点，可以建立全相关的三维实体模型，能够实现零件图、装配图、工程图等互相关联，方便设计修改。基于特征：由软件的模型树，例如拉伸、旋转、圆角等功能均为特征。特征通常分为基于草图为基础建立的特征和无需在草图的基础上建立特征。参数化：创建特征的尺寸及几何参数，可以被记入并保存在模型中，可以使模型充分体现设计师的设计意图，更重要的是方便设计师的快速修改。实体建模：实体模型是统中所使用的最完整的几何模型。它包含了实体模型中的边和表面所必须的所有线框和表面的几何信息。除此之外，还包含把这些几何体关联一起的拓扑信息。全相关：型中与它的工程图及参考它的装配体是全相关的。对模型修改能自动的反应到相关的工程图和装配体中，同样的对工程图修改后也会相应的反映到模型中 . 件中零件的装配在件常采用自底向上的装配体通过已有零件并调整其方向来创建的。零件在装配体中以零件的形式加入，在零件之间创建配合可以调整它们在装配体中的方向和位置。配合关系是指零件部件的表面或变和基准面、其他的表面或边的约束关系。件中装配体的简历过程如下：创建新装配体向装配体中添加零件进行零件配合依次添加剩余的零部件完成装配体，并保存，完成装配体沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章基于件进行定截距式轴类料仓建模及装配 22 于件进行工装的建模设计再设计零件时，首先需要对零件进行分析，分析出用三维软件绘制零件时，零件由什么特征构成的，特征建立的顺序。在建立模型时，可以参考零件的加工工艺进行建立。本文以立柱为例，详细的介绍件的建模过程。链轮设计步骤如下：建立新文件。单击标准工具栏上的 “新建 ”图标按钮 “ 零件 ”“ 确定 ”。绘制草图 1。从特征管理器中选择，进入草图绘制界面。如图示。单击图标退出绘制草图。图制好的草图 1 绘制草图 2。从特征管理器中选择，进入草图绘制界面。用 “智能尺寸 ”工具标注出如图示的尺寸。单击图标退出绘制草图。图制好的草图 2 建立 “旋转 1”。其方法和小链轮一样。建立 “切除拉伸 1”。参照小链轮建模。建立 “圆周阵列 ”。如图示。单击 “确定 ”图标按钮完成圆周阵列。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章基于件进行定截距式轴类料仓建模及装配 23 图周阵列属性管理器绘制 “草图 3”。建立 “切除拉伸 2”。建立 “倒角 1”。建好的链轮模型如图示。图轮模型通过上述的过程可以依次的建立出每一个需要的零件，为零件的装配奠定基础。用件进行零件装配本文通过创建的零、部件创建定截距式料仓的装配体模型，装配体是由若干个零件和若干个子装配体形成的，最终完成的定截距式料仓的装配体如图示图截距式料仓的配体沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章基于件进行定截距式轴类料仓建模及装配 24 步骤 1 新建装配体图 5.6 配体文件建立首先，单击图的按钮，即【新建文件】；其次，选择合适的模板，本文选择，即【建立装配体】；最后，选择【确定】，完成装配体的文件的建立。步骤 2 插入首个零件图 5.7 件中插入零件首先，单击【插入零部件】，自动弹出【插入零件】对话框；其次，单击【浏览】，插入文件，即完成零部件的插入；最后，在操作界面中，单击鼠标的左键，完成零部件的插入。步骤 3 插入下一个零件步骤 4 创建配合沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章基于件进行定截距式轴类料仓建模及装配 25 首先，单击【配合】，自动弹出【配合】对话框；其次，在操作界面中选择两零部件的位置，完成宽度、重合等配合建立；最后，实现两个工件的装配。步骤 5 重复步骤 4、 5 实现对每个零部件的装配，实现图示的装配体建立步骤 6 保存及装配体文件命名图 5.9 件中装配体的保存首先，单击【保存】，自动弹出【保存】对话框；其次，在文件名输入：轴类零件单 Z 轴桁架自动化上下料系统；最后，点击【保存】，实现文件的保存。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文结论 26 结论毕业设计是本科教学中的最后一个检验本科阶段学习的最终环节，本文设计了

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