偏心升降滚床的结构设计[机械专业毕业论文-答辩优秀]

优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，咨询QQ414951605或1304139763编号江南大学太湖学院毕业设计论文宁题目偏心升降滚床的结构设计机电系机械工程及自动化专业学号学生姓名指导教师（职称讲师）（职称）年月日优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，咨询QQ414951605或1304139763江南大学太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明所呈交的毕业设计（论文）偏心升降滚床的结构设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级学号作者姓名2012年月日II无锡太湖学院信息与机械工程系机械设计制造及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题、题目偏心升降滚床的结构设计二、课题来源及选题依据滚床输送线是车间物流生产线中的一种装用输送设备，结构简单紧凑，形式多样，在物流输送领域有着广泛的应用。而偏心升降滚床，利用偏心结构实现滚床在较小高度范围内升降，实现不同高度线体间工件的移动，更进一步扩展了滚床输送线的应用范围。本课题所研究的偏心升降滚床，是一汽大众汽车有限公司成都工厂总装车间车门输送线中的专用输送设备，具有实际意义。三、本设计（论文或其他）应达到的要求1、熟悉整个输送线的结构及设计参数；2、根据所输送工件的结构特点和相关参数，完成偏心升降滚床方案设计、总体结构的设计草图；3、根据设计参数和输送要求，完成相关计算（主要包括电机功率计算及选型、带传动设计计算、驱动轴的设计计算、辊子梁刚度计算、滚III轮接触强度计算、轴承、键、联轴器的选用等等）；4、根据计算结果，确定偏心升降滚床结构尺寸，完成总装图；5、完成重要零部件的部件图或零件图。要求完成1）设计说明书一份，不少于30页；2）总体装配图1张，重要零部件的部件图或零件图若干；四、接受任务学生机械83班姓名冯恺五、开始及完成日期自2011年11月日至2012年5月日六、设计（论文）指导（或顾问）指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长签名系主任签名2010年月日IV摘要本文研究的是一种可以实现偏心升降滚床，该滚床滚床输送线是车间物流生产线中的一种装用输送设备，结构简单紧凑，形式多样，在物流输送领域有着广泛的应用。而偏心升降滚床，利用偏心结构实现滚床在较小高度范围内升降，实现不同高度线体间工件的移动，更进一步扩展了滚床输送线的应用范围。本文首先对滚床设备进行了概述，对滚床的研究情况进行深入探索，完成对包括电机功率计算及选型、带传动设计计算、驱动轴的设计计算、辊子梁刚度计算、滚轮接触强度计算、轴承、键、联轴器的选用等。关键词偏心升降滚床，偏心，升降滚床VABSTRACTTHISPAPERISASTUDYOFTHEECCENTRICLIFTINGROLLERMACHINECANBEREALIZED,THEROLLEROFROLLERCONVEYORLINEWORKSHOPLOGISTICSPRODUCTIONLINEINALOADINGCONVEYOREQUIPMENT,SIMPLEANDCOMPACTSTRUCTURE,FORMALDIVERSITY,INLOGISTICSTRANSPORTATIONISWIDELYAPPLIEDTOTHEFIELDWHILETHEECCENTRICLIFTINGROLLERMACHINE,USEOFECCENTRICSTRUCTURETOREALIZEROLLINGMACHINEINASMALLERRANGEOFHEIGHTOFLIFTING,DIFFERENTHEIGHTSLINEBODYMOVEMENTOFTHEWORKPIECE,FURTHEREXPANDEDTHEAPPLICATIONRANGEOFROLLERCONVEYORLINETHISPAPERFIRSTLYROLLINGEQUIPMENTAREINTRODUCED,THEMODELOFCOMPLETEINDEPTHEXPLORATION,INCLUDINGMOTORPOWERCALCULATIONANDSELECTIONOFDESIGNANDCALCULATION,BELTDRIVE,DRIVESHAFTDESIGN,ROLLER,ROLLERBEAMSTIFFNESSCALCULATIONOFCONTACTSTRENGTHCALCULATION,BEARINGS,COUPLINGS,KEYSELECTIONKEYWORDSECCENTRICLIFTINGROLLERMACHINE,ECCENTRIC,LIFTINGROLLERMACHINE江南大学学士学位论文VI目录摘要IVABSTRACTV目录VI1绪论111国内外研究现状112国内外发展趋势113课题来源及选题依据214本课题的研究内容和所需解决的问题22偏心升降滚床总体方案设计321偏心升降滚床的组成原理322偏心升降滚床的设计要求323拟定偏心升降滚床设计参数324偏心升降滚床传动机构的选择4241常见机构的特点和应用4242传动机构的确定5243偏心升降滚床传动原理625偏心升降滚床总体设计方案63偏心升降滚床的参数计算831同步带的概述8311同步带介绍8312同步带的特点8313同步带传动的主要失效形式9314同步带传动的设计准则11315同步带分类1132减速电机介绍1233滚床电机的选取1334同步带传动计算（滚床部分）15VII341同步带计算选型15342同步带的主要参数（结构部分）18343同步带的设计20344同步带轮的设计2035偏心升降装置电机计算选型2136同步带传动计算（偏心升降部分）22361同步带设计计算选型22362带轮的结构设计2537滚床驱动轴的计算2638滚床滚轮接触强度的计算3139轴承的选型及校核32总结34参考文献35致谢36偏心升降滚床的结构设计毕业设计论文11绪论11国内外研究现状目前输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中输送机又成为重要的组成部分。主要有钢绳芯输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大，适用范围广可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。目前，输送机的发展趋势是大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。我国已于1978年完成了钢绳芯输送机的定型设计。国外输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面一方面是输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状输送机、空间转弯输送机等各种机型；另一方面是输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了输送机动态分析与监控技术，提高了输送机的运行性能和可靠性。其关键技术与装备有以下几个特点1、设备大型化。2、应用动态分析技术和机电一体化。3、输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。4、新型、高可靠性关键元部件技术。12国内外发展趋势国内外输送机技术的差距及发展趋势一、大型输送机的关键核心技术上的差距1、输送机动态分析与监测技术长距离、大功率输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统，与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距离输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。国外已开发了输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，江南大学学士学位论文2从而使大型输送机的设计达到了最高水平，并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。2、可靠的可控软起动技术与功率均衡技术长距离大运量输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。二、技术性能上差距我国输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。13课题来源及选题依据滚床输送线是车间物流生产线中的一种装用输送设备，结构简单紧凑，形式多样，在物流输送领域有着广泛的应用。而偏心升降滚床，利用偏心结构实现滚床在较小高度范围内升降，实现不同高度线体间工件的移动，更进一步扩展了滚床输送线的应用范围。本课题所研究的偏心升降滚床，是一汽大众汽车有限公司成都工厂总装车间车门输送线中的专用输送设备，具有实际意义。14本课题的研究内容和所需解决的问题1、熟悉整个输送线的结构及设计参数；2、根据所输送工件的结构特点和相关参数，完成偏心升降滚床方案设计、总体结构的设计草图；3、根据设计参数和输送要求，完成相关计算（主要包括电机功率计算及选型、带传动设计计算、驱动轴的设计计算、辊子梁刚度计算、滚轮接触强度计算、轴承、键、联轴器的选用等等）；4、根据计算结果，确定偏心升降滚床结构尺寸，完成总装图；5、完成重要零部件的部件图或零件图。要求完成1）设计说明书一份，不少于30页；2）总体装配图1张，重要零部件的部件图或零件图若干；偏心升降滚床的结构设计毕业设计论文32偏心升降滚床总体方案设计21偏心升降滚床的组成原理偏心升降滚床的总体设计方案由以下三部分组成图21偏心升降滚床组成机构工作原理升降电机启动，同步带运转，带动四个升降偏心带轮旋转，偏心带轮上的滚动轴承此时沿着上部支架滚动，从而实现了部支架的升、降。上部支架升、降是由导向组件来引导的，其升、降的精度是靠导柱和导套的配合来保证的。水平运动电机启动，同步带运转，通过滚轮和滑撬之间摩擦实现滑撬的直线运动。滑橇上装有定位装置，重复定位精度较高，一般为03MM。由于采用了同步带传动和摩擦轮传动，此种整体传动的结构紧凑，传动平稳，效率高。22偏心升降滚床的设计要求1技术参数设计主要尺寸规格、运动参数（转速和进给范围、动力参数（电机功率，最大拉力）。2总体布局设计相互位置关系、运动分析、运动仿真（干涉检查）、外观造型。3结构优化设计整机静刚度、整机的运动性能、整机的热特性。23拟定偏心升降滚床设计参数额定荷重250KG线体长度2800MM辊轮直径125MM辊轮间距764MM线体宽度560MM江南大学学士学位论文4滚床宽（橇体中心）345MM距滚床高（滚轮上表面）550MM升降行程100MM升降速度3M/MIN24偏心升降滚床传动机构的选择241常见机构的特点和应用类型特点应用连杆机构结构简单，制造容易，工作可靠，传动距离较远，传递载荷较大，可实现急回运动规律，但不易获得匀速运动或其他任意运动规律，传动不平稳，冲击与振动较大用于从动件行程较大或承受重载的工作场合，可以实现移动、摆动等复杂的运动规律或运动轨迹。凸轮机构结构紧凑，工作可靠，调整方便，可获得任意运动规律，但动载荷较大，传动效率较低用于从动件行程较小和载荷不大以及要求特定运动规律的场合。非圆齿轮机构结构简单，工作可靠，从动件可实现任意转动规律，但齿轮制造较困难用于从动件作连续转动和要求有特殊运动规律的场合。槽轮间歇机构结构简单，从动件转位较平稳，而且可实现任意等时的单向间歇转动，但当拨盘转速较高时，动载荷较大常用作自动转位机构，特别适用于转位角度在45以上的低速传动。凸轮式间歇机构结构较简单，传动平稳，动载荷较小，从动件可实现任何预期的单向间歇转动，但凸轮制造困难用作高速分度机构或自动转位机构。不完全齿轮机构结构简单，制造容易，从动件可实现较大范围的单向间歇传动，但啮合开始和终止时有冲击，传动不平稳多用作轻工机械的间歇传动机构螺旋机构传动平稳无噪声，减速比大；可实现转动与直线移动，传动平稳无噪声，互换；滑动螺旋可做成自锁螺旋机构；工作速度一般很低，只适用于小功率传动多用于要求微动或增力的场合，如机床夹具以及仪器、仪表，还用于将螺母的回转运动转变为螺杆的直线运动的装置。摩擦轮机构有过载保护作用；轴和轴承受力较大，工作表面有滑动，而且磨损较快；高速传动时寿命较低用于仪器及手动装置以传递回转运动。圆柱齿轮机构载荷和速度的许用范围大，传动比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，效率高；制造和安装精度要求较高，精度低时传动噪声较大，无过载保护作用；斜齿圆柱齿轮机构运动平稳，承载能力强，但在传广泛应用于各种传动系统，传递回转运动，实现减速或增速、变速以及换向等。偏心升降滚床的结构设计毕业设计论文5动中会产生轴向力，在使用时必须安装推力轴承或角接触轴承齿轮齿条机构结构简单，成本低，传动效率高，易于实现较长的运动行程；当运动速度较高或为提高运动平稳性时，可采用斜齿或人字齿条机构广泛应用于各种机器的传动系统，变速操纵装置，自动机的输送、转向、进给机构以及直动与转动的运动转换装置圆锥齿轮机构用来传递两相交轴的运动；直齿圆锥齿轮传递的圆周速度较低，曲齿用于圆周速度较高的场合用于减速、转换轴线方向以及反向的场合，如汽车、拖拉机、机床等。螺旋齿轮机构常用于传递既不平行又不相交的两轴之间的运动，但其齿面间为点啮合，且沿齿高和齿长方向均有滑动，容易磨损，因此只宜用于轻载传动用于传递空间交错轴之间的运动。蜗轮蜗杆机构传动平稳无噪声，结构紧凑，传动比大，可做成自锁蜗杆；自锁蜗杆传动的效率很低，低速传动时磨损严重，中高速传动的蜗轮齿圈需贵重的减摩材料如青铜，制造精度要求较高，刀具费用昂贵用于大传动比减速装置但功率不宜过大、增速装置、分度机构、起重装置、微调进给装置、省力的传动装置行星齿轮机构传动比大，结构紧凑，工作可靠，制造和安装精度要求高，其他特点同普通齿轮传动；主要有渐开线齿轮、摆线针轮、谐波齿轮3种齿形的行星传动常作为大速比的减速装置、增速装置、变速装置，还可实现运动的合成与分解。带传动机构轴间距离较大，工作平稳无噪声，能缓冲吸振，摩擦式带传动有过载保护作用；结构简单，安装要求不高，外廓尺寸较大；摩擦式带传动有弹性滑动，不能用于分度系统；摩擦易起电，不宜用于易燃易爆的场合；轴和轴承受力较大，传动带寿命较短用于传递较远距离的两轴的回转运动或动力。链传动机构轴向距离较大，平均传动比为常数，链条元件间形成的油膜有吸振能力，对恶劣环境有较强的适应能力，工作可靠，轴上载荷较小；瞬时运转速度不均匀，高速时不如带传动平稳；链条工作时因磨损伸长后容易引起共振，一般需增设张紧和减振装置用于传递较远距离的两轴的回转运动或动力。242传动机构的确定根据上述表格和任务书条件，距离较远，属于长距离输送物料。初步选择带传动机构和链条传动机构。带式滚床的结构是驱动装置与同步带相接，同步带与输送组件相接，导向轮组件安装在支架上，驱动组件安装在支架上。这种滚床的优点在于与普通滚床输送机采用基本相同的结构形式，大多数零部件与普通滚床输送机通用，减江南大学学士学位论文6少了零部件的种类，有利于设备制造厂家的生产管理。减少了整个输送系统中输送机的种类，方便用户的日常使用和维护。但是由于滑行上升过程中不得出现打滑和倒退现象，故链传动机构承载能力相对较大。结合本次设计课题是一汽大众汽车有限公司成都工厂总装车间车门输送线中的专用输送设备，是用于输送汽车装配零件使用，设计最大载重为250KG,承载能力相对较小，装配车间工作条件相对较好，而且带传动价格相对便宜。综合以上几点，最终确定齿形同步带传动传动作为本偏心升降滚床的传动机构。243偏心升降滚床传动原理根据带式滚床主要通过同步带来驱动辊子。若干个滚轮轴组件安装在机架上，各滚轮轴组件之间由过同步带连接，张紧装置安装在过同步带一侧，并可调节过同步带的张紧度，驱动装置安装在机架上。一般情况下，都在在机架一侧安装有导向轮，其常用的特征为由一对槽钢构成整体机架，在整体机架内设置加强筋。该滚床均由主框架、动力辊子、传动构件、传动装置和张紧装置等主要部分组成。动力辊子按一定计算间隔均匀布置。动力辊子由安装在一根通轴上的两个滚轮以及轴上的带轮或带轮组成。若滚床上的电机为减速变频电机，则这种滚床则会有变频可选。滚轮上的配置定位装置可实现撬体精确定位。25偏心升降滚床总体设计方案通过对比，本设计总体方案最终决定为偏心升降滚床，滚床传输部分则选择带式滚床。具体的设计如图22所示，,将滚床组件固定于总成上，导向轮组件安装在滚床组件一端。具体见下图。偏心升降滚床的结构设计毕业设计论文7图22偏心滚床总体布置图江南大学学士学位论文83偏心升降滚床的参数计算31同步带的概述311同步带介绍同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。同步带传动（见图31）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2080，V10RMIN,可按基本额定动载荷计算值选择轴承，然后校核其额定静载荷是否满足要求。当轴承可靠性为90、轴承材料为常规材料并在常规条件下运转时，取500H作为额定寿命的基准，同时考虑温度、振动、冲击等变化，则轴承基本额定动载荷可按下式进行简化计算。RTNDMHCPFC基本额定动载荷计算值，N；P当量动载荷，N；FH寿命因数；1FN速度因数；0822偏心升降滚床的结构设计毕业设计论文33FM力矩载荷因数，力矩载荷较小时取15，较大时取2；FD冲击载荷因数；15FT温度因数；1CT轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，N；查文献3中的表628至6212，得，FH1；FN0822；FM15；FD15；FT1。在本输送装置中，可以假设轴承只承受径向载荷，则当量动载荷为PXFRYFA查文献3的表6218，得，X1，Y0；所以，PFR1128N。由以上可得NFCTNDMH6308712805本输送机中的轴承承受的载荷多为径向载荷，所以选取深沟球轴承，查文献6的附表61，并考虑轴的外径，选取轴承6305RZ，其具体参数为内径D25MM，外径D62MM，基本额定载荷，基本额定静载荷，极限速度为K2RCKN510RC10000R/MIN，质量为0219KG。然后校核该轴承的额定静载荷。额定静载荷的计算公式为RPSC00式中基本额定静载荷计算值，N0当量静载荷，N；安全因数0S轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定静载荷，N。RC查文献3的表6214知，对于深沟球轴承，其当量静载荷等于径向载荷。查文献3的表6214知，安全系数210S则轴承的基本额定静载荷为KNCPSR61352800由上式可知，选取的轴承符合要求。主要包括电机功率计算及选型、带传动设计计算、驱动轴的设计计算、辊江南大学学士学位论文34子梁刚度计算、滚轮接触强度计算、轴承、键、联轴器的选用等等）；总结时间过的很快，短短的几个月，一转眼就过去了，而我的毕业设计“偏心升降滚床的设计”在老师和同学的帮助和指导下终于完成。在整个设计过程中，做很多的工作并不是一帆风顺，刚开始对“偏心升降滚床”是一个模糊的概念，起初还真的有点无从下手的感觉。但是，经过公司的实习过程中，让我真的知道了偏心升降滚床是怎样工作的，它的每一个动作是怎样执行的。特别是前期工作对偏心升降滚床资料的查询，但一段时间后还是没有什么进展的，当时心里有点急了，这样下去什么时候才能够完成呢，于是就不断的向同学以及师兄请教，由于还有很多的工作要做，还需要查很多的资料，于是去图书馆还有向同学借有关的书籍等等。对于CAD画图方面，由于以前没有认真的学习，所以就用一段时间来学习CAD,开始画的并不是很理想，经过老师的反复指导和监督下终于把相应的图纸画出来了。毕业设计是一个不断学习的过程，从最初到结束，让我真正知道理论很实际的重要性，要做好一件事情要考虑的因素有很多，必须合理的安排好设计时间。学校是一个小社会，出到学校外面工作是一个复杂的社会，毕业设计就是我们接触外面的世界的一个转折点。总之，通过毕业设计,我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样才能更加有效。参考文献35参考文献1吴宗泽主编机械设计与课程设计高等教育出版社18982黄华梁主编机械设计基