【正文】 ............... 13 接觸強度計算 .............................................. 14 Y 向?qū)к壍倪x取 ............................................ 15 滾珠絲杠副的選擇 ............................................... 15 滾珠絲杠副的特點 .......................................... 15 滾珠絲杠螺母副類型選擇 .................................... 16 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 II 滾珠絲杠副的安裝 .......................................... 16 滾珠絲杠副的保護 .......................................... 17 滾珠絲杠副的主要參數(shù) ...................................... 17 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計計算 .................................. 17 最 大動負載 C的計算及主要尺寸初選 .......................... 18 Z 向絲杠的選取 ............................................ 22 滾動軸承壽命校核 .......................................... 22 本章小結(jié) ....................................................... 24 第 4 章 自動涂膠機輔助設(shè)計 ............................................ 25 工件的夾具設(shè)計 .................................................. 25 確定定位方案 ,設(shè)計定位元件 ................................. 26 自動夾緊機構(gòu)的選取 ........................................ 26 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 ............................................ 27 定位誤差分析計算 .......................................... 30 氣動夾緊機構(gòu)的計算 ........................................ 31 供膠系統(tǒng)中對膠棒夾具的設(shè)計 ...................................... 33 涂膠彎臂的螺栓強度校核： ........................................ 34 本章小結(jié) ....................................................... 35 第 5 章 硬件及接口電路的設(shè)計 ........................................... 36 概述 ............................................................ 36 控制系統(tǒng)的基本硬件組成 .......................................... 36 PLC 的控制電路組成介紹 .......................................... 36 驅(qū)動電路的設(shè)計 .................................................. 37 傳感器的選擇及與 PLC 接線說明 ................................... 39 光電傳感器的選擇 .......................................... 39 壓力傳感器的選擇 ......................................... 39 傳感器和 PLC 的接線說明 ................................... 40 本章小結(jié) ....................................................... 40 結(jié) 論 ...................................................................... 41 參考文獻 .................................................................... 42 致 謝 ...................................................................... 43 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 III 摘 要 近年來，隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，機電一體化有了非常大的發(fā)展 ,自動涂膠機在我國機械設(shè)備的裝配與維修中得到了廣泛的應(yīng)用，這不僅提高了勞動 生產(chǎn)率，同時也節(jié)省了能源和材料。因此針對不同的工作需要 ,自動涂膠機可以采用框架式機器人或多自由度機器人來對結(jié)合面進行涂膠，同時，這項技術(shù)的應(yīng)用也意味著，每天給國家企業(yè)帶來巨 大的經(jīng)濟效益。于是，有些企業(yè)選擇了用機器人，機器人為用戶提供具有較大柔性化的自動化涂膠方式，但使用機器人并非隨意而為，它不但一次投資大，還需要專業(yè)人員來維護保養(yǎng)，尤其在調(diào)試初期，工程師有時不得不為一小段膠型進行上百次反復(fù)修改參數(shù)，調(diào)試工作量大，調(diào)試時間長，耗費大量人力物力，機器人的維護費用也相當高。例如，大型柴油機油底殼或多種工件在一臺機器上進行自動涂膠作業(yè)、汽 車前后風(fēng)窗玻璃涂膠粘接等。無論是自動化、精度化還是質(zhì)量、經(jīng)濟成本上面都達到了領(lǐng)先水平 ,國外的生產(chǎn)商各自推出了自主的涂膠機，如日本的安川機器人、莫托曼機器人、美國 ABB 機器人等。 國內(nèi)臺式涂膠機存在著一些缺點，比如機臺內(nèi)部散熱系統(tǒng)不是非常好，時常會出現(xiàn)死機現(xiàn)象，會出現(xiàn)亂碼， LCD 反黑，機臺位置出現(xiàn)偏差（運行一段時間后會出現(xiàn)此狀況）與實際工件，靜電處理不 很理想（有大量的靜電產(chǎn)生），三軸運行速度較緩慢，與廠家實際要求速度有差， CF卡的程序不穩(wěn)定，工業(yè)計算機時常也會發(fā)生被燒掉的情況，機臺的負載承受的能力比較弱，驅(qū)動板接插件地方連接比較松，很容易導(dǎo)致主板與驅(qū)動板接觸不良 (都是塑料接插 )。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 第 2章 自動涂膠機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容 設(shè)計一臺自動涂膠機，對汽車密封圈進行自動涂膠，利用步進電機進行驅(qū)動控制，保證涂膠的范圍、速度和均勻性。 軟件系統(tǒng)設(shè)計就是控制程序設(shè)計，利用 MCS51 單片機控制，采用匯編語言進行程序設(shè)計。由于涂膠屬于輕載荷工作。 自動涂膠機方案的擬訂 在最初的方案選擇中，在供膠的系統(tǒng)我想的是采用液壓或氣壓傳動系統(tǒng)。故在最終的設(shè)計中采用了步進電機帶動絲杠的傳動方式。 X， Y 向運動要求平穩(wěn)、準確，所以采用了滾珠絲杠傳動，滾珠絲杠傳動效率高、剛度好、傳動精度高且使用壽命長。由于涂膠屬于輕載荷工作。 技術(shù)參數(shù) 采用 奔日硅橡膠平面密封膠。電氣性能優(yōu)異，耐候性及柔韌性好 ,電氣性能優(yōu)異，耐侯性及柔韌性好，尤其耐六氟化硫、變壓器油性能好。 主要用途： 用于電器設(shè)備的密封，如汽車、摩托車、內(nèi)燃機零件結(jié)合面、變壓器及通用 機 械 、 電 器 設(shè) 備 的 部 件 平 面 密 封 。 主 要 特 性 型號 T － 5601 外觀 白色、細膩、均勻膏狀物 密度（ g/cm2 ） 擠出性 ml/min 200 － 250 彈 性 恢 復(fù) 率 ％ 94 拉伸模量（ MPa ） 拉伸強度（ MPa ） 延 伸 率 （ ％ ） 400 工 作 溫 度 （ 度 ） － 54 ～ 210 全固時間（ h） 24 設(shè)計中軸承座的外型尺寸 圖 sn305 型號軸承座。 軟件系統(tǒng)設(shè)計就是控制程序設(shè)計，利用 MCS51 單片機控制，采用匯編語言進行程序設(shè)計。 步進電動機的種類繁多，按其電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生原理，可分為三大類：反應(yīng)式（磁阻式）步進電動機；永磁式步進電動機；混合式（永磁感應(yīng)子式）步進電動機。m 的 55BF003 型步進電機，便可以滿足扭 矩要求，所以選擇黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 55BF003 型號的步進電機，就能滿足設(shè)計的要求。 初選電機型號時應(yīng)滿足步進電機所需空載啟動力矩小于步進電機名義啟動轉(zhuǎn)矩 即： Mkq≤Mmq=λMjmax λ=Mkq/Mjmax= （三相六拍） 加速力矩 )(10602 2m a x cmNtnJJM ka ???? ??? ??? m in )/(360m a xm a x rnpb? ??? （ ） = 2 л 1440 210? /60 2=(N?cm) JΣ — 傳動系統(tǒng)各部件慣量折算到電機軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量（ ）； ? — 電機最大角加速度（ rad/s2）； nmax — 運動部件最大快進速度對應(yīng)的電機最大轉(zhuǎn)速（ r/min）； t — 運動部件從靜止啟動加速到最大快進速度所需的時間（ s）； vmax— 運動部件最大快進速度（ mm/min）； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 δ p— 脈沖當量（ mm/脈沖）； θ b— 步進電機的 步距角。 附加摩擦力矩 : ? ?2020 12 ??? ?? iLFM YJ （ ） = 313490? (178。 cmNiLGfM kf ??? （ ） =30 4=(N?cm) i =4 ? ?2020 12 ??? ?? iLFM YJ （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 = 313490? (178。但是齒側(cè)間隙會造成進給系統(tǒng)的反向失動量，也會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 小齒輪： Z1=18 大齒輪： Z2=65 齒數(shù)互為質(zhì)數(shù) 由于小齒輪作懸臂布置故： Φ d= 小齒輪的齒寬 b=Φ d d1= 24= mm 模數(shù)： mt=d1/Z= 取 m= 齒高： h= m= 幾何尺寸的計算 （ 1）計算大、小齒輪分度圓直徑： d1=Z1 m=18 =27mm d2=Z2 m=65 = （ 2）計算中心距： a=（ d1+d2） /2= 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 （ 3）計算齒輪寬度： b=Φ d d1= 27= 圓整后取 B1=16mm B2=21mm。 4 結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好，要便于加工、裝配、調(diào)整和維修。 滾動體的尺寸和數(shù)量 增大滾動體直徑 ,可減少摩擦阻力和接觸應(yīng)力 ,不易產(chǎn)生滑動。 Z──滾珠的數(shù)目； W──每條導(dǎo)軌上所承載的重力 (N)； 設(shè)計中導(dǎo)軌的承載重力為 50*=490N。 支承導(dǎo)軌長度 L= LG+2l ，這種形式可保證在動導(dǎo)軌移動到兩端極限位置時，滾動體剛好移動到支承導(dǎo)軌的邊緣，因而使動導(dǎo)軌在全長上始終與滾動體相接觸，滾動導(dǎo)軌的剛性好。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 N2－－－ 每分鐘往復(fù)次 數(shù)，取 4次。 hf －－－硬度系數(shù) 由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于 58HRC，故通?？扇?hf ＝ 1。 wf －－－載荷系數(shù)，經(jīng)查新版 機械設(shè)計手冊 第 2卷表 得 無明顯沖擊或振動的中速運動場合 wf 取 。如果一條導(dǎo)軌上承受一個作用在導(dǎo)軌面重心上的力 F和力矩 M,則受力最大的滾動體上的載荷為 : Fmax=ZF (1+ FLM6 ) （ ） = 19490 (1+ 150490 490756 ??? )= Z── 一條導(dǎo)軌上的滾動體數(shù)目； L── 滾動體有效工作長度。 Y 向?qū)к壍倪x取 由于 Y 向?qū)к壦惺艿妮d荷比 X 向?qū)к壍囊〉亩喙士蛇x用與 X向相 同的導(dǎo)軌，同樣滿足傳動要求。與滑動絲杠副或液壓缸傳動相比，有以下主要特點 [21]：