4308接插件自动检测上料机构设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共36页)
编号：781616
类型：共享资源
大小：7.22MB
格式：RAR
上传时间：2016-09-18
上传人：圆梦设计Q****9208...
认证信息
个人认证
邱**（实名认证）
湖南
IP属地：湖南
45
积分
- 关 键 词：
-
插件
自动检测
机构
设计
机械
毕业设计
全套
资料
已经
通过
答辩
- 资源描述：
-
4308接插件自动检测上料机构设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,插件,自动检测,机构,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩
- 内容简介：
-
南京理工大学 紫金学院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 许静伟 学 号： 060104260 系 ： 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化 题 目 : 接插件自动检测上料机构设计 指导者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 评阅者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 2010 年 3 月 李清 副教授 毕业设计说明书（论文）中文摘要 本文 介绍了 自动 检测 上料 的概念、发展状况及其组成，气动技术的应用， 本文对 接插件 自动上料装置进行了总体方案设计，针对一台可用于 检测接插件 的 系统 ，设计其自动 检测 上料 的机械部分 。对其进行了详细的机械设计、传动系统设计 、 检测系统设计 以及控制系统设计。设计部分包括：上料机构设计； 运 料机构设计；机构运动学分析；误差 分析； 节拍分析； 动力计算；控制系统；驱动系统；执行系统等。确定了上料机械 的上料机构、运 料机构等的具体尺寸，并对 输送 和控制 部分进行了选择，整个动作的完成是通过 电机驱动同步带， 气缸 推 动 工件 的，并利用 行了编程控制。 关键词 自动上料 检测 节拍 毕业设计说明书（论文）外文摘要 of s on to in of in on as as to so s so on on to is on 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 许静伟 学 号： 060104260 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 接插件自动检测上料机构设计 指 导 教 师 : 李清 （副教授） 2010 年 3 月 18 日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署 意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2007 年 3 月 15 日” 或“ 2007 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 摘要 ：自动化生产的产品常常是成批大量的，在生产 过程中要把工件按一定的节拍和方位送到工作位置。文中针对各种小型柱 、 套 、 盖 、 片等物料的 自动上料，如型号为 计完成了上料站总体结构、气动控制系统原理图、 具有一定的实用价值。 关键词 ： 动上料站 ； 设计 在自动化生产线上，工件按 一定的节拍和方位送到工作位 置 ，经过加工，装配或包装后再取下。如果工件的供送和取下采用手工操作，不仅体力劳动繁重，而且生产效率也不可能提高。本文介绍的自动化生产线设备上料站系统，是在电机驱动下通过皮带传动使摩擦盘式料斗转动，转盘上工件在离心力的作用下进入下料槽，在前面工件进入料槽的同时，后面工件陆续进入料槽，于是实现连续供料。 工件必须按要求停放在规定位置，等待搬运站机械手取走工件，于是这里采用了气动装置运送工件。即在工件进入上料装置后，气动推至指定位置，当料被取走后，上料装置复位，等待下一工件进入，如此往复 循环完成上料。本动作过程中，工件检测通过光电传感器来实 现， 位置的控制是依靠行程开关，整个系统由 种 上 料装置不仪生产率高，且通用性广，适用于各种的 接插件 例如 为了检测这些产品或者检测生产这些产品的设备，那么急需设计出成本较低，测量精度相对较高，测量速度较快的测量装置。如此才可以满足快速发展的自动化生产线对测量技术的更高要求。国外西欧美日等国家在这方面已经有了长足的发展，各种检测设备已投入市场。但是此类设备成本昂贵，且是针对某一检测范围的各种零件的检测。自动化的迅速进展，广大用户要求快速测量工件的整体形状精度，这已成为该领域近期的发展趋势。所以，高价购买的国外检测设备实属浪费。而我国在检测技术上已 达到国际先进水平，只是没有将先进的技术转化为生产力。为解决我国中小企业在检测方面遇到的问题，设计了检测精度、效率都较高的自动检测装置。 目前，我国散状原料的上料系统多采用人工目测上料量及手工操作方式，作业条件差、劳动强度大、生产效率和设备利用率低，生产过程的可靠性、稳定性和精确性都较差，这与许多企业已实现的后段工序生产过程自动化状况极不适应因此应用微机技术 对上 料系统实现自动控制是极为重要的。据资料介绍，德国、日本等工业发达国家已率 先研制出微机控制的冲量式流量计，并广泛应用于冶金、矿山等行业 自动检测 上料 系统模块化技术是制造业由传统的单一品种大批量加工模式向多品种、中小批量方式发展的关键技术之一。该项技术研究开创了一种模块化、组合化的自动检测系统 , 即将整个系统分为几个独立而又互相关联的模块 , 各个模块具有自身的运动精度和位置精度 , 它可缩短自动检测系统研制周期及降低设计成本 , 及时为企业提供所需的自动检测设备。该项目以检测难度大、检测项目多、检测精度 要求高、检测批量大等为特点 , 以油泵油嘴行业的三大精密偶件检测为代表 , 进行了应用研究。自动检测系统由自动上料定位系统 , 全自动分选下料系统等五个部分组成 , 被测工件从上料测量直至下料 , 皆通过高精度的机械及定位系统准确地传送到指定位置。并在测量工位上全自动测量系统又通过二次定位结构 , 保证了测量系统的定位精度 , 同时为根据需求更换测量模块提供 了极大方便。 自动上料模块、下料分选模块的主要技术指标 : (1) 定位精度 : 0. 12) 下料分组数 : 30 组 (3) 效率 : 每 件 6 秒 (4) 无划伤、碰伤、偶件无分离 模块化自动检测系统适用于小型零件或偶件的自动检测分选 , 工件或偶件的尺寸范围在 30 30 80内可直接应用 , 有些做少许改动也能适用。应用自动检测模块化技术 , 研制的小尺寸精密零件及偶件全自动检测与分选设备 , 发挥了机、电、气、光与计算机一体化的优越性 , 设计起点高 , 智能化程度高 , 使得多种几何量参数或多种综合性能参数能同时自动进行高精度测量并自动分选 , 该项技术属国内领先水平。并可推广到汽车、轴承、压缩机、液压、气动等行业应用。 参考文献 ： 1 尚久浩 . 自动机械设计 M北京：中国轻工业出版社， 2003(5) 2 詹宿贤 . 自动机械设计 M北京：北京轻工业出版社， 1987(6) 3 张键民 . 机电 体化系统 M北京：北京理工大学出版社 ， 1996 4 郑叔芳，吴晓 林 . 机械工程测量学 M北京：科学出版社， 1999(9) 5 陈立定 . 电气控制与可编程序控制器的原理及应用 M北京：机械工业出版社， 2004 6 许福玲 . 液压与气动传动 M北京：机械工业出版社， 2004 7 袁任光可编程序控制器选用手册 M北京：机械工业出版社， 2000 8 徐 灏主编机械设计手册第 2卷第 3卷第 4卷北京 1995 9 粱德本、叶王驹主编机械制图手册北京：机械工业出版社 1997 10 (机械设计手册 )联合编写组编机械设计手册上册北京：化学工业出版，1987 11 张毅刚单片 机 原理及应用普通高等教育“十五”国家级规划教材 高等教育出版社 12 刘启中，李荣正编著 海市教育 委员会高校重点教材建设项目北京航空航天大学出版社 13 刘守义智能卡技术高职专系列规划教材西安电子科技大学 出版社 14 章兼源微机控制技术 21世纪高职高专规划教材电子工业出版社 15 林茂料斗式电磁振动供料器的理论分析及实验研究 J 机械工程师，1994， (3) 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 设计方案 ： 1 总体结构装配设计 总体结构 主要由 机架 、转盘、传动系统、电气控制等组成。 上 料依靠转盘转动在摩擦力的作用下 ，工 件作离心运动，完成送料过程 ，根据此 设 计转盘的直径，表面摩擦系数等，考虑 到出 料不能太快，而料又能正常送出，将转 盘 设计成中 间 高、边缘低，这样同时依靠重力的分力作 用 ，就能很好的完成送料，而 又 使出料速度合适。 2 机械部分结构设计 机械部分 主 要是一转盘机构，为保证 工 件在离心力的作用下能够顺利进入 上 料槽，设计 转盘为中间突、周围 凹 的结构，坡度为 5 ，其 工作 受力分析如图 1所示。 心力； 件所在位置的回转半径； 件的下滑力。 当 F0时， 工 件才可以滑落下来。 由上 图 可知，下料条件由摩擦因数、转速和下料点离圆心位置所决定。 3 气动控制系统设计 3 1 气缸设计 因为系统承受负载不大，而 且 行程也不长，本装置选用轻巧型 径为 20构简单，行程可以根据需要选择。采用气缓冲，缸筒为 无 杆缸盖 压 成一体，缸 筒与 杆盖为螺纹连接，缸筒、缸盖和活塞都采用铝合金，轴向尺寸短，重量比其它系列气缸轻 10一 50。 3 2 气缸 控制部分 气缸的运动通过磁铁换向阀控制，根据不同指令控制活塞推出或者拉升，具体控制流程为：行程开关 发出指令使阀的 作，气缸 上 升 撞到行程开关 工作 发出指令使阀的 缸下降。气动控制原理如图 2所示 。 4 电气控制系统设计 4 1 变频器部分 (1)变频器的选用 设计中采用的电机由于转速过高，不利于上料控制，而变频器作为现在工控领域的重要组成部分，已充分运用于电机的控制中。随着微电子技术的高速发展，变频技术已越来越成熟。对于本套上料站装置，考虑到实用 性及价格，采用了丹佛斯 率为 0 5 (2)变频器的连线，参数设置 变频器端子连线图如图 3。 4 2 目前， 市场上 格各异。作为整个系统的主控核 心，必须选择性能稳定的 里选择了目前工业控制领域 较为普遍使用的三菱控制器。型号为： 6 (1)I/按下启动按钮 料站开始工作。采用光电传感器进行感应并发出相关指令，阀体直接控制气缸，而对上料过程进行控制。急停按钮可终止任何操作， 所有影响阀体的输出被复位。 (2)程序设计 根据控制系统工艺过程要求，设计梯形图程序如图 4。 4 3 运行调试 本上料站以 动完成上料动作。由变频器控制电机的转矩和速度，通过变频器参数设置等，都是可调的。因此，根据不同的上料要求，可以做出相应的调整，使得这套系统的使用范围更为广泛。 系统供电前，检查电路及仪器是否正常，确保一切正常安全的情况下启动电源。保证有料供应的情况下，开始调试。首先，将变频器输出频率调到 然后慢慢增大，确定一个适合的上料速度，并将其锁定。与此同时，将 编好的程序输入 让其试运行，发现错误及时改正。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 本科毕业设计说明书（论文） 第 页 共 页 目 次 1 绪论 1 动检测上料现状 1 动检测上料的意义 1 2 上料检测机构的 构造及 其 工艺分析 2 检测元件的介绍 2 料检测机构的构造 4 艺分析 4 3 自动检测上料机构设计方案 5 定设计方案 6 计方案论证 8 4 主要零件的选择及计算 9 机的选择 9 步带传动设计 12 动控制系统设计 18 动导轨的设计 26 5 其它零件的选择及计算 29 架的选择 29 道的设计 30 板的选用 30 6 总装配体的 设计 30 装配图 30 构的安装与调试 32 结论 33 致谢 34 参考文献 35 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系： 06 机械系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 许静伟 学 号： 060104260 外文出处： F 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文 法国 半自动 邮件收集分拣装置 M. a M. a 要 邮件 准备工作的最后步骤 之一，主要仍是在法国进行手动 操作 。 进行的一项研究 的 不同 数据表明 自动化 分拣显示出较便宜，除了传统的慢 手工分拣 设备 中 需要， 也可以在主要 排序中心 中使用 。其主要目的是 参与并 找出从中存在的 问题 ，这也为了在今天筹备过程中，薄弱环节能在合作与分工的工作中所体现出来 。 为了分离和堆 栈 邮件 ，法国邮政选择了半自动装置与 产的剔除装置 结合使用， 是一种 取代手工分拣 的机器。这种装置名为 自动化分拣 装置 ，是 在位于 装置 上游进行分拣与 剔 除。该系统帮助合作社自动剔除和堆栈上游的可分拣邮件 。 这个介绍描述了本设备的 职能和性能。 导言 上下文 在 1998 年 ，法国邮政收购了 11 家 置 以 准备 成立 从邮筒收集邮件 的 分拣中心。这些 机器 只有当 寸的邮件通过时才会被收入否则就被剔除 。 目前，邮件从邮筒收集必须手动处理。此邮件是 有带字母，扁平， 非 加工 信件组成 。 扁平 和非 加工 信件约 占 8左右。 手工操作的主要内容是从大量 邮件流 中剔除扁平 和厚厚的信件，然后堆放 到处理信件的 手工分拣设备 中 。 此操作并不需要特别的设备，只 需要 一个大桌，一些小 盘 子 。本 装置 的缺点是它的低盈利 性和低效率性 ，是一种非工业化进程 的 邮政自动化。 第 15 届国际邮政自动化会议 1 法国 目 标 法国邮政已开 设 一个专门的组织结构，努力改善在这个邮件的一部分程序的编制 单位 。他的目标是取得出线权，然后部署工作上 层 工业组织的 11 置 。 功能描述 工艺 邮件功能界别的 制 备与 备区机械化发 展的主要 特 点 如 下： 邮件准备任务 工作领域的体制改革工业化 提高工作区的功能分析的工作效率 我们开展了对下列工作的 流程 研究 （图 1）。 图 1 邮件制备 流程 2 第 15 届国际邮政自动化会议 法国 当人们开始考虑从 各种形态的邮件 中把 它们按 不同种类的分拣开时 ， 就 意味着技术解决方案的能力应付 的 所有情况都将是复杂和昂贵 的 。 对这些决定保留 人工 剔除 的 的人的理由是这种方式 适应后箱邮件的特殊性， 从而精心设计出一种 舒适的座位工作站 ，以满足这种需要。 机械化的主要是应用于堆叠功能，是 一种 简单的技术解决方案的开发手段，以限制 采购和维护费用。 技术说明 所需占地面积为 自动化分拣装置 的 2 个 输入站： 5x 4包括 手动部分 ） 电源供应： 220V 伏特 /十六安培 一 剔除 站吞吐量 能达到 8的单位（不散装）： 14,000 封 /小时 吞吐量的堆叠模块： 30,000 封 /小时 司的 上游堆容量： 2 米（约 1600 封 ） 图 2 自动化分拣 装置 第 15 届国际邮政自动化会议 3 法国 自动化分拣装置 在邮件中心 的 项目 自动化分拣装置 已安装完毕，自 2002 年 11 月运营。 它 的结构 是 一个 倾斜的邮件收集盘的 上料机构 。 有人指出，分流操作工 能 很快地 适应于 设备 的操作 和赞赏坐着工作的 这种方式 。 上 料控制，踏板以一英尺的 长度 ，使他们能够控制邮件流，因为它是到隔离带 才 卸载。这是一个 很宽 的，缓慢移 动带，操作工有第二个脚踏，以避免任何溢 出停止的可能性。机械化邮件的传递通过 剔除 站 时 没有任何关于 手动 执行部分的行动。 被 剔 除 的 扁平信件通过 滚动传送带放在盘的前面。完整的 信件被 托盘推 入 收集机构 ，在其中一个输送末 尾 是手动 结构。然后替换 他们为 空托盘。触 点能 检查出 任何厚厚的对象或 那些 其中包含形态 中能有 被识别 特点 的对象 。 机械化邮件 是 从一个倾斜的传送 带， 进入 两个 分开的 邮件流 输入站。 然后 通过一个小漏斗 并 随机移动到一个 倾斜 带 上 。这 个传送带 不再 带动在带 边缘的那些信件 。然后 将 它们堆积和储存在一个 2 米 的 移动堆 中 ，它提供了邮件 的 置 手动接驳 。 安装 自动化分拣装置 很容易安装，因为它支持多种配置。因此， 它 可以适应楼宇的设计，输入站和单位输出可 以定位，以适应现有的邮件流 尺 寸 自动化分拣装置 的 噪音低于 68 分贝。它由 240 伏为 16A 的电源供电 ，不需要任何其他动力源。 项目管理 法国邮政建立了（图 3）与单个输入站配备原型。之后，试验的结果进令人鼓舞 ，设 备是安装在南特分拣中心，以 测试 在实际运作情况的 各项 职能 与 性能。自动化分拣机构 系统进行 的 测试使用 了 真实 的 邮件 。 该项目是在向几个供应商，以及 司 选择建 造 的第一 台自动化分拣装置 ，在同行中达到 领先 水平 。该 设备安装在南特分拣中心，两个输入 剔除 站，以验证设计的工业生产。 在第一台自动化分拣装置 被测试认证后，剩余的同类设备将会被陆续安装。 4 第 15 届国际邮政自动化会议 法国 图 3 自动化分拣装置 原型 第一次 试验表明，有一个堆栈的 操作存在 质量缺陷。这一缺陷 具体表 现为信件流的增加。 法国邮政和 性能和吞吐量 上 作出了修改，目标 旨 在 提高 堆栈的质量。这些 项目 目前正在观察，并将 被 入他们的系列产品 中 。 而 正确的运作程序验证，将 会 在 6 月初 展开 。 第 15 届国际邮政自动化会议 5 法国 储蓄 我们建议比较邮件的 2 种盈利能力方面的准备， 要 根据单位和非比例 加工 信 件的情况来确定 。我们 研究了从邮筒 到 大宗 邮件流， 这就是我们整齐地堆放在托盘上没有邮件的邮件准备区的 入口 。 1 自动化收集分拣装置带剔除器 ：在 2 个剔除站 单位成本 的花销上 低于 60 000欧元。 2 传统的剔除装置 ：在系列单位成本的 剔除 部分 花销 估计为 180000 欧元 工作 站 设备 的数目 ： 自动化分拣装置工作站 的数量 2 ：分类站 1 ： 垃圾邮件 上料 及接驳模块 1 ：堆垛机 2 或 3： 拒绝 邮件处理，按单位和非比例 机械化邮件 吞吐量特点： 自 动装置 操作 该瓦楞机 吞吐量为每小时 30,000 信，总是比 自动化分拣机构 高 ;而后者 是在从量的角度 体现出 来的薄弱环节。 后者 的吞吐量可达每小时 封。这吞吐量逐步呈下降趋势， 这取决于剔除 操作工能力，以消除手工单位及非这些项目的比例上升机械化邮件 等多方面因素 。 6 手动 剔除装置工作站 的数量 1 或 2 ： 群发邮件 上料 ，根据单位和非比例 机械化电子邮件 1 ： 堆垛机 2 或 3 ： 拒绝 邮件处理，按单位和非比例机 械化邮件 手动 装置 操作 手动 吞吐量可达每小时 30000 封。这吞吐量递减，这取决于对 剔除 的能力，以消除部分自动单位及非这些项目的比例上升机械化邮件 等多方面因素 。 第 15 届国际邮政自动化会议法国 图 4 扁平 和非机动邮件 的比例 盈利能力 自动化 分拣装置 解决了很多问题诸如使 单位和非比例 加工 电子邮件 的数量 围绕 10的平均水平。它实际上 比以前 更好 因为 它比较 轻， 而且 吞吐量也很不 错。 如果 一个自动戳 的维护 费用 还 高 那就 没有道理 了 。 自动剔除的选择取 决于单位和非比例 的垃圾邮件流 加工 邮件 这 2 种 ，在经济上合理时： 无论不可加工邮件 的比例是高还 是非常低的情况下：， 手动 的吞吐量更高， 自动化分拣机构 的吞吐量是有限的 ， 是 封，最高 /小时， 只有在非 高 加工 邮件 比例的 情况下：， 手动 的吞吐量成为优于 自动化分拣机构 。 第 15 届国际邮政自动化会议 7 法国 图 5 扁平 和非 加工 邮件 的比例 结论 自动化分拣装置 是一个简单的装置。手动分离使所有非 正常的 个案 进入 信箱邮件流进行处理。该解决方案提供了 高度自 适应 的灵活性，以 旨 在 针对 邮件流的变化：它是更有效 的 ，因为它放在任何机械化 操作 上 端 。分流操作 工能迅速掌握所需技能，这使得他们能够在邮件生产单位多价情况 情况下产生 十分多样 的变化 。 在修改 方面 的可能性 来说 ， 自动化分拣装置 配置使其能够适应不同布局和 使 邮件流在不同的地点组织 到一起 。 修改 可以使有关 个例 在分离分流站被 直接剔除 。 最后，适当的投资成本 表明也 保证 自动化分拣机构 早期的盈利能力。 词汇表 动分拣装置 动 剔除装置 除 装置 8 第 15 届国际邮政自动化会议 附件 2：外文原文 F . a . a is of is A on of be in to in To a in ( is of to of of of n 998, 1 to in at a of 5 be is of % of of C no a of it is a 15 a on a to in of he is to to of of 1 he of of Cs is of of of he we of ). C C 15he of to be on of a of be it to to of a to to of by of in to of 5x 4C) 220 16 of % of 14,000 of 30,000 of C: 2m (,600 C 5 in 002. by of It to by of a to as it is is a of a to is on of at in on a by in a at of A or to be is a of is a a of on in a 2up to of C. is to it a of It be to of be to in of is 8 It is 40V 6A a a ) a of in to of of in of to to of in in to of be of 4 15 he a in of of of to in in of be in of be at 15 e to of on of We in is no in at of 1. a in of is 0,000 2. in of is 80,000 of on of FC of : : : : to of : to of : :to of he of 0,000 is in of of of is up 5,000 to on of to as of of FC is up 0,000 on of to as of 6 151000 29000 27000 25000 23000 21000 19000 17000 15000 0% 5% 10% 15% 20% C is of is an 0%. It is so is of an is of on of in is of is in of FC is s is by to a 5,000 or of is in of FC C. 15 0% 5% 10% 15% 20% is a in to be a of of to in it is it is of to be in a of of it to be to of at be so at of of a to of a C: 15 本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 36 页 1 绪论 在自动化生产线上，工件按一定的节拍和方位送到工作位 置 ，经过加工，装配或包装后再取下。如果工件的供送和取下采 用手工操作，不仅体力劳动繁重，而且生产效率也不可能提高。本文介绍 的 接插件自动检测上料机构生产设备 系统，是在电机驱动下通过皮带 （同步带）传动将接插件原料输送到汽缸前，在汽缸的推力下 进入下料槽，在前面工件进入料槽的同时，后面工件陆续进入料槽，于是实现连续供料。 工件必须按要求停放在规定位置，等待搬运站机械手取走工件，于是这里采用了气动装置运送工件。即在工件进入上料装置后，气动推至指定位置，当料被取走后 ，上料装置复位，等待下一工件进入，如此往复循环完成上料。本动作过程中，工件检测通过光电传感器来实现，位置的控制是依靠行程开关，整个系统由 制。这种上料装置不仪生产率高，且通用性广，适用于各种的接插件 例如 零件的自动上料。该课题来源于生产实际，主要解决生产中人工检测接插件效率低、劳动强度大、误判等问题，为企业设计接插件的自动检测装置，实现接插件检测上料自动化，实现不良品的自动判别和剔除，提升企业生产技术水平，并为同类问题的解决提供参考方案。 1 1 自动检测上料 现状 自动化生产的产品常常是成批大 量的，在生产 过程中要把工件按一定的节拍和方位送到工作位置。文中针对各种小型柱、套、盖、片等物料的 自动上料，如型号为 计完成了上料站总体结构、气动控制系统原理图、 具有一定的实用价值。 为了检测这些产品或者检测生产这些产品的设备，那么急需设计出成本较低，测量精度相对较高，测量速度较快的测量装置。如此才可以满足快速发展的自动化生产线对测量技术的更高要求。国外西欧美日等国家在这方面已经有了长足的发展，各种检测设备已投入市场。但是此类设备成本昂贵，且是针对某一检测范围的各种零件的检测 。自动化的迅速进展，广大用户要求快速测量工件的整体形状精度，这已成为该领域近期的发展趋势。所以，高价购买的国外检测设备实属浪费。而我国在检测技术上已 达到国际先进水平，只是没有将先进的技术转化为生产力。为解决我国中小企业在检测方面遇到的问题，设计了检测精度、效率都较高的自动检测装置。 1 2 自动检测上料的意义 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 36 页 目前，我国散状原料的上料系统多采用人工目测上料量及手工操作方式，作业条件差、劳动强度大、生产效率和设备利用率低，生产过程的可靠性、稳定性和精确性都较差，这与许多企业已实现的后段工序生产过程自动化状况极 不适应因此应用微机技术对上料系统实现自动控制是极为重要的。据资料介绍，德国、日本等工业发达国家已率先研制出微机控制的冲量式流量计，并广泛应用于冶金、矿山等行业 自动检测 上料 系统模块化技术是制造业由传统的单一品种大批量加工模式向多品种、中小批量方式发展的关键技术之一。该项技术研究开创了一种模块化、组合化的自动检测系统 , 即将整个系统分为几个独立而又互相关联的模块 , 各个模块具有自身的运动精度和位置精度 , 它可缩短自动检测系统研制周期及降低设计成本 , 及时为企业提供所需的自动检测设备。该项目以检测难度大、检 测项目多、检测精度要求高、检测批量大等为特点 , 以油泵油嘴行业的三大精密偶件检测为代表 , 进行了应用研究。自动检测系统由自动上料定位系统 , 全自动分选下料系统等五个部分组成 , 被测工件从上料测量直至下料 , 皆通过高精度的机械及定位系统准确地传送到指定位置。并在测量工位上全自动测量系统又通过二次定位结构 , 保证了测量系统的定位精度 , 同时为根据需求更换测量模块提供 了极大方便。 模块化自动检测系统适用于小型零件或偶件的自动检测分选 , 工件或偶件的尺寸范围在 30 30 80内可直接应用 , 有些做少许改动也 能适用。应用自动检测模块化技术 , 研制的小尺寸精密零件及偶件全自动检测与分选设备 , 发挥了机、电、气、光与计算机一体化的优越性 , 设计起点高 , 智能化程度高 , 使得多种几何量参数或多种综合性能参数能同时自动进行高精度测量并自动分选 , 该项技术属国内领先水平。并可推广到汽车、轴承、压缩机、液压、气动等行业应用。 为某电子接插件产品设计自动检测装置，实现自动上料、卸料，完成对该产品的 检测，完成 将相应不良品分别剔除。 2 上料 检测 机构的 构造及其工艺分析 2 1 被检测元件 的 介绍 2 1 1 网卡接口 口通常用于数据传输，最常见的应用为网卡接口。 各种不同接头的一种类型（例如： 是接头的一种类型，不过它是电话上用的）； 跟据线的排序不同的法有两种，一种是橙白、橙、 本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 36 页 绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕；另一种是绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕；因此使用 头的线也有两种即：直通线、交插线。 10 100口是常用的以太网接口，支持 10 兆和 100 兆自适应的网络连接速度 ， 网卡上以及 接口的外观为 8 芯母 插座 ，如图 1： 、 图 1 接口 口 的 ， 网线为 8 芯公插头 2 1 2 网线插头 网线插头又称水晶头，共有八芯做成，广泛应用于局域网和 带上网用户的网络设备间网线（称作五类线或双绞线）的连接。在具体应用时，插头和网线有两种连接方法（线序），分别称作 序和 序 。 如图 2： 图 2 接头 网线插头引脚号的识别方法是：手拿插头，有 8 个小镀金片的一端向上，有网线装入的矩形大口的一端向下，同时将没有 细长塑料卡销的那个面对着你的眼睛，从左边第一个小镀金片开始依次是第 1 脚、第 2 脚、 、第 8 脚。 2 1 3 网卡接 插件 规格参数 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 36 页 图 3 接插件规格 2 2 上料 检测 机构的构造 图 4 整体结构 整个机构的构造如图 4 所示，主要包括：电机，同步带（轮）， 汽缸， 传动轴，卡槽，检测电路，支撑架和底板等。 2 3 工艺分析 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 36 页 2 3 1 原始数据及技术要求 1） 装置的设计以某一接插件为例，如 2） 检测要求： 良品剔除； 良品剔除； 良品 剔除。 3） 合格产品直接流入生产流线，装置的总体外形尺寸尽量小。 2 3 2 自动上料模块、下料分选模块的主要技术指标 为某电子接插件产品设计自动检测装置，实现自动上料、卸料，完成对该产品的检测，完成 将相应不良品分别剔除。 1) 定位精度 : 0. 1) 下料分组数 : 6 组 3) 效率 : 每件 2 秒 4) 无划伤、碰伤、工 件无分离 2 3 3 外部控制 1) 同步带 要求顺着到所上料仓的上料方向逆起顺停。 2) 同步带 控制从属于流程选择方式 :自动、手动、 非常手动。 3) 当 同步带 带工作机在自动方式时， 汽缸 、 卡槽 及推杆根据需要可以工作在 手动或非常手动方式。 2 3 4 连锁控制 1)汽缸 在自动、手动、非常手动等上位操作方式下，只要皮带 未运 行， 汽缸 不运行。 2) 当所设定的上料 量 完成后， 自动停机。 3) 汽缸 在自动、手动操作方式下，当所选择的上料料仓到达 汽缸 位或 卡槽 位时， 汽缸 自动停止。 3 自动检测上料 机构 设计方案 由以上分析可知 ，从接插件的运送到自动检测再到最后的判断（合格品流入生产线 不合格品被剔除），需要两大条件： 中 包含多个工位，每个工位之间必须紧密联系，相互配合。 就包含多个传动和输送单元， 例如电机，同步带轮，汽缸，卡槽等。以下对各个部分进行具体分析。 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 36 页 定设计方案 本机构的目的是为了达到接插件检测的自动化，同时又要保证检测 ，上料，剔除等工序的连续进行，因此必须从电气和力学两方面入手。开始时同步带轮被电机带动，进行匀速转动，从而带动同步带向前移动。被检测的 接口由人工放置于同步带上。在此，切记一重要步骤：即让接口的口部面向着正方向。后面会提到为什么需要这么做。在这里选择同步带结构 ， 如图 5所示 。 图 5 同步带 主要考虑到工件的匀速前进，以及工序的连续性。 工件通过同步带到达第 一个工位， 即等待工位。 即进入一个横向的流道，这个流道与同步带处于同一平面但互相垂直。这时第一个进入的工件被流道挡板 挡住，气缸在 工件推入横向流道，一直推到流道末端，被挡板挡住。此时就进入了第 二 个工位。 即待检测工位。 横向流道如图 6所示 。 图 6 通道 接着气缸回复到原位，而同步带在同一时刻把第二个工件已经输送到第一工位，工件同样被挡板挡住，由气缸推入第二工位。而刚才的第一 个零件，被一 个带有 6个等宽和等高槽的卡板卡起，这里槽的宽度与深度，都和工件自身的尺寸相匹配。卡板如图 7所示 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 36 页 图 7 卡板 为一带有滑块的薄板。而这块卡板，为整个机构 的一个核心运动部件。 机构的设计目的，就是要让卡板在同一平面内，作 及作 而形成一个整体运动，这个运动相当于一个往复回路，运动轨迹是一个矩形。 而卡板的起始位置，就是这个坐标轴的零点。其运动如图 8。 图 8 运动简图 要实现这个设想，就必须 放置一根横向导轨和一根纵向导轨。其中横向导轨的一端，连接另一个纵向滑块，而 纵向导轨直接与地面相连接。这样，卡板上的滑块就能在横向导轨上水平方向移动，同时横向导轨上的滑块在纵向导轨上竖直方向移动，就达到了所预期的四方位往复运动。两根导轨如图 9所示 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 36 页 图 9 导轨 为了让滑块移动，我们 在这里采用了 2个型号相同的气缸做控制单元。一个设置在横向滑块上，推动滑块进行横向运动。一个设置在纵向滑块上，推动滑块进行纵向运动。 气缸的缸头推进部分用螺钉与滑块进行紧固，另一端缸体固定于地面。气缸推动的节拍也全程由 缸如图 10所示 图 10 气缸 刚才进入卡板的第一个工件，此时 被卡板卡住 ，向 向X 轴方向进给一个单位。此时的工件进入第三个工位，即检测工位。因为卡板上设置了 6 个卡槽，我们在这规定，第 1， 3， 5 号槽为检测槽，分别 进行 接插口的 测， 测， 断检测。第 2， 4， 6 号槽为剔除槽，与 1， 3， 5 号槽分别对应。在 每个槽的缺口处，各用一个气缸与之匹配。其中 1， 3， 5号气缸头安装上检测用 2， 4， 6号气缸则为剔除气缸。另外， 1， 3， 5 号气缸的运作是同步进行的，这样的目的是为了使检测时间缩短，可以同时检测 3个接口，从而提高了生产 效率。 例如 ： 第 1 号槽检测接插口的 合格，则由卡板 运至 2 号卡槽 停留一下再 运送到 3 号卡槽，进行 测。如果 测不合格，则运送至 2 号卡槽 后 ， 剔除气缸工作，对工件 进行剔除。待 3号卡槽检测 由 卡板运至 4号卡槽，停留下再运至 5号卡槽进行 测不合格，则在4 号卡糟处，由气缸进行剔除。如果 断检测为不合格，则在 6 号卡槽处进行剔除。待 3道检测程序都结束后， 合格接插口 由卡板运送至 检测系统末端，直接流入生产线。值得注意的是，卡板在 2个控制运动气缸的作用下， 全程做着往复运动，使下一个工件也经过刚才的一道道工序，达到完全一样的效果。并且每个工件间是紧密而连续的，其中的检测气缸和剔除气缸的节拍，都由 3 2 设计方案论证 为达到 从上料到检测再到不合格品的剔除最后到合格品直接流入生产线这一系 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 36 页 列的工作，我们必须将整个机构划分为几个大的部分。其相互之间的联系与配合如图11所示，这个框图直接阐明了机构运作的过程。 图 11 流程 图 4 主要零件的 选择 及计算 4 1 电机的选择 为了解决几个工位节拍和配合的问题，本机构将选用步进电机。 步进电机是将电 脉冲 信号转变为角位移或线位移的开环控制元 件。在非超载的情况下 ，电机的转速、停止的位 置， 只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按 图 12 步进电机 设定的方向转动一个固定的角度，称为 “ 步距角 ” ，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。由于脉冲信号数与步距角的线性关系，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 检测气缸 合格品 不合格品 生产线 剔除气缸剔除 接插件 同步带 助推气缸 卡板 X， 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 36 页 步进电机是一种 感应电机 ，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机， 交流电机 在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控 制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一 , 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 4 1 1 分类 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（ 永磁式步进电机（ 混合式步进电 机 （ 单相式步进电机等。 永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积小，步进角 为 或 15 度； 反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为 ，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。 混合式步进电机是 指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角 为 而五相步进角 为 。这种步进电机的应用最为广泛。 4 1 2 基本原理 通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时 ，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数图 13 内部结构 量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 36 页 步进电机的转动 。 4 1 3 步进电机的一些基本参数 电机固有步距角： 它表示控制系统每发一个步进脉 冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如 86电机给出的值为 （表示半步工作时为 、整步工作时为 ），这个步距角可以称之为 电机固有步距角 ，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。 步进电机的相数： 是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为 、三相的为 、五相的为 。在没有细 分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则 相数 将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。 保持转矩（ 是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说 步进电机，在没有特殊说 明的情况下是指保持转矩为 步进电机。 是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。 国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有 4 1 4 步进电机的 特点 1） 一般步进电机的精度为步进角的 3且不累积。 2） 步进电机外表允许的最高温度 。 步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决 于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏 130 度以上，有的甚至高达摄氏 200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏 80 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 36 页 3） 步进电机的力矩会随转速的升高而下 降 。 当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 4） 步进电机低速时可以正常运转 ,但若高于一定速度就无法启动 ,并伴有啸叫声 。步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频 率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。 步进电动机 以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。 4 1 5 步进电机的选择 步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。 1） 步距角的选择 电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速）。电机的步距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电机的步距角一般有 相电机）、 、四相电机）、 3度（三相电机）等。 2） 静力矩的选择 步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往 往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下，静力矩应为摩擦负载的 2力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几何尺寸） 3） 电流的选择 静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流（参考驱动电源、及驱动电压） 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 36 页 综上所述选择电机一般应遵循以 下步骤： 在此，我们选用型号为 相步进电机 。 4 1 6 电机的参数计算 功率 ，扭矩与转速 计算 ： P= M =2n/60 P=20 其 为每秒角速度，单位为弧度， 米 P=200( 半步工作） 其中 秒脉冲数（简称 4 2 同步带 传动 设计 同步带传动早在 1900 年已有人研究并多次提出专利，但其实用化却是在二次世界大战以后。由于同步带是一种兼有链、齿轮、三角胶带优点的传动零件，随着二次大战后工业的发展而得到重视，于 1940 年由美国尤尼罗尔 (胶公司首先加以开发。 1946年辛加公司把同步带用于缝纫机针和缠线管的同步传动上，取得显著效益，并被逐渐引用到其他机械传动上。同步带传动的开发和应用，至今仅 60余年，但在各方面已取得迅速进展。 4 2 1 分类 1） 按用途分 (1) 一般工业 用同步带传动 即 梯形齿同步带 传动（图 14） 。它主要用于中、小功率的同步带传动，如各种仪器、计算机、轻工机械中均采用这种同步带传动。 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 36 页 (2) 高转矩同步带传动 又称 由于其齿形呈圆弧状 (图 6在我国通称为 圆弧齿同步带 传动。它主要用于重型机械的传动中，如运输机械 (飞机、汽车 )、石油机械 和机床、发电机等的传动。 图 14 带轮结构 (3) 特种 规格同步带 传动 这是根据某种 机器特殊需要而采用的特种 规格同步带 传动，如工业缝纫机用的、汽车发动机用的同步带传动。 (4) 特殊用途的同步带传动 即为适应特殊工作环境制造的同步带。 2） 按规格制度分 (1) 模数制 同步带主要参数是模数 m(与齿轮相同 )，根据不同的模数数值来确定带的型号及结构参数。在 60年代该种规格制度曾应用于日、 意、苏等国，后随国际交流的需要，各国同步带规格制度逐渐统一到节距制。目前仅前苏联及东欧各国仍采用模数制。 图 15 齿型 节距 齿厚 带厚 (2) 节距制 即 同步带 的主要参数是带齿节距，按节距大小不 同，相应带、轮有不同的结构尺寸。该种规格制度目前被列为国际标准 。 由于节距制来源于英、美，其计量单位为英制或经换算的公制单位。 (3) 步带传动 国家标准制定的规格制度。其主 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 36 页 要参数为齿节距，但标准节距数值不同于 量单位为公制。在我国，由于德国进口设备较多，故 着人们对齿形应力分布的解析，开发出了传递功率更大的 圆弧齿同步带 ，紧接着人们根据渐开线的展成运动，又开发出了与渐开线相近似的多圆弧齿形，使带齿和带轮能更好的啮合 ，使得同步带传动啮合性能和传动性 得到进一步优化，且传动变得更平稳、 同步带精确 、噪音更小。三种齿形传递能力、噪音水平、打滑扭矩的比较如图 图 16 比较图 4 2 2 同步带传动的优缺点 1） 工作时无滑动，有准确的传动比 同步带传动是一种啮合传动，虽然 同步带 是弹性体，但由于其中承受负载的承载绳具有在拉力作用下不伸长的特性，故能保 持带节距不变，使带与轮齿槽能正确啮合，实现无滑差的同步传动，获得精确的传动比。 2） 传动效率高，节能效果好 由于同步带作无滑动的同步传动，故有较高的传动效率，一般可达 与三角带传动相比，有明显的节能效果。 3） 传动比范围大，结构紧凑 同步带传动的传动比一般可达到 右，而且在大传动比情况下，其结构比三角带传动紧凑。因为同步带传动是啮合传动，其带轮直径比依靠摩擦力来传递动力的三角带带轮要小得多，此外由于同步带不需要大的张紧力，使带轮轴和轴承的尺寸都可减小。所以与三角带传动相比，在同 样的传动比下，同步带传动具有较紧凑的结构。 4） 维护保养方便，运转费用低 由于同步带中承载绳采用伸长率很小的玻璃纤维、钢丝等材料制成，故在运转过程中带伸长很小，不需要像三角带、链传动等需经常调整张紧力。此 外，同步带在运转中也不需要任何润滑，所以维护保养很方便，运转费 比三角带、链、齿轮要低得多。 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 36 页 5） 恶劣环境条件下仍能正常工作 尽管同步带传动与其它传动相比有以上优点，但它对安装时的中心距要求等方面极其严格，同时制造工艺复杂、制造成本高。 4 2 3 同步带的结构和尺寸规格 1） 同步带结构 如图 17所示，同步带一般由承载绳、带齿、带背和包布层组成。 工业用同步带带轮及截面形状如图所示。 图 17 同步带结构 1 带背 2 承载绳 3 带齿 4 包布带 图 18 常用同步带轮结构 a)b)梯形齿同步带 c)圆弧齿同步带 d)梯形齿双面同步带 e)圆弧齿双面同步带 f)交错双面齿同步带 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 36 页 图 19 常用同步带结构 2） 同步带规格型号 根据国标 1161611362国 同步带型号 及标记方法分别如表 1和图 20所示。 4 2 4 同步带的设计计算 失效形式和计算准则 同步带传动主要失效形式有： 1) 承载绳断裂 原因是带型号过小和小带轮直径过小等。 表 1 同步带型号 型 号 名 称 节 距 mm L(H(最轻型 超轻型 特轻型 轻 型 重 型 特重型 最重型 ) ) ) ) ) a) (b) 图 20 同步带标记举例 (a) 单面齿同步带标记 (b) 双面齿同步带标记 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 36 页 2) 爬齿和跳齿 原因是同步带传递的圆周力过大、 带与带轮间的节距差值过大、带的初拉力过小等。 3) 带齿的磨损 原因是带齿与轮齿的啮合干涉、带的张紧力过大等。 4) 其他失效方式 带和带轮的制造安装误差引起的带轮棱边磨损、带与带轮的节距差值太大和啮合齿数过 少引起的带齿剪切破坏、同步带背的龟裂、承载绳抽出和包布层脱落等 。 在正常的工作条件下，同步带传动的设计准则是在不打滑的条件下，保证同步带的抗拉强度。在灰尘杂质较多的条件下，则应保证带齿的一定耐磨性。 同步带是以钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以聚氨酯或氯丁橡胶的环形带，带的内周制成齿状，使其与齿形 带轮啮合。 同步 带传动 时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度 80 ， v50m/s， P300kw,i10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。 同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达 1:10。允许线速度可达 50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达 98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。 本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。 4 2 5 同步轮简介 同步轮 ,一般由材料 45#钢 ,铝合金 ,铜，尼龙等 ,材料加工而成 . 广泛用于机床纺织印刷食品包装电线电缆仪器仪表石油化工烟草通讯等各行业的新型机械带传动中。 同步轮与同步带配合使用 ! 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 36 页 图 21 同步轮 同步轮规格 梯形齿 T 型同步带轮 同步带轮 4 2 6 同步带轮的计算公式 同步带轮的节圆直径计算： Dp=pZ/ 节径 Z ： 齿数 ： 圆周率 同步带轮实际外圆直径计算 ： 径 ：节顶距 同步带轮中心距及同步带节线长计算 4)(2C 22 L ：近似皮带节线长 C ： 两轴的中心距 大带轮的节径 小带轮节径 中心距的确定 ()( B= L L： 皮带节线长 4 3 气动控制系统设计 4 3 1 气缸的 介绍 引导 活塞 在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。工质在 发动机 气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在 压缩机 气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称 “ 气缸 ” 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 36 页 气缸的应用领域：印刷（ 张力控制）、半导体（点焊机、芯片研磨）、自动化控制、机器人等等 。 因为系统承受负载不大，而且行程也不长，本装置选用轻巧型 径为 20构简单，行程可以根据需要选择。采用气缓冲，缸筒为无杆缸盖压成一体，缸筒与杆盖为螺纹连接，缸筒、缸盖和活塞都采用铝合金，轴向尺寸短，重量比其它系列气缸轻 10一 50。 4 3 2 气缸的种类 气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。气缸有作往复直线运动的和作往复摆动的两类（见图）。作往复直线运动的气缸又可分为单作用、双作用、膜片式和 冲击气缸 4 种 。 单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气 聚 能 产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠弹簧 图 22 气缸 或自重返回 。 双作用气缸：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力 。 膜片式气缸：用膜片代替 活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。它的密封性能好，但行程短 。 冲击气缸：这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速 (10 20 米秒 )运动的动能，借以作功。冲击气缸增加了带有喷口和泄流口的中盖。中盖和活塞把气缸分成储气腔、头腔和尾腔三室。它广泛用 于下料、冲孔、破碎和成型等多种作业。作往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴作摆动运动，摆动角小于 280 。此外，还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。 4 3 3 气缸的作用与分类 将 压缩空气 的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动 。 直线运动往复运动的气缸、摆动运动的摆动气缸、气爪等。 4 3 4 气缸的结构 气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件组成，其内部结构如图所示： 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 36 页 图 23 气缸的结构 1）缸筒 缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到 钢管缸筒，内表面还应镀硬铬，以减小摩擦阻力和磨损，并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外，还是用高强度铝合金和黄铜。小型气缸有使用不锈钢管的。带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸，缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。 缸活塞上采用组合 密封圈 实现双向密封，活塞与活塞杆用压铆链接，不用螺母。 2）端盖 端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁，现在为减轻重量并防 锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。 3）活塞 活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 36 页 封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁，小型缸的活塞有黄铜制成的。 4）活塞杆 活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢，表面经镀硬铬处理，或使用不锈钢，以防腐蚀，并 提高密封圈的耐磨性。 5）密封圈 回转或往复运动处的部件密封称为动密封，静止件部分的密封称为静密封。缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种 ： 整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。 6）气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。 4 3 5 气 缸的参数计算 1)气缸作用力的大小： 根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能 源浪费。在夹具设计时，应尽量采用增力机构，以减少气缸的尺寸。 下面是气缸理论出力的计算公式 ： 2 F：气缸理论输出力 ( F：效率为 85%时的输出力 (-(F F85% ） D：气缸缸径 ( P：工作压力 ( 通常在工程中确定输出力的大小时，可直接查阅经验图 24、图 25。 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 36 页 图 24 图表 图 25 图表 在工程设计时选择气缸缸径，可根据其使用压力和理论推力或拉力的大小，从经验表1中查出。 2)气缸行程的长短： 气缸的行程与使用场合和机构的行程比有关 (图 1由图 1同的安装形式其气缸的行程比不同。图中活塞杆最大计算长度 ( )可由经验数据表 3工程设计中由作用力的大小选择出气缸缸径。再根据使用场合的实际行程来验算一下活塞杆的强度是否产生纵向弯曲。 表 2 理论推力、拉力表 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 36 页 图 26 机构行程比 (为活塞杆最大计算长度 ) 3)活塞 (或缸 )的运动速度： 活塞运动速度与气源压力、负载、摩擦力、进排气管接头通径等有密切关系。其中，以排气速度影响最大。如果要求活塞杆高速运动时，应选用内径较大的进、排气口及导管、通常为了得到缓慢的、平稳的活塞杆运动速度，可选用带节流装置的或气 流调速的方式有：当水平安装的气缸去推负载时，推荐用排气节流；如果用垂直安装的 气缸举升重物时，则选用带缓冲装置的气缸 。 从下列的图 27 “ 阀的有效截面积及气缸速度 ” 的关系里，可以根据气缸的缸径和使用速度来选择用于控制气缸的控制元件 由此来判断阀的通径大小 。 使用方法，纵轴上表示气缸的速度，由此引出水平线，找出与计划使用的气缸尺寸的交点，由此交点引垂直线，便可从 横轴的交点上得知所需的有效截面积。根据有效载面积选择较适合的阀 。 上述气缸速度为仅考虑了电磁阀的有效截面积而计算出的数值 。 这里未考虑调速器、配管、管接头等回路因素和气缸的负荷率等。 活塞杆径与活塞杆最大计算长度 ( )之间的关系 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 36 页 图 27 运动速度 4)安装形式的选择： 由安装位置、使用目的等因素决定。在一般场合下，多用固定式气缸。在需要随同工作机构连续回转时 (如车床、磨床等 )应选用回转气缸。在除要求活塞杆做直线运动外，又要求缸作较大的圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。仅需要在 360 或 180之内作往复摆动时，应选用单叶片或双叶片摆动气缸，另有特殊要求，应选用相适当的特种气缸和组合式气缸。 图 28 气缸的种类 5)气缸的空气消耗量 ： 空气消耗量是操作费用的一部分，图 1 42 10 本科毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 36 页 ：每厘米行程空气消耗量 ( / ) D：活塞或活塞杆直径 ( ：气缸行程 (此外为常数 10 P：操作压力 ( 利用此公式计算的空气消耗量为近似值，因为有时在气缸室内的供应空气，并不完全排放 (特别是在高速状态下 )，实际所需消耗量可能稍低于图上所读出的数据。 4 3 6 气缸的使用要求 1)气缸正常的工作条件：介质、环境温度一般为 80 ，工作压力一般为 0 1 1 0 体条件见各类气缸技术参数表。 2)安装前，应在 1 5倍工作压力下进行试验，不应漏气。 3)安装的气源进口处需设置油雾器，以利工作中润滑。气缸的合理润滑极为重要，往往因润滑不好而产生爬行，甚至不能正常工作。 4)安装时，要注意动作方
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号