【正文】 圖3一1機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖3一2常用電子類組裝工具圖3一4方案一草圖圖3一5風(fēng)能供料裝置結(jié)構(gòu)示意圖3一6風(fēng)能供料裝置主要部件示意圖3一7同步帶表31同步帶載荷修正系數(shù)KA表3一3帶輪最小許用齒數(shù)Zmin表3一4同步帶節(jié)線長(zhǎng)度L P表35同步帶在基準(zhǔn)帶寬下的許用工作拉力和線密度表3一6小帶輪嚙合齒數(shù)系數(shù)圖39同步帶傳動(dòng)示意簡(jiǎn)圖圖3一10小帶輪零件圖3一11大帶輪零件圖3一12同步帶傳動(dòng)效果表310項(xiàng)目評(píng)價(jià)表。(3)方案通過后，具體設(shè)計(jì)，學(xué)生將項(xiàng)目實(shí)施過程填入記錄表39中。(1)學(xué)生分組設(shè)計(jì)方案。(1)電腦若干(二維設(shè)計(jì)軟件、三維設(shè)計(jì)軟件必有)。(3)學(xué)會(huì)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》。(1)使學(xué)生具備一般機(jī)電產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)能力。本設(shè)計(jì)是兩種傳感器均可，接線圖如圖3一17所示。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)日的是每推一個(gè)料，計(jì)數(shù)器顯示一個(gè)數(shù)，逐次遞增。發(fā)射式是發(fā)射、接收同體，置流水線一邊，前面沒有工件往下流時(shí)，發(fā)射器發(fā)出的紅外線直接射出沒有反射，接收器沒有接收到反射來的紅外線信號(hào)則沒有輸出。光電計(jì)數(shù)器是通過紅外線發(fā)射和接收進(jìn)行計(jì)數(shù)的，有直射式和反射式兩種。錐齒輪傳動(dòng)嚙合部分三維造型如圖3一15所示。(3)計(jì)算相關(guān)參數(shù)。錐齒輪材料選擇45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為217~225 HBS。同步帶:選用L型同步帶，訂購型號(hào)為150 L100最后，經(jīng)過廠家訂購與協(xié)商，確定帶輪及帶，零件如圖3一圖3一11所示，同步帶傳動(dòng)效果如圖3一12所示。帶的設(shè)計(jì)功同步帶傳動(dòng)示意簡(jiǎn)圖如圖39所示。10)帶的工作能力驗(yàn)算。式中bs0—選定型號(hào)的基準(zhǔn)寬度，由表95可查得bs0 = 。設(shè)計(jì)同步帶傳動(dòng)時(shí)，中心距a應(yīng)該可以調(diào)整，以便獲得適當(dāng)?shù)膹埦o力。根據(jù)表94選取接近標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)線長(zhǎng)度Lp=381mm，相應(yīng)齒數(shù)Zb= 40。當(dāng)帶速和安裝尺比寸允許時(shí)，Z1盡可能選用較大值，初步選取Z1=12。該方案主要包括產(chǎn)品外觀和結(jié)構(gòu)布置方案、產(chǎn)品部件或子系統(tǒng)劃分以及設(shè)計(jì)目標(biāo)、各部件或子系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)等三個(gè)方面，并制訂詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)書、驗(yàn)收規(guī)范及進(jìn)度計(jì)劃。產(chǎn)品立項(xiàng)應(yīng)給出生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求表，表中所列要求分為特征指標(biāo)、優(yōu)化指標(biāo)和尋常指標(biāo)，各項(xiàng)要求應(yīng)盡可能量化，并按重要程度分出等級(jí)。5)成本分析:根據(jù)所制定的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格和技術(shù)路線，綜合分析產(chǎn)品成本，包括技術(shù)成本、原材料成本、制造成本和人力成本等，為產(chǎn)品的立項(xiàng)提供決策支持。如果不充分考慮這些問題和風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間則可能拖延，從而錯(cuò)過市場(chǎng)最佳時(shí)機(jī)，使產(chǎn)品的成本過高、質(zhì)量和成品率低或者大規(guī)模地更換生產(chǎn)設(shè)備等。在制定主要產(chǎn)品的規(guī)格和性能指標(biāo)時(shí)還要充分參考競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品及發(fā)展趨勢(shì)，制定最合理的參數(shù)。用戶往往追求性價(jià)比高的產(chǎn)品。性能指標(biāo)和技術(shù)規(guī)格越高，產(chǎn)品的成本就越高，價(jià)格也就越高。2)可選技術(shù)方案:同樣的產(chǎn)品可能有多種技術(shù)方案可選擇，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)一定的準(zhǔn)則從中選擇一個(gè)最合適的方案或?qū)⑦@些方案進(jìn)行綜合處理。所使用的關(guān)鍵性技術(shù)應(yīng)該是比較成熟的、成本和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)容易控制的。技術(shù)可行性分析包括以下幾個(gè)方面: 1)關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)線路:研究本產(chǎn)品需要的關(guān)鍵技術(shù)，指明產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通過調(diào)研應(yīng)確定開發(fā)產(chǎn)品的必要性、種類和生命周期，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等，確定用戶對(duì)產(chǎn)品的功能、性能、質(zhì)量、外觀和價(jià)格等方面的要求，即形成產(chǎn)品的初步概念，然后進(jìn)行技術(shù)可行性分析。此外，還要了解本單位的生產(chǎn)基礎(chǔ)條件。此外，還應(yīng)了解競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的種類、優(yōu)缺點(diǎn)和市場(chǎng)占有率等情況。(2)市場(chǎng)預(yù)測(cè)。(1)需求分析。一個(gè)全新的機(jī)電一體化產(chǎn)品的正向設(shè)計(jì)和開發(fā)過程大體可以分為產(chǎn)品規(guī)劃、概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)階段。另一方面，要使功能達(dá)到最佳，機(jī)械子系統(tǒng)、電子信息處理子系統(tǒng)、動(dòng)力子系統(tǒng)、傳感檢測(cè)子系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)5部分構(gòu)成要素的匹配、相互協(xié)調(diào)和相互補(bǔ)充也極為重要。表28 JSAZL型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副尺寸參數(shù)表29項(xiàng)目實(shí)施過程記錄表表210項(xiàng)目評(píng)價(jià)表項(xiàng)目三 簡(jiǎn)易機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作一方面，在保證產(chǎn)品完成規(guī)定功能的前提下，通過對(duì)構(gòu)成各子系統(tǒng)的方案進(jìn)行優(yōu)化組合，降低成本，使系統(tǒng)功能平穩(wěn)、準(zhǔn)確、快速，以滿足用戶的要求。由前面的計(jì)算結(jié)果得額定工作時(shí)間壽命Th = 14 400 h。 已知作用在單滑座上的最大載荷Fmax，滑座數(shù)M=4，工作臺(tái)受到進(jìn)給方向的載荷(與絲杠軸線平行)Ff= 1 401 N，工作臺(tái)受到橫向的載荷(與絲杠軸線垂直)Fn= 337 N ,工作臺(tái)受到垂直方向的載荷(與工作臺(tái)面垂直)Fe=512 N，移動(dòng)部件總重量G =736 N。②壓板。圖2一6(b)所示為從兩端用螺釘3和5調(diào)節(jié)，避免了鑲條4的竄動(dòng)，性能較好。如圖2一6(a)所示的調(diào)整方法是用調(diào)節(jié)螺釘1帶動(dòng)鑲條2做縱向移動(dòng)以調(diào)節(jié)間隙。楔形鑲條如圖2一6所示，鑲條的兩個(gè)面分別與動(dòng)導(dǎo)軌和支撐導(dǎo)軌均勻接觸，所以比平鑲條剛度高，但加工較困難。平鑲條如圖2一5所示，它是靠調(diào)整螺釘1移動(dòng)鑲條2的位置來調(diào)整間隙的，圖2一5(c)所示為在間隙調(diào)整好后，再用螺釘3將鑲條2緊固。鑲條用來調(diào)整矩形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)隙，以保證導(dǎo)軌面能正常接觸。例如滑動(dòng)導(dǎo)軌副采用壓板和鑲條兩種方法調(diào)整。2)調(diào)整裝置。鑲裝塑料導(dǎo)軌具有耐磨性好，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)接近，化學(xué)穩(wěn)定性好，抗振性好，抗撕傷能力強(qiáng)，工作范圍廣，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。鑄鐵耐磨性好，熱穩(wěn)定性高，減振性好，成本低，易于加工，在滑動(dòng)導(dǎo)軌中應(yīng)用廣泛。(4)其他參數(shù)選擇。K—壽命系數(shù)，一般取K=50。KT—溫度系數(shù)，按表2一5選取。式中: KW—負(fù)荷系數(shù)，按表2一3選取。(3)通過計(jì)算選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)。6)雙圓柱導(dǎo)軌組合。5)矩形與燕尾形導(dǎo)軌組合。間隙調(diào)整方便，用一根鑲條就可以調(diào)節(jié)各接觸面的間隙。4)雙燕尾形導(dǎo)軌。其缺點(diǎn)是三角形導(dǎo)軌比矩形導(dǎo)軌磨損快，易造成磨損不均勻，磨損后又不能通過調(diào)節(jié)來補(bǔ)償，故對(duì)位置精度有影響。3)三角形與矩形組合。如圖22(b)所示，以內(nèi)外側(cè)面做導(dǎo)向面時(shí)，間距小、熱變形小、間隙小，因而導(dǎo)向精度高、易獲得較高的平行度。雙矩形導(dǎo)軌承載面和導(dǎo)向面是分開的，存在側(cè)向間隙，必須用鑲條調(diào)節(jié)。2)雙矩形導(dǎo)軌。但由于超定位，加工、檢驗(yàn)、維修都較困難，而且當(dāng)量摩擦系數(shù)也高，因此適于精度高的場(chǎng)合。如圖21所示，雙三角形導(dǎo)軌導(dǎo)向性和精度保持性都很高，磨損后能自動(dòng)下沉補(bǔ)償磨損量。常見導(dǎo)軌截面形狀見表2一2。項(xiàng)日的整體評(píng)價(jià)如表13所示。(2)學(xué)生分組，制定任務(wù)實(shí)施方案。(3)扳手、鉗子、直尺。學(xué)完基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)例后，學(xué)生自主分析數(shù)控車床主軸箱實(shí)物，熟悉內(nèi)部組成，然后分組制訂設(shè)計(jì)方案，方案合格后，開始具體設(shè)計(jì)。當(dāng)傳動(dòng)比i采用標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，齒數(shù)和S及小齒輪齒數(shù)可以從表1一1中查得。在同一變速組中，若模數(shù)相同且不采用變位齒輪，則傳動(dòng)副的齒數(shù)和相同。(2)安排變速組的傳動(dòng)順序，擬定結(jié)構(gòu)式(網(wǎng))。這種方案保留了原主軸箱的結(jié)構(gòu)，改裝量小，但只適合于06140型車床。與此同時(shí)，在速度繼電器的控制下，主電動(dòng)機(jī)低速點(diǎn)動(dòng)，以便滑移齒輪順利地進(jìn)人嚙合位片。當(dāng)手柄軸帶動(dòng)圓