厅门生产线真空吸盘上料装置设计和实现 机械制造专业

厅门生产线真空吸盘上料装置摘要：对电梯厅门上料装置输送线的设计,即场地实际工况、机械手机械部分和真空元件部分的主要结构进行描述。并从设备的运行情况以及操作量、实际生产时的运行成本、实际设备需要投资、机器的装机容量、板料的损坏程度等各个方面进行比较。结果表明，真空吸盘装置生产运行成本不高、设备投资较少、装机容量小、板料损坏程度小。适合作为电梯厅门上料装置输送线的主要输送装置。本文对真空吸盘的进行研究，设计出一种真空吸盘上料装置应用于电梯的厅门中。该装置的组成部分为真空吸盘、真空发生装置或真空泵、真空吸盘面板。吸盘面板装于真空吸盘的上方，真空发生器的通气孔连接着真空吸盘，利用真空发生器所造成的负气压，真空吸盘通过附近大气压的作用下牢牢吸住板料完成搬运。搬运完成后真空吸盘引文真空发生器的充气最后脱离板料。该装置实现了板料上下料的半自动化，提高了安全性而且减少的人力的使用。关键词：气压传动，滚子输送，真空吸盘，钢板上料DesignofvacumsuctionAbstract：Thispaperdescribesthedesignoftheconveyorlineoftheelevatorhalldoorfeedingdevice,thatis,themainstructureofthechainconveyor,thechainandrollercombinationconveyorandthevacuumsuctiondevice.Andcomparedwiththeoperationofequipmnt,operationcost,productionoperationcost,equipmentinvestment,installedcapacity,steelplatedamageandothermainaspects.Theresultsshowthatthevacuumchuckdevicehastheadvantagesoflowproductioncost,smallequipmentinvestment,smallinstalledcapacityandsmalldamagetothesteelplate.Themainconveyingdeviceissuitablefortheconveyinglineoftheelevatorhalldoorfeedingdevice.Inthispaper,thevacuumchuckisstudied,andavacuumchuckfeedingdeviceisdesignedfortheelevatordoor.Thedeviceincludesavacuumchuck,avacuumgenerator,asuctioncuppanel,etc..Underthevacuumchuckisinstalledonthesuctionpanel,vacuumsuctionmouthventilationinavacuumgeneratorisconnectedwiththevacuumgeneratorwithnegativepressure,makethesheetaroundunderatmosphericpressurebyvacuumsuctiontoabsorbcarry.Aftertheendoftheconveyor,thevacuumgeneratorisinflatedtoseparatethevacuumchuckfromtheworkpiece.Thedevicerealizesthesemi-automaticfeedingandunloadingofthesheetmetal,savesmanpowerandimprovesthesafetyKeywords：Pneumatictransmission,Rollerconveying,Vacuumchuck,Steelplatefeeding目录TOC\o"1-9"\h\u2251第1章引言 ③由图（10-17）查得齿形系数（机械设计谢江主编）由图（10-18）查得修正系数（机械设计谢江主编）所以：由计算结果可知满足设计要求。几何尺寸计算(1)计算中心距a(2)计算分度圆直径，计算齿轮宽度齿宽系数由于功率过小取0.15取。主要设计结论齿数，,模数m=1.5，压力角，中心距a=96mm，齿宽=。两齿轮均使用45钢（调质）。齿轮按7级精度设计。轴的设计及校核确定主轴上的功率PW0、转数n0和转矩T0由前面的计算可知：作用在轴上的力间隔齿轮上的力由前面知齿轮传递的转矩为T=3581Nmm,齿轮的分度圆直径为d=90mm==N=79.58N==79.58tan=28.97N齿轮上的力由前面知齿轮传递的转矩为T=544Nmm;锥齿轮的大端分度圆直径为=50mm;而==N=27.7N=tanαcos==9.24N=tanαsin==4.03N主轴最左端齿轮受力由前面可知齿轮传递的转矩为T=8334Nmm,该齿轮分度圆直径为90mm==估算轴的最小直径d0min轴的材料选用45钢，调质处理。查表15-3（机械设计谢江主编）取=112。轴截面上有1个键槽，并且轴径小于100mm，因此，轴径应增大，即增大为。初步估算出轴的最小直径轴的结构设计轴的装配方案如REF_Ref10916\h图12所示：图SEQ图\*ARABIC12轴的装配图根据轴上的零件，确定轴的各段直径和长度轴的右端装间隔齿轮组，间隔齿轮的右端用螺母定位。又由于间隔齿轮组受力不受轴向力，因此只用单螺母定位。去螺纹直径为D=12mm，因此Ⅰ－Ⅱ段中的直径为，该段长度为＝23mmⅡ－Ⅲ段轴安放齿轮组，目的就是齿轮的安装方便，且由于加工精度的不同，该段直径必须比Ⅰ－Ⅱ段轴的直径大那么的一点点，由于并非定位轴肩，因此，只需取，该段轴的长度根据安装３个齿轮定位此轴段为＝69mmⅢ－Ⅳ段安装轴承，初步确定为角接触球轴承，齿轮组左边采用轴肩定位，为了轴间高度的满足，选取轴承内径为内径ｄ＝17mm，因此该段直径，考虑到轴承外圈支座肋板的宽度，该段轴的长度定为Ⅳ-Ⅴ段轴安装圆锥齿轮，链轮，以及凸轮，有前面计算可知小锥齿轮所受轴向力非常小，凸轮、链轮基本上是不受轴向力的，而且为了使得安装时这些轮零件方便在轴上做位置调整，这些轮零件的轴向定位采用紧定螺钉定位。又由于轴承的上端采用的是轴肩定位，查得轴承定位锁规定的轴肩高度为2.5mm，因此该段轴的直径定为，该段轴的长度由整体空间分布位置决定，为Ⅴ-Ⅵ段轴上安装偏心链轮，需在轴上制出螺纹孔，因此需要加大轴径，该段轴径定位，长度定为Ⅷ-Ⅸ段安装轴承，为使与右端轴承安装，选用大小相同，因此该段轴径为，轴长定为Ⅶ-Ⅷ安装齿轮，该齿轮在轴上并不做周向固定，用滑动轴承连接在轴上，由于该段轴与Ⅷ-Ⅸ段轴的加工精度不同，因此需要做出阶梯，但又非做成定位轴肩，因此该段轴径定位。齿轮左边需要用套筒定位，长度根据齿轮的宽度和套筒的长度定为Ⅵ-Ⅶ段轴上主要安装离合器，又由于齿轮的线段采用轴肩定位，轴肩高度取为2mm，因此该段轴径定为，根据离合器的运动空间，该段轴的长度定为综上，输出轴的尺寸：=23，＝69mm，，，，，，，，，，，总长度=+++++++=437mm求轴上的载荷计算反支力对轴进行受力分析，如所REF_Ref14750\h图13示图SEQ图\*ARABIC13轴Ⅰ受力分析图计算结果如所示载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T校核轴的强度按弯矩合成应力校核轴的强度，对于双向转动的转轴，取折合系数，则根据式（15-6）有查表12-1查得，因，故安全。精准校核轴的疲劳强度截面Ⅶ处扭矩最大，并且该处有轴肩，应力集中最大，此处危险截面。而截面C弯矩很大，并且有键槽，考虑到应力集中的，该处亦为危险截面。其他截面受弯矩还是比较小，并且键槽在此处，但弯矩较小，所以截面Ⅶ和截面b为危险截面。（2）截面Ⅶ抗弯截面系数抗扭截面系数该截面处的弯矩m该截面处的扭矩T=8334截面上的弯曲应力=8692/686=12.7截面上的扭转切应力材料的力学性能45钢调质查表15-1（机械设计谢江主编）得：，，轴肩理论应力集中系数:由=1/19=0.0526，查附表3-2（机械设计谢江主编）并经插值计算得：，材料的敏感系数:由，查图3-1（机械设计谢江主编）并经插值得：，有效应力集中系数：尺寸及截面形状系数由附图3-2（机械设计谢江主编）得扭转剪切尺寸系数由附图3-3（机械设计谢江主编）得表面质量系数:轴按磨削加工，由查图2.12（机械设计谢江主编）得：2轴未经表面强化处理:疲劳强度综合影响系数:等效系数:45钢：取取安全系数:设计安全系数由条件选取。疲劳强度安全系数校核，左侧疲劳强度合格。（3）截面C疲劳强度校核抗弯截面系数：，抗扭截面系数：，截面左侧弯矩：，截面扭矩为：,截面上的弯曲应力：,截面上的扭转切应力：.材料的力学性能45钢调质查表11.2（机械设计谢江主编），，由该处有键槽对轴的性能有削弱，由附表3-4（机械设计谢江主编）得有效应力集中系数,。由附图3-2得尺寸系数（机械设计谢江主编）得尺寸系数。由附图3-2得尺寸系数（机械设计谢江主编）得扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由附图3-4（机械设计谢江主编）得表面质量：表面强化系数轴未经表面强化处理疲劳强度综合影响系数：45钢等效系数：取取安全系数：设计安全系数由条件选取疲劳强度安全系数校核，该截面疲劳强度合格。轴承的选取与校核由上面对轴Ⅰ的分析可知，上端轴承需要承担轴的轴向定位作用，所以选用深沟球轴承，因为该齿轮几乎不受轴向力，所以选用接触角为较小的型号为62000。为使对称安装下端也使用同样的深沟球轴承。求两轴承所受载荷由以上轴的计算校核过程可知：有前面计算的成果可知，该轴上只有锥齿轮对轴施加轴向力，而且很小只有3N，予以或疏忽。轴的当量载荷对于轴承1：=1=0，对于轴承2：=1=0。轴承在运行过程当中有轻微打击，按表13-6（机械设计谢江主编），取1.1。则验算轴承寿命因为<,所以按轴承2的受力大小验算由于该机器预期寿命为15年，所以：该轴承的基本额定动载荷为6.72kN，温度系数=1.00>所以所选轴承满足寿命。轴Ⅰ上键的选取与校核设计校核该上轴周向固定间隔齿轮组的键（1）选用普通平键。按照该段轴的直径为d=20mm，查表6-1（机械设计谢江主编）可得见得截面尺寸为，键长取为=10mm。校核键的强度由表6-2（机械设计谢江主编）查得。认为载荷在见得工作表面上均匀分布，键的工作面即侧面所受压力为<满足强度要求。电机的选取由于所需驱动力比较大，精度请求中等，所以选择便于控制的步进电机。步进电机的选择：根据《电机综合计划指点》表2-11反应式步进电动机技术参数表查取，选150BF003。机身的设计机身是支承大部分的机器的部件，机身对整个机器运动的稳定性起着至关重要的作用，大部分的运动机构都要装在机身上。机身需起支撑作用，保证着机器的运行。设计时需要注意的问题(1)刚度和抗震性都必须满足要求。(2)可以灵活运动，平稳的升降。(3)合理布置，装修方便。自由度的选择此次计划运用三个自由度，因此机身无运动的情况，只起支承作用。只要刚度能满足条件就行了，高度可按照自动生产线或专用机床工作平面的高低确定。结束语大学四年的学习最终以毕业设计的形式结尾，在大四的整个一学期里，我们努力研究，科学探讨基本都实现了计划书的要求。本次设计从真空吸盘上料机械臂的现状出发，在此基础上，实现自动化的上料过程。这次毕业设计，可以说使我们对机械设计，液压系统，机械零件的选择，机械制图，机械制造等都有了进一步的认识，针对此次设计任务，我广泛的参考了各种资料，数据，提升了自己理论联系实际的能力，对基础知识再一次巩固，收获颇丰。大学四年来所学的专业知识受到了巩固。在本设计中，我得到了许多书本上学不到的经验和知识，毕业设计是对我们大学四年学习的一个考核，是对我们全部