【正文】 疲勞轉(zhuǎn)矩： 63N PLC 通過對設(shè)定膠量與當前間隙的比較，發(fā)脈沖信號給步進驅(qū)動器，然后驅(qū)動步進電機作間隙調(diào)整。因為實際的機械控制中做不到絕對的 0，如果設(shè)定為一個點，則調(diào)整機構(gòu)會在 0 的兩端左右震蕩，而到不了 0，這樣會使機器長時間運轉(zhuǎn)，效率很低，所以實際結(jié)束的標志設(shè)定為一個區(qū) 間，當在此區(qū)間內(nèi)就默認達到所設(shè)定的間隙，從而使機器停止運轉(zhuǎn)，提高效率。這些只是此次收獲的一部分。在設(shè)計過程中，我明白設(shè)計是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程，使設(shè)計更加完善，但同時也覺得這個設(shè)計還存在很多不足之處有待改進，由于本人學(xué)識有限，不能使其在我手中設(shè)計得更好。 最后感謝常州工學(xué)院四年來對我的培養(yǎng)與教育。 在這里我首先要感謝我的指導(dǎo)老師何亞峰 老師。完成本次設(shè)計后，覺得自己還有好多機械方面的知識要學(xué)，比如說機構(gòu)為什么要這樣選擇與設(shè)計等。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 33 此段介紹了左側(cè)間隙向上和向下的調(diào)整，向上調(diào)整時，當當前檢測的間隙大于設(shè)定間隙 ,并且設(shè)定的間隙 小于精定位距離時，負給步進電機一個較快的速度，讓步進電機快速調(diào)整；當當前檢測的間隙小于精定位距離時，負給步進電機一個較慢的速度，讓步進電機緩慢做出調(diào)整；當當前間隙小于等于設(shè)定間隙時，步進電機停止運動，同時沒有超過極限位置的情況下，當前間隙送往下段檢測，看是否滿足條件。膠輥兩端各用一套間隙調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動系統(tǒng)及反饋裝置，通過控制系統(tǒng)來協(xié)調(diào)其同步。 m；定輥處的聯(lián)軸器 選用 剛性聯(lián)軸器，因為 此處無相對移動，這 里采用套筒聯(lián)軸器， 所要聯(lián)的軸徑為φ 100mm，轉(zhuǎn) 矩為 55N 表 314 軸的許用彎曲應(yīng)力 （單位： Mpa） 材料 B? ][ 1b?? ][ 0b? ][ 1b?? 碳素鋼 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 合金鋼 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 鏈輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 hldTP 2 14?? 算得 σ P=，取鍵、軸、及鏈輪的材料都為鋼，由表 315 查得 [σ ]P=125～ 150Mpa, 則σ P＜ [σ ]P，強度足夠。 mm， 在垂直面上為 1lRM AVFt ? 算得 MFt= （ 5）軸段 4 的設(shè)計 軸段 4 上安裝齒輪，為便于安裝， d4應(yīng)略大于 d3，取 d4=140mm。該機 構(gòu)發(fā)熱小、軸不長，故軸承采用兩端固定方式。 mm，轉(zhuǎn)速為 n1=500r/min，齒輪分度圓直徑為 d=410mm。 9. 校核齒根彎曲疲勞強度 圓周速度為 100060 1?? dnv ? 算得 v=； 載荷系數(shù)為 ?? KKKKK vA? KA— 使用系數(shù)，查表 39，得 KA=； Kv— 動載荷系數(shù)，由圖 37 得 Kv=； Kα — 齒間載荷分配系數(shù)，查表 310，得 Kα =； Kβ — 齒向載荷分配系數(shù)，由圖 38，得 Kβ =； 算得 K=； 表 39 使用系數(shù) 原動機工作特性 工作機工作特性 均勻平穩(wěn) 輕微沖擊 中 等沖擊 嚴重沖擊 均勻平穩(wěn) 輕微沖擊 中等沖擊 嚴重沖擊 或更大 注： ，根據(jù)經(jīng)驗建議取表中值的 倍。 由于兩輥中心距為 410mm，所以兩齒輪的節(jié)圓直徑 d=410mm。 m1 （注：θ≈ 0度） 得到 Kf=6，算得 Ff， =18N， Ff， =， Ff取 ； Q 取 13800N，通過上式算得 n=。 滾子鏈的最少齒數(shù)為 zmin=9，推薦 z1=292i，根據(jù)下表 31，因為 z2=i z1≤ 120， 取z1=25， 則 z2=71。 鏈傳動的應(yīng)用：鏈傳動主要用于要求工作可靠，且兩軸相距較遠，以及其它不宜用齒輪傳動的場合。 m； ：111 9550n pT ? ，算得轉(zhuǎn)矩為 膠輥電機的選擇 膠輥是由金屬芯軸和塑料膠組成，選 取膠輥的直徑 d=400mm，金屬芯軸的直徑 取d1=130mm，塑料膠厚 10mm。 由于它的上述優(yōu)點，在本機構(gòu)選用了深溝球軸承，再根據(jù)絲杠的直徑，選擇一個內(nèi)徑為 15 的軸承，因此這里選擇了型號為 6202 的深溝球軸承。軸承在外殼孔和軸相對傾斜 8′～16′時，仍可正常工作，但影響其使用壽命。 4 .滾珠絲杠副支承方式的選擇 實踐證明，絲杠的軸承組合及軸承座以及其它零件的連接剛性不足，將嚴重影響滾珠絲杠副的傳動精度和剛度，在設(shè)計安裝時應(yīng)認真考慮。螺紋長度 ls 在允許的情況下要盡量短，一般取 ls/ d0小于 30為宜；基本導(dǎo)程 l0（或螺距 t）應(yīng)按承載能力、傳動精度及傳動速度選取， l0大承載能力大， l0小傳動精度較高、要求傳動速度快時，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。精度是由電機的固有特性所決定的。 除此之外，選擇電動機還必須符合節(jié)能要求、考慮運行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價格、建設(shè)費用、運行和維修費用、生產(chǎn)過程中前后期電動機功率變化關(guān)系等各種因素。對工作中的傳動機構(gòu)，既要求能實現(xiàn)運動的變換，又要求實現(xiàn)動力的變換；對信息機中的傳動機構(gòu)，則主要要求具有運動的變換功能，只需要克服慣性力矩和各種摩擦阻力及較小的負載即可。那么單脈沖能實現(xiàn)的水平間隙調(diào)整量為： 600 8tan4 ?? ?P 算得脈沖當量 P=。 方案（ a）是電動機傳動，方案（ c）是液壓傳動 。 其特征在于： 本人設(shè)計的是由一個動輥，一個定輥，兩個擠膠輥實現(xiàn)擠膠的，膠的厚度是由間隙機構(gòu)來調(diào)整與保證的；間隙機構(gòu)用步進電機驅(qū)動，雙擠膠輥機構(gòu)是由減速電機來驅(qū)動的。其機械部分主要是控制行程的 XYZ 軸機械裝置，它主要由驅(qū)動滾珠絲杠進行 XY 軸方向運動的執(zhí)行裝置、氣缸、導(dǎo)軌等執(zhí)行機構(gòu)組成。 課題內(nèi)容 這里講述一個別人設(shè)計的產(chǎn)品 — 自動涂膠機。此類密封比常用的密封圈要好，不會出現(xiàn)變形和斷 裂的問題。同時，密封圈的彈性在載荷的作用下失效，導(dǎo)致密封圈有斷裂的可能。 國外的機器人生產(chǎn)商都 研制出了 各自 的涂膠機，比如瑞典的 ABB 機器人、德國的KUKA 機器人、日本的安川機器人等，由于我國的機器人發(fā)展比較晚，技術(shù)落后與其他國家，只有少數(shù)的國內(nèi)企業(yè)推出相應(yīng)的產(chǎn)品。為了使汽車的質(zhì)量變輕，生產(chǎn)商采用各種復(fù)合材料等代替一些金屬材料。同時，這項技術(shù)也在國民經(jīng)濟中起著非常重要的作用。膠的厚度是由間隙調(diào)整機構(gòu)控制的。它是由減速電機驅(qū)動，通過滾子鏈帶動齒輪運轉(zhuǎn) ，實現(xiàn)擠膠覆涂。在很多領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的連接技術(shù)已經(jīng)被膠接逐步代替，成為一門新興的 技術(shù) 。隨著制造汽車的工藝水平不斷提高 ，新技術(shù)與材料的應(yīng)用，人們對汽車的性價比與舒適性的要求不斷提高，密封膠、新工藝在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛 。這些要求和標準促使密封材料研發(fā)商和自動設(shè)備制造商合作，開發(fā)出適應(yīng)新形勢的 涂膠設(shè)備。密封圈受溫度變化、載荷等的影響，使得與部件間的 接觸變得松動且形狀永久變形。夾緊力作用在這一類的密封上，數(shù)值可以達到最大值，從而增加了接觸面間的 摩擦力。所以，選擇基于 PLC 控制的雙擠膠覆涂裝置，能夠消除以上弊端，保證涂膠的均勻性、無污染，提高效率，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 3 由于這是典型的機電一體化系統(tǒng)， 因而本系統(tǒng)設(shè)計成為主要由機械、電氣、控制三大部分組成。 而我所設(shè)計的課題是基于 PLC 控制的雙擠膠覆 涂裝置。 方案（ a）與方案（ b）比較，還是（ a）好，因為： 1） 設(shè)計的裝置需要長期使用，經(jīng)常換皮帶輪比較煩； 2） 在如今的社會效率是比較重要的，這樣既能節(jié)約成本，也能節(jié)省勞動力，使企業(yè)利益最大化； 3） 有穩(wěn)定的傳動比，且不打滑，使得產(chǎn)品的正品率高； 4） 載荷小，使得此裝置故障率小，而且結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約占地面積。 ，滾珠絲杠的導(dǎo)程為 4mm， 斜楔 的作用角為 8176。因此，應(yīng)設(shè)計和選擇傳動間隙小、精度高、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、 傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動部件。 步進電機的選擇 選擇電動機應(yīng)綜合考慮的問題： 、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求選擇電動機類型； ，速度變化范圍和啟動頻繁程度等要 求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和啟動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機功率，并確定冷卻通風(fēng)方式，所選電動機功率應(yīng)留有余量，負荷率一般取 ，過大的備用功率會使電機效率降低，對于感應(yīng)電動機，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動機最大轉(zhuǎn)矩校驗強度的生產(chǎn)機械造價提高； ，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護方式，選擇電動機的結(jié)構(gòu)型式； ，確定電動機的電壓等級和類型； 能的要求，以及機械減速機構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動機額定轉(zhuǎn)速。但細分只能改變其分辨率，不改變其精度。公稱直徑 d0應(yīng)根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，剛度高，預(yù)緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。當軸承的徑 向游隙 加大時，具有角接觸球軸承的功能，可承受較大的軸向載荷，而且適用于高速旋轉(zhuǎn)。其產(chǎn)量占軸承總產(chǎn)量的 70%以上，是我國產(chǎn)量最高，使用最普遍而價格最便宜的一類軸承。由于動輥存在水平位移，故齒輪軸必須和 動輥軸間用萬向聯(lián)軸器連接，以防齒輪發(fā)生脫離或者打齒的現(xiàn)象。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 11 功率計算為： 處的 功率為： 鏈?01 pp ? ，算得功率為 ； ： 齒?12 pp ? ，算得功率為 ； ： 聯(lián)?23 pp ? ，算得功率為 ； 轉(zhuǎn)矩計算為： ：000 9550n pT ? ，算得轉(zhuǎn)矩為 N 鏈傳動的缺點是：只能用于平行軸間的傳動；瞬時速度不均勻，高速運轉(zhuǎn)時不如帶傳動那么平穩(wěn)；不宜在載荷變化較大和急促反向 的傳動中應(yīng)用；工作時，噪聲大；制造鏈傳動的費用比帶傳動高等。但鏈輪的齒數(shù)太多，除增大傳動尺寸和重量外，還會因磨損而實際節(jié)距增長后發(fā)生跳齒或脫鏈現(xiàn)象機率增加，從而縮短鏈的使用壽命。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 15 圖 32 Kf系數(shù) 表 35 鏈條質(zhì)量 節(jié)距p/mm 質(zhì)量q/kg兩輥的直徑相同，故選擇相常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 16 同齒輪進行傳動。 因為 [σ ]H＞ [σ ]h，所以所設(shè)計的齒輪滿足條件。 齒輪上的作用力計算： 齒輪軸的傳 遞的轉(zhuǎn)矩為 T1=53670N為方便軸承部件的裝拆 ，機體采用剖分式結(jié)構(gòu)。取 L3=78mm。 mm， 3lRM BHQH ? 算得 MQH=σ e＜ [σ 1b]，強度滿足要求。 m，公稱轉(zhuǎn)矩： 125N觸摸屏可方便地設(shè)定所需膠量，并可顯示當前系統(tǒng)地狀態(tài)（包括當前間隙等） 。 程序 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 32 當按下調(diào)整啟動按鈕， M0021觸發(fā)， M1050下降沿產(chǎn)生掃描脈沖，則 M002 M002M002 M002 M0025復(fù)位； M1000上升沿產(chǎn)生掃描脈沖，自動啟動動輥左端和右端調(diào)整。這次設(shè)計的課題，還進行了 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)自動上膠與調(diào)整涂膠的厚度，這部分有點復(fù)雜，只是進行了比較淺的設(shè)計。在設(shè)計的過程中是深刻地體會到自己所學(xué)實在有限，以后更應(yīng)該努力學(xué)習(xí)，不斷努力，爭做一個合格的工程技術(shù)人員。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 40 參考文獻 [1]張春宜，郝廣平，劉敏 .減速器設(shè)計實例精解 .北京：機械工業(yè)出版社 ， 20xx. 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