机械毕业设计（论文）-小型棒料直径快速检测装置的研究—自动送料方式的研究【说明书+CAD+

1、航空制造工程学院创新能力综合训练研究报告题 目：自动送料方式的研宄小型棒料直径快速检测装置的研宄所属课题:学 院: 专业名称: 班级学号: 学生姓名: 合作者: 指导教师:二o 六年一月自动送料方式的研究班级:学生姓名：指导老师：摘要：本次设计的题目是小型棒料直径快速检测装置子组件自动送料方式 的设计，该送料装置采用传感器检测技术，通过使用汽缸作为动力源来对直径为 诊3的小直径棒料进行自动送料，然后通过汽缸驱动机械手进行棒料直径的检测， 具体研究了该自动送料所采取的方式，结果表明，该自动送料装置环保，无油污， 并且自动化程度高，结构紧凑，检测效率高于传统的自动送料装置。关键词：自动送料方式，检

2、测技术，方式，装置-caxa工程图文档(10)a0大順.a0-机架.a0-装配图.a3-顶板.a3推板.a4-机械爪.a4-汽虹安a4-限位板.dwgdwgdwgdwgdwgdwg.dwgdwga4-轴承座.图纸合集.dwgdwgj jpeg 图像(1)三维截图. jpg-microsoft word 97 - 2003 5(1)说明书.doc:文件夹(1)jjsw三维全套设计，请加12401814主要创新点本次设计的自动送料装置与传动的自动送料装置相比的创新方面在于采用 汽缸作为动力源，由于汽缸成本低廉，是通过气压驱动，所以干净，噪音小且没 有油污。在送料效率方面也相比于其他送料装置采用的滚

3、珠丝杆螺母副传动有了 显著提高，并且本次设计的自动送料装置结构紧凑，实用。目 录1 弓ib1l.i课题的来源与研宄的目的和意义11. 2本课题研宄的内容22 solidworks 设计基础32. 1草图绘制错误！未定义书签。2. 2基准特征，参考几何体的创建52. 3拉伸、旋转、扫描和放样特征建62. 4工程图的设计82. 5装配计93机械传动部分的设计计算io3. 1输送带电机的选型计算113. 2直线导轨的设计计算123. 3送料气缸在选型计算124自动送料装置中主要零件的三维建模错误！未定义书签4. 1汽缸的三维建模4. 2直线导轨副的三维建模4. 3机械手的三维建模4.4自动送料装置的

4、三维建模5三维软件设计总结参考文献 致谢.错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。18错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。1引言1.1课题的来源与研宄的目的和意义我国生产的自动送料装置结构简陋，送料效率始终不高，虽然经过几十年的 发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影 响，我国目前生产的自动送料装置的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有 较大差距，自动送料装置的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的 自动送料装置势在必行！相信此种自动送料装置的出现将会大大提高棒材的送料能力和质量，为企业 的生产的年产能

5、方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程 度上推进了机械工业的不断发展。随着国际标准化（sio）的实施，世界自动送料装置以采用新材料、新技术、 新工艺、新结构为基础，着眼于产品零部件的标准化、系列化、规格化、通用化 和专业化以及大批量生产。根据互换性、模数制、公差与配合的原理，使得组合、 多变、拆装的自动送料装置已经进入全面系统设计的阶段，其功能与形式的结合 更为完美。19世纪80年代，美国的huger公司将新开发的自动送料装置应 用到该公司的子公司-一个生产棒材的机械公司，经过几年的运行，为该公司创 造了不菲的利润。随着技术的发展，能源危机引发全球性的节约能源和环境保护 意识

6、的提高，在总结第一代自动送料装置的经验基础上，开发出了性能更佳，夹 持直径更大的自动送料装置。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争 力，都大力进行自动送料装置的研发工作。现在国外等著名自动送料装置的品牌 屮，都有自动送料装置的销售，全世界&动送料装置的应用越來越广泛。有一点 值得注意的是，自动送料装置的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市 场，因此自动送料装置是当今棒料牛.产加工企业比配的设备己经成为主要趋势。 西方资本主义国家有巨大的自动送料装置销售市场，机械人工业是西方资本主义 国家的机械工业之一。目前国外特别是美国正在考虑发展自动送料装置的功率最大化，产能最优化 的

7、问题。自“九五”期间自动送料装置的幵发和研制己经被列入美国的重大科 技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合美国机械工业发展的自动送料装 置。我国从1953年开始生产自动送料装置，于1958年自行设计制造送料半径在 50、70、90、120、500等棒材的自动送料装置之后，为了适应棒材生产厂家的 需要，1959年又制造了 500、1000、1200等大直径的自动送料装置。为了满足棒材生产工业发展需要，我国于1970年研制了大型自动送料装置。 也曾设计制造顶部单缸900液压自动送料装置，并装有自动调整料口与过棒报警 装置，经过多年实践摸索，于80年代研制1200/140轻液压自动送料装置，经运

8、 转实践证明效果很好。目前机械式自动送料装置将逐渐被全自动自动送料装置所代替。自动送料装 置是1953年开始仿苏2100和弹簧式自动送料装置而设计。1954年开始自行设 计生产了 1200自动送料装置。1958年又设计制造了大型2200自动送料装置。70年代已研制出1200，1650, 2200多缸液压自动送料装置的系列产品。后经多 年反复研制与实践，相继克服了旧系统不足，零件强度低以及结构上的某些缺点, 现己批量生产的新系列自动送料装置有600, 900，1200，1750，2200五个规格 十四种类型，然而我国机械人业所需的自动送料装置全部依赖进口，这使得国产 机械人配备自动送料装置后，成

9、本增加很大，而装备自行幵发生产自动送料装置， 其成本提高不大，说明自动送料装置的市场前景令人乐观。1.2本课题研宄的内容本次设计主耍针对自动送料装置进行设计，从自动送料装置的整体方案出 发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方而：(1) 到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集各类自动送料装置的原理及结 构，挑选相关内容记录并学习。(2) 分析自动送料装置的结构与参数(3) 确定设计总体方案(4) 确定具体设计方案(5) 自动送料装置的三维图的绘制、cad装配图、零件图的绘制。(6) 说明书的整理2 solidworks设计基础木论文主要研究运用solidworks对自动

10、送料装置进行设计。在设计过程中， 了解solidworks的各种功能。solidworks公司成立于1993年，由ptc公司的技术副总裁与cv公司的副 总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡(concord，massachusetts)内。当初的 0标是希望在每一个工程师的桌面上提供-套具有生产力的实体模型设计系统。 从1995年推出第一套solidworks三维机械设计软件至今己经拥有位于全球的办 事处，并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品。1997年， solidworks被法国达索(dassault systemes)公司收购，作为达索中端主流市场 的主打品牌。sol

11、idworks软件是世界上第一个基于windows开发的三维cad系 统。由于技术创新符合cad技术的发展潮流和趋势，sdidworks公司于两年间 成为cad/cam产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 solidworks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系 统在1995-1999年获得全球微机平台cad系统评比第一名。从1995年至今，已 经累计获得十七项国际大奖。其屮仅从1999年起，美国权威的cad专业杂志 cadence连续4年授予solidworks最佳编辑奖，以表彰solidworks的创新、 活力和简明。至此，solidworks所遵循的

12、易用、稳定和创新三大原则得到了全面 的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了 市场。由于solidworks出色的技术和市场表现，不仅成为cad行业的一颗耀眼的 明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万 美元的高额市值将solidworks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一 千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 cad行业的世界纪录。 并购后的solidworks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为cad行 业一家高素质的专业化公司。solidworks三维机械设计软件也成为达索企业屮最 具竞争力的cad

13、产品。由于使用了 windows ole技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核(由 剑桥提供)以及良好的与第三方软件的集成技术。solidworks成为全球装机量最 大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的solidworks软件使用许可约28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器 械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1 千家企业。在教育市场上，每年来自全球4, 300所教育机构的近145, 000名学 牛.通过solidworks的培训课程。据世界上著名的人冰招聘网站检索，与其它3dcad软件相比，solid

14、works 相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和 设计者使用solidworks三维软件，越来越多的企业需要solidworks人才。 solidworks软件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是 solidworks的五大特点。使得solidworks三维软件成为目前全球领先的三维cad 解决方案。solidworks在设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛 选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高 产品质量。在目前市场上所见到的三维cad解决方案屮，solidworks是设计过 程比较简便又通俗易懂的

15、软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，冋吋对每个 工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。solidworks软件是 世界上第一个基于windows开发的三维cad系统，由于技术创新符合cad技 术的发展潮流和趋势，solidworks公司于两年间成为cad/cam产业中获利最 高的公司。良好的财务状况和用户支持使得solidworks每年都有数十乃至数百 项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平 台cad系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其 中仅从1999年起，美国权威的cad专业杂志cadence连续4年授so

16、lidworks 最佳编辑浆，以表彰solidworks的创新、活力和简明。至此，solidworks所遵 循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大 缩短了设计吋间，产品快速、高效地投向了市场。由于solidworks出色的技术 和市场表现，不仅成为cad行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。 终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将solidworks全资 并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高 额的回报，创造了 cad行业的世界纪录。并购后的solidworks以原来的品牌和 管理技术队伍继续独立运作，

17、成为cad行业一家高素质的专业化公司， solidworks三维机械设计软件也成为达索企业中最貝竞争力的cad产品。由于使用了 windows ole技术、直观式设计技术、先进的parasolid内（由 剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，solidworks成为全球装机量最 大、最好用的软件。资料显示，0前全球发放的solidworks软件使用许可约28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器 械、娱乐工业、r用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1 千家企业。在教育市场上，每年来自全球4, 300所教育机构的近145, 000名学

18、生通过solidworks的培训课程。据世界上著名的人才网站检索，与其它3dcad系统相比，与solidworks 相关的招聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程 师使用solidworks，越来越多的企业雇佣solidworks人方。据统计，全世界用 户每年使用solidworks的时间己达5500万小时。在美国，包括麻省理工学院 （mit）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把solidworks列为制造专业的必修 课，国内的一些大学（教育机构）如哈尔滨工业大学、清华大学、浙江工业大学、 浙江大学、华中科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、 武汉理t大

19、学等也在应用solidworks进行教学。soiidworks软件功能强大，组件 繁多。soiidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得solidworks 成为领先的、主流的三维cad解决方案。solidworks能够提供不同的设计方案、 减少设计过程中的错误以及提高产品质量。solidworks不仅提供如此强大的功 能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。solidworks在现今社会阶段逐渐广泛应用，并且solidworks公司对中国市 场重点开发，日后solidworks应用将会更加完善，更加普遍。通过前文对 solidworks的深入丫解p，往后会

20、对solidworks进行个别应用的分析，如建模， 装配，工程图，力学分析等。2. 1草图绘制掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高 级几何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约 束；熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工其；能综合应用各种草图绘制实体和 利用草图绘制工具完成草图绘。2.2基准特征-参考几何体的创建清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准 点的方法：灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵 活运用坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。2. 3拉伸、旋转、扫描和放样特征

21、建模灵活运用拉仲特征的概念与建立方法：灵活运用旋转特征的概念与建立方 法；掌握扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通 过实践能够准确分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合 应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。2. 4工程图设计灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖 视图，断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。2. 5装配设计灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运 用solidworks智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能 够在装配体中设计子装配

22、体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法; 灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号：灵活运用生成装配体材料明细表的 方法。3自动送料装置总体结构的设计3.1机械传动部分的设计计算自动送料装置是通过电机驱动滚筒输送带转动从而把小直径棒料送到送料 汽缸位置，当传感器检测到了有棒料到来，就通过plc控制电磁阀从而来控制送 料汽缸动作，将棒料推送到检测机械手下面，然后当安装在检测位置的传感器检 测到棒料的到来，就通过中控系统控制电磁阀来控制机械t夹住待检测直径的棒 料，然后检测汽缸推开行程，由于装有直线导轨，所有就很方便地将棒料送到检 测位置进行检测。具体的电机选型计算过程如下：n=£

23、;l=3(kw)7g 自动送料装置的生产能力，230kg/how输送lkg棒料的耗用能量，其值与棒料的重要有关，d小则w大，当d = 3mm, 取 w=0. 0030kw. h/kgo传动效率，取0.85。所以根据n=3kw，n=1440r/min查表得92bl4020l1-lk-b电机的结构。肢最大沼2馱极3哦对 inm nmnmaa11漏wh1.1iw200零）1500132$0m0识525214翔ac)側iiottjosea5n3做ht.lk.b4003000132boot2.03.7252i400iac!70cd0551.100$22“52515删wmiti900wc)1m03300b

24、2014 ob59幻692bl 初g0huk.b60022c(ac)80000.t21“oc24485n7400oc)1313,820»10鉍2145508»8l«g0k,.tk«8他钧0c|200244»0.12110220i50rpm3. 2直线导轨的设计计算通过直线导轨传动，带动整个送料装置的水平往复运行，为丫要保证平稳，需耍有导向装置，这里就需耍设计导向光杆和直线轴承配合整个装置。1直线轴承的选择用于测试的pom工程塑料支架；钢架适用于工作温度；不锈钢轴承适用于水，蒸汽，硝酸等腐蚀性介质和真空的工作场所，按下列公式确定型轴承的计算。硬度

25、：硬度系数 fhhrc58 的硬度，hrc52-58, fh = 0.6-1.0 fh = 1。ft的温度系数:工作温度小于100c, ft= 1,温度100oc-125oc, ft = 1.0-0.95。接触系数fc:每根轴装一套轴承，fc= 1.0每根轴装二套轴承，fc=0.81每根轴装三套轴承，fc=0.72 每根轴装四套轴承，fo0.66 载荷系数fw：小于15米/分钟的速度，无冲击，无振动，fw= 1.0-1.5；小于60米/分钟的速度，超调量小或振荡，fw=1.5-2.0；运行速度大于60米/分钟，或有更大的冲击，振动，fw = 2.05.0。此处删减nnnnnnnn字需全套设计请

26、联系124018143. 3送料气缸在选型计算根据系统工况可知，自动送料装置的是通过气缸推动待检测棒料的移动来实现送料，根据己知条件可知：对送料装置的制动所需要的力为120n。已知动送料装置送料装置部位各个零件的重量以及其他零部件的总重量为 30kg,根据公sf=p*s=0.5（取气压 0.6mpa） *s，可得 s=31.5mm。式中：f是所需要的输出力；p是系统压力；s就是活塞面积；n是安全系数，一般气缸水平使用取0.7,垂直使用取0.5;于是算出气缸缸径为63mm,行程根据实际情况我们选择150,所以我们选择airtac63x150标准型气缸。4自动送料装置中主要零件的三维建模4. 1汽

27、缸的三维建模fo4.4自动送料装置的三维建模通过本次设计，再次提出了利用三维软件的水平，并吸收了大量的经验，总结出以下儿点。关于图纸的绘制方面，当零件的尺寸己经给出，不考虑图纸尺寸不合适的，基于三维零件图，装配吋必须考虑的大小是合适的，因为autocad绘图效果不好，也会引起的尺寸误差，和甚至出现欠定义大小，因此，必须通过在这个时候对零件进行测量，进行修改，直到符合要求。该工具是方便的输入数据映射，通过选择部分的类型，标准件，可以生成，但有时需要在工具集使用部分可能找不到，所以在这个时候随机应变，其他部分而不是通过修改或满足要求增加组件的使用。三维地图应该是灵活的，解决问题的方法总比问题多，当

28、一个方法不能正常映射，试试男一种方法，它不仅可以完成零件的生产，而且还可以开发映射一个更好的主意，并打破了新思想的规则。学习使用一些可以节省时间的命令，如镜像，阵列，能省则省”。在装配过沉重，曾给了我一个很大的障碍，是耍花很多时间去找出为什么。在一个活跃的子组件，虽然活动范围会产生干扰，可以设置该复合物的活动范围，如先进的范围内，和角度范围，即使在这个范围内不影响母配体，不能设置。因为一旦设定的范围内，在父组件将被视为完全定义的组件模型，它将冲突分总成，将无法完成装配。看地图是最重要的任务是理解零件图，图表工具，没有工具是没有法律的零件图，所以不要急着写，想通过零件的结构，并认为通过线图，这是

29、重中之重，映射。部分建模，一般应的特点进行深入分析，找出零件是由几个特点，摆脱所有的形状特点，它们之间的连接相对位置、表而，然后按主次特征造型的关系，按一定的顺序。一个复杂的部分，有许多简单的功能，通过切除或重叠相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，虽然不同的建模过程可以构造出相同的实体部分，但其建模过程和实体结构的稳定性有直接的影响，实体模型可以修改应用程序，可理解性和实体模型。特别是在二维图纸，我们只能看到元器件的布局，并用虚线给说的内部特征，除了部分的相贯线，这条线各特征在路口出现。在选秀过程中零件，必须选择第一个草图平面，这是非常重要的，决定了后续的模型飞机的命令，使用简单的说，一个

30、圆柱形围成一个圈，然后绘制，也可以作为一个长方体旋转，虽然他们的结果都是一样的，但草图平面和命令的使用。如果我们想要一个轴，那么我们应该选择第二个方法以及。由于该零件的设计不规则零件，用于为拉仲和旋转命令，许多零部件都是对称的，所以为了节省吋间，提高效率，通常用于指挥镜特性。一个完整的工程图纸应该包含以下4个方而。一组视图：一组视图（ti括视图，剖面，断面，局部视图）是正确的，完整的，对各部分的结构和形状表达清楚。尺寸：尺寸的确定和零件的形状各部分的位置技术要求：表明部分的一些要求必须在制造和检验完成，如表面粗糙度，尺、j*公差，形位公差，材料和热处理的方法和指标。标题栏：注明产品名称，材料，

31、数量，拉伸比和拉伸，等。单击新建图标以显示新的文件系统，solidworks文件”对话框屮，单击“选项”对话框中的组件，你可以进入装配工作模式，进行以后的设计工作。结论本次毕业设计的题目是自动送料装置的设计，直到今天，毕业设计总算接 近尾声丫，通过这次对于自动送料装置的设计，使我们充分把握的设计方法和步 骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到 的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确 保设计进度，本文所设计的是自动送料装置的设计，通过初期的方案的制定，查 资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加 深刻地

32、体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之， 本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同 学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。致谢在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我 的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多 知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在学术上对我精心指导， 在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所 以我冰能顺利地完成大学阶段的学业，也学到了很多有用的知识，同时我的生活 中的也有了一个明确的目标。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导 师严谨的治学态度，创新的学术