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自動化立體回轉庫結構設計_畢業(yè)設計-展示頁

2024-09-07 21:12本頁面
  

【正文】 圖 導向支臂上升鏈節(jié)處位置 圖 導向支臂位置和導軌軌跡 圖 導軌輪廓線 圖 導軌形狀 第 4 章 搬運機械手設計 手抓的設計 手抓設計基本要求 ( 1) 應具有適當的夾緊力和驅動力。 確定導軌輪廓 導軌的寬度為 32mm,通過軌跡線做直徑為 32mm 的一系列圓,做出來的就是導軌的輪廓線(如圖 所示)。 4 5 176。箱斗每提升一個鏈節(jié),就以上下支臂的長度做圓,兩個圓的交點處就是導向支臂的新的位置(如圖 所示) 。導軌的設計可通過圖解法解決,通過畫出導向支臂每個鏈節(jié)的位置,描繪出導軌的軌跡。上下支撐臂與鏈鉸接,可以轉動。箱斗支臂的連接示意圖如圖 所示。導向支臂與軸固定連接,保證導向支臂與箱斗的角度不變。 導向支臂尺寸 200mm? 35mm。 箱斗回轉設計 參數尺寸確定 箱斗尺寸 1500mm? 300mm? 280mm。由于鏈輪材料是鋼,許用擠壓應力由文獻 [16]表 210 查得 ? ?p? =100MPa。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d 由標準中選定,鍵的長度由輪轂的寬度確 定,查 文獻 [19] 表 315 得, hb? =18? 11 。由前面設計計算得知:鏈輪材料為鋼,軸的材料為 45 鋼,鏈輪與軸的配合直徑為 60mm,鏈輪的材料為45 鋼,輪轂長為 L=55mm。 由前面計算得知, 該對軸承的水平支反力分別為 ?AxR 0N ?ExR 0N 垂直支反力分別為: ?AyR 7517N ?EyR 4792N 軸承徑向力: ?AzR 2737 N 1745?EzR N 合成支反力: AR = 222 AzAxAy RRR ?? = 222 2 7 3 707 5 1 7 ?? =7999N ER = 222 EzExEy RRR ?? = 222 1 7 4 504 7 9 2 ?? =5099N 計算軸承的派生軸向力 S 2 6 6 9 9 92 ????? YRS AA N 1 6 9 0 9 92 ????? YRS EE N 求軸承的軸向載荷 A 由 軸的結構知 AF = 2aF =1494 N ),m a x(1 AAD SFSA ?? =max( 1699+1494, 2666) =3193 N ),m a x(2 EAA SFSA ?? =max( 26661494, 1699) =1699N 計算軸承的當量動載荷 P 由 7 9 9 93 1 9 311 ???? eRA 查文獻 [6]表 96 BX =1, BY =0 5 0 9 91 6 9 922 ???? eRA AX =1, AY =0 查 文獻 [19]表 97,取 df = 因軸承不承受力 矩載荷, mf = AP = df mf ( 1X 1R + 1Y 1A )=1(17999+0)=11998N EP = df mf ( 2X 2R + 2Y 2A )=1(15099+0)=7648 N EP AP 計算軸承 A 的壽命 查 文獻 [16]表 94 1?tf ??????? ?????????? 3106610 1 1 9 9 87 1 5 0 0 0160120 106010?PCfnL th114813h 10 小時一班工作制,每天 1 班,一年工作 300 天計算軸承的使用年限為 ?? 年 10 年,故滿足要求。 由 [19]第 3 卷第 20 篇表 初選 深溝球球軸承 6311。 2)B 截面安全系數校核計算 由 文獻 [19]中表 查得 610131 ???W m3 彎曲應力幅為 ?? WM Ca?MPa 由于是對稱循環(huán)彎曲應力,故平均應力 0?m? 由 文獻 [19]中表 查得 2701 ??? MPa 由 文獻 [19]中表 按鍵槽查得 ??K 由 文獻 [19]中表 查得 ?? 由 文獻 [19]中表 查得 ?? 根據 文獻 [19]中式( )得 ??? ?mKS ??????????? 由 文獻 [19]中表 查得 63 ???? dWp ?m3則 2 ??? Pm WT??? MPa 由文獻 [19]中表 查得 1551 ??? MPa 由文獻 [19]中表 按鍵槽查得 ??K 由文獻 [19]中表 查得 ??? ? , ?? 同應力情況 A B C D E a b c d e f g h Y Z X 106 89 1595 190 55? 60? 66? ?T N?M 1198?BM N?M 1131?CM N?M 829?DM N?M 779?DM N?M 800?CM N?M 954?BM N?M MNM B ?? 725 800?CM N?M 284?DM N?M 2737?AZR N 1745?EZR N 7517?AYR N 4792?EYRN 4103?tF N?M 1494?rF N?M 圖 軸的受力分析圖 根據 文獻 [19]中式( )得 ??? ?mKS ??????????? 軸 C 截面的安全系數由 文獻 [19]中式( )確定 7 6 ?????? ?SS SSS 由 文獻 [19]中表 可知, [S]=~ 故 S> [S],該軸 B 截面是安全的。m 1)確定危險截面 根據軸的結構尺寸及彎矩圖、轉矩圖,截面 B 處彎矩最大,故 B 截面是危險截面。m 小鏈輪和兩個大鏈輪的作用力在 D 截面的合成彎矩為 8 2 922 ??? DyDzD MMM Nm (圖 ) 小鏈輪和兩個大鏈輪的作用力在 B 截面的合成彎矩為 1 1 9 82 12 1 ??? ByBzB MMM Nm 大鏈輪在垂直平面的彎矩 8 0 02 ??? bFM tCy Nm 則在 B 點的垂直彎矩 95439。m 15839。m 大鏈輪在水平平面的彎矩 8 0 01 ??? bFM rCZ Nm 則在 B 點的水平彎矩 7 2 539。m 435239。m 大鏈輪的圓周力(圖 ) 4 1 0 360 1 0 0 2 322 111 ????? dTF t N 大鏈輪的徑向力 1494tan11 ??? ?tr FF N 小齒輪的圓周力 4 1 0 36 0 0 1 0 0 2 322 212 ????? dTF t N 3)軸上受力分析 軸受力分析如圖 所示。為便于軸承的裝配,取裝鏈輪處的軸徑 601 ??d mm,裝配軸承的軸徑 552 ??d mm。 1)分度圓直徑 d zpd ?? 180sin 0 21 2 5 3 11 8 0s indd 21 ????zp 2)齒頂圓直徑 ad ra m a x dpdd ??? ra m in )( dpzdd ???? amaxd = 0 ?????? rdpd = amand = )()(1 ???????? rdpzd fd 圖 鏈輪 hd kd 1l d ad m i n111 m in aaa ddd ?? 取 1ad =214 3)齒根圓直徑 fd rf ddd ?? 8 0 21 ????? rf ddd 4)齒側凸緣直徑 gd o t ???? hzpd g 8 0c o t ????????? hzpd g = 5)最大齒根距離 xl rx dzdl ??? 90c os ??????? 9 0 290c o s rx dzdl 6)齒寬 fb 1 ???? bb f 7)齒側半徑 xR xR =p= 8)齒側倒角 aB aB == 9)齒側凸緣圓角半徑 aR aR == 10)輪轂厚度 lh ddkh k ??? =++= 11)輪轂長度 1l ???? hl 42 12)輪轂直徑 hd ?????? hdd kh 13)齒寬 fb 1 ???? bb f 主要傳動零件的 設計 1)初步估計軸徑 選擇軸的材料為 45 鋼,經調質處理,由 文獻 [16]中表 查得材料力學性能數據為: 650?b? MPa 360?s? MPa 2701 ??? MPa 1551 ??? MPa ??E MPa 根據 文獻 [16]中表 公式初步計算軸徑,由于材料為 45 鋼,由 [6]中表 選取 A=120,則 得 33m in ??? nPAd mm 選取 60mm。 鏈條長度 L= 1 8 0 0 0 0 0 00 ???? pX m 6) .理論中心距 理論a )]z(2[4 21 ???? zxpfa 理論 查表得 f4= 所以 0 3 9)561 1 02( 4 9 5 )](2[4 21 ????????? zzxpfa m 7) .實際中心距 a aaa ??? aa )00 ( ??? 取 所以 ????????? aaaaa 8) .鏈速 z100060 nz 2211 ?? ??????? pnpv m/s 9) .有效圓周力 F F= ??vp N 10) .小鏈輪的包角 1? ????????? 1 2 01 8 )(1 8 0 121 a pzz ?? 鏈輪尺寸是通過鏈條型號確定的。 2)確定 小鏈輪的轉速 電機減速器直連,所以小鏈輪轉速為 ?? 701390小鏈輪n 3)選擇鏈條 根據設計要求取工況系數 ak =(平穩(wěn)運轉,),小鏈輪齒數系數 zk =,排除系數 pk =1,故計算功率 ????? kk pkP= 依據文獻 [19]表 通過小鏈輪的轉速 n 和功率 Pd 確定鏈條型號選擇 16A,鏈條節(jié) 距 p=。優(yōu)先使用齒數: 17 19 21 23 25 38 57 76 95 114 且 Z1 大于等于 9。 圖 直連減速器 所以減速器傳動比 ??? 鏈減 n 因為轉速是變頻調速,可以控制,所以選用公稱傳動比為 71 的擺線針輪 減速器 (如圖 所示 ),機型號 4 型,額定功率 。所以考慮箱斗與鏈條的摩擦力 F=mgf= ?? =50 所以 1250??總F =600N P=FV= ? =180w 整個機械的傳動效率為 鏈鏈承減 ????? 6? = 所以電動機工作功率為 )( w?? 總總電 ? 通過文獻 [16] 表 選取 Y 系列 ( IP44) Y8014 型三相異步電機 ,額定功率 ,電機轉速 1390r/min。電機后面加一個變頻器,實現變頻調速。 總體布置 整體布局結構要緊湊,在整體部局上要符合人機工程學學原理,盡量減少地面的占用,提高空間的利用率,如圖 所示。本次選用動力式輥子輸送機,它本身具有動力裝置,可以嚴格的控制物品的的運行狀態(tài),按規(guī)定的速度 ,精確,平穩(wěn)的輸送貨物。由于是與機械手配合使用,實現貨物的連續(xù)輸送,連續(xù)取送,連續(xù)裝庫,所以選擇輥子輸送機。通上面所 描述的繪制簡圖如圖 所示 。氣缸的伸縮能實現手抓的抓零件和放零件。 表 形態(tài)學矩陣 圖 傳動機構簡圖 圖 箱斗回轉工作簡圖 抓取機械手 方案 簡圖 機械手是實現貨物的進出倉庫裝置。導向支臂的另一端中心固接有導向輪,導向輪嵌入與鏈條平行配置的 U型導軌內。 回 轉庫箱斗工作簡圖 鏈條一端等間距的經鏈臂連接軸活動地連接于傳動鏈的三角支臂上。整個運動是由傳動機構的電動機提供,通過減速器和鏈傳動兩級減速,帶動傳動軸轉動,然后由驅動機構的輸送鏈傳動帶動所有箱斗做回轉運動。由于不需要張
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