旋轉(zhuǎn)式方形螺母輸送機(jī),旋轉(zhuǎn),方形,螺母,輸送 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目： 旋轉(zhuǎn)式方形螺母輸送機(jī) 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 2007964222 姓 名： 何 浩 指導(dǎo)教師： 毛美姣 完成日期： 2011年05月25日 湘 潭 大 學(xué) 興 湘 學(xué) 校 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)（論文）題目： 旋轉(zhuǎn)式方形螺母輸送機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào)： 2007964222 學(xué)生姓名 何 浩 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 毛美姣 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求： 1、檢索國(guó)外螺母輸送機(jī)的設(shè)計(jì)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，分析國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀； 2、分析螺母輸送機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題； 3、完成螺母輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)的方案設(shè)計(jì)； 4、完成螺母輸送機(jī)傳動(dòng)方案統(tǒng)設(shè)計(jì)； 5、完成方形螺母輸送機(jī)設(shè)計(jì)中的硬件部分設(shè)計(jì)； 6、完成畢業(yè)論文的文稿工作，要求：總字?jǐn)?shù)不低于一萬(wàn)字，使用A4編輯及打印裝訂成冊(cè)； 7、技術(shù)圖紙：零件圖和裝配圖，不少于兩張A0圖紙。 8、翻譯英文技術(shù)資料：翻譯一篇機(jī)械相關(guān)的外文文獻(xiàn)。要求：3000單詞，復(fù)印原稿與翻譯(打印)稿同冊(cè)裝訂。 二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題： 1、 方形螺母輸送機(jī)傳動(dòng)方案選擇設(shè)計(jì)； 2、 方形螺母輸送機(jī)設(shè)計(jì)繪圖； 3、 方形螺母輸送機(jī)篩選機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 三、進(jìn)度安排 各階段完成的內(nèi)容 起止時(shí)間 1 資料檢索、查詢，課題可行性分析 2011年3月初 ～ 3月21日 2 完成系統(tǒng)總體方案構(gòu)思及設(shè)計(jì) 2011年3月22日 ～ 4月初 3 M6方形凸焊螺母、傳動(dòng)的鏈輪、料斗等主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 2011年4月初 ～ 4月30 4 完成畢業(yè)說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)，完成系統(tǒng)主要零部件繪圖，說(shuō)明書(shū)初稿檢查 2011年5月 1 日 ～ 5月10日 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)及說(shuō)明書(shū)檢查、打印裝訂，答辯準(zhǔn)備 2011年5月11日 ～ 5月31日 6 答辯。 2011年6月7日 四、 應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1、電子科技文摘編輯部主編《國(guó)外電子科技文摘》.[M].北京.CN11-2409/TN； 2、機(jī)械部北京電工技術(shù)研究所主編《電工文摘》 [M].北京. CN11-2010/TM； 3、鄧星鐘. 《機(jī)電傳動(dòng)控制》（第四版）.[M].武漢.華中科大學(xué)出版社，2000； 4、吳宗澤.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第3版）[M].北京. 高等教育出版社.2006 5、高欽和.《PLC應(yīng)用開(kāi)發(fā)案例精選》[M]. 北京.人民郵電出版社.2008 6、吉林工業(yè)大學(xué)蘇州鏈條總廠. 《鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)》[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1992 湘 潭 大 學(xué) 興 湘 學(xué) 院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表 學(xué)號(hào) 　207964222 姓名 　何浩 　 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 旋轉(zhuǎn)式方形螺母輸送機(jī)設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。 綜 合 評(píng) 價(jià) 評(píng)閱人： 2011年5月 日 目錄 摘要 1 第一章 緒論 3 2.1螺母輸送機(jī)產(chǎn)品概述 3 2.2傳統(tǒng)螺母輸送機(jī)的缺點(diǎn) 4 2.3現(xiàn)行螺母輸送機(jī)存在的不足及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 5 2.4螺母輸送機(jī)的組成 5 2.5螺母輸送機(jī)的工作原理 6 2.6螺母輸送機(jī)的動(dòng)作分析 6 第二章 總體方案的設(shè)計(jì) 9 2.1 輸送對(duì)象的介紹 9 2.2設(shè)計(jì)方案分析 10 2.3工作原理 10 2.4振動(dòng)式和旋轉(zhuǎn)式的比較 11 第三章 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 3.1螺母輸送機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 12 3.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案的確定 13 3.3步進(jìn)電機(jī)的選擇 14 第四章 傳動(dòng)方案的確定與設(shè)計(jì) 15 4.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn) 15 4.2 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 15 4.2.1傳動(dòng)比的確定 16 4.2.2小、大齒輪齒數(shù)（Z1）的確定 16 4.2.3傳遞功率及計(jì)算功率 17 4.2.5中心距的確定及鏈接數(shù)的計(jì)算 17 4.2.5滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu) 18 4.2.6鏈輪的材料 19 4.2.7鏈輪的潤(rùn)滑 20 第五章 料斗的參數(shù)確定 20 第六章 鏈輪軸的設(shè)計(jì) 23 第七章 篩選機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 第八章 儲(chǔ)存通道及輸送裝置的設(shè)計(jì) 25 8.1儲(chǔ)存通道設(shè)計(jì) 25 8.2輸送裝置設(shè)計(jì) 26 8.2.1輸送裝置的原理及過(guò)程 26 8.2.3倉(cāng)儲(chǔ)料斗 28 總 結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 32 附錄：英文原文及譯文 33 旋轉(zhuǎn)式螺母輸送機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 摘要：在用固定式點(diǎn)（凸）焊機(jī)進(jìn)行螺母或螺栓的凸焊時(shí)，一般焊接時(shí)的加壓力在300 kg以上。而在用手放置螺母或螺栓時(shí)，極有可能因誤操作而導(dǎo)致焊機(jī)啟動(dòng)，導(dǎo)致上電極迅速往下運(yùn)動(dòng)，稍有不慎，就會(huì)使手壓傷甚至殘廢。特別是在大批量生產(chǎn)時(shí)，操作人員免不了會(huì)產(chǎn)生疲勞而思想不集中，每年許多企業(yè)都會(huì)發(fā)生這類安全事故。 螺母輸送機(jī)解決了這個(gè)問(wèn)題。采用螺母輸送機(jī)來(lái)輸送凸焊螺母，這種方法實(shí)現(xiàn)了從螺母的輸送到焊機(jī)的焊接過(guò)程自動(dòng)化。使用螺母輸送機(jī)輸送螺母，有著安全性高、操作方便、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且能完成自動(dòng)計(jì)數(shù)及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)．便于質(zhì)量和生產(chǎn)管理。 螺母輸送機(jī)一般與焊接設(shè)備配套使用，為了提高生產(chǎn)效率和杜絕此類的安全隱患，用能快速準(zhǔn)確的螺母輸送機(jī)來(lái)代替人手方式裝配則是一個(gè)很好的解決方案。只需將螺母輸送機(jī)的接線簡(jiǎn)單的接入焊接控制器，工人只需進(jìn)行一次操作即國(guó)產(chǎn)先進(jìn)螺母輸送機(jī)可完成把螺母送進(jìn)定位銷，然后焊接的工序。既快捷又安全，已經(jīng)得到眾多車廠的廣泛使用。 Rotary square nuts conveyor machinery parts design Abstract：While welding a nut or bolt with a fixed point in the (convex) welder, the welding pressure will be above 300 kg in general. But when placed in the nut or bolt by hand, it is most likely that the welding starts by misuse, leading to the rapid downward movement on the electrodes, the slightest mistake, and it will hand crushed or maimed. Especially in mass production, the operator will inevitably be fatigue and distracted, such accidents happens each year in many firms. Nut conveyor has been success to solve this problem. We use conveyor to transport nut welding nut, and this method realized the automation from the nut of the transfer to the welding of the welding process. It has a high safety, easy operation,high production efficiency using conveyor to transport nut. And it can complete the automatic counting and automated production. Very Convenient to the management of quality and production. 第一章 緒論 1.1螺母輸送機(jī)產(chǎn)品概述 螺母輸送機(jī)是用來(lái)自動(dòng)輸送螺母的設(shè)備，具有體積小，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。一般與焊接設(shè)備配套使用，例如汽車制造廠需要在鋼板上焊接螺母，如果是用人手輸送的話，首先效率較低，最重要的是會(huì)因操作失誤是產(chǎn)生重大的安全事故，如還沒(méi)完全松開(kāi)手時(shí)就進(jìn)行焊接，這時(shí)很容易把手指打斷。為了提高生產(chǎn)效率和杜絕此類的安全隱患，用能快速準(zhǔn)確的螺母輸送機(jī)來(lái)代替人手方式裝配則是一個(gè)很好的解決方案。 方形凸焊螺母以其操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，在汽車和五金行業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前、螺母的焊接工作大都是采用固定式點(diǎn)(凸)焊機(jī)來(lái)完成，而傳統(tǒng)的螺母焊接是由操作工人放人工件后，再手工放上螺母。這種方式存在安全性差、操作不方便、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)，且無(wú)法完成自動(dòng)計(jì)數(shù)及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)．不便于質(zhì)量和生產(chǎn)管理 目前．很多生產(chǎn)廠家都開(kāi)始采用螺母輸送機(jī)來(lái)輸送凸焊螺母，這種方法實(shí)現(xiàn)了從螺母的輸送到焊機(jī)的焊接過(guò)程自動(dòng)化。 ? 1）輸送物料：螺母 2）裝載螺母數(shù)量：800-1000 3）配套設(shè)備：焊接設(shè)備 螺母輸送機(jī)實(shí)際是為國(guó)標(biāo)螺母輸送所使用的標(biāo)準(zhǔn)螺母輸送設(shè)備，對(duì)于不符合標(biāo)準(zhǔn)的螺母支持不好，容易卡螺母。當(dāng)然非標(biāo)的螺母一樣可以輸送但要求為：螺紋孔與周邊距離 偏差，螺母兩平面誤差及螺母周邊尺寸誤差最大不能超過(guò)0.2mm。對(duì)于自動(dòng)化機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)這已經(jīng)是非常的寬松了。除標(biāo)準(zhǔn)以外的螺母一樣可以輸送，也稱為特殊型螺母(帶法蘭盤的螺母等)對(duì)這樣螺母的輸送一樣擁有標(biāo)準(zhǔn)范圍，這需要使用企業(yè)與生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)協(xié)商。 圖1-1 1.2傳統(tǒng)螺母輸送機(jī)的缺點(diǎn) 1?傳統(tǒng)焊接設(shè)備的缺點(diǎn)? 目前，在汽車制造業(yè)企業(yè)中，螺栓和螺母的焊接工作大都是采用固定式點(diǎn)（凸）焊機(jī)來(lái)完成的。凸焊螺母或螺栓則一般是由操作工人用手放入工件，然后再實(shí)施焊接。這種手工放置螺母或螺栓的操作方式存在著3大缺點(diǎn)：? 1?安全性差：大家知道，在用固定式點(diǎn)（凸）焊機(jī)進(jìn)行螺母或螺栓的凸焊時(shí)，一般焊接時(shí)的加壓力在300?kg以上。而在用手放置螺母或螺栓時(shí)，極有可能因誤操作而導(dǎo)致焊機(jī)啟動(dòng)，導(dǎo)致上電極迅速往下運(yùn)動(dòng)，稍有不慎，就會(huì)使手壓傷甚至殘廢。特別是在大批量生產(chǎn)時(shí)，操作人員免不了會(huì)產(chǎn)生疲勞而思想不集中，每年許多企業(yè)都會(huì)發(fā)生這類安全事故。? 2?生產(chǎn)效率低：由于存在著安全隱患，操作人員在放置螺母或螺栓時(shí)，肯定會(huì)格外小心謹(jǐn)慎，這必然就會(huì)影響到生產(chǎn)效率。? 3?無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。? 由此可見(jiàn)，這3大缺點(diǎn)嚴(yán)重地阻礙著現(xiàn)代汽車及零部件制造行業(yè)中實(shí)現(xiàn)安全、高效及自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，迫切需要有相關(guān)的產(chǎn)品和解決方案來(lái)解決這些實(shí)際問(wèn)題。? 4?應(yīng)用范圍及特點(diǎn)? 為解決傳統(tǒng)焊接設(shè)備的不足，江陰豪精焊接設(shè)備有限公司開(kāi)發(fā)出了系列的適合于自動(dòng)化生產(chǎn)的產(chǎn)品，為用戶提供了最佳的解決方案。現(xiàn)分別來(lái)認(rèn)識(shí)一下其“廬山真面目”。? 1.3現(xiàn)行螺母輸送機(jī)存在的不足及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 當(dāng)前的螺母輸送機(jī)存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)螺母的自動(dòng)計(jì)數(shù)；無(wú)法保證在軟管和輸送前端之間只有一個(gè)螺母；當(dāng)輸送前端無(wú)螺母對(duì)，不能停止電焊機(jī)的動(dòng)作。另外，當(dāng)前的螺母輸送機(jī)采用傳統(tǒng)的繼電器裝置來(lái)進(jìn)行控制，存在著所用繼電器的數(shù)量多、體積大、線路龐雜、可靠性差、檢修困難等缺點(diǎn)。 關(guān)于螺母輸送機(jī)，比較成熟的有中國(guó)的深利昌(SLC)，韓國(guó)的chowell，日本的矢島（在中國(guó)叫 電溶機(jī)電），德國(guó)的KWOLL，美國(guó)的welpart，其中國(guó)產(chǎn)的螺母輸送機(jī)價(jià)格相比國(guó)外的較為低廉，且質(zhì)量、穩(wěn)定性等方面與外國(guó)牌子有得一拼，而且某些關(guān)鍵部件方面還比進(jìn)口的牌子要好，推薦選用國(guó)產(chǎn)的。 1.4螺母輸送機(jī)的組成 組成：機(jī)身、振動(dòng)盤、輸送槍體、輸送管（料管），分配器，氣缸及控制器（包括程序）等所組成。 料斗? 約有800-1000個(gè)左右的螺母可預(yù)放在料斗中，隨著料斗里圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而被帶入篩選機(jī)構(gòu)的入口處。圓盤做工的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。考慮到萬(wàn)一轉(zhuǎn)盤被異物強(qiáng)行卡住將會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零件受損的情況，該機(jī)構(gòu)特設(shè)有安全裝置，可使轉(zhuǎn)盤與減速機(jī)構(gòu)暫時(shí)脫離，當(dāng)故障排除后便能自動(dòng)恢復(fù)工作。? 篩選機(jī)構(gòu)? 焊接螺母上一般有3~4個(gè)凸點(diǎn)，在焊接時(shí)，螺母上的凸點(diǎn)應(yīng)朝向被焊工件，這就對(duì)輸送到工件上的螺母有方向上的要求。篩選機(jī)構(gòu)就是對(duì)螺母的方向進(jìn)行篩選的，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后，只有方向正確的螺母可以通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)，而方向不正確的螺母則繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)重新回到料斗中。? 儲(chǔ)存通道? 方向正確的螺母在通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)后，便進(jìn)入儲(chǔ)存通道依次排隊(duì)。當(dāng)達(dá)到一定數(shù)量后，有一檢測(cè)裝置便會(huì)發(fā)出信號(hào)，使電要暫停工作；而當(dāng)螺母數(shù)量不夠時(shí)，電機(jī)又能自動(dòng)運(yùn)行，繼續(xù)使料斗向存儲(chǔ)通道提供方向正確的螺母。? 在工作時(shí)，每啟動(dòng)一次，儲(chǔ)存通道便會(huì)釋放出一個(gè)螺母進(jìn)入輸送裝置。? 輸送裝置? 該裝置通過(guò)一個(gè)萬(wàn)能支架，安裝在固定式點(diǎn)（凸）焊機(jī)上，其安裝角度和位置可任意進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)各種形狀的工件。從儲(chǔ)存通道出來(lái)的螺母，經(jīng)過(guò)一個(gè)柔性軟管由壓縮空氣送入輸送裝置，螺母則被一輸送軸快速頂出而準(zhǔn)確地送到工件上。? ?控制系統(tǒng)? 螺母被輸送到工件上全過(guò)程的各個(gè)動(dòng)作，均由控制系統(tǒng)進(jìn)行順序控制，且各動(dòng)作間的時(shí)間還能夠做適當(dāng)調(diào)整，以滿足客戶的特殊需要。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)，可用控制面板上的各按鈕對(duì)各動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試，還可通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇是和固定點(diǎn)焊機(jī)連動(dòng)，還是讓固定點(diǎn)焊機(jī)單獨(dú)工作。? 1.5螺母輸送機(jī)的工作原理 螺母輸送機(jī)中，篩選機(jī)構(gòu)是重點(diǎn)，其原理是：螺母在料斗中跟隨溝槽作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在溝槽料斗中基本排成我們所需要的方向，但也有某些不合要求。由于前面選擇的是溝槽式料斗，而凸焊螺母如果四個(gè)凸點(diǎn)朝下就會(huì)比四個(gè)凸點(diǎn)朝上的螺母高度要矮一些。我們?cè)诔隽峡谠O(shè)一適當(dāng)高度的擋板，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后，只有靠近擋板側(cè)且方向正確的螺母可以通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)，一旦遇到方向不正確的螺母則電機(jī)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，螺母回到料斗中重新進(jìn)行篩選。 1.6螺母輸送機(jī)的動(dòng)作分析 螺母輸送機(jī)的動(dòng)作分為兩部分。即螺母篩選及預(yù)存和螺母輸送：螺母篩選及預(yù)存分為四個(gè)步驟，如下所示： (1)啟動(dòng)料斗工作電機(jī)．料斗轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)進(jìn)入L形通道。 (2)儲(chǔ)存通道中螺母數(shù)量判斷(電感式接近開(kāi)關(guān)lsO)：該電感式接近開(kāi)關(guān)有兩方面的作用。若儲(chǔ)存通道已滿，則接通電磁氣閥1YA，從側(cè)面向螺母吹氣．將進(jìn)入L形通道中的螺母吹出預(yù)送導(dǎo)軌：否則，進(jìn)人U形儲(chǔ)存通道。若儲(chǔ)存通道未滿，且i s內(nèi)無(wú)螺母通過(guò)電感式接近開(kāi)關(guān)1SQ，說(shuō)明料斗當(dāng)前槽中無(wú)螺母或首個(gè)螺母方向反向，則給出信號(hào)．使步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作用，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一角度，從下一條槽中輸人螺母。 (3)u形儲(chǔ)存通道中螺母數(shù)量判斷(電感式接近開(kāi)關(guān)2SQ)=若儲(chǔ)存通道中的螺母數(shù)量小于一定值，說(shuō)明料斗中螺母數(shù)量太少．則發(fā)出報(bào)警信號(hào)(指示燈【L】) 由操作人員進(jìn)行處理：若1 rain內(nèi)，報(bào)警信號(hào)沒(méi)有消除，則關(guān)閉螺母輸送機(jī)(接觸器KM)。 (4)對(duì)螺母進(jìn)行正反方向判斷(電感式接近開(kāi)關(guān)3sQ)。在篩選機(jī)構(gòu)處已對(duì)螺母進(jìn)行正反方向判斷，但為了確保方向正確，在儲(chǔ)存通道出口處再進(jìn)行一次正反判斷 若反向，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)(指示燈2L)，由操作人員作出相應(yīng)處理。 螺母的輸送過(guò)程如下所示： (1)輸送通道前端螺母有無(wú)判斷(電感式接近開(kāi)關(guān)4SQ)。若輸送通道前端有螺母，且接收到焊接啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，則電磁氣闐7YA動(dòng)作，輸送氣缸活塞前伸。若輸送通道前端無(wú)螺母，而接收到焊接啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，則執(zhí)行第5步、6步后，7YA動(dòng)作。 (2)活塞運(yùn)行到下限位時(shí)(磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)6SQ)，電磁氣閥7YA關(guān)閉，延時(shí)0．1 s使螺母掉在定位銷上后，電磁氣閥8YA打開(kāi)，活塞復(fù)位。 (3)PLC計(jì)數(shù)一次。當(dāng)已焊接螺母數(shù)量達(dá)到單件螺母?jìng)€(gè)數(shù)時(shí)，發(fā)出計(jì)數(shù)器復(fù)位信號(hào)(指示燈3L)。當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)，焊接工件數(shù)量加1，同時(shí)PLC重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)復(fù)位按鈕未按下時(shí)，焊機(jī)不工作。在此處，設(shè)一開(kāi)關(guān)2K．只有當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)，PLC才計(jì)數(shù)。這樣，能避免出現(xiàn)意外(如螺母未掉在定位銷上)時(shí)，計(jì)數(shù)器重復(fù)計(jì)數(shù)。 (4)活塞運(yùn)行到上限位時(shí)(磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)5SQ)，關(guān)閉電磁氣閥8YA。輸出一高電平信號(hào)給點(diǎn)焊機(jī)，表示可開(kāi)始焊接螺母。 (5)當(dāng)接收到輸送氣缸活塞復(fù)位的信號(hào)時(shí)(磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)5SQ)，電磁氣閥2YA動(dòng)作，氣缸2活塞復(fù)位，釋放一個(gè)螺母。延時(shí)0．1s，電磁氣閥3YA動(dòng)作，氣缸2活塞伸出；同時(shí)，電磁氣閥4YA動(dòng)作，氣缸1活塞復(fù)位，釋放一個(gè)螺母進(jìn)入儲(chǔ)存通道底部，等待進(jìn)入輸送通道。延時(shí)0．1 s。電磁氣閥5YA動(dòng)作，氣缸1活塞伸出。 (6)電磁氣閥6YA接通，使螺母送到輸送通道前端。 第二章 總體方案的設(shè)計(jì) 2.1 輸送對(duì)象的介紹 首先我們?cè)谠O(shè)計(jì)之前對(duì)螺母輸送機(jī)所輸送的對(duì)象進(jìn)行分析，有所了解后才能有的放矢地一步一步地進(jìn)行設(shè)計(jì)。本螺母輸送機(jī)輸送的是方形凸焊螺母，其型號(hào)是M6。但是它有兩種不同地類型，即A型和B型，如下圖所示。對(duì)輸送對(duì)象介紹完了，我們?cè)賮?lái)進(jìn)行后面的設(shè)計(jì)。 本系統(tǒng)中所用的螺母為B型，M6型螺母的基本尺寸如下： D=6 mm Dc＝11mm Ds＝10mm h1＝2mm m＝5mm δ＝2mm 2.2設(shè)計(jì)方案分析 方形凸焊螺母的形狀比較怪異，用普通的輸送方法似乎不太現(xiàn)實(shí)，而且焊機(jī)對(duì)螺母在方向上也有要求，即需要對(duì)螺母的方向進(jìn)行篩選。在形狀上，螺母有4個(gè)凸點(diǎn)，于是選擇溝槽式料斗。溝槽式料斗在輸送的過(guò)程中是不間斷運(yùn)行的，故而選擇步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件。 由于螺母要求準(zhǔn)確定位到工件的表面，則螺母到達(dá)工件表面時(shí)的速度要很小，如果速度很大則螺母由于慣性就會(huì)飛濺出去。這就要求輸送有急速緩沖功能。 2.3工作原理 螺母輸送機(jī)的工作要求：方形凸焊螺母上一般有4個(gè)凸點(diǎn)，在焊接時(shí)，螺母上的凸點(diǎn)應(yīng)朝向被焊接工件，這就對(duì)輸送到工件上的螺母有方向上的要求。篩選機(jī)構(gòu)就是對(duì)螺母的方向進(jìn)行篩選的。篩選機(jī)構(gòu)對(duì)螺母在方向上進(jìn)行了篩選后，我們只要剔除掉篩選出來(lái)的方向不正確的螺母就行了。 旋轉(zhuǎn)式篩選機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程:螺母在料斗中跟隨溝槽作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在溝槽料斗中基本排成我們所需要的方向，但也有某些不合要求。由于前面選擇的是溝槽式料斗，而凸焊螺母如果四個(gè)凸點(diǎn)朝下就會(huì)比四個(gè)凸點(diǎn)朝上的螺母高度要矮一些。我們?cè)诔隽峡谠O(shè)一適當(dāng)高度的擋板，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后，只有靠近擋板側(cè)且方向正確的螺母可以通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)，一旦遇到方向不正確的螺母則電機(jī)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，螺母回到料斗中重新進(jìn)行篩選。方向正確的螺母儲(chǔ)存在儲(chǔ)存通道中，等到焊機(jī)發(fā)出信號(hào)后，則釋放氣缸放出一個(gè)螺母，經(jīng)過(guò)吹氣口的吹氣，將螺母運(yùn)送到輸送氣缸所處的位置，然后輸送氣缸將螺母準(zhǔn)確地定位在工件表面上。 2.4振動(dòng)式和旋轉(zhuǎn)式的比較 前面已經(jīng)講過(guò)，本設(shè)計(jì)主要是對(duì)旋轉(zhuǎn)式螺母輸送機(jī)的研究，為了更加深刻地認(rèn)識(shí)螺母輸送機(jī)，在整體上我們對(duì)旋轉(zhuǎn)式螺母輸送機(jī)和振動(dòng)式螺母輸送機(jī)進(jìn)行比較。 振動(dòng)式篩選的工作過(guò)程（其原理圖如下）：振動(dòng)式篩選機(jī)構(gòu)采用的是振動(dòng)式料斗，其為一種典型的自動(dòng)上料裝置，其料斗為筒形，料斗內(nèi)設(shè)有螺旋上升的軌道，當(dāng)料斗下面的振動(dòng)器開(kāi)始振動(dòng)后，料斗里的螺母便沿著螺旋軌道依次向前運(yùn)行。螺母在軌道上的位置形狀是任意的，在前進(jìn)過(guò)程中，篩選機(jī)構(gòu)將運(yùn)行位置不符合要求且凸點(diǎn)朝下的螺母一一排除掉，最終到達(dá)出口的螺母當(dāng)然便是方向正確的螺母。 圖2-1 振動(dòng)式輸送裝置 旋轉(zhuǎn)式輸送機(jī)與振動(dòng)式輸送機(jī)的比較：一般情況下，振動(dòng)式料斗中的毛坯的定向裝置較其它形式的都要簡(jiǎn)單，同時(shí)毛坯也不會(huì)受到擠壓而損傷，工作安全可靠便于通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，因而在各種中小型自動(dòng)線和單機(jī)自動(dòng)化中應(yīng)用廣泛。如果用于螺母輸送，其主要用于三凸點(diǎn)螺母。 旋轉(zhuǎn)式螺母輸送機(jī)與振動(dòng)式螺母輸送機(jī)的性能基本相同，兩者都能達(dá)到輸送螺母的目的，但振動(dòng)式螺母輸送機(jī)有一個(gè)無(wú)法避免缺點(diǎn)是：在振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出振動(dòng)的聲音，而旋轉(zhuǎn)式螺母輸送機(jī)則無(wú)此缺點(diǎn)。 第三章 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1螺母輸送機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)式螺母輸送機(jī)主要由機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)三大部分組成。機(jī)械系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)主要完成螺母的篩選和運(yùn)輸?？刂葡到y(tǒng)主要完成機(jī)械動(dòng)作的控制以及各動(dòng)作的協(xié)調(diào)和安全防護(hù)措施。其組成方框圖如下所示： 圖3-2 螺母輸送機(jī)的組成方框圖 3.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案的確定 在電動(dòng)機(jī)的選擇上有兩種方案。 方案一：用伺服電機(jī)帶動(dòng)。 伺服電機(jī)在控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸上的轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速，當(dāng)有控制信號(hào)輸入時(shí)，伺服電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)；沒(méi)有控制信號(hào)輸入，則停止轉(zhuǎn)動(dòng)。改變控制電壓的大小和相位，就可改變伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。它與普通電機(jī)比較有如下特點(diǎn)： （1） 調(diào)速范圍寬廣，轉(zhuǎn)速隨控制電壓改變，能在寬廣范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)； （2） 轉(zhuǎn)子慣性小。能實(shí)現(xiàn)迅速啟動(dòng)、停轉(zhuǎn)； （3） 控制功率小，過(guò)載能力強(qiáng)可靠性好 方案二：用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)變換成相應(yīng)的角位移或直線位移的機(jī)電執(zhí)行元件。每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖時(shí)，它便轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定的角度。這個(gè)角度稱為步距角。脈沖一個(gè)一個(gè)的輸入，電動(dòng)機(jī)便一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)，它的位移量與輸入的脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。 本系統(tǒng)螺母輸送機(jī)的料斗在運(yùn)行的過(guò)程中是不連續(xù)運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)它前進(jìn)一步時(shí)，即便停下一定的時(shí)間，等待料斗槽中的螺母掉入到儲(chǔ)存通道中，當(dāng)傳感器檢測(cè)到槽中的螺母已經(jīng)完全掉入儲(chǔ)存通道時(shí)則發(fā)送信號(hào)讓電機(jī)重新動(dòng)作，即進(jìn)入下一個(gè)動(dòng)作循環(huán)。 如果采用伺服電機(jī)，那么只能利用它的準(zhǔn)確啟停特性，每隔轉(zhuǎn)角θ，伺服電機(jī)停一下等待螺母的掉入。這樣的話工作效率肯定就低，而且電機(jī)將頻繁的啟動(dòng)和停止，大大減少機(jī)械壽命，累積誤差也很大。 而采用步進(jìn)電機(jī)只需記錄脈沖數(shù)便可計(jì)算出工件的旋轉(zhuǎn)角度θ，便可連續(xù)運(yùn)輸螺母而不需頻繁地啟動(dòng)和停止。同功率地電機(jī)，在價(jià)格上步進(jìn)電機(jī)也有優(yōu)勢(shì)。 綜上所述，在本系統(tǒng)中采用步進(jìn)作執(zhí)行元件。 3.3步進(jìn)電機(jī)的選擇 螺母輸送機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，只需帶動(dòng)料斗和其中的螺母運(yùn)轉(zhuǎn)，所需的功率和轉(zhuǎn)矩不大。螺母的料斗中約有1000個(gè)螺母粗略估計(jì)每個(gè)螺母重5ɡ，則螺母的總重量為： m＝1000×5＝5㎏。料斗的半徑為160mm，而鋼與鋼的靜摩擦系數(shù)為0.15， 故 T=0.15×5×0.160×10=1.2 N·M，考慮到傳動(dòng)比為3，則電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩大約為1/3即0.4 N·M，考慮到料斗本身的重量及其它額外的因素，我選用2.5 N·M的步進(jìn)電機(jī)。 螺母輸送機(jī)在輸送的過(guò)程中，停止的時(shí)候，料斗不能有轉(zhuǎn)動(dòng)。一旦有轉(zhuǎn)動(dòng)，則料斗中的溝槽不能對(duì)準(zhǔn)儲(chǔ)存通道，則妨礙機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)是我國(guó)步進(jìn)電機(jī)發(fā)展的主要類型，具有較好的技術(shù)性能指標(biāo)。但是它斷電后無(wú)定位轉(zhuǎn)矩，使用中需自鎖定位。 由于反應(yīng)式的步進(jìn)電機(jī)無(wú)定位轉(zhuǎn)矩，需要自鎖才能定位，而混合式步進(jìn)電機(jī)則不需要自鎖就能定位，它似乎是反應(yīng)式的和永磁式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)合，它能夠做成和反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一樣的小步距角，又具有永磁式控制功率小的特點(diǎn)。而且斷電后具有一定的定位轉(zhuǎn)矩。 綜上所述，查資料選定步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)為86BYG250A,其主要參數(shù)如下： 表4-1 86BYG250A號(hào)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)參數(shù) 驅(qū)動(dòng)電壓 AC220V 重 量 3Kg 最大靜轉(zhuǎn)矩 4 N·M 電動(dòng)機(jī)的軸徑 Фd＝12mm 最大空載啟動(dòng)速度 270r/min 線電流 2.1A 其形狀及基本安裝尺寸如圖所示： 第四章 傳動(dòng)方案的確定與設(shè)計(jì) 在本方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)如果要達(dá)到螺母輸送機(jī)的輸送要求，在料斗的中央設(shè)一擋塊，而在正中央設(shè)一輸送管道作為料斗中螺母的出口處，這就要求中央的擋塊和輸送管道都靜止不動(dòng)。在一般的情況下，我們都是利用了軸承的內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)而固定軸承的外圈，在這種情況下，我利用了軸承的外圈運(yùn)動(dòng)，而讓軸承的內(nèi)圈固定，以便能夠使擋塊和輸送管道固定在它的上面已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 減速裝置的選擇：我們常見(jiàn)的減速裝置有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、和齒輪傳動(dòng)等幾種減速結(jié)構(gòu)。由于本裝置要求精確定位，故不能選擇帶傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)都能滿足要求，但是，與齒輪傳動(dòng)的比較：鏈傳動(dòng)的制造精度和安裝精度要求較低，成本低廉。故而選擇鏈傳動(dòng)。 4.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn) 鏈傳動(dòng)是一種應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械傳動(dòng)，它是由鏈條和主、從動(dòng)輪所組成，鏈輪上制有特殊的齒，依靠鏈輪和鏈齒和鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。鏈傳動(dòng)是屬于帶有中間性件的嚙合運(yùn)動(dòng)。與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象。因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高。又因鏈條不要象帶那樣張得很緊，所以作用于軸上得徑向壓力較?。辉谕瑯拥檬褂脳l件下，鏈傳動(dòng)得結(jié)構(gòu)緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫及速度較低得情況下工作。 主要缺點(diǎn)：在兩根平行軸間只能用于同向回轉(zhuǎn)間的傳動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有噪聲；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用。 4.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 由于螺母輸送機(jī)與其配套的固定式點(diǎn)焊機(jī)的工作效率要求是30~40個(gè)螺母每分鐘，既要求螺母輸送機(jī)每分鐘輸送30個(gè)以上的螺母。而料斗中每條溝槽中能存有9的個(gè)螺母，假設(shè)每道溝槽的有效螺母數(shù)量平均為4個(gè)，即在一分鐘內(nèi)料斗至少要前進(jìn)8個(gè)溝槽所占據(jù)的角度。 預(yù)計(jì)料斗開(kāi)20道槽，每個(gè)溝槽轉(zhuǎn)到下一個(gè)溝槽需要轉(zhuǎn)過(guò)18°，即至少要轉(zhuǎn)過(guò)142°。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是270轉(zhuǎn)/分，故其都能滿足工作要求。 4.2.1傳動(dòng)比的確定 由于在速度上并無(wú)其它要求，故傳動(dòng)比可一任意確定。料斗的轉(zhuǎn)動(dòng)速度主要有控制部分控制脈沖信號(hào)來(lái)確定。鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i≦7，最佳時(shí)i=2～3.5。但低速時(shí)傳動(dòng)比可達(dá)到10。本系統(tǒng)屬于低速系統(tǒng)，參考其它條件，選定傳動(dòng)比為i＝3。 4.2.2小、大齒輪齒數(shù)（Z1）的確定 一般情況下， 小鏈輪齒數(shù)Z1少，可減小外廓尺寸，但齒數(shù)少，會(huì)增加運(yùn)動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷；鏈條在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角增大，鏈傳動(dòng)圓周力增大，從整體上加速鉸鏈和鏈輪的磨損。 Z1越大，鏈條的總拉力下降，多邊形效應(yīng)減小，磨損小，但結(jié)構(gòu)重量增加。鏈輪的最少齒數(shù)為9，一般Z1≥17。根據(jù)下表，本設(shè)計(jì)中取 表4-2 鏈條齒數(shù)選取表 鏈速（m/s） 低速 v≦0.6 中速 v=0.6～8 中高速 v≧8 高速 v≧25 Z1 ≧12～15 ≧17～19 ≧19～35 ≧35 Z1=17，則 Z2=iZ1=17×3=51 實(shí)際傳動(dòng)比＝Z2/ Z1=3 由于傳動(dòng)比存在相對(duì)誤差 則齒輪齒數(shù)選擇合理 4.2.3傳遞功率及計(jì)算功率 P=2πnM÷60=245.34W M=8.68 n=270 1.8°步距角 脈沖頻率40hz Pac=KaKzP/Kp 其中Ka為工礦系數(shù)，查表9-6 為Ka=1 Kz為主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù) Kz=1.2 Kp為多排鏈系數(shù)，Kp=1 P為傳遞功率，P=0.245 KW 由此計(jì)算得Pac=0.294 KW 由Pac=0.294 KW n1=270r/min 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖9-11，選定05B的滾子鏈 其節(jié)距p=8 鏈號(hào) 節(jié)距p/mm 排距p1/mm 滾子外徑d1/mm 內(nèi)鏈節(jié)鏈寬b1/mm 銷軸直徑d2/mm 內(nèi)鏈板高度h2/mm 極限拉伸載荷(單排)Q/N 每米質(zhì)量(單排)q/(kg/m) 05B 06B 08A 08B 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48A 8.00 9.525 12.70 12.70 15.875 19.05 25.40 31.75 38.10 44.45 50.80 63.50 76.20 5.64 10.24 14.38 13.92 18.11 22.78 29.29 35.76 45.44 48.87 58.55 71.55 87.93 5.00 6.35 7.95 8.51 10.16 11.91 15.88 19.05 22.23 25.40 28.58 39.68 47.63 3.00 5.72 7.85 7.75 9.40 12.57 15.75 18.90 25.22 25.22 31.55 37.85 47.35 2.31 3.28 3.96 4.45 5.08 5.94 7.92 9.53 11.10 12.70 14.27 19.24 23.80 7.11 8.26 12.07 11.81 15.09 18.08 24.13 30.18 36.20 42.24 48.26 60.33 72.39 4400 8900 13800 17800 21800 31100 55600 86700 124600 169000 222400 347000 500400 0.18 0.40 0.60 0.70 1.00 1.50 2.60 3.80 5.60 7.50 10.10 16.10 22.60 滾子鏈的規(guī)格及主要參數(shù)(摘自GB1243.1-83) 5.2.5中心距的確定及鏈接數(shù)的計(jì)算 心距和鏈條長(zhǎng)度 鏈傳動(dòng)中心距過(guò)小時(shí)，小鏈輪上的包角也小，同時(shí)參加嚙合的鏈輪齒數(shù)減少。中心距過(guò)大時(shí)，易發(fā)生鏈條抖動(dòng)。一般可取中心距a=(30~50)p，最大中心距a≤80p。由于本裝置沒(méi)有設(shè)計(jì)張緊裝置，故中心距初步確定為 =30p=240 鏈節(jié)數(shù)Lp： 最大中心距 A=fa*p*[2lp-(z1+z2)]=262 鏈節(jié)數(shù)應(yīng) 圓整數(shù)，并最好取偶數(shù) Lp=100 驗(yàn)算鏈速v 屬于慢速 圖4-1. 推薦的潤(rùn)滑方式 采用定期人工潤(rùn)滑。 4.2.5滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu) 鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸的確定： 小輪的主要幾何尺寸： 小輪齒頂圓直徑dmax＝d＋1.25p－＝48.54mm dmin＝d＋（1－1.6/Z1）P- =39.01mm hmax =（0.625+0.8/Z）*p-0.5d=2.88 hmin =0.5*(p-d1)=1.5 df= d-d1=38.54 由鏈條選擇鏈齒 h=k+dk/6+0.01d=6 K取3.2 dk=14 Bf=0.91b1=2.73 dh=dk+2h=(2.6~3.3)*h=2.8*6=16 鍵槽選b*h=5x5 t1=2.3 大輪齒頂圓直徑 d=pk=8*16.2441=129.95 K取值由Z=51決定查表2-14 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)。 dmax=d+1.25p-d1＝129.95 dmin＝d+(1-16/z)p-d1＝125.636 大輪分度圓弦齒高h(yuǎn)amax＝（0.625＋0.8/z）p－0.5dw ＝（0.625＋0.0615）×8－2.5 ＝2.63 hamin＝0.5（p－dw）＝0.5×（8－5） ＝1.5mm 大輪齒根圓直徑 df＝ 大輪齒根圓h=dk/6+k+0.01d=13.2 k查得6.4 Dh=dk+2h bf=0.91b1=2.73 L=（2.6-3.3）h=35 4.2.6鏈輪的材料 鏈輪的材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪的輪齒的嚙合次數(shù)多，所受的沖擊也較嚴(yán)重，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料制造。由于本系統(tǒng)的鏈輪所承受載荷較小，且無(wú)劇烈振動(dòng)和沖擊，一般的材料都能應(yīng)用，并且能同時(shí)保證達(dá)到大鏈輪和小鏈輪所需要的耐磨性和強(qiáng)度。所選鏈輪的材料和齒面硬度如下： 材料:40、50、 熱處理方法：淬火、回火 熱處理后的硬度：40～50HRC 4.2.7鏈輪的潤(rùn)滑 良好的潤(rùn)滑可以緩和沖擊，減輕磨損，延長(zhǎng)鏈條的使用壽命。一般的情況下，鏈條采用油潤(rùn)滑。而在本系統(tǒng)中，用油潤(rùn)滑有所不便，故采用涂抹潤(rùn)滑脂的方法，但應(yīng)注意定期清洗與涂抹。 第五章 料斗的參數(shù)確定 料斗是盛裝工件的容器，工件在料斗中完成定向過(guò)程，并按次序送到料斗的出口處。但是料斗的形式有很多種，根據(jù)在料斗中獲取工件，使工件進(jìn)入送料槽的方式有如下幾種典型結(jié)構(gòu)：回轉(zhuǎn)鉤式料斗、扇形塊式料斗、溝槽圓盤式料斗、往復(fù)滑塊式料斗、槳葉槽式料斗、回轉(zhuǎn)管式料斗、往復(fù)管式料斗。其部分圖如下圖所示【2】： 回轉(zhuǎn)溝式料斗 槳葉槽隙式 往復(fù)滑塊式 回轉(zhuǎn)管式料斗 圖5-1 料斗類型 由于本系統(tǒng)輸送的是凸焊螺母這種特殊的零件，而且系統(tǒng)對(duì)其又有方向的要求：螺母上的凸點(diǎn)必須朝向工件，所以必須有一個(gè)裝置對(duì)方向不正確的螺母進(jìn)行篩選經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，方向正確的螺母則通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)，方向不正確的螺母則繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)重新回到料斗中再次進(jìn)行篩選。 根據(jù)其形狀和要求，此螺母輸送機(jī)采用溝槽圓盤式料斗。這種料斗一般傾斜放置，料斗中有一回轉(zhuǎn)盤，圓盤上根據(jù)工件形狀開(kāi)有溝槽或成形孔，使工件定向。料斗斜置是為了增加工件落入溝槽的機(jī)會(huì)，在本設(shè)計(jì)中選擇其傾斜角度為45。如下圖所示。 圖5-2 料斗安裝角度 溝槽圓盤式料斗大約存放有800～1000個(gè)左右的螺母，預(yù)設(shè)每條軌道可存放10個(gè)左右的螺母，而凸焊螺母的基本尺寸前面已述，其長(zhǎng)和寬均為11mm，選定料斗半徑R=160mm，溝槽長(zhǎng)度為115mm，設(shè)計(jì)20道槽。 圖5-3 料斗的俯視示意圖 料斗的溝槽將配合篩選機(jī)構(gòu)，進(jìn)行螺母的篩選。方向正確的螺母經(jīng)過(guò)溝槽就能通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)。下面將具體設(shè)計(jì)料斗的溝槽的具體尺寸,其基本示意圖如下圖所示： 根據(jù)M6型螺母的基本尺寸： D=6 mm Dc＝11mm Ds＝10mm h1＝2mm m＝5mm δ＝2mm 在本設(shè)計(jì)中，選定a=6，b=2.5 螺母在料斗中旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于慣性力和其它非正常的原因，會(huì)導(dǎo)致螺母從料斗中飛濺出來(lái)，為此，我在料斗的外緣在加一向內(nèi)的弧形凸緣。 為了比較形象的表述溝槽，下面畫(huà)了一個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖。 圖5-5 料斗槽 正視圖 第六章 鏈輪軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，其力學(xué)性能查相關(guān)表得：σb=640MPa，σs=355 MPa，σ-1=275 MPa 算出軸的最小軸徑 選=110,則軸的最小直徑為 取最小軸徑20mm，滿足要求。 因?yàn)樾栝_(kāi)鍵槽，故最小軸徑增加5% 變?yōu)閐=dmin(1+5%)=16.12故查<機(jī)械手冊(cè)>取標(biāo)準(zhǔn)直徑20mm 初選軸承：最小為20，軸徑直徑為30mm。選取7206C d*D*B=30*62*16 由于該軸承受載荷和轉(zhuǎn)矩比較小，為了結(jié)構(gòu)的緊湊，聯(lián)接料斗處用銷軸聯(lián)接。該軸各部分尺寸均要求配合鏈輪尺寸以及其他零件。具體尺寸如下： 圖6-6 傳動(dòng)軸 初選軸承：最小為20，軸徑直徑為30mm。選取7206C d*D*B=30*62*16 第七章 篩選機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 前文已經(jīng)提到，篩選機(jī)構(gòu)是螺母輸送機(jī)中比較重要的部件，它保證能篩選出所需要的正確方向的螺母。 它由螺母輸送管、供給裝置頭部以及接近開(kāi)關(guān)和氣閥等組成。螺母從螺母輸送管端進(jìn)入，方向正確的螺母（凸焊點(diǎn)朝下，置于料斗溝槽兩側(cè)），高度剛好能通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)，而方向不正確的螺母由于高度超過(guò)篩選機(jī)構(gòu)的高度被攔下。 當(dāng)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間沒(méi)有螺母通過(guò)篩選機(jī)構(gòu)時(shí)，料斗會(huì)轉(zhuǎn)一個(gè)角度，輸送下一道槽的螺母。 圖7-1 螺母輸送機(jī)的篩選機(jī)構(gòu) 篩選機(jī)構(gòu)尺寸：長(zhǎng)度方向上就是料斗溝槽的總長(zhǎng)度15mm。高度設(shè)置為8mm。安裝的時(shí)候注意篩選機(jī)構(gòu)的下底面要連接到溝槽的兩側(cè)底面。 圖 7-2 槽三維圖 篩選機(jī)構(gòu)在本設(shè)計(jì)中是很重要的零件，但由于其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，就不在圖紙中表述了。 第八章 儲(chǔ)存通道及輸送裝置的設(shè)計(jì) 8.1儲(chǔ)存通道設(shè)計(jì) 我們?cè)O(shè)計(jì)螺母輸送機(jī)主要就是為了提高生產(chǎn)效率。而實(shí)際焊接一次所需要的時(shí)間非常的短，為了不讓凸焊機(jī)存在等待的時(shí)間，我們?cè)O(shè)計(jì)了一儲(chǔ)存裝置，里面大致可以存放10～20個(gè)左右的螺母。這樣的話，我們焊接一個(gè)螺母所需的時(shí)間就只是螺母的焊接時(shí)間和螺母在軟管中的輸送時(shí)間。 儲(chǔ)存通道大約分為L(zhǎng)形通道和U形通道。在L形通道上設(shè)計(jì)成一個(gè)L形主要是為了防止螺母過(guò)多而引起料斗憋死的現(xiàn)象。當(dāng)螺母過(guò)多時(shí)，在L形通道的側(cè)面有一吹氣口將通道中過(guò)多的螺母吹出通道中,重新進(jìn)入料斗中,進(jìn)行再一次篩選。U形儲(chǔ)存通道中必須保持一定數(shù)目的螺母，若數(shù)量少于某一值時(shí)，有一檢測(cè)裝置會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，此時(shí)提示應(yīng)往料斗中加入螺母，若三分鐘內(nèi)，螺母數(shù)量達(dá)到該最小值以上時(shí)，則自動(dòng)排除報(bào)警信號(hào)，否則，斷開(kāi)電源，焊機(jī)和輸送機(jī)都停止工作。儲(chǔ)存通道的尾部接一軟管為輸送通道。在工作時(shí)，每啟動(dòng)一次，存儲(chǔ)通道便會(huì)釋放一個(gè)螺母進(jìn)入輸送裝置。 根據(jù)料斗的尺寸可以確定儲(chǔ)存通道的長(zhǎng)度l＝250mm，而由于在U形儲(chǔ)存通道中要儲(chǔ)存10～15個(gè)左右的螺母，設(shè)計(jì)其長(zhǎng)度為150mm，L形管道大約留有4個(gè)螺母的位置，即設(shè)其長(zhǎng)度為45mm，其余剩余長(zhǎng)度為兩頭的接頭。 儲(chǔ)存通道的安裝角度的設(shè)計(jì)：根據(jù)勾股定理可計(jì)算出儲(chǔ)存通道與料斗底所在的平面所成的角度，其示意圖如圖9-1所示： 由此，我們知道：x＝224 y＝90 即 tga＝y(tǒng)/x=90/224=0.4017 故 a＝22° 8.2輸送裝置設(shè)計(jì) 8.2.1輸送裝置的原理及過(guò)程 該裝置通過(guò)一個(gè)萬(wàn)能支架，安裝在固定式點(diǎn)（凸）焊機(jī)上，其安裝角和位置可任意進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)各種形狀的工件，從存儲(chǔ)通道出來(lái)的螺母，經(jīng)過(guò)一個(gè)柔性軟管由壓縮空氣送入輸送裝置，螺母則被一輸送軸快速頂出而準(zhǔn)確地送到工件上。在螺母的輸送過(guò)程中共有四個(gè)氣缸，分別是一個(gè)螺母輸送氣缸、兩個(gè)螺母釋放氣缸以及一個(gè)側(cè)吹氣口，每個(gè)氣缸的作用不盡相同。分別將起作用介紹如下： 側(cè)吹氣口：螺母在輸送的過(guò)程中，當(dāng)儲(chǔ)存通道中的螺母已滿時(shí)，如果不采取措施，則電動(dòng)機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至有可能使料斗卡死。為此，我們?cè)趦?chǔ)存通道的前端設(shè)有一L形通道，當(dāng)傳感器檢測(cè)到儲(chǔ)存通道已滿時(shí)，發(fā)一脈沖給吹氣口的電磁氣閥，則吹氣口從側(cè)面對(duì)螺母進(jìn)行吹氣，將進(jìn)入L形通道中的螺母吹處預(yù)送導(dǎo)軌，保證螺母輸送機(jī)的正常運(yùn)行。 螺母釋放氣缸1、2：螺母在進(jìn)行焊接之前，都儲(chǔ)存在儲(chǔ)存通道中，當(dāng)接收到輸送氣缸活塞復(fù)位的信號(hào)時(shí)，電磁氣閥1動(dòng)作，則螺母釋放氣缸1活塞復(fù)位，釋放一個(gè)螺母。延時(shí)0.1s電磁氣閥2動(dòng)作釋放氣缸1活塞伸出;同時(shí)，電磁氣閥3動(dòng)作，氣缸2活塞復(fù)位，釋放一個(gè)螺母進(jìn)入儲(chǔ)存通道底部，等待進(jìn)入輸送通道。延時(shí)0.1s，電磁氣閥4動(dòng)作，氣缸2活塞伸出，則完成了一個(gè)螺母的釋放過(guò)程。電磁氣閥2和電磁氣閥4要有互鎖。 輸送氣缸：螺母從輸送管道到達(dá)工件的表面進(jìn)行焊接的整個(gè)過(guò)程是靠輸送汽缸來(lái)完成的。輸送氣缸是具有200mm長(zhǎng)氣桿的氣缸，氣缸的前后兩端都裝有傳感器，用來(lái)檢測(cè)氣桿是否到位。輸送氣缸的氣桿有特殊要求，因?yàn)闅鈼U要求要把螺母從管道中送到工件上，所以當(dāng)螺母在管道與工件之間時(shí)，螺母不能脫離氣桿，而當(dāng)螺母到達(dá)工件表面時(shí)，氣桿要能立即把螺母準(zhǔn)確地定位到定位銷上。 為能達(dá)到這個(gè)要求，可以利用螺母是鐵的，而鐵可以被磁鐵吸住這一性質(zhì)利用這一性質(zhì)有兩種實(shí)現(xiàn)方案： 方案一：采用電磁線圈纏繞在氣桿外，當(dāng)要輸送螺母時(shí)，則發(fā)送信號(hào)讓線圈通電，氣桿被磁化而具有磁性，螺母被吸住運(yùn)行到定位銷上方時(shí)，位于輸送氣缸前端的傳感器即發(fā)出信號(hào)讓線圈立即失電，氣桿也失去磁性，螺母在重力的作用下，掉落到定位銷上，即實(shí)現(xiàn)了所要求的功能。 方案二：采用永磁鐵對(duì)氣桿進(jìn)行磁化。但是此方案對(duì)氣桿有特殊要求，當(dāng)螺母運(yùn)送到定位銷時(shí)，夾在磁鐵中間的部分須才用不銹鋼或其它不易被磁化的物質(zhì)做成。在輸送氣缸的出口處安裝兩塊磁鐵，氣桿一伸出氣缸就被磁鐵磁化，即帶有磁性。螺母被氣桿吸住一直送到定位銷的上方時(shí)，此時(shí)氣桿被兩塊磁鐵夾住的部分正好是不銹鋼，氣桿沒(méi)有被磁化而失去磁性，螺母隨即掉在定位銷上，從而也實(shí)現(xiàn)了此過(guò)程 兩種方案均能實(shí)現(xiàn)要求，但是應(yīng)用第一種方案時(shí)，控制部分就會(huì)復(fù)雜一些，而第二種方案的那種形狀的氣桿也需定制，所以兩種方案各有千秋，本設(shè)計(jì)選用第二種方案。 動(dòng)作原理： 1． 輸送桿輸送螺母:輸送桿迅速地頂出螺母并迅速向前行進(jìn)，再次同時(shí)一部分空氣經(jīng)過(guò)緩沖密封圈和活塞桿的空間到出氣孔 2． 緩沖開(kāi)始：緩沖密封圈關(guān)閉了緩沖室?？諝庵荒芡ㄟ^(guò)桿蓋內(nèi)的緩沖通道。 3． 釋放動(dòng)作：空氣通過(guò)桿蓋內(nèi)的通道流向出氣孔，以獲得平穩(wěn)的緩沖效果 4． 緩沖完成：換向閥換向，開(kāi)始運(yùn)行相反方向的行程，空氣經(jīng)過(guò)緩沖密封圈，象單向閥一樣，開(kāi)始把活塞推開(kāi) 5． 復(fù)位：一旦緩沖套從緩沖密封圈拉出來(lái)后，進(jìn)行反向行程動(dòng)作。 兩個(gè)釋放氣缸在要求上不是很高，只要能夠提供力量使螺母不掉下即可。 查資料選擇RCB10即可。 連接管道的總長(zhǎng)l＝280，其外徑D=30，d＝20。 在輸送裝置的最前端有一輸送桿，其上端為一螺母狀，連接氣缸的活塞桿，螺母的型號(hào)為M10，下端接一直徑為d＝6mm的細(xì)長(zhǎng)桿，其長(zhǎng)度為s＝300，在輸送桿下端呈一圓錐臺(tái)的形狀，是為了更方便地插入凸焊螺母的孔中。 8.2.4倉(cāng)儲(chǔ)料斗 螺母輸送機(jī)在輸送螺母一段時(shí)間以后，就會(huì)因?yàn)榱隙分袥](méi)有螺母沒(méi)有螺母的存在而停止工作，這時(shí)我們可以人為地為料斗中加入螺母繼而繼續(xù)進(jìn)行焊接，但是這樣就會(huì)影響到我們的工作率。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)一種自動(dòng)加料裝置，它可以幫助我們?cè)跊](méi)有人的情況下能使機(jī)器繼續(xù)工作。我們?cè)诹隙返纳戏皆O(shè)置一大型的料斗，里面儲(chǔ)有大量的凸焊螺母。當(dāng)檢測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)料斗中的螺母很少時(shí)，便自動(dòng)啟動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)料斗下的振動(dòng)器，則倉(cāng)儲(chǔ)料斗中的螺母就會(huì)不斷地落入振動(dòng)料斗里，直到到達(dá)一定地?cái)?shù)量后則倉(cāng)儲(chǔ)料斗自動(dòng)關(guān)閉。這樣地話，那么這一裝置可以在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。 第九章 氣路原理與輔助零件件及元器件的選擇 氣路原理總圖見(jiàn)附錄。 在圖左邊氣動(dòng)三連件分別為減壓器、干燥器、油霧器。其圖如下所示： 圖9-1 氣動(dòng)三連件實(shí)物圖 在本裝置中只有一個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行件,而有三個(gè)氣缸和兩個(gè)吹氣口。根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，兩個(gè)螺母限位氣缸之間要求互鎖，共用一個(gè)二位五通閥，其余的各用一個(gè)閥門，則共需要三個(gè)閥門。而如何把這三個(gè)閥門與氣動(dòng)執(zhí)行件連接起來(lái)？我們就設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁閥匯流板。其基本原理如下圖所示： 電磁匯流板在設(shè)計(jì)上主要是將氣動(dòng)三連件所輸送來(lái)的氣體分發(fā)給各個(gè)閥門，然后再由閥門來(lái)控制氣缸的運(yùn)行。 一、鍵的選擇： 在選擇電機(jī)時(shí)，電機(jī)的安裝尺寸前面已述，其軸上的鍵槽尺寸為5×20，而其軸徑為14，根據(jù)尺寸及電機(jī)軸的外形，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：?jiǎn)螆A頭普通平鍵（C型）4×20 GB 1096--79，鍵的高度為2.3mm. 二、塑料軟管的選擇 塑料軟管在本系統(tǒng)中的作用主要是傳送螺母的輸送通道，所以它要有柔性而且要有一定的耐溫，抗腐蝕的性能。 乙烯基軟管彈性好，便宜，在40psig[3]壓力和室溫下是最好的。 所以選擇乙烯基軟管作為螺母的運(yùn)輸管道。其最高的使用溫度為82℃。 四、軸承的選擇： 在本系統(tǒng)中軸承作為主要的作用不在于它所能承受的載荷，而在于它的形狀大小能否與料斗的尺寸相匹配。并且由于本系統(tǒng)中