汽車摩擦片缺陷檢測流水線設(shè)計 畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）</p><p>　　設(shè)計（論文）題目：汽車摩擦片缺陷檢測流水線設(shè)計 </p><p>　　學(xué) 院 名 稱： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)

2、： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　班 級： 機(jī)制 </p><p>　　姓 名： 學(xué) 號 </p><p>　　指 導(dǎo) 教

3、 師： 職 稱 </p><p>　　定稿日期： 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　由于目前面臨很高的通脹壓力，企業(yè)越來越多的選擇提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本使自己的商品更加擁有市場競爭力。</p><p>　　設(shè)計了一種自

4、動汽車摩擦片缺陷檢測流水線，主要由上料裝置、缺陷檢測裝置、分揀裝置組成。設(shè)計過程包括流水線機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、各重要機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計計算和標(biāo)準(zhǔn)件的選用。最后進(jìn)行了實際試驗的可行性驗證，證明了方案的可行性和合理性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車摩擦片；流水線；缺陷檢測；</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　To

5、 make their products more competitive in the market, faced with the high inflationary pressure, enterprises are more likely to improve production efficiency to reduce production cost.</p><p>　　A flaw inspect

6、ion production line for car brake pad is design, mainly composed of a feeding unit, a flaw inspection unit and a sorting unit. The whole designing procedure include structure design calculation of the flaw inspection pro

7、duction line, structure design calculation of each important unit and choosing of the standard component. At last, a series of experiments are carried out, the feasibility of this machine is proved.</p><p>　

8、　Key Words：car brake pad；production line；flaw inspection；</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引 言1</b></p><p>　　1.1 流水線的概念及分類1</p><p>　　1.2 目前流

9、水線發(fā)展的現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 本設(shè)計的目的和意義1</p><p>　　1.4 本設(shè)計主要解決的問題2</p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計3</b></p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)3</p><p>　　2.2 總體方案確定3</p><

10、p>　　2.2.1系統(tǒng)的驅(qū)動3</p><p>　　2.2.2 分揀機(jī)構(gòu)3</p><p>　　2.3設(shè)計方案的比較3</p><p>　　3 主體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計4</p><p>　　3.1 流水線整體尺寸估算4</p><p>　　3.2 主要構(gòu)件的設(shè)計選擇4</p><p>

11、;　　3.2.1 滾筒選擇4</p><p>　　3.2.2 電機(jī)選擇4</p><p>　　3.2.3 鏈輪設(shè)計4</p><p>　　3.2.5 鏈條選擇6</p><p>　　3.2.4 鍵的選擇7</p><p>　　3.2.5 軸承的選用7</p><p>　　3.2.6

12、皮帶的選用8</p><p>　　3.2.7 型材的選用9</p><p>　　4 分揀機(jī)構(gòu)設(shè)計10</p><p>　　4.1 凸輪的設(shè)計10</p><p>　　4.1.1 周期中運(yùn)動的分配10</p><p>　　4.1.2 曲線方程的設(shè)計11</p><p>　　4.2電機(jī)的

13、選擇12</p><p>　　4.2.1 步進(jìn)電機(jī)扭矩估算12</p><p>　　4.2.2 型號選擇12</p><p>　　4.3 聯(lián)軸器選擇12</p><p>　　4.4 步進(jìn)電機(jī)的控制13</p><p>　　4.4.1 分析系統(tǒng)，確定I/O點(diǎn)數(shù)13</p><p>　　

14、4.4.2 分配I/O地址13</p><p>　　4.4.3 外部接線圖14</p><p>　　4.4.4 PLC程序設(shè)計14</p><p><b>　　5.料桶設(shè)計15</b></p><p>　　5.1 材料選擇15</p><p>　　5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計15</p>

15、;<p>　　5.2.1 桶徑計算15</p><p>　　5.2.2 底部設(shè)計16</p><p><b>　　結(jié) 論17</b></p><p><b>　　致 謝18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p>

16、<p><b>　　1 引 言</b></p><p>　　1.1 流水線的概念及分類</p><p>　　生產(chǎn)流水線是在一定的線路上連續(xù)輸送貨物搬運(yùn)機(jī)械，又稱輸送線或者輸送機(jī)。按照輸送系列產(chǎn)品大體可以分為：皮帶流水線、板鏈線、倍數(shù)鏈線、插件線、網(wǎng)帶線、懸掛線及滾筒流水線這七類流水線。一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。流水線

17、輸送能力大，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。</p><p>　　1.2 目前流水線發(fā)展的現(xiàn)狀</p><p>　　我國流水線設(shè)備技術(shù)起步晚，市場上低端產(chǎn)品很多而且存在不良競爭，但經(jīng)過不斷的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。未來三年，全球流水線設(shè)備市場的發(fā)展?jié)摿σ廊缓艽蟆?jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會信息中心預(yù)測，到2010年，流水線設(shè)備產(chǎn)量將達(dá)到468億只，市場規(guī)模將達(dá)到

18、515億元，年均增長率將分別為17%和15%?？梢?，即使在金融危機(jī)的陰影籠罩下，流水線設(shè)備市場依然有著強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?。中國在全球流水線設(shè)備市場中的份額將加繼續(xù)大。市調(diào)機(jī)構(gòu)BishopandAssociates的報告稱，2007年中國流水線設(shè)備市場就以16.8%的增長率位列全球第一，遠(yuǎn)超過全球流水線設(shè)備市場的平均增長率7.2%。而近兩年國外市場的持續(xù)低迷，也使國外流水線設(shè)備廠商加緊在中國的布局，從而加速中國流水線設(shè)備市場的發(fā)展。</

19、p><p>　　隨著我國的各個行業(yè)的不斷發(fā)展，我國對流水線設(shè)備的技術(shù)要求也是非常高的，面對流水線設(shè)備的市場和技術(shù)變化，中國流水線設(shè)備廠商應(yīng)逐步擺脫在中低端產(chǎn)品類型的同質(zhì)化競爭，積極跟蹤流水線設(shè)備的前沿技術(shù)，學(xué)習(xí)流水線設(shè)備的新技術(shù)新工藝，不斷研發(fā)出新產(chǎn)品，拓展高端產(chǎn)品線。</p><p>　　隨著我國的各個行業(yè)的不斷發(fā)展，我國對流水線設(shè)備的技術(shù)要求也是非常高的，面對流水線設(shè)備的市場和技術(shù)變化，中

20、國流水線設(shè)備廠商應(yīng)逐步擺脫在中低端產(chǎn)品類型的同質(zhì)化競爭，積極跟蹤流水線設(shè)備的前沿技術(shù)，學(xué)習(xí)流水線設(shè)備的新技術(shù)新工藝，不斷研發(fā)出新產(chǎn)品，拓展高端產(chǎn)品線。</p><p>　　1.3 本設(shè)計的目的和意義</p><p>　　目前中小企業(yè)生產(chǎn)成本上升幅度較大。從2007年初開始，國家確定了以“兩防”（‘防過熱、防通脹’）為主導(dǎo)的宏觀調(diào)控政策走向，使產(chǎn)品市場逐步萎縮，價格逐步下降。而包括能源在內(nèi)的

21、原材料，則呈上升趨勢。加之人民幣匯率上升，以及《勞動合同法》的頒發(fā)布實施，更增加了成本上升的幅度。其中后兩項屬于硬成本，企業(yè)是不能消化的。這就大大增加了企業(yè)控制成本的難度。更嚴(yán)重的是，中小企業(yè)生產(chǎn)成本上升，完全達(dá)到了侵蝕利潤的程度，由此造成大批中小企業(yè)虧損，導(dǎo)致部分外資企業(yè)外移的同時，丟掉了一些產(chǎn)品的國際市場。同時由于自身資金和技術(shù)水平所限，基礎(chǔ)薄弱的中小企業(yè)只能有選擇地進(jìn)入門檻較低的行業(yè)，其產(chǎn)品還主要集中在中低端，而且越是低端產(chǎn)品，廠

22、商越多。由于進(jìn)入行業(yè)過于集中，行業(yè)之間產(chǎn)品同質(zhì)性明顯，且都屬于競爭性行業(yè)，故相互之間競爭異常激烈。在這樣的大環(huán)境下，中小企業(yè)想在市場上占領(lǐng)一席之地必須使自己的產(chǎn)品具有競爭力。</p><p>　　本次設(shè)計是為一家中小企業(yè)設(shè)計剎車片缺陷檢驗流水線，之前的檢驗都是由人工完成的，不僅速度慢容易存在檢驗的疏漏，同時花費(fèi)大量的財力導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高，使產(chǎn)品本身的競爭力下降。</p><p>　　1.4

23、 本設(shè)計主要解決的問題</p><p>　?。?）流水線如何準(zhǔn)確實現(xiàn)剎車片在流水線上的等距傳送；</p><p>　　（2）流水線如何準(zhǔn)確實現(xiàn)剎車片的分揀。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>

24、;　　完成汽車剎車片缺陷檢驗流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計，要求能完成大小不同的剎車片是否存在缺陷的檢驗。</p><p>　　設(shè)計參數(shù)：流水線長3m；檢測零件直徑210~470mm；檢測速度：3s/個。</p><p>　　2.2 總體方案確定</p><p>　　2.2.1系統(tǒng)的驅(qū)動</p><p>　　流水線是長時間持續(xù)工作的系統(tǒng)但其功率不是很大，故運(yùn)

25、動通過一個兩項交流電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)的調(diào)速通過一變頻器控制輸入交流電頻率實現(xiàn)。</p><p>　　2.2.2 分揀機(jī)構(gòu)</p><p>　　由于剎車片太薄，而且要求檢測速度為3s/個，用氣缸分揀整個過程耗時過長，同時氣缸與皮帶表面距離很小容易刮傷皮帶表面。故設(shè)計了機(jī)械分揀裝置，該裝置采用機(jī)構(gòu)按凸輪曲線做周期運(yùn)動的原理實現(xiàn)，經(jīng)分析，理論上能很好的滿足需求。</p><p&g

26、t;　　2.3設(shè)計方案的比較</p><p>　　通過兩種方案的比較，選擇了可靠性高的機(jī)械分揀機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3 主體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　3.1 流水線整體尺寸估算</p><p>　　長：根據(jù)要求，流水線總長3000mm。</p><p>　　寬：由于剎車片最大直徑為470mm，故，流水線寬

27、度選擇550mm。</p><p>　　高：按照現(xiàn)有流水線高度，流水線臺面高度設(shè)計為750mm。</p><p>　　3.2 主要構(gòu)件的設(shè)計選擇</p><p>　　3.2.1 滾筒選擇</p><p>　　一般情況下滾筒長度采用“輸送物+50mm”即，</p><p>　　470+50=520，圓整為550mm<

28、;/p><p>　　驅(qū)動輥：根據(jù)經(jīng)驗選擇Φ140mm</p><p>　　從動滾筒：選擇Φ60mm</p><p>　　3.2.2 電機(jī)選擇</p><p>　　目前流水線使用的都是單相220V減速電機(jī)，功率選擇方面：由于整個機(jī)構(gòu)運(yùn)動比較平穩(wěn)，故按電機(jī)的靜功率計算，故有：</p><p>　　P＝ =0.2479kw

29、 （3.1）</p><p>　　M為滾筒的計算轉(zhuǎn)矩：M=F*R=70N/m （3.2）</p><p>　　F為皮帶傳輸時主動滾筒受到的切向力根據(jù)經(jīng)驗估值為1000N。(其中包括約重8kg的產(chǎn)品)，R——0.07m。</p><p>　　n為滾筒的轉(zhuǎn)速：n=30v帶/（πr）=22.74r/min</p><p>　　η

30、為效率：η=η齒輪*η鏈輪*η軸承*η滾筒=0.6724</p><p>　　η齒輪：八級精度的一般傳動0.97（減速電機(jī)的兩級齒輪）</p><p>　　η鏈輪：0.96（一對）</p><p>　　η軸承：0.99（共5對）</p><p>　　η滾筒：0.96（共5個）</p><p>　　綜上，選擇了NHY-2

31、8減速電機(jī)。有關(guān)參數(shù)如下：</p><p>　　3.2.3 鏈輪設(shè)計</p><p><b>　　1.鏈條類型的確定</b></p><p>　　傳動鏈可分為短節(jié)距精密滾子鏈、齒形鏈等類型。其中滾子鏈常用于傳動系統(tǒng)的低速級，一般傳遞的功率在100kW以下，鏈速不超過15m/s，推薦使用傳動比imax=8。齒形鏈應(yīng)用較少。故本設(shè)計使用滾子鏈，又因

32、傳動功率較小用單排鏈即可。</p><p><b>　　2.鏈輪材料的選擇</b></p><p>　　鏈輪輪齒要具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。由于大小鏈輪的齒數(shù)一樣，故選擇的材料也一樣，選擇了采用的材料40#，經(jīng)淬火和回火熱處理，熱處理后硬度40~50HRC。</p><p><b>　　3.鏈輪的結(jié)構(gòu)</b></p&g

33、t;<p>　　小直徑的鏈輪可制成整體式如下圖所示：</p><p><b>　　圖 3.1</b></p><p><b>　　4.設(shè)計計算</b></p><p>　　由于電機(jī)的輸出軸徑為28mm，所以設(shè)計鏈輪軸徑也為28mm。電機(jī)額定功率為0.4kw。</p><p>　　（1）

34、.選擇鏈輪齒數(shù)Z1=Z2=17,故：</p><p><b>　　i=z1/z2=1</b></p><p>　?。?）.計算當(dāng)量單排鏈的計算功率Pca</p><p>　　Pca= =0.372KW （3.3）</p><p>　　KA——為工況系數(shù)，查表9-6為1.0；</p><p>　

35、　KZ——主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見圖9-13為1.52；</p><p>　　KP——多排鏈系數(shù)，本設(shè)計為單排鏈故為1.0;</p><p>　　P——傳遞的功率0.2479KW。</p><p>　?。?）.確定鏈條型號和節(jié)距p</p><p>　　鏈條根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計算功率Pca和主動鏈輪的轉(zhuǎn)速n1由圖9-11為6B。然后由表9-1確定鏈

36、條節(jié)距p=9.525mm。</p><p>　?。?）.計算鏈節(jié)數(shù)和中心距</p><p>　　出選中心距a0=30p=285.75mm，按下式計算出鏈節(jié)數(shù)：</p><p>　　Lp0=2 + + 2 =73 （3.4）</p><p><b>　　將其圓整為74。</b></p><p&g

37、t;　?。?）.計算鏈速v，確定潤滑方式</p><p>　　平均鏈速按9-1計算</p><p>　　V= =0.09386m/s （3.5）</p><p>　　根據(jù)鏈速v，由圖9-14選擇合適的潤滑方式為定期潤滑。</p><p>　?。?）.計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力Fp</p><p>&l

38、t;b>　　壓軸力可近似的取為</b></p><p>　　FP≈KFpFe=1150N （3.6）</p><p>　　式中：Fe——有效圓周力1000N（經(jīng)驗估算）</p><p>　　KFe——壓軸力系數(shù)，水平傳動取1.15</p><p><b>　　5.參數(shù)確定</b>

39、</p><p>　　其中：d1為滾子直徑，查表為6.35mm；</p><p>　　h2為內(nèi)鏈板高度，查表為8.26。</p><p>　　3.2.5 鏈條選擇</p><p>　　根據(jù)所設(shè)計的鏈輪，對應(yīng)選擇相應(yīng)的鏈條。選擇類型為滾子鏈，具體參數(shù)如下：</p><p>　　3.2.4 鍵的選擇</p>

40、<p><b>　　1.鍵的選擇</b></p><p>　　根據(jù)電機(jī)輸出軸的直徑φ28由表6-1選擇普通平鍵8*7*20。</p><p><b>　　2.鍵強(qiáng)度的校核</b></p><p>　　假定載荷在鍵的工作表面均勻分布，普通平鍵連接的條件為</p><p>　　σp= =71.

41、43MP<[σp] （3.7）</p><p>　　式中：T——傳遞的扭矩，70N/m；</p><p>　　k——輪轂與鍵的連接高度，3.5mm；</p><p>　　l——鍵的工作長度，20mm；</p><p>　　d——軸的直徑，28mm；</p><p>　　σp——鍵、軸、輪轂中三者最弱材料的許用擠

42、壓應(yīng)力，100Mp。</p><p>　　故，所選鍵滿足要求。</p><p>　　3.2.5 軸承的選用</p><p>　　由于滾動軸承多為已標(biāo)準(zhǔn)化的外購件，因而，在設(shè)計時，只需：</p><p>　　1、正確選擇出能滿足約束條件的滾動軸承?！　?lt;/p><p>　　2、進(jìn)行滾動軸承部件的組合設(shè)計</p>

43、;<p><b>　　1 類型選擇</b></p><p>　　（1）軸承所受載荷的大小</p><p>　　通常，中小載荷及載荷波動較小的場合工作用球軸承；承受較大的載荷宜用滾子軸承。</p><p><b>　　（2）載荷方向</b></p><p>　　若軸承承受純軸向載荷，一般

44、選用推力軸承；若所承受的純軸向載荷較小，可選用推力球軸承；若所承受的純軸向載荷較大，可選用推力滾子軸承；若軸承承受純徑向載荷， 一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承；當(dāng)軸承在承受徑向載荷的同時，還承受不大的軸向載荷時，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，當(dāng)軸向載荷較大時，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向載荷和軸向載荷。</p>

45、<p>　?。?）各構(gòu)件軸承的選擇</p><p>　　驅(qū)動滾筒選擇深溝球軸承，型號6210</p><p>　　從動滾筒選擇深溝球軸承，型號6204</p><p>　　分揀機(jī)構(gòu)推力球軸承，型號51102</p><p><b>　　2 軸承的校核</b></p><p>　　(1)

46、滾動軸承疲勞壽命的校核計算</p><p>　　不考慮到溫度的影響，軸承的載荷-壽命計算公式表示為：</p><p>　　Lh= 3 （3.8）</p><p>　　式中：P 為當(dāng)量動載荷(N)；</p><p>　　C基本額定動載荷，查表8-155為12.8kN；</p><p>　　ε 為壽命指

47、數(shù)，對于球軸承 ε ＝3；</p><p>　　n為代表軸承的轉(zhuǎn)速(r/min)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?lt;/p><p>　　疲勞壽命校核計算應(yīng)滿足的約束條件為</p><p>　　式中：Lh’為軸承預(yù)期計算壽命，可查[8]表13-3。</p><p>　　經(jīng)計算nq=22.74r/min，nc=53 r/m

48、in(nq為驅(qū)動滾筒軸承轉(zhuǎn)速，nc為從動滾筒軸承轉(zhuǎn)速)由于從動軸承轉(zhuǎn)速比驅(qū)動軸承大，且從動軸承直徑比驅(qū)動軸承直徑小，故在此只對從動軸承軸承進(jìn)行壽命驗算。對于分揀機(jī)構(gòu)上的推力球軸承，由于軸承很少運(yùn)動，且受力很小故在此不做驗算。</p><p>　　對從動軸承進(jìn)行受力分析如下圖：</p><p>　　故，P=Fp(XFr+YFa)= Fp *Fr=1100N （3.10）</

49、p><p>　　Lh=49547.8h> Lh’</p><p>　　即，所選軸承符合設(shè)計要求。</p><p>　　3.2.6 皮帶的選用</p><p>　　流水線的皮帶選擇是本設(shè)計的關(guān)鍵，因為此流水線要求對每個剎車片進(jìn)行拍照檢測，拍照時要求流水線的反光程度較小，反光太大會影響照片的處理，從而影響檢測的結(jié)果。故，選擇流水線皮帶式選擇了反

50、光程度小的綠色PVC帶。它具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。 PVC對氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。</p><p>　　設(shè)計流水線寬度為550mm，所以所選的皮帶寬度也是550mm；皮帶厚度為兩毫米。</p><p><b>　　長度估算：</b></p><p>　　L=2×3000+2×Π

51、×r2+2×50+Π×r1+ΔL=7510mm （3.11）</p><p>　　式中：L為流水線皮帶總長；</p><p>　　r1為驅(qū)動滾筒半徑，為70mm；</p><p>　　r2為從動滾筒半徑，為30mm；</p><p>　　ΔL為曾加長度，為100mm。</p><p>

52、　　同時，其中一從動滾筒水平位置可以調(diào)節(jié)能始終保持流水線處于適當(dāng)張緊狀態(tài)。</p><p>　　3.2.7 型材的選用</p><p>　　目前，國內(nèi)已經(jīng)形成了工業(yè)鋁型材產(chǎn)業(yè)鏈，現(xiàn)在流水線的鋁型材都已標(biāo)準(zhǔn)化，它是鋁棒通過熱熔、擠壓、從而得到不同截面形狀的鋁材料。鋁型材的生產(chǎn)流程主要包括熔鑄、擠壓和上色三個過程。其中，上色主要包括：氧化、電泳涂裝、氟炭噴涂、粉末噴涂、木紋轉(zhuǎn)印等過程。只需選擇

53、合適的率形成即可。為了安裝的方便選擇了如下圖所示的工業(yè)鋁型材。其牌號為6005型（6005 擠壓型材與管材，用于要求強(qiáng)高大于6063合金的結(jié)構(gòu)件，如梯子、電視天線等）。</p><p>　　圖上圖所示，其規(guī)格為130*22*2，兩側(cè)槽寬均為12槽深10，可以容納M6螺栓的頭部，由此可以將其他部件連接在一起。</p><p><b>　　4 分揀機(jī)構(gòu)設(shè)計</b>

54、;</p><p>　　本設(shè)計中有缺陷產(chǎn)品的分揀是通過機(jī)械機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的，基本原理是通過變化的凸輪曲線實現(xiàn)分揀架在整個圓周上完成重復(fù)的分揀運(yùn)動。</p><p><b>　　4.1 凸輪的設(shè)計</b></p><p>　　4.1.1 周期中運(yùn)動的分配</p><p>　　按要求，毎3s鐘檢測一個產(chǎn)品，設(shè)計的分揀機(jī)構(gòu)做圓周運(yùn)動

55、，在半個圓周里面完成一次分揀，即將分揀時間縮短了一半提高了分揀效率。運(yùn)動的具體分配如下圖：</p><p>　　上圖中，起始位置從流水線的帶邊開始進(jìn)入凸輪的上升曲線，經(jīng)過15°上升到凸輪的遠(yuǎn)休止弧段。遠(yuǎn)休止弧段為102.5°此段分揀架抬起為了防止碰到流水線上的產(chǎn)品。過后，進(jìn)入下降段，下降段也為15°，分揀架快速下降到離流水線臺面高度為2mm的地方，進(jìn)入近休止弧段，從而將有缺陷產(chǎn)品播到

56、分揀料斗中，實現(xiàn)分揀。下圖為凸輪的曲線圖：</p><p>　　4.1.2 曲線方程的設(shè)計</p><p>　　為了消除凸輪的剛性沖擊，凸輪的上升和下降曲線均采用的是二次曲線，曲線方程為：</p><p>　　S=5-10(15-δ)2/152 （4.1）</p><p>　　下圖是其速度和加速度曲線：</p><

57、p>　　下圖為三維造型的凸輪：</p><p><b>　　4.2電機(jī)的選擇</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個步距角增量。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。 選擇步進(jìn)電機(jī)時，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在

58、選用功率步進(jìn)電機(jī)時，首先要計算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。由于分揀機(jī)構(gòu)要實現(xiàn)固定位置的準(zhǔn)停，所以電機(jī)應(yīng)選擇步進(jìn)電機(jī)。但由于只需180°的位置準(zhǔn)停，所以對步進(jìn)電機(jī)的步距角無較高要求。</p><p>　　4.2.1 步進(jìn)電機(jī)扭矩估算</

59、p><p>　　摩擦片最大質(zhì)量為1kg，摩擦片與流水線皮帶的摩擦系數(shù)用橡膠和木頭的摩擦系數(shù)近似替代。查得橡膠與木頭的摩擦系數(shù)約為0.3，故分揀時產(chǎn)品與流水線產(chǎn)生的阻力大約為：</p><p>　　Fr=mgμ=3(N) （4.2）</p><p><b>　　阻力力矩M等于：</b></p><p>　　M=

60、Fr×L=0.93(N/m) （4.3）</p><p>　　式中：L為分揀架的臂長為0.31m。</p><p>　　則電機(jī)的輸出扭矩為：</p><p>　　T=M/η=0.95(N/m) （4.4）</p><p>　　式中：η為從電機(jī)到分揀機(jī)構(gòu)總的效率，η=η聯(lián)×η軸承=0.99×0.99=0

61、.98</p><p>　　若不考慮啟動時運(yùn)動部件慣性的影響取安全系數(shù)為0.3，則啟動力矩</p><p>　　Tq= =3.16 (N/m) （4.5）</p><p>　　4.2.2 型號選擇</p><p>　　查資料選取86BYG250-80，具體參數(shù)如下表：</p><p><b>　　4.3

62、 聯(lián)軸器選擇</b></p><p>　　對于已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的聯(lián)軸器，選定合適類型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等確定聯(lián)軸器的型號和結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p><b>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　Tca=KKzKtKwT=3.95（N.m） （4.6）</p><p>　　式中：

63、K為工作系數(shù)，查表近似看做自動自動升降機(jī)為1.25；</p><p>　　Kz為啟動系數(shù)，查表為1.0；（Z＜120）</p><p>　　Kt為溫度系數(shù)，查表為1.0；（-20~30°）</p><p>　　Kw為動力機(jī)系數(shù)，查表為1.0。（Ⅰ：電動機(jī)類）</p><p>　　故選擇了HL彈性套柱銷聯(lián)軸器。</p>

64、<p>　　許用扭矩16N/m> Tca。</p><p>　　4.4 步進(jìn)電機(jī)的控制</p><p>　　一般說來步進(jìn)電機(jī)的控制可以用單片機(jī)控制也可以用PLC控制。不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。這正是PLC獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是八仙過海，各顯神通，功能千差萬別，質(zhì)量參差不齊，學(xué)

65、習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。所以采用PLC控制選擇型號為三菱FX2N。</p><p>　　4.4.1 分析系統(tǒng)，確定I/O點(diǎn)數(shù)</p><p>　　為了控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動需要一個輸入啟動信號，即檢測到缺陷產(chǎn)品的信號；一個停止信號；一個電機(jī)運(yùn)動的輸出信號。</p><p>　　4.4.2 分配I/O地址</p><p>　　表 4-1 外部信號與P

66、LC的I/O接點(diǎn)地址編號對照表</p><p>　　4.4.3 外部接線圖</p><p>　　4.4.4 PLC程序設(shè)計</p><p>　　PLC程序主要連接檢測到分揀機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。當(dāng)剎車片經(jīng)過檢測裝置下方時開始檢測，當(dāng)檢測到是廢品時，檢測裝置發(fā)出一個脈沖，即下圖的X000，此時X000閉合，接通定時器T251、中間繼電器M01同時重置計數(shù)器C0。（由于檢測機(jī)構(gòu)距

67、離分揀機(jī)構(gòu)中心約為1米，檢測速度1/6m/s。故有定時器定時為6s。又，選擇的定時器為100ms積算型，故參數(shù)即為K600）中間繼電器M01的常開觸點(diǎn)閉合，使此回路自鎖；等到計時器T251計時結(jié)束，其常開觸點(diǎn)閉合接通Y000，同時Y000回路自鎖，步進(jìn)電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)開始執(zhí)行分揀動作。其另一個常開觸點(diǎn)接通計數(shù)器C0，當(dāng)C0計數(shù)到100時將其常開觸點(diǎn)斷開，即步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)結(jié)束，結(jié)束分揀動作。</p><p><

68、;b>　　5.料桶設(shè)計</b></p><p>　　為了方便有產(chǎn)品的搬運(yùn)減少不必要的人力， 與此同時設(shè)計了專用的料桶。</p><p><b>　　5.1 材料選擇</b></p><p>　　考慮到料桶屬于圓柱形，所適合的生產(chǎn)工藝為拉升，所以選擇的材料要求具有較好的延展性，其次料桶還應(yīng)具有很長的壽命。所以選擇奧氏體不銹鋼1C

69、r18Ni9，這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質(zhì)中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設(shè)備，如耐蝕容器及設(shè)備襯里、輸送管道、耐硝酸的設(shè)備零件等。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷，以獲得單相奧氏體組織。</p><p><b>　　5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　5.2.1 桶徑計算</p

70、><p>　　如圖5.1所示，假設(shè)料桶放在離料斗口下方50mm右邊離其100mm處，同時假定產(chǎn)品從料斗滑落至料桶過程中速度很快，直到完全脫離料斗時也沒發(fā)生翻轉(zhuǎn)。最大產(chǎn)品直徑470mm，有勾股定理有：</p><p>　　D=50+（4702-470sin16°）+Δs≈600mm （5.1）</p><p><b>　　式中：D表示桶徑；&

71、lt;/b></p><p>　　Δs表示產(chǎn)品到桶壁的間隙。</p><p>　　5.2.2 底部設(shè)計</p><p>　　由于剎車片質(zhì)量叫重，為了方便搬運(yùn)，所以在同的底部設(shè)計了兩個槽。此槽用兩節(jié)槽鋼焊接而成。目前槽鋼已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以只需選擇合適的槽鋼進(jìn)行切割焊接即可。所選槽鋼規(guī)格為8#-80*43*5.0。</p><p><b

72、>　　結(jié) 論</b></p><p>　　汽車剎車片缺陷檢驗流水線整個設(shè)計分為兩大塊：</p><p><b>　　流水線的設(shè)計</b></p><p>　　整個流水線的結(jié)構(gòu)設(shè)計是基于現(xiàn)有流水線結(jié)構(gòu)。流水線型材的選擇使得整個流水線的安裝和調(diào)整大為簡便，也使得其結(jié)構(gòu)布局得到了很好的優(yōu)化。皮帶的選擇則是流水線能否成功的關(guān)節(jié)，其結(jié)果

73、直接影響檢測結(jié)果。選擇的綠色PVC皮帶反光較少有利于圖像采集，提高了圖像分析的準(zhǔn)確性。</p><p><b>　　分揀機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　由于剎車片很薄，最大厚度不足4mm。普通的分揀機(jī)構(gòu)只能分揀體積較大的物品。設(shè)計之初，嘗試了用氣缸進(jìn)行分揀，但是由于氣缸推桿前段容易劃傷流水線，且存在回程滯后等問題，所以設(shè)計了專用的分揀機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)利用凸輪曲線控制

74、分揀架運(yùn)動實現(xiàn)產(chǎn)品分揀，機(jī)構(gòu)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動和準(zhǔn)停，整個機(jī)構(gòu)理論上可行。</p><p>　　當(dāng)然本設(shè)計中還存在著諸多缺陷，如：上料部分為實現(xiàn)自動化，分揀機(jī)構(gòu)的可行性等問題有待解決。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過了一個學(xué)期的鏖戰(zhàn)，畢業(yè)設(shè)即終于完成了。這次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是解決剎車片檢測流水線機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計。

75、十一月份開始選題，后面寫了文獻(xiàn)綜述和任務(wù)書，讓我對從未接觸過的流水線有了一定的了解。在到整個設(shè)計的緩慢進(jìn)行，整個過程我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到

76、了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。 　　雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種標(biāo)注件的選用，各個零件的安裝方式，我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的。</p><p>　　整個設(shè)計離不開老師的悉心指導(dǎo)，在此向**老師和以前所有教育過我的老師表示誠摯的感謝！</p><p><b>　

77、　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計[M]. 高等教育出版社，2005，12</p><p>　　孫桓，陳作模，葛文杰．機(jī)械原理[M]．高等教育出版社，2005，12．</p><p>　　[3] 《機(jī)械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組編，機(jī)械設(shè)計手冊中冊[M].第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987.</p><p

78、>　　《機(jī)械設(shè)計師手冊》編寫組編，機(jī)械設(shè)計師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.</p><p>　　陳秀林，實高義．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計．浙江大學(xué)出版社，2008，08．</p><p>　　[6] V. K. Shitov. rall-Mechanized Assembling Line For Production In The Uzbekkhimmash　Works Sh

79、ell[In]. UDC658.527-213</p><p>　　[7] G. Reinhart