預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的設(shè)計(jì)含NX三維及14張CAD圖

預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的設(shè)計(jì)含NX三維及14張CAD圖,預(yù)制板,生產(chǎn)線,自動(dòng),劃線,裝置,設(shè)計(jì),NX,三維,14,CAD 河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置專業(yè)年級(jí)專業(yè)年級(jí)機(jī)械工程 2011 級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)110330327姓名姓名湯鎮(zhèn)指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師汪麗芳評(píng) 閱 人評(píng) 閱 人李玲云2015 年 6 月中國(guó)馬鞍山2015 年 6 月中國(guó)馬鞍山河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）河 海 大 學(xué) 文 天 學(xué) 院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容（從專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用、論文框架的設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)資料的收集和應(yīng)用、觀點(diǎn)創(chuàng)新等方面詳細(xì)說(shuō)明）：(1) 查閱有關(guān)資料，提出可行方案；(2) 進(jìn)行預(yù)制板自動(dòng)劃線裝置的總體設(shè)計(jì)(3) 進(jìn)行預(yù)制板生產(chǎn)線自動(dòng)劃線裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(4) 進(jìn)行必要的理論計(jì)算與校核；、進(jìn)度安排：2014 年 10 月 20 日2014 年 11 月 9 日（3 周）：選擇題目，收集材料；2014 年 11 月 10 日2014 年 12 月 7 日（4 周）：布置任務(wù)，明確目標(biāo)、計(jì)劃；2014 年 12 月 8 日2015 年 1 月 4 日（4 周）：試驗(yàn)環(huán)境搭建，關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)，應(yīng)用原型構(gòu)造；2015 年 1 月 5 日2015 年 2 月 5 日（4 周）：方案研究，系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)，編碼實(shí)現(xiàn)；2015 年 2 月 6 日2015 年 3 月 11 日（5 周）：繼續(xù)前期工作，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)中期院內(nèi)檢查；2015 年 3 月 12 日2015 年 4 月 1 日（3 周）：后期完善調(diào)整，系統(tǒng)完整實(shí)現(xiàn)；2015 年 4 月 2 日2015 年 4 月 15 日（2 周）：軟件測(cè)試，指導(dǎo)老師驗(yàn)收成果，畢業(yè)論文寫(xiě)作；2015 年 4 月 16 日2015 年 5 月 31 日（2 周）：畢業(yè)論文預(yù)提交、修改、評(píng)閱、答辯。、主要參考資料：1 公國(guó)英.現(xiàn)澆板與預(yù)制板的比較J.油氣田地面工程.2003,22(6）:9.河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2 王彤.機(jī)電領(lǐng)域中伺服電機(jī)的選擇原則N.應(yīng)用科技，2001,21（8）：6-8.3 吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.第 3 版.北京：高等教育出版社，2006.4 濮良貴，紀(jì)名剛等.機(jī)械手冊(cè)M.第 8 版.北京：高等教育出版社，2006.5 王躍進(jìn).機(jī)械原理M.第 1 版.北京：北京大學(xué)出版社，2009.6 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：第 1-6 卷M.第 5 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.7 熊臘森，劉松等.電弧噴涂槍的研究與設(shè)計(jì)J.電焊械，2003,33（10）：25-38.8 周傳宏， 孫健利.滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)精度實(shí)驗(yàn)研究J.機(jī)械設(shè)計(jì)， 2001， （2） ：20-21.9 趙霞， 陳緯.橫移車(chē)齒輪齒條有限元計(jì)算分析J.機(jī)械工程與自動(dòng)化， 2011， （1） ：60-62.10 戴俊平， 關(guān)文魁等.齒輪齒條進(jìn)給伺服系統(tǒng)綜合模型的研究J.機(jī)械工程及自動(dòng)化，2011，（4）：147-148.11 王宏杰， 顏國(guó)正等.基于補(bǔ)償算法的機(jī)器人型材自動(dòng)劃線和切割系統(tǒng)J.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，（36）：991-994.指導(dǎo)教師：（簽名：汪麗芳），2014年11 月16日學(xué)生姓名：（簽名：湯鎮(zhèn)），專業(yè)年級(jí)：機(jī)械工程 2011 級(jí)系負(fù)責(zé)人審核意見(jiàn)（從選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、是否結(jié)合科研或工程實(shí)際、綜合訓(xùn)練程度、內(nèi)容難度及工作量等方面加以審核）：專業(yè)負(fù)責(zé)人簽字：，2014年12月1日河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鄭 重 聲 明鄭 重 聲 明本人呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本設(shè)計(jì)（論文）的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名：日期：河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要本文將預(yù)制板生產(chǎn)線的劃線部分設(shè)計(jì)為機(jī)器自動(dòng)劃線， 省去了傳統(tǒng)人工劃線的復(fù)雜與麻煩，同時(shí)節(jié)省成本，節(jié)約時(shí)間。該劃線裝置還可以用來(lái)輔助其它的工作。本課題主要對(duì)預(yù)制板生產(chǎn)線的劃線裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò) UG 將劃線裝置的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)劃線部分在橫向、縱向及上下方向的移動(dòng)，通過(guò)對(duì)裝配模型進(jìn)行干涉檢查，對(duì)所設(shè)計(jì)的裝置加以修正。通過(guò)彎矩計(jì)算，校核所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。根據(jù)生產(chǎn)要求，并在滿足強(qiáng)度的要求下，查閱相關(guān)資料，對(duì)其功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。最后，完善該裝置的各個(gè)零部件。以滿足實(shí)際的裝配要求。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，采用齒輪齒條傳動(dòng)能夠達(dá)到生產(chǎn)精度要求。通過(guò)強(qiáng)度校核，得知所設(shè)計(jì)的該自動(dòng)劃線裝置能夠滿足生產(chǎn)中的強(qiáng)度要求。與傳統(tǒng)的預(yù)制板劃線裝置相比，該裝置提高了生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：預(yù)制板；預(yù)制板生產(chǎn)線；自動(dòng)劃線裝置河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）AbstractThis article describes the use of the auto-marking machine to replace themanual-markingdeviceofprefabricatedplateproductionline.Eliminatingthetraditional artificial marking is complex and cumbersome, and save cost,save time .Thescribing apparatus can also be used to assist other work.This topic mainly conducts the design to the auto making device of prefabricatedpanel production line. According to UG software, making the main body structure of automaking device out. Realizing the part in transverse , longitudinal and vertical movement.Correcting the designed device through the interference check of the assemblymodel.Throughthebendingmomentcalculation,checkingthestructurestrength.Accordingtotheproductionrequirements,andtomeetthestrengthrequirements,andaccesstorelevantinformation,tooptimizeitsfunctionandstructure .Finally, consummate the unit parts ,to meet the practical requirements ofassembly.Through design calculation ,we find that the gear rack transmission can reach theproduction precision . Through the strength check ,we know the design of the automaticmarking device can meet the strength requirements of production .Compared with thetraditional prefabricated plate marking device, the device improves the productionefficiency.keywords ：Prefabricated;Pre-cast plate production line;Automatically crossed device河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄目 錄摘要摘要.III第 1 章 總論III第 1 章 總論.1 11.1 概述.11.2 現(xiàn)澆板與預(yù)制板的比較.21.3 發(fā)展前景.31.4 預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置研究現(xiàn)狀分析.41.5 需要解決的問(wèn)題及其解決辦法.8第 2 章預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的設(shè)計(jì)第 2 章預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的設(shè)計(jì). 9 92.1 機(jī)架的設(shè)計(jì).92.2 機(jī)架上滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì).122.3 橫梁的設(shè)計(jì).152.4 橫向移動(dòng)的設(shè)計(jì)方案.152.5 氣缸的選擇.192.6 伺服電機(jī)的選擇.212.7 預(yù)制板支板的設(shè)計(jì).222.8 支架的設(shè)計(jì).242.9 夾板的設(shè)計(jì).262.10 總體裝配圖.26第 3 章預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的校核第 3 章預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的校核. 27273.1 支架的校核.283.2. 軸徑校核.283.3 軸承的選擇與校核.283.4 校核鍵連接的強(qiáng)度.293.5 齒輪的選擇.313.6 電機(jī)軸上的鍵的校核.323.7 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的校核.323.8 橫梁的校核.33總結(jié)總結(jié).34致謝34致謝.35參考文獻(xiàn)35參考文獻(xiàn).3636河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄 1附錄 1.49附錄 249附錄 2.6767河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 總論第 1 章 總論1.1 概述本課題主要是設(shè)計(jì)預(yù)制板生產(chǎn)線中的自動(dòng)劃線裝置，該裝置由支架，直線導(dǎo)軌，伺服電機(jī)，噴嘴等構(gòu)成。此套裝置實(shí)現(xiàn)了橫向，縱向和豎直方向的移動(dòng)與定位，可以在預(yù)制板上的各個(gè)位置進(jìn)行劃線，保障了定位精度，簡(jiǎn)化了操作，提高了工作效率。此裝置的設(shè)計(jì)還可以用于夾持其它物品（需要安裝機(jī)械手），可以使其達(dá)到多種用途的目的。市面上的預(yù)制板生產(chǎn)線很混雜，生產(chǎn)出的預(yù)制板很難用于高強(qiáng)度作業(yè)，而這套裝置的產(chǎn)生，可以將預(yù)制板做到大而堅(jiān)固。圖 1.1 預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置生產(chǎn)線照片1.2 現(xiàn)澆板與預(yù)制板的比較預(yù)制混凝土空心板在建筑行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛，它可以有效的提高施工效率、節(jié)約生產(chǎn)成本。但是順著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)的進(jìn)步，建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝也在不斷的創(chuàng)新，施工技術(shù)也有了質(zhì)的飛越。所以空心板建筑的優(yōu)勢(shì)也不在那么明顯了，反而其在性能方面的劣勢(shì)日益突出了起來(lái)。當(dāng)然，在一些簡(jiǎn)易住宅建筑中，預(yù)制混凝土空心板以起低廉的價(jià)格依然得到廣泛使用。但是現(xiàn)澆混凝土板的使用更為普遍，主要原因在于使用現(xiàn)澆板后沒(méi)有板縫，既符合人們的審美又避免了墻面的滲水，使得居住環(huán)境更為舒適；同時(shí)使用現(xiàn)澆板可以提高房屋的整體剛性， 增強(qiáng)房屋的安全性； 在施工過(guò)程中， 采用現(xiàn)澆板就不用設(shè)置圈梁，還可以提高工程效率；最重要的是現(xiàn)澆板的使用對(duì)于成本的增加并不大，對(duì)于購(gòu)房者而言很容易接受，對(duì)開(kāi)發(fā)商也有利可圖。所以，對(duì)建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，使用現(xiàn)澆板比使用空心板更能達(dá)到令人滿意的結(jié)果。因此，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)現(xiàn)澆板的發(fā)展。1.3 發(fā)展前景河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中，越來(lái)越注重生產(chǎn)自動(dòng)化的程度，主要原因是自動(dòng)化程度代表一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力，對(duì)綜合國(guó)力有一定的影響。自動(dòng)化程度越高，所需勞動(dòng)力越少，生產(chǎn)效率越高， 生產(chǎn)成本大幅度降低， 生產(chǎn)模式由原來(lái)的勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)向技術(shù)密集型，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益明顯改善。這就迫使各生產(chǎn)廠家開(kāi)始努力研發(fā)新技術(shù)，爭(zhēng)取在本行業(yè)能夠獨(dú)占鰲頭，從而獲取更大利益，同時(shí)也能更好的服務(wù)群眾。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)在各方面均取得驕人成績(jī)，特別在航天航宇方面尤為突出。機(jī)械行業(yè)很早就已經(jīng)就在歷史上扎下根，現(xiàn)在我們之所以繼續(xù)研究它，主要是希望它能夠給我們帶來(lái)更多的便利和實(shí)惠。 預(yù)制板生產(chǎn)線也從原來(lái)的純體力勞動(dòng)逐漸被機(jī)器所取代，但目前并不能夠?qū)崿F(xiàn)完全的自動(dòng)化，而是摻雜了許多人工勞動(dòng)，這與世界先進(jìn)國(guó)家相比還存在一定的差距。預(yù)制板的生產(chǎn)具有廣闊的前景，特別是對(duì)于新農(nóng)村建設(shè)尤為重要。因?yàn)?，第一，廣大農(nóng)村所蓋的房屋很多都是一層到兩層，沒(méi)有很高的建筑， 使用澆筑的不劃算。 第二， 隨著新農(nóng)村的開(kāi)發(fā)， 會(huì)有一批人們到農(nóng)村定居，享受田園風(fēng)光，預(yù)制板的產(chǎn)生會(huì)讓建筑業(yè)更加高效，生產(chǎn)成本會(huì)大大降低。第三，未來(lái)所設(shè)計(jì)的預(yù)制板具有輕巧， 隔音隔熱， 承載力高等特點(diǎn)， 是很好的建筑首選。 因此，預(yù)制板的生產(chǎn)具有廣闊的前景.預(yù)制板生產(chǎn)線的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，可以很好的解決不同預(yù)制板生產(chǎn)的需求?，F(xiàn)在的預(yù)制板生產(chǎn)絕非傳統(tǒng)的樓板，而是用于建造高強(qiáng)度的房屋設(shè)施所需的墻體等。圖 1.2 預(yù)制板的實(shí)際應(yīng)用1.4 預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置研究現(xiàn)狀分析現(xiàn)在我們所研究的課題主要是以瑞士等國(guó)所研制的預(yù)制板生產(chǎn)線裝置為依據(jù)，如圖 1.3 所示， 而對(duì)這方面的研究， 國(guó)內(nèi)則顯得相對(duì)空白， 因此有必要進(jìn)行本次研究，以便彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)在此方面的空白，進(jìn)而滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要。世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家在預(yù)河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3制板生產(chǎn)方面自動(dòng)化程度比國(guó)內(nèi)企業(yè)高， 因此我們可以借鑒他們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)輔助我們進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果我們的研究能夠投入市場(chǎng)使用，那么國(guó)內(nèi)將在預(yù)制板生產(chǎn)方面產(chǎn)生一次革新，為推進(jìn)國(guó)家的自動(dòng)化之路起著重要作用。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)在各方面均取得驕人成績(jī)，特別在航天航宇方面尤為突出。機(jī)械行業(yè)很早就已經(jīng)就在歷史上扎下根， 現(xiàn)在我們之所以繼續(xù)研究它， 主要是希望它能夠給我們帶來(lái)更多的便利和實(shí)惠。預(yù)制板生產(chǎn)線也從原來(lái)的純體力勞動(dòng)逐漸被機(jī)器所取代， 但目前并不能夠?qū)崿F(xiàn)完全的自動(dòng)化，而是摻雜了許多人工勞動(dòng)，這與世界先進(jìn)國(guó)家相比還存在一定的差距。圖 1.3 預(yù)制生產(chǎn)線本課題為預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置中的自動(dòng)劃線部分。預(yù)制板來(lái)源于對(duì)建筑中現(xiàn)澆板的改進(jìn)和自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于目前來(lái)說(shuō)，市面上還尚未將此技術(shù)公開(kāi)，只有少數(shù)國(guó)家擁有此套裝置的技術(shù)，而預(yù)制板的作用的日益突出，使得設(shè)計(jì)出此套裝置顯得尤為重要。在實(shí)地考察后發(fā)現(xiàn)，有些公司對(duì)于該裝置的移動(dòng)，是采用伺服電機(jī)卷動(dòng)鋼絲，使得鋼絲拉動(dòng)直線導(dǎo)軌的移動(dòng)。經(jīng)過(guò)計(jì)算和考量發(fā)現(xiàn)，鋼絲在卷動(dòng)的過(guò)程中，其直徑隨著卷動(dòng)的匝數(shù)的增加而增加，從而為直線導(dǎo)軌的精確定位帶來(lái)不便，這樣一來(lái)，劃線裝置就顯得不那么精確。而我此次設(shè)計(jì)的是采用以直線導(dǎo)軌作為滑動(dòng)支撐，以齒輪齒條的傳動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)力。采用伺服電機(jī)，達(dá)到精確定位的目的。通過(guò)考察，我們發(fā)現(xiàn)，此套裝置基本上實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，但對(duì)于一些要求精度來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)了一些問(wèn)題。首先，市面上對(duì)于自動(dòng)劃線裝置的定位有不同的設(shè)計(jì)方法，有的使用滾輪與金屬導(dǎo)軌的摩擦力來(lái)達(dá)到剎車(chē)定位，有的是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)滾輪，卷動(dòng)鋼絲，鋼絲拉動(dòng)直線導(dǎo)軌的移動(dòng)來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，電機(jī)再停轉(zhuǎn)達(dá)到定位。這兩種方法都很難做到精確定位。因?yàn)閷?duì)于通過(guò)摩擦力來(lái)達(dá)到定位的，速度小的時(shí)候精度較高，如果導(dǎo)軌運(yùn)行的速度大時(shí)，因其慣性作用，就會(huì)產(chǎn)生很大誤差。其次，對(duì)于采用鋼絲拉動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，其誤差也是顯而易見(jiàn)的。鋼絲在滾筒上卷動(dòng)的時(shí)候會(huì)使得卷動(dòng)鋼絲的滾動(dòng)的直徑加大，從而為定位帶來(lái)不便。河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）41.5 需要解決的問(wèn)題及其解決辦法對(duì)于此套裝置，首先需要解決縱向滾動(dòng)導(dǎo)軌的傳動(dòng)與定位。伺服系統(tǒng)是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng), 廣泛應(yīng)用于測(cè)量?jī)x器與數(shù)控裝置中。 通常, 機(jī)械伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)經(jīng)齒輪副、滾珠螺旋副驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌部件移動(dòng)。滾珠螺旋傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)預(yù)緊后可以消除傳動(dòng)中的空回, 傳動(dòng)精度高, 導(dǎo)軌部件的重量對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響較小。但是滾珠螺旋副(尤其是小直徑滾珠螺旋副) 不易生產(chǎn)制造，有其復(fù)雜的結(jié)構(gòu), 成本較高。對(duì)于齒輪齒條傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，制造上更為方便，傳動(dòng)的效率也要高出很多,成本遠(yuǎn)比滾珠螺旋副低。雖然導(dǎo)軌部件重量對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響比滾珠螺旋傳動(dòng)稍大一些, 但當(dāng)導(dǎo)軌部件重量較輕和工作行程較小時(shí), 這種影響并不大, 在這種情況下. 可用齒輪齒條傳動(dòng)代替滾珠螺旋傳動(dòng)。 在機(jī)械伺服系統(tǒng)中, 要求傳動(dòng)鏈中的各齒輪在正反向傳動(dòng)中運(yùn)轉(zhuǎn)靈活, 即要求各齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角加速度要大, 因此, 應(yīng)使整個(gè)傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)化到伺服電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為最小最小轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不但與傳動(dòng)比和傳動(dòng)級(jí)數(shù)有關(guān)。也與各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和導(dǎo)軌部件重量有關(guān)。對(duì)于傳動(dòng)方式的選擇，齒條的傳動(dòng)距離長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，適合長(zhǎng)直線傳動(dòng)；絲桿在長(zhǎng)直線傳動(dòng)過(guò)程中很容易變形，然而在短直線傳動(dòng)過(guò)程中，絲杠的傳動(dòng)精度要明顯高于齒條。故應(yīng)根據(jù)實(shí)際請(qǐng)況做出合理選擇。在這里，采用齒輪齒條傳動(dòng)，用伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)定位。如下圖 1.4：圖 1.4 齒輪齒條傳動(dòng)裝置所以，其次要解決伺服電機(jī)的選擇。電動(dòng)機(jī)的選擇不僅要確定合適的負(fù)載條件，同時(shí)還要滿足工作環(huán)境的需求，最后根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件選擇合適的電動(dòng)機(jī)。目前，順著動(dòng)力技術(shù)的不斷發(fā)展和現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)對(duì)電機(jī)性能的各種需求， 步進(jìn)電機(jī)的性能已經(jīng)逐步被交流伺服電機(jī)所取代，究其原因主要有以下 6 點(diǎn)：1）控制精度高，并且其軸后端配有編碼器，可以根據(jù)工作條件選擇適合的控制精度，極大的滿足了各種工作環(huán)境下的需求，2）低頻特性非常穩(wěn)定，可以避免低頻振動(dòng)現(xiàn)象，不會(huì)影響生產(chǎn)，并且擁有共振河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5抑制的特性，有助于調(diào)整系統(tǒng)；3）力矩恒定，避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)力矩不足的現(xiàn)象，有利于生產(chǎn)；4）瞬間過(guò)載能力強(qiáng)，達(dá)%150，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可以增強(qiáng)機(jī)器的適用性能；5）閉環(huán)控制，保證了控制性能的穩(wěn)定；6）極快的速度響應(yīng)能力，滿足了用于快速啟停的工作環(huán)境。當(dāng)然，對(duì)于一些性能要求不高的機(jī)器，步進(jìn)電機(jī)也是不錯(cuò)的選擇。故在選用電機(jī)時(shí)要考慮全面，選擇適合自身發(fā)展的電機(jī)類(lèi)型。再次，需要解決橫向移動(dòng)問(wèn)題，這里仍然采用伺服電機(jī)和齒輪齒條進(jìn)行傳動(dòng)與定位，見(jiàn)下圖 1.5：圖 1.5 橫向移動(dòng)示意圖最后，需要解決上下移動(dòng)的問(wèn)題。上下移動(dòng)是為了在需要?jiǎng)澗€的時(shí)候，將噴嘴伸到離預(yù)制板一定的距離處，讓噴墨能夠很好的噴在預(yù)制板上，當(dāng)不需要?jiǎng)澗€時(shí)，噴嘴可以收起來(lái)，防止其妨礙其他的工作。此處，我們采用氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)上下的移動(dòng)。如下圖 1-6：圖 1.6 氣缸裝置河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6此處的氣缸采用的是 SMC 的 CY 系列磁歐式無(wú)桿氣缸。CY 系列如下圖 1.7 所示：圖 1.7 CY 系列氣缸河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7第 2 章預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的設(shè)計(jì)2.12.1 機(jī)架的設(shè)計(jì)自動(dòng)劃線裝置的機(jī)架的設(shè)計(jì)是采用方形型鋼和鋼板的焊接來(lái)構(gòu)成的， 對(duì)于方形型鋼，我們選用方形冷彎空心型鋼，其基本尺寸如下圖 2.1：圖 2.1 立柱尺寸圖作為整個(gè)裝置的整成部分，其三維效果圖如下圖 2.2 所示：圖 2.2 立柱安裝三維圖2.22.2 機(jī)架上滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)滾動(dòng)直線滑軌是一種滾動(dòng)導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無(wú)限滾動(dòng)循環(huán)，使得負(fù)載平臺(tái)能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運(yùn)動(dòng)， 其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)引河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8的 1/50，使之能輕易地達(dá)到m 級(jí)的定位精度?，F(xiàn)在滑塊與滑軌間的末制單元設(shè)計(jì)，使得線形滑軌可同時(shí)承受上下左右等各方向的負(fù)荷， 專利的回流系統(tǒng)及精簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使線性滑軌有更平順且低噪音的運(yùn)動(dòng)。15（1）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在數(shù)控機(jī)床行業(yè)，而滑動(dòng)導(dǎo)軌更適用于普通機(jī)床，主要原因在于直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的：a)定位精度高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)的精度要求；b)精簡(jiǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低機(jī)床造價(jià)并大幅度節(jié)約電力；c)摩擦阻力小，可提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度；d)摩擦阻力小，可避免運(yùn)動(dòng)誤差的產(chǎn)生，使機(jī)床長(zhǎng)期維持高精度性能，維護(hù)更加方便。此處采用 20mm 厚的鋼板加上矩形冷彎空心型鋼作為滾動(dòng)導(dǎo)軌與機(jī)架之間的支撐，滾動(dòng)導(dǎo)軌采用南京工藝裝備制造有限公司生產(chǎn)的 GZB100BAL 型號(hào)的滾動(dòng)導(dǎo)軌，其相關(guān)參數(shù)如下圖 2.3.1 和圖 2.3.3 所示：圖 2.3.1 滾動(dòng)導(dǎo)軌尺寸圖 a圖 2.3.2 滾動(dòng)導(dǎo)軌尺寸圖 b河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9表 2.1a 滾動(dòng)導(dǎo)軌參數(shù)型號(hào)導(dǎo)軌副尺寸滑塊尺寸導(dǎo)軌尺寸HWKB1L1B3L3ML0TL2B2H1GZB100BAL12050105200394130200M20273328610080表 2.2b 滾動(dòng)導(dǎo)軌參數(shù)導(dǎo)軌尺寸油杯尺寸額定動(dòng)載額定靜載DDhFLmaxGPNC(KN)C0(KN)2639321056000M10116235471330表 2.2c 滾動(dòng)導(dǎo)軌參數(shù)額定力矩滑塊重量導(dǎo)軌重量Ma(N.M)Mb(N.M)Mc(N.M)KgKg/m61200612007314024.546.8圖 2.3.3 滾動(dòng)導(dǎo)軌尺寸圖 c河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10矩形型鋼尺寸如下圖 2.4：圖 2.4 型鋼尺寸圖（其長(zhǎng)度為 9550mm.）其相關(guān)參數(shù)如下表 2.3：表 2.3a 型鋼參數(shù)表邊長(zhǎng)/mm允許偏差/mm壁厚t/mm理論重量1/Mkg m截面面積A/2cm慣性矩/4cmHBXIYI2001001.308.034.37643.7912145.993719.014表 2.3b 型鋼參數(shù)表慣性半徑/cm截面系數(shù)/3cm扭轉(zhuǎn)常數(shù)XrYrXWYW4/tIcm3/tCcm7.0004.052214.599143.8021798.551249.6其三維效果圖如下圖 2.5 所示：圖 2.5 滑動(dòng)導(dǎo)軌安裝效果圖2.3 橫梁的設(shè)計(jì)2.3 橫梁的設(shè)計(jì)橫梁的作用是提供橫向?qū)к壍闹闻c移動(dòng)，考慮到總體方案中導(dǎo)軌的傳動(dòng)是采用齒輪齒條的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，為了更好的是傳動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)能更好的安裝電機(jī)，我河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11們采用了如下的設(shè)計(jì)方案，其設(shè)計(jì)尺寸如下圖 2.6 所示：圖 2.6 橫梁的尺寸參數(shù)其頂部采用長(zhǎng)寬高=400023220 的鋼板作為上端蓋，其尺寸圖如下 2.7：圖 2.7 橫梁蓋的尺寸參數(shù)圖其三維效果圖如下圖 2.8 所示：圖 2.8 橫梁的安裝效果圖河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）122.4 橫向移動(dòng)的設(shè)計(jì)方案縱向的移動(dòng)，我們采用滑動(dòng)導(dǎo)軌作為支撐移動(dòng)，以齒輪齒條作為傳動(dòng)，同樣，對(duì)于橫向移動(dòng)，我們?nèi)匀徊捎脻L動(dòng)導(dǎo)軌作為支撐，以齒輪齒條作為傳動(dòng)部件，在橫梁的上部和下部均裝有滾動(dòng)導(dǎo)軌，其效果圖如下圖 2.9 所示：圖 2.9 橫梁的移動(dòng)方案三維圖2.5 氣缸的選擇無(wú)桿氣缸和普通氣缸的的工作原理一樣,只是外部連接、密封形式不同。無(wú)桿氣缸里有活塞，而沒(méi)有活塞桿的，活塞裝置在導(dǎo)軌里，外部負(fù)載給活塞相連，作動(dòng)靠進(jìn)氣。工作過(guò)程：在氣缸缸管軸向開(kāi)有一條槽，活塞與尚志在槽上部移動(dòng)。為了防止泄漏及防塵需要，在開(kāi)口部采用不銹鋼封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上，活塞架穿過(guò)槽地，把活塞與尚志連成一體?；钊c尚志連接在一起，帶動(dòng)固定在尚志上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)磁歐式無(wú)桿氣缸 CY3B/CY3R 系列軸承的承受能力大大得到了提高。 與 CY1B 相比，耐磨環(huán)的長(zhǎng)度增加 70%，從而使軸的承受力更加提高。由于使用了耐磨環(huán)，潤(rùn)滑性也大大得到了改善。特殊樹(shù)脂的耐磨環(huán)安裝在防塵圈上，缸筒外周形成良好的潤(rùn)滑膜，耐久性更加提高。1) CY3B/CY3R 機(jī)種的選定方法(如圖 2.10)：圖 2-10 CY3B/CY3R 機(jī)種的選定方法其受力如圖 2.10河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13圖 2.11 氣缸的受力示意圖2) 氣缸的定位(1) 用外部限位器使負(fù)載中間停止壓力勿超過(guò)規(guī)定值(2) 用氣動(dòng)回路使負(fù)載中間停止動(dòng)能勿超過(guò)規(guī)定值(3）行程末端停止方法(見(jiàn)圖 2.12 左圖)如圖 2.12 右圖所示，同時(shí)使用限位器與液壓緩沖器，且從缸體中部的傳遞推力，便不會(huì)發(fā)生缸體的傾斜。圖 2.12 行程末端停止方法示意圖此套裝置采用的是 CY3R63 型號(hào)的氣缸，其設(shè)計(jì)尺寸如下圖 2.13河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14圖 2.13a CY3R63 型氣缸設(shè)計(jì)尺寸圖 2.13b CY3R63 型氣缸設(shè)計(jì)尺寸圖 2.13c CY3R63 型氣缸設(shè)計(jì)尺寸河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）153）磁性開(kāi)關(guān)的安裝方法(如圖 2.14):將開(kāi)關(guān)安裝件沿氣缸的開(kāi)關(guān)安裝溝槽移動(dòng)到大體的設(shè)定位置。將磁性開(kāi)關(guān)插入開(kāi)關(guān)安裝件的安裝槽。確認(rèn)檢測(cè)位置后，擰入磁性開(kāi)關(guān)的附件，固定螺釘(M2.5)，固定磁性開(kāi)關(guān)。檢測(cè)位置變更時(shí)，進(jìn)行步驟。注）擰緊固定螺釘(M2.5)時(shí),請(qǐng)使用手柄直徑 56mm 的鐘表螺絲刀。另外，擰緊力矩大約為 0.10.15N m。也可以在感覺(jué)到擰緊時(shí)，再轉(zhuǎn) 90 。圖 2.14 磁性開(kāi)關(guān)的安裝示意圖其尺寸如下表 2.4：表 2.4 氣缸的設(shè)計(jì)參數(shù)型號(hào)ABCCBCRDFGGPCY3R6315148.25365.4188.595型號(hào)GWHHAHBHCHPHRHSHTCY3R6393.59792519651909.551型號(hào)JEKLLDMMMNPWQCY3R63M101.515241188.610M81.251694171型號(hào)QWTTCWWPWSXYZCY3R63603248704710601211882.6 伺服電機(jī)的選擇（1) 本裝置伺服電機(jī)的選擇計(jì)算工作臺(tái)和工件的機(jī)械規(guī)格：橫梁重量 G=15.2KN；滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)選=0.05；滑塊快速移動(dòng)速度設(shè)為maxV=1000mm/s,低速移動(dòng)時(shí)速度為minV=50mm/s；加速時(shí)間為 t=0.5s；所選直齒齒輪的分度圓直徑1d=120mm則摩擦力：fG0.0515.2=0.76KN(2.1)河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16由：Ffma(2.2)maxVat(2.3)可得：22000/amm s3.8544FKN由此可知，需要加在齒輪分度圓上的徑向力tF=f=4KN由：P=tFmaxV(2.4)得：P=4KN1000mm/s=4000W=4KW為了達(dá)到可靠運(yùn)行，我們選取歐姆龍 R88M-G6K010H-B(S2)-Z 型伺服電機(jī)。其參數(shù)如下：功率 P=6KW,轉(zhuǎn)速 n=1000r/min,其設(shè)計(jì)尺寸如下圖 2.15 所示：圖 2.15 伺服電機(jī)參數(shù)圖（其中 LL=380.5mm）2.7 預(yù)制板支板的設(shè)計(jì)預(yù)制板支板的作用是支撐預(yù)制板的，在預(yù)制板澆筑的過(guò)程中，其作為支板，起到平整預(yù)制板的效果。為了使預(yù)制板能夠平整，支板的表面要具有一定的粗糙度，由于有的預(yù)制板比較重，所以，支板就需要有一定的強(qiáng)度來(lái)支撐。對(duì)于支撐預(yù)制板的設(shè)計(jì)，我們使用鋼板焊制，用工字梁增加其強(qiáng)度，其三維模型如下圖 2-16 和 2-17 所示：圖 2.16 預(yù)制板支板三維效果圖河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17圖 2.17 預(yù)制板支板三維效果圖其尺寸線如下圖 2.18 所示：圖 2.18 預(yù)制板支板參數(shù)圖2.8 支架的設(shè)計(jì)支架的作用是支撐預(yù)制板支板并為其傳遞提供導(dǎo)向作用，其三維效果圖如下2.19 所示：圖 2.19 支架三維效果圖河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18該裝置由支架體，滾筒，軸，摩擦輪，軸承組成，對(duì)于其各個(gè)零件的設(shè)計(jì)尺寸，如下圖 2.20 所示：1)支架體支架的作用是支撐軸和摩擦輪的， 其強(qiáng)度要能夠支撐住預(yù)制板支板和預(yù)制板的重量，再整個(gè)支撐作用中，強(qiáng)度要求最高。圖 2.20 支架參數(shù)圖2)摩擦輪摩擦輪的作用是為了支撐預(yù)制板，并為其向前傳遞提供導(dǎo)向作用，摩擦輪的表面粗糙度要足夠大，要防止在傳遞的過(guò)程中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。設(shè)計(jì)尺寸如圖 2.21 所示：圖 2.21 摩擦輪參數(shù)圖河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）193)軸軸的作用是為了支撐摩擦輪，對(duì)于其強(qiáng)度要求要高，其需要足夠的支撐力來(lái)支撐受壓的摩擦輪。軸要有足夠的強(qiáng)度，能夠承載相應(yīng)的載荷，對(duì)于其強(qiáng)度的校核，我們將在第三章進(jìn)行校核說(shuō)明，來(lái)檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否滿足生產(chǎn)和強(qiáng)度要求軸的設(shè)計(jì)尺寸如下圖 2.22：圖 2.22 軸參數(shù)圖2.9 夾板的設(shè)計(jì)夾板在本裝置中的作用是為了更好地安裝氣缸， 使其能夠更好地滿足氣缸上下移動(dòng)的要求，同時(shí)要滿足氣缸在橫向上的移動(dòng)要求，其三維效果圖如下圖 2.23 所示：圖 2.23 夾板三維設(shè)計(jì)模型河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20其設(shè)計(jì)尺寸如下圖 2.24 和圖 2.25：圖 2.24 小夾板圖 2.25 大夾板大夾板和小夾板的作用是為了固定氣缸和伺服電機(jī)的傳動(dòng)。使用兩個(gè)的組合，可以根據(jù)裝配的要求來(lái)調(diào)整大小夾板上下的距離，以便滿足裝配要求2.10 總體裝配圖其三維效果圖如下圖 2.26：河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21圖 2.26 自動(dòng)劃線裝置三維設(shè)計(jì)模型該總裝配圖所設(shè)計(jì)的是自動(dòng)劃線裝置的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)， 他所解決的問(wèn)題是使劃線裝置能夠?qū)崿F(xiàn)前后左右以及上下移動(dòng)，同時(shí)滿足橫梁移動(dòng)時(shí)的載荷問(wèn)題。對(duì)于該裝置，其所采用的核心部件就是用滾動(dòng)導(dǎo)軌作為橫梁的支撐，采用伺服電機(jī)作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，以齒輪齒條的嚙合作為傳動(dòng)部件。豎直方向上采用氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22第 3 章預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的校核3.1 支架的校核根據(jù)實(shí)際情況，估計(jì)預(yù)制板梁與所制成的預(yù)制板最大載重 30t，負(fù)重均布在 9 對(duì)支撐支座上，其受力示意圖如下圖 3.1 所示：圖 3.1 傳輸裝置受力示意圖則每個(gè)支座受力（傳輸輪）：KNnPF34.16188 . 91030/31（3.1）式中：P預(yù)制板與預(yù)制梁的重力，N；N支架的個(gè)數(shù)。3.2. 軸徑校核而支架則是由軸支撐， 且必須通過(guò)摩擦輪上的橡膠提供足夠的摩擦輪來(lái)帶動(dòng)預(yù)制板運(yùn)動(dòng)，在滿足上述條件下，至關(guān)重要的保證軸的直徑，通過(guò)彎扭組合計(jì)算出軸的最小直徑，由于支架上的軸所受的扭矩不大，所以此處只校核軸的彎曲應(yīng)力。由彎曲的強(qiáng)度條件： maxmaxMW（3.2）結(jié)合下圖 3-2，軸的受力示意圖圖 3-2 軸的受力示意圖河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23得：max16.34801307.2MF lKNmmN m （3.3）33630.032.6 103232dWm（3.4）所以： maxmax61307.250.282.6 10MMPaW（3.5）式中：max計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力，MPa；maxM軸所承受的最大彎矩，N.m；W抗彎截面系數(shù)，W=332d，m3；D軸的直徑，m；許用應(yīng)力，=55 Mpa故軸的強(qiáng)度滿足要求，安全。3.3 軸承的選擇與校核通過(guò)經(jīng)驗(yàn)分析，軸承的型號(hào)選擇為 6006，其性能參數(shù)如下表 3.1；表 3-1 軸承參數(shù)基本尺寸/mmd30D55B13基本額定載荷/kNCr13.2C0r8.3極限轉(zhuǎn)速/ r.min-1油11000脂14000重量/kgW0.113軸承代號(hào)6006其他尺寸/mmd238.4D247.7r min1安裝尺寸/mmda min36Da max50.0ra max1球徑/mmDW7.144球數(shù)Z11由于滾動(dòng)軸承所受的軸向載荷很小，所以，此處不考慮，只考慮徑向載荷是否滿足要求。通過(guò)以上的性能參數(shù)知，軸承的基本額定載荷是 13.2KN,而每個(gè)軸承所受的實(shí)際載荷為 16.34KN0.5=8.17KN，小于 13.2KN.故軸承能夠滿足強(qiáng)度要求。河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）243.4 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由下表查的許用擠壓應(yīng)力p=100120MPa,取其平均值，p=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度:l=L-b=75mm -10mm=65mm(3.6)鍵與輪轂鍵槽的接觸高度:k=0.5h=0.5*8mm=4mm(3.7)由公式：332102 13.01 452 1075.071104 65 30ppTMPaMPaMPakld （3.8）可見(jiàn)滿足連接強(qiáng)度。鍵的標(biāo)記為：鍵 8x60 GB/T 10962003。表 3-2 鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用應(yīng)力/MPa許用擠壓應(yīng)力、許用應(yīng)力連接工作方式鍵或轂、軸的材料載荷性質(zhì)靜載荷輕微載荷沖擊p靜連接鋼120-150100-12060-90鑄鐵70-8050-6030-45p動(dòng)連接鋼5040303.5 齒輪的選擇由上一章節(jié)中，我們選得伺服電機(jī)是歐姆龍 R88M-G6K010H-B(S2)-Z 型伺服電機(jī)。其參數(shù)為：功率 P=6KW,轉(zhuǎn)速 n=1000r/min。此處我們采用齒輪齒條嚙合，所以，我們選擇傳動(dòng)比=1.選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪劃線裝置的縱向和橫向的傳動(dòng)速度并不是太高，故選用 7 級(jí)精度（GB 10095-88）。材料選擇。選擇齒輪材料為 40Cr（調(diào)制），硬度為 280HBS。選擇齒輪齒數(shù) Z=403.5.1 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式，即：3211212.32()EtdHKTZudu（3.9）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值選tK =1.3計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：5595.5 1095.5 10657300n1000PTN mm（3.10）河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25由機(jī)械設(shè)計(jì)2（以下均省略）表 10-7，選取齒寬系數(shù)d0.5由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)12189.8EZMPa,由圖 10-21d 得該齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim1600;HMPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)960n60 1000 1 (2 8 300 15)4.32 10nNjL （3.11）由圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)10.9HNK;取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1由式 10-12 得1lim10.9 60540NHHKMPaSMPa（3.12）3.5.2 計(jì)算1）計(jì)算齒輪分度圓直徑1dt，代入H中較小的值。3211212.32()EtdHKTZudu=21.3 573001+1189.82.320.51540=77.17mm （3.13）計(jì)算圓周速度 v：177.17 1000v4.04/60 100060 1000td nm s（3.14）3）計(jì)算齒寬 b：11 77.1777.17dtbd mm（3.15）4) 計(jì)算齒寬與齒高之比bh模數(shù)：177.172.5730ttdmmmz;（3.16）齒高：h=2.25tm =2.252.57=5.788mm（3.17）77.1713.335.788bh（3.18）5).計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù) v=4.047 級(jí)精度， 由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)v1.17K ， 直齒輪1HFKK由表 10-2 查得使用系數(shù)1AK 由表 10-4 用插值法查得 7 級(jí)精度，齒輪相對(duì)支撐懸臂布置時(shí)2.527HK。由b13.33h；2.527HK查圖 10-13 得2.40FK。故載荷系數(shù)：1 1.17 1 2.5272.957AVHHKK K KK （3.19）6).按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 10-10a 得：3312.957d77.17101.491.3ttkdkmm（3.20）7）。計(jì)算模數(shù)：101.493.3830dmz,（3.21）河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）263.5.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式 10-5 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：322mFaSadFY YKTz（3.22）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：1）由圖 10-20c 查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1500aFEMP;2）由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命壽命系數(shù)10.85FNK;3).計(jì)算彎曲疲勞許用力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4.由式 10-12 得：0.85 500a303.571.4FNFEFKMPMPaS（3.23）4）.計(jì)算載荷系數(shù) K：1 1.17 1 2.402.808AVFFKK K KK （3.24)5).查取齒形系數(shù)查表 10-5 查得：a12.52FY；1.625SaY；(2).設(shè)計(jì)計(jì)算:322 2.808 573002.52 1.625m2.130.5 30303.57mm（3.25）因?yàn)辇X根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)小于曲面解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m。而齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力， 齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)。故 m 的取值為 3。按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d=101.49mm,算出齒輪齒數(shù)：83.33349.101mdz（3.26）取 z=40.3.5.4.幾何尺寸計(jì)算1）.分度圓直徑:d40 3120mz mm（3.27）2）.計(jì)算齒寬:0.5 12060dbdmm（3.28）3）.計(jì)算齒輪齒頂圓和齒根圓：d2126amz；（3.29）2.5112.5fdmzmm（3.30）4)齒輪尺寸圖如圖 3.3：河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27圖 3.3 齒輪尺寸圖3.6 電機(jī)軸上的鍵的校核由伺服電機(jī)的尺寸參數(shù)可知，電機(jī)軸的直徑42d mm，由上面計(jì)算可知57.3TNm鍵的參數(shù)為：h=8mm;b=12mm;L=86.8mm;p=110MPak=0.5h=4mm;l=L-b=74.8mm,所以332102 57.3 107.861104 86.8 42ppTMPaMPaMPakld（3.31）滿足強(qiáng)度要求。3.7 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的校核由表 2-2 知，滾動(dòng)導(dǎo)軌副的61200AMN m；61200BMN m；73140CMN m圖 3-4 導(dǎo)軌副彎矩示意圖通過(guò)上面的計(jì)算過(guò)程我們可以得知，18400mavMN m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于以上要求載荷，所以，其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。3.8 橫梁的校核由下圖 3-5 所示，橫梁所產(chǎn)生的支撐力12182FFGKN（3.32）河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28圖 3-5 橫梁受力圖1）導(dǎo)軌副彎矩的校核：橫梁自重 G=16KN，其對(duì)兩端的滑動(dòng)導(dǎo)軌副產(chǎn)生的彎矩：16232000cMG LKNmN mM（3.33）其中73140cMN m。2）橫梁體的校核將橫梁體等效成高 h=360mm,寬 b=232mm 的矩形截面梁，則2230.232 0.360.00566bhWm（3.34）max32000MMN m（3.35）所以：maxmax320006.40.005MMPaW（3.36）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，該材料為 45 鋼，彎曲許用應(yīng)力 =100aMP因 max,所以該橫梁體滿足彎曲強(qiáng)度。因兩端采用鋼板焊接，此鋼板的參數(shù)為 h=20mm,b=394mm焊接處剪切應(yīng)力18SFFKN則：max338000=1.0222 0.02 0.394sFMPabh（3.37）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知 30aMP因?yàn)?max，所以滿足強(qiáng)度要求。河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29總 結(jié)本課題的題目為預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)此套裝置的目的是為了節(jié)省在預(yù)制板生產(chǎn)時(shí)人工劃線時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力物力。本裝置的設(shè)計(jì)目的就是為了能夠在所鑄造的預(yù)制板上劃出坐標(biāo)線， 對(duì)于其功能結(jié)構(gòu)，是采用伺服電機(jī)作為傳動(dòng)源，配合齒輪齒條的嚙合傳動(dòng)，使之能夠驅(qū)動(dòng)在水平方向的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于其傳動(dòng)過(guò)程中的支撐，此處采用滾動(dòng)導(dǎo)軌作為橫梁移動(dòng)時(shí)的支撐。控制等方面采用 PLC 控制，結(jié)合伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，可以精確的定位劃線部分所在的位置。綜合本裝置的各個(gè)部分，此裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)劃線，還可以在機(jī)械手的輔助下來(lái)用于其它的用途。對(duì)于此裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，總結(jié)如下：首先，在設(shè)計(jì)之前要深入調(diào)研該項(xiàng)目的市場(chǎng)需求和生產(chǎn)需求， 以利于獲得最佳的設(shè)計(jì)方案； 其次， 對(duì)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，盡量多用標(biāo)準(zhǔn)件，可以減少生產(chǎn)成本。同時(shí)，材料的選擇要參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的裝置的各個(gè)部分進(jìn)行校核，以獲得滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和生產(chǎn)要求的裝置。預(yù)制板生產(chǎn)線-自動(dòng)劃線裝置可以實(shí)現(xiàn)在預(yù)制板上劃出所需的坐標(biāo)線，以利于對(duì)預(yù)制板的后續(xù)加工。此裝置采用本文所述的設(shè)計(jì)方法，完全滿足生產(chǎn)要求。能夠達(dá)到生產(chǎn)中所需的精度。河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30致謝經(jīng)過(guò)這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從中學(xué)到了很多書(shū)本上沒(méi)有的東西，感謝汪老師對(duì)我的孜孜不倦的指導(dǎo)。她在我做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，給了我很多的幫助和教誨。在這段時(shí)間，我們每周所做的進(jìn)展都要向老師匯報(bào)，老師也不辭辛苦的一一為我們做指導(dǎo)，指出我們的設(shè)計(jì)不足，在我們實(shí)在想不出解決辦法時(shí)老師也會(huì)用各種方式引導(dǎo)我們，對(duì)于老師的這種認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，我們非常的感動(dòng)，因?yàn)槲覀儗W(xué)到了如何去思維，如何去解決工程中的問(wèn)題。再次，深深的感謝老師。同樣也要感謝我的同學(xué)，我們?cè)趯W(xué)習(xí)三維制圖軟件的過(guò)程中，相互幫助，相互啟發(fā)，這也讓我深深感受到團(tuán)隊(duì)的力量是巨大的。當(dāng)然還有哪些給我提供資料的企業(yè)，非常感謝你們的支持。畢業(yè)在即，同時(shí)也感謝母校傳授給我的知識(shí)。感謝那些為了我們的未來(lái)而不辭辛勞的老師們，你們毫不吝嗇的將你們所學(xué)的知識(shí)傳授給了我們，同時(shí)又在生活上，工作上給了我們莫大的幫助。我將不負(fù)眾望，繼續(xù)前進(jìn)。河海大學(xué)文天學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31參考文獻(xiàn)1 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BreckonAbstract Automatic road marking recognition is a key problem within the domain of automotive visionthat lends support to both autonomous urban driving and augmented driver assistance such assituationally aware navigation systems. Here we propose an approach to this problem based on theextraction of robust road marking features via a novel pipeline of inverse perspective mapping andmulti-level binarisation. A trained classifier combined with additional rule-based post-processing thenfacilitates the real-time delivery of road marking information as required. The approach is shown tooperate successfully over a range of lighting, weather and road surface conditions.Keywords Computer vision Mobile robotics Road marking recognition Vanishing pointdetection Intelligent vehicles1 IntroductionAutonomous driving and road intelligence have been the focus of attention for many computer visionresearchers over the last 20 years 1. Although significant achievement has been made in developing avehicle that can perform some form of autonomous guided driving, progress has been slow because ofthe problems of speed, safety and the real-time complexity of the on-road situation. A human drivergathers constant and numerous visual information from the road and the surroundings. Our brain is quiteefficient in analysing this information and responding quickly by an appropriate course of action. For acomputer vision system to be able to display a similar ability, it must encompass various detectionabilities, each of which has been subject of significant research activity 24.Whilst work on lane detection and tracking is significant 5,22, the literature on road markingrecognition is limited with no reported work for real-time on-road text recognition. While road marking(including arrows) and text recognition is a relatively simple task for human drivers, its automaticdetection would be very usefuland perhaps essential in some casesfor an autonomous vehicle or asan aid to driver situational awareness in an increasingly complex road environment.Here we propose a multi-step processing pipeline for robust recognition of road markings and text.First image frames from an on-board camera are captured and pre-processed to remove the perspectiveeffect via an inverse perspective mapping (IPM) driven by automatic vanishing point (VP) detection.After removing the effects of perspective a multi-level thresholding approach is applied to extract brighton-road objects that contrast agai