《三工位工作台—机电一体化课程设计_secret.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三工位工作台—机电一体化课程设计_secret.doc（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西南大学机电一体化系统设计课程论文 题 目：三工位工作台系统设计学 院： 工程技术学院 专 业：机械设计制造及其自动化年 级：2007级机制4班 学 号：222007322222216 姓 名： 王 辉 指导教师： 谭 为 民 成 绩： 工程技术学院 2010 年 6月目 录第一章 绪论第二章 上料皮带输送机设计第一节 输送机的简介.第二节 构架的选择第三节 流动方式的确定和设计第三章 三工位旋转台设计.第一节 工作台面及立轴的设计第二节 啮合齿轮的选择第三节 电机机架及心轴的设计第四节 其他构件的设计第五节 液压系统的设计第四章 卸料皮带输送机设计第一节 链轮的选择第二节 滚子链的选择第三节
2、 运输部分的设计第五章 电气控制及PLC控制第六章 总结及参考文献 第一章 绪论三工位工作台是由输送,钻孔，卸载三部分组成。工作台每旋转120完成一个工位，循环运行。来实现工件的快速输送,钻孔，卸载的流水作业系统。 在本设计中，工件的夹紧，推进都是由液压系统构成。液压系统是以流体为介质，来实现能量的转换，传递及控制。它由若干基本回路组成传递系统，来进行工件的推进，推出及夹紧。以液体为介质的液压系统具有无级调速和传动平稳的优点，通过与PLC的连接，能顺利完成本设计的各项指定动作。在工作台的输送和卸载两部分，分别应用了皮带传动和链传动。一般的普通V带其等腰梯形的高与节宽之比（h/bp）约为0.7，
3、楔角为40，主要应用于一般的机械传动装置。其结构由包布、顶胶、抗拉体和底胶等部件构成。带传动属于挠性传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸振。带传动允许较大的中心距，结构简单，制造、安装和维修方便，且成本低廉。链传动是一种具有中间挠性件（链条）的啮合传动，它同时具有刚、柔特点，应用十分广泛。链传动不需要很大的初拉力，对轴的拉力小,它可以像带传动那样实现中心距较大的传动，而比齿轮传动轻便的多，但不能保持恒定的瞬时传动比。传动中有一定的动载荷和冲击。通过晶闸管整流调速电路来调节皮带电动机和链轮电动机的运行速度，使之达到同步运行。随着科学技术的不断更新，继电器控制已逐渐背PLC控制代替。它不仅能减低能耗，
4、节约能源，而且大大的提高了工作效率。本次课程设计使用了FX2N系列机型，来完成工作台的流程控制。一设计内容1,机械部分A,三工位旋转工作台B,送料输送机C,卸料输送机二.控制部分A,液压传动与控制B,动力与控制电压设计C,电气控制与PLC应用三控制介绍(1)工序描述,在工位(1)上料,工位(2)钻孔，工位(3)卸料。(2)工艺特点:三工位同时工作,工位(1)上料器推进,料到位后,退回等待,工位(2)工件夹紧后,钻头向下进给钻孔,钻到位后退回,退回到位后,松开工件,松开到位后等待,工位(3)卸料器向前推动加工完的工件，推动到位持料器退回,退回到位后等待。（3）控制要求:利用开关实现全自动运行,按
5、下启动按纽系统,开始运行,三个工位同时工作,每进一位工作台旋转120完成一个循环后自动重复运行。(4)施动采用四台电动机，上料，卸料，夹紧，松开采用液压传动。PLC输入点包括开关,起动按纽行程开关和压力继电器触点,输出点包括电动机,接触器和电磁阀线圈可采用小型整体式St-200机CPU226控制!+ 传送带的设计在该设计中选用V型带，查表选其型号为SPZ型，具体数据如下： Dmin=63mm Dd1=71mm n1=390r/min Dd2=n1/n2*Dd1=390/130*71=213mm 取Dd2=212mm 传动比：i=Dd2/Dd1=212/71=2.99 n2=n1/i=390/2
6、.99=130.43r/min 1.从动轮的转速误差率为：（130.43-130)/130*100%=0.33% 带速v=*Dd1*n1/(60*1000)= *71*390/60000=1.45m/s2.带的基准长度Ld和实际中心距a按结构需求初定为中心距a0=1000mm L0=2a0+/2*(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/(4*a0)=2*1000+/2*(71+212)+(212-71)/4000=2449mm取Ld=2500mm则实际中心距a=a0+(Ld-Lo)/2=1025.5mm3.中心距变动范围：amin=a-0.015*Ld =1025.5-0.015*2500=9
7、88mmamax=a+0.03*Ld=1025.5+0.03*2500=1100.54.校验小带轮包角1=180-(Dd2Dd1)/a*57.3=180(212-71)/1025.5*57.3=172.121205V带根数Z的计算： ZPc/(Po+P) * Ka*KL 用内插法可得 P0=0.25+(0.44-0.25)/(400-200) * (390-200)=0.4305kw取P0=0.43KW功率增量：P0=Kb*n1* (1-1/Ki)查表可知,其中 Kb=1.2834*10 传动比：i=2.99 查表得Ki=1.1373 所以P0=1.2834*10(-3) *390* (1-1
8、/1.1373)=0.06KW查表得长度修正系数 KL=1.07 包角系数Ka=0.97 得普通V带根数 Z=1.56/(0.43+0.06) *0.97*1.07=3.01 取Z=3根其单位质量为 q=0.07kg/m 6. 单根V带的初拉力 F0=500*Pc/(Z*V) * (2.5/Ka-1)+q*v=500*1.56/(3*1.45)(2.5/0.97-1)+0.07*1.45=274.49N7.作用在轴上的压力FQ为：FQ=2*F0*Z*sin(1/2)=2*274.49*3*sin(172.12/2)=1643.05N8. 最后确定V带的型号及各项参数指标为：选用3根SPZ250
9、0GBV带 其中心距：a=1025.5mm 带轮直径;Dd1=71mm Dd2=212mm 轴上压力：FQ=1643.05N六、输送皮带的选择输送带是输送机中的曳引构件和承载构件。抗拉体（芯层）有棉帆布、尼龙帆布、聚酯帆布和钢丝绳芯。本设计采用普通型输送带。1、皮带参数 选用皮带型号为：EP-100-NREP为聚酯（涤纶）芯NR为天然橡胶扯断强度=100N/(mm.层),每层厚度1.2mm,每层重量1.22kg/m,参考力伸长率1.5层数为5层，覆盖胶厚度上：4.5mm下：3mm每毫米厚胶料重量1.19kg/m2、输送带的参数计算 （1）输送带的厚度 输送带的厚度可按下式计算： 输送带厚度（m
10、m）=布层数每层厚度（mm）+上胶厚（mm）+下胶厚（mm） =51.2+4.5+3=13.5mm （2）输送带质量 输送带质量参考各厂样本选取或按下式计算： 输送带质量（kg）=布层数每层质量（kg/m）+(上胶厚（mm）+下胶厚（mm）) 每毫米胶料质量（kg/m） 带宽（m）带长（m）=51.22+(4.5+3)1.19 0.41.58=9.5kg（3）输送带的最大工作张力 输送带的最大工作张力按下式计算 Smax=20KN 式中 Smax-输送带的最大工作张力，N; B-带宽，mm； -输送带纵向扯断强度，N/(mm.层)； Z-输送带芯层帆布层数； n-输送带安全系数； 注：输送带的
11、安全系数应该根据安全、可靠、寿命及制造质量、经济成本、接头效率、启动系数、现场条件、使用经验等综合考虑确定 尼龙、聚酯帆布带：n=1012；要求特别安全时应大于12。 （ 机械图纸上由于时间紧没有具体说明皮带的拉紧装置）机械旋转部分齿轮的设计与计算一设计一齿轮传动装置，要求传送功率P=7.5KW,电机驱动，小齿轮转速n1=239r/min，传动比i=3，单向运转，载荷平稳，使用寿命10000小时，单班制工作。设计过程：（1）选择齿轮材料及精度等级，小齿轮选用45度钢调质，硬度取为220250HBS；大齿轮选用45度钢正火，硬度取为170210HBS；选择齿轮精度等级为8级，要求齿面粗糙度Ra=
12、3.26.3um（2）按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮，可应用公式d176.43，确定有关系数与参数1）转距T1，T1=9.55*10*P/n1=9.55*10*10/2394*10N.mm=400N.m2）载荷系数，查表取k=1.13)齿数Z1和齿宽系数d小齿轮齿数Z1=39,大齿轮齿数Z2=115,圆齿轮传动为悬臂布置,齿面类型为软齿面,查表取 d=0.34)许用接触应力查图得Hlim1=560Mpa lim2=530Mpa查表得SH=1 N1=60nj*ln=60*1000*1*1000 N2=N1/i=6*10/3=2*10查图得ZNT1=1, ZNT2=1.06由h1=ZNT1*Hlim1/SH=1*560/1=560Mpa h 2=ZNT2*Hlim2/SH=1.06*530/1=562MPa故 得分度圆直径：d1=76.43*=138mm取标准摸数:m=d1/z=138/39=3.5（3)主要尺寸计算:分度圆直径：d1=m*z1=138; d2=m*z2=402.锥距：R=0.5=212.5齿宽：bR/3=70.8圆整为：b=70圆心距：a=0.5*m* (z1+z2)=0.5*3.5* (39+115)=269.5（4)按齿根弯曲疲劳强度校核：由式F=2KT1/(b*m*m*z1)*YF*Ys得出F,如FF则校核合格.确定有关系数与参数:
