《機械畢業(yè)設計（論文）-微機主機裝配生產線的設計【全套圖紙】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械畢業(yè)設計（論文）-微機主機裝配生產線的設計【全套圖紙】（40頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、I 摘 要 本設計是（微機主機）裝配生產線，該生產線屬于手工裝配生產線的范疇。 在我國，手工裝配生產線作為一種技術含量不高的生產模式大量應用于國內各 種制造業(yè)，而且在今后相當產的時間內，這種生產模式仍然將繼續(xù)在國內制造 業(yè)中發(fā)揮重要作用。 本論文的主要涉及內容包括：生產線主傳動系統(tǒng)的設計，工位的設計，鏈 傳動的設計等。生產線是近代自動控制領域中出現的一項新技術，它的發(fā)展是 由于其積極作用正日益為人們所認識：它能部分地代替人工操作；能按照生產 工藝的要求， 遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸。顯著 地提高勞動生產率，促進了工業(yè)生產的自動化。本課題設計一種應用于（微機 主機）裝配生產

2、線上，該設計的增加在一定程度上改善工人工作環(huán)境，使整個 生產線更人性化，更重要的是可以減少裝配中操作時間提高生產效率和生產的 使用率。 關鍵詞關鍵詞: 手工裝配生產線;倍速鏈;傳動鏈輪 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 II Abstract This paper is the mainframe computer assembly production line design, the production line is the manual assembly line areas. In china, manual assembly line as a high techno

3、logy content of the production model applied to a large number of domestic manufacturing, but in a considerably long period of time, this pattern will continue production in the domestic manufacturing sector had an important role to play. In this paper, the main design elements include: production l

4、ine to the main drive system design, sorting machines increased the design, sorting machines, super level of design. The main innovation in design of the traditional owners of a single manual transmission assembly line produced on the basis of address all the space available to the design of various

5、 free-control agencies and the increased level of super agencies. Easy for production line workers workpiece flow control. The design of the increase in a certain extent, improve the working environment of workers, the entire production line more humane, pore importantly, it will reduce the assembly

6、 time for the operation to improve production efficiency and the utilization of the production line. Keywords： manual assembly line ；double plus conveyor chain ； lead agencies III 目 錄 摘 要I AbstractII 第 1 章 緒論 .1 1.1 課題的來源及意 1 1.2 手工裝配生產線的特點 2 1.2.1 手工裝配生產線的優(yōu)點 .2 1.2.2 手工裝配生產線的基本結構 .3 1.3 手工裝配生產線相關概念

7、 3 1.4 本論文研究的主要內容 5 1.5 課題的主要技術指標 5 第 2 章 裝配生產線的生產節(jié)拍設計 .6 2.1 裝配生產線的相關概念 6 2.2 工序內容與裝配時間設計 7 2.3 裝配生產線的生產節(jié)拍設計 8 第 3 章 裝配生產線總體方案設計 .11 3.1 裝配生產線總體尺寸設計 11 3.2 主傳動部分的設計選型 11 3.2.1 設計方案 .12 3.2.2 主傳動部分電機布局設計 .13 3.3 裝配生產線輸送線類型方案選擇 14 3.3.1 輸送線方案 I 14 3.3.2 輸送線方案 .15 3.3.3 輸送線方案 .15 3.3.4 輸送線類型方案確定 .16 3

8、.4 工位設計 17 IV 3.4.1 工位的定義 .17 3.4.2 工位設置目的 .17 3.4.3 工件實現的功能 .17 3.4.4 設計原理 .17 第 4 章 裝配生產線總體結構設計 .21 4.1 主傳動部件結構設計 21 4.2 總體結構設計 22 第 5 章 主傳動部分設計計算 .24 5.1 電機的計算機與選擇 24 5.2 主傳動軸的設計計算 25 5.3 鏈傳動設計計算 26 5.3.1 傳動系統(tǒng)選擇 26 5.3.2 小鏈輪的設計計算 .27 5.3.3 大鏈輪的設計計算 .30 5.3.4 倍速鏈鏈輪的設計計算 .31 結 論 .33 致 謝 .34 參考文獻 .3

9、5 V CONTENTS AbstractII Chapter 1 Introduction .1 1.1 The source and meaning of the subject.1 1.2 The characteristics of manual assembly line 2 1.2.1 The advantages of manual assembly line.2 1.2.2 The basic structure of manual assembly line.3 1.3 Manual assembly line concept3 1.4 In this thesis, the

10、 main content5 1.5 The subject of the main technical indicators.5 Chapter 2 Computer host assembly line takt design6 2.1 Computer host assembly line concept.6 2.2 Process content and the design of assembly time.7 2.3 Computer host assembly line takt design8 Chapter 3 The overall design of the microc

11、omputer assembly line.11 3.1 The overall size of the computer host assembly line design.11 3.2 The design and selection of the main transmission part.11 3.2.1 Design12 3.2.2 The main transmission part of the motor layout design.13 3.3 Computer host assembly line conveyor line type options 14 3.3.1 T

12、ransmission line program I14 3.3.2 Transport line regimen II.15 3.3.3 Transmission line regimen III15 3.3.4 Transmission line type of program to determine the.16 3.4 Station design17 3.4.1 The definition of the station.17 VI 3.4.2 Station Purpose17 3.4.3 Workpiece to achieve the functionality .17 3.

13、4.4 Design Principles.17 Chapter 4 The overall structural design of the computer host assembly line 21 4.1 Structural design of the main transmission components.21 4.2 The overall structural design.22 Chapter 5 The main transmission part of the design calculations.24 5.1 Computer and selection of mo

14、tor24 5.2 The design of the main drive shaft25 5.3 Chain drive design calculations26 5.3.1 Transmission system to select26 5.3.2 The design of small sprocket .27 5.3.3 The design of the large sprocket30 5.3.4 Speed chain sprocket design calculations31 Conclusions.33 Acknowledgements 34 References.35

15、 1 第 1 章 緒論 1.1 課題的來源及意 發(fā)達國家尤其是歐美早在 20 世紀 70 年代就基本實現了制造自動化,目前 制造業(yè)的自動化已達到了非常高的水平,發(fā)展了許多典型的自動化制造系統(tǒng)。 以機器人為代表的各種自動化專機及自動化生產線廣泛應用在汽車,電子,家電, 輕工,機械制造,物流與倉儲等行業(yè),保證了產品的高質量和生產的高效率,推動了 這些行業(yè)的快速發(fā)展,提升了其制造業(yè)的技術水平與創(chuàng)新能力“。 從 20 世紀 80 年代開始，我國從國外引進了大量的自動化裝備,涉及的行 業(yè)很多,其中以家電,輕工,電子信息制造行業(yè)最為典型,引進的裝各涉及模具,專 用設各,生產線。但目前自動化裝備行業(yè)的自主設

16、計開發(fā)能力仍然較差。由于 裝備制造業(yè)水平有限,所以手工裝配生產線作為技術含量不高的生產模式大量 應用于國內各種制造業(yè), 目前國內制造業(yè)相當多的產品都是在這種生產方式下 裝配制造出來的,而且在今后相當長的時期內,這種生產模式仍將繼續(xù)在國內制 造業(yè)中發(fā)揮重要的作用。圖-l、圖-2 為典型的手工裝配生產線實例。 通常在以下情況下考慮采用手工裝配生產線進行生產2: 1. 產品的需求量較大 圖 1-1 液晶顯示器生產線圖 1-2 微機主機裝配生產線 2 2. 產品相同或相似 3. 產品的裝配過程可以分解為小的操作工序 4. 采用白動化裝配在技術上難度較大的或成本上不經濟 （微機主機）裝配的生產符合上述

17、4 點特征。 行業(yè)內手工裝配生產線的設計及生產主要存在的問題: 1. 該類型生產線很多都是依據經驗而生產設計的,缺乏有效的設計規(guī)劃, 從而造成能源、材料及人力的浪費; 2. 基于以上情況,我選擇（微機主機）裝配生產線設計作為我的畢業(yè)研究 課題,符合現實需要,適應當前我國國情的發(fā)展。微機主機裝配生產線的設計,對 減少材料能源消耗、最大限度地節(jié)約空間資源、提高生產效率、改善工人工作 環(huán)境有重要意義。 1.2 手工裝配生產線的特點 1.2.1 手工裝配生產線的優(yōu)點 國內之所以仍然大量采用手工生產裝配生產線組織生產,主要是因為這種 生產方式具有以下特點2: 1. 成本低廉 可以充分利用國內大量豐富的勞

18、動力資源,而且由于每一個工人長斯專門 從事某項或某幾項工序操作,工人的操作可以達到相當熟練的水平并具有相當 的技巧。 2. 生產組織靈活 能夠適應多品種小批量生產的需要,某些多品種小批量產品的類型、規(guī)格 需要經常更換,不適合組織自動化生產。 3. 某些產品的制造過程更適合采用手工裝配生產線 因為手工裝配生產線比自動化生產線更容易實現。如果要實現自動化生產,設 備的難度將很大,制造成本昂貴。 4. 成本最低的制造方法很多情況是自動化生產和人工生產相結合進行的。 在實際工程中,市場競爭越來越激烈,用戶對產品的要求是質量更高、產品 3 吏新周期更短、產品價格更低,企業(yè)追求的目標始終是時間更短、質量更

19、高、 成本更低,降低成本成為企業(yè)競爭的重要手段之一。由于某些產品的部分或是 全部工序中,采用手工裝配生產線的制造成本仍然是最低的,因此很多情況下,成 本最低的制造方法經常是白動化生產和入工生產相結合迸行的,即使在目前設 備自動化程度較高的企業(yè),也可能是自動化專機、自動化生產和手工裝配生產 線并存。 5. 手工裝配生產線是實現自動化制造的基礎 自動化生產線都是在手工裝配生產線的基礎上發(fā)展起來的,工業(yè)發(fā)達國家 早期的制造業(yè)就是大量采用了這種手工裝配生產線,之后 9 為了降低人工成本, 提高產品質量,再在此基礎上逐步發(fā)展白動化生產線。手工裝配生產線是實現 自動化制造的重要基礎。 1.2.2 手工裝配

20、生產線的基本結構 所謂手工裝配生產線就是在自動化輸送裝置(如皮帶輸送線、鏈條輸送線 等)基礎上由一系列工人按一定的次序組成的工作站系統(tǒng),每位工人(或多位)作 為一個工作站或一個工位,完成產品制造裝配過程中的不同工序,當產品經過全 部工人的裝配操作后即完成全部裝配操作,并最終變?yōu)槌善?如果生產線只完成 部分工序的裝配檢測工作,則生產出來的就是半成品。 1.3 手工裝配生產線相關概念 1. 在手工裝配生產線上,產品的輸送系統(tǒng)有多種形式,如皮帶輸送線、倍 速鏈輸送線、滾筒輸送線、懸掛鏈輸送線等。輸送的方式既可以是連續(xù)的,也 可以是間歇的。 2. 工人的操作方式也是多樣的,通常有以下方式:1 (1)

21、直接在輸送線上的產品上進行裝配,產品隨輸送線一起運動,工人隨之 移動,操作完成后工人再返回原位置; (2) 將產品從輸送線上取下,在輸送線旁邊的工作臺上完成裝配后再送畫 到輸送線上; (3) 工件通過工裝板在輸送線上輸送,工裝板到達裝配線位置后停下來重 4 新走位,由工人進行裝配丿裝配完成后工裝板及工件再隨輸送線運動。 3. 工人的工作既可以坐著進行,例如一些零件較小的小型產品的裝配,也 可以站立進行,例如在大型產品(如轎車、電冰箱、空調等)的懸掛鏈輸送線(或 滾筒輸送線)上,工人可以在工位的一定區(qū)域內活動,邊裝配邊隨輸送線上的產品 同時移動,每個工位的操作工序既可以是工序時間較長的單個工序,

22、也可以是工 序時移動位置直到完成裝配為止。 4. 根據工序所需要的時間長時間較短分為多個工序。 5. 每個工序的排列次序是根據產品的生產工藝流程要求經過特別設計安 排的,一般不能調換。 6. 每個工位既可以是單個工人,也可以是多個工人共同進行操作。 7. 工人在操作過程中可以是手工裝配,但較多地使用了氣動或電動工具。 8. 在手工裝配生產線上,可以有少數工序是由機器自動完成,或是在工人 的輔助下由機器完成。 9. 在生產線上如果大部分工序都由機器完成,只采用少數工人迸行輔助工 作,這就變成由手工裝配與自動化裝配設各共同組成的半自動化生產線。如果 全部都由機器自動完成,就變成全自動化生產線。 1

23、0. 根據實際產品的生產工藝,在手工裝配生產線上可以進行各種裝配操, 如焊接、放入零件或部件、螺釘螺母裝配禁固、膠水涂布、貼標簽條碼、壓緊、 各種檢測、包裝等。 生產線就是通過輸送及其他輔助裝置,按特定的生產流程,將各種自動化專 機連接成一體,通過氣動,液壓,電機,傳感器和電器控制系統(tǒng)使各部分的動作聯(lián)系 起來,使系統(tǒng)按規(guī)定的程序自動地工作,連續(xù)、穩(wěn)定地生產出符合技術要求的特 定產品,這種工作機械系統(tǒng)稱為生產線。這樣可以大幅降低整個制造過程的所 需要的場地,省掉物料中轉所需要的人工,時間和設施，因而可以大幅提高生產 效率,降低制造成本,使產品質量更容易得到保證3。 1.4 本論文研究的主要內容

24、論文在查閱大量數據的基礎上,完成一套實用有效的微機主機裝配生產線 的機械設備整體結構的設計工作,并在文中依次闡述生產線設各中各個重要環(huán) 節(jié)的設計過程。主要有以下內容: 5 1. 裝配生產線總體結構的設計 在對生產實習現場同類型生產線進行分析的基礎上,結合造價、技術難度 以及用戶需求等各個方面的指標,確定微機主機裝配生產線的總體布局、主傳 動方式及主體結構的總體設計。 2. 裝配生產線工位的設計 1.5 課題的主要技術指標 裝配生產線的類型:手 I 裝配生產線: 產品計劃年產量：20 萬件/年; 每年計劃工作周：50 周; 每天計劃工作時間：8 小時 2 班工作制。 6 第 2 章 裝配生產線的

25、生產節(jié)拍設計 2.1 裝配生產線的相關概念 1. 工位 生產線由一系列工位組成,每個工位曲一名工人工作,也可以由多名工人共 同完成工作,其工作內容可能為一項裝配工序,也可能為多項工序。 2. 工藝操作時間 某一工位進行裝配等作業(yè)時實際用于裝配作業(yè)的時間,一般用 Tsi 表示。 顯然,根據工序的內容的不同,每個工位的工藝操作時間是不相同的。 3. 空余時間 在一定的生產節(jié)奏(或節(jié)拍)下,由于每一工位所需要的裝配時間不相同,大 部分工位完成工作后尚有一定的剩余時間,該時間通常稱為空余時問,一般用 表示。后工位的工作需要等待前一工位完成后才能進行，以使整條生產線 di T 以相同的節(jié)奏進行。 4.

26、再定位時間 再定位時間包括工人的再定位時間、工件(工裝板)的再定位時間或兩者之 和。盡管每個工位的再定位時間會有所不同,但分析時一般假設各工位上述時 間相等而且取各工位上述時間的平均值,通常用表示。 r T 5. 總裝配時間 在生產線上裝配產品的各道裝配工序時間的總和,一股用表示,單位: wc T min。 6. 瓶頸工位 瓶頸工位決定了整個生產線的節(jié)拍速度。一條生產線至少有一個工位為瓶 頸工位,它所需要的工作時間最長。而空余時間最短。 7. 平均生產效率 7 平均生產效率是指手工裝配生產線單位時間內所能完成產品(或半成品)的 件數,一般用 Rp表示,單位:件/h、件/min。 SH D R

27、a p 50 其中： 平均年產效率,件凡 p R 口年產量計劃,件/年 a D 每周工作天數,S 每天工作時間,Hh 8. 節(jié)拍時間 手工裝配生產線在穩(wěn)定生產前提下每生產一件產品(或半成品)所需要的時 間,一般用 Tc表示”單位: min/件、s/件。 csirdi tTTT 式中 節(jié)拍時間,min/件或 s/件 c T 各工位工藝操作時間,min/件或 s/件 i=1,2,.,n si T 再定位時間,假設各工位都相等 r T 各工位空余時間,min/件或 s/件 j=12,.n di T 工位數量n 2.2 工序內容與裝配時間設計 我這次設計的微機主機裝配生產線完成的主機裝配零件有:主板、

28、電源 CPU、顯卡、內存、硬盤、光驅、軟驅等。另外,根據設計任務要求,該生產線 應有 6 個工位。因此,初步設計出工序內容 i 與裝配時間。 表 1-1 裝配生產線工序表 工序工序內容工序裝配時間（s）工位工位裝配時間（s） 1準備機箱102017080 8 2安裝電源60 3安裝主板60260 4安裝 CUP60 5安裝內存1020 37080 6安裝顯卡40 7安裝硬盤40 480 8安裝光驅40 9安裝軟驅40 580 10插接線路60 11安裝機箱側板30 690 再定位時間：min16. 010 sTr 2.3 裝配生產線的生產節(jié)拍設計 1. 總裝配時間設計 （1） 各工作裝配工藝時

29、間 wc T wc 2060606020404040406030470s7.84minT 該生產線設計規(guī)格要求：產品生產計劃 20 萬年/件，每年工作 50 周，每 天工作 7.52 小時，生產線的效率在 98%。 （2） 為達到年生產量需求的生產效率 件/小時 a p 200000 38.10 5050 7 2 8 D R SH （3） 實際節(jié)拍時間 件 c p 6060 0.98 1.54min 38.10 T R （4） 理論上需要工人數量 wc c 7.48 5.4 1.54 T W T 9 W 取最小整數 W 取 6 與畢業(yè)題目設計要求符合 （5） 瓶頸工位的工藝操作時間 1.540

30、.161.38minT 2 該生產線設計的評價 （1）生產線的平衡效率 wc b s 7.84 94.7% 6 1.38 T WT （2）生產線實際使用效率 =98 （3）在定位效率 sicr cc max1.540.16 100%98.6% 1.54 TTT TT （4）生產線實際需要的工人數 Pwcwcwc brcbrsb 7.84 6.0 601.38 94.7% R TTT W TT 經過計算，該（微機主機）裝配生產線的生產節(jié)拍設計的主要參數： 總的裝配時間： wc 7.84minT 實際節(jié)拍時間：/件 c 1.54minT 實際需要工人數：W=6 人 3生產線節(jié)拍及尺寸確定 由以上計

31、算和分析：該裝配生產線的整體長度初步選擇：11800mm；考 慮到的正常尺寸大小，560560 尺寸的工裝板完全可以滿足裝配生產的需要， 故生產線的寬度初選 630mm；考慮次種類型的生產，工人一般都是站著進行 生產操作，所以生產線的高度定為為 860mm;6 個工位的布置為了節(jié)省占地空 間，分布在生產線的兩側；每 2 個相鄰工位的間隔為 1300mm。若由于需求擴 而大生產線的，可以采用整個生產線的 U 型布置。如圖 1-3 所示。 工 位 生 產 輸 送 線 圖 1-3 生產線的 U 型布置 10 第 3 章 裝配生產線總體方案設計 3.1 裝配生產線總體尺寸設計 由于本人以前沒有接觸過該

32、類型的生產線，所以只能以畢業(yè)實習時在機械 學院 IE 基礎實驗室的實驗用生產線作為參考。初步設計整個生產線的總長度 為 11800mm, 6 個工位采用 2 側分布的形式，每 2 個相鄰工位間隔為 1300mm。整個生產線的主傳動電機安裝在生產線的右側。生產線的輸送方向 為從尾部到頭部（或從左到右）如圖 3-1 所示，在生產線頭部可能會接有別的 設備，諸如自動包裝機、檢測設備等。 11 工 件 輸 送 方 向 生 產 線 尾 部 生 產 線 頭 部 工 位 1 工 位 2 工 位 3 工 位 4 工 位 5 工 位 6 圖 3-1 微機主機裝配生產線總體分布圖 3.2 主傳動部分的設計選型 在

33、實際生產中，生產線的主傳動種類很多，有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動 等等。它們都有其優(yōu)缺點，也因此應用與不同的場合。 3.2.1 設計方案 1. 主傳動設計方案 I 方案 1 采用的是鏈傳動的形式。 鏈傳動是應用較廣的一種機械傳動。它是由鏈條和主、從動鏈輪所組成。 鏈條上制有特殊的齒形的齒,依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力4。 鏈傳動是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動。與屬于摩擦傳動的帶傳動相比,鏈 傳動元彈性滑動和打滑現象,因而能保持準確的平均傳動比,傳動效率很高;作用 于軸上的徑向壓力較小;鏈傳動結構較為緊湊。同時鏈傳動能在高溫及速度較 低的情況下工作。鏈傳動的主要缺點是:在兩根平行軸間只

34、能用于同向回轉的 運動;運轉時不能保證恒定的瞬時傳動比;磨損后易發(fā)生跳齒;工作時有噪音;不 宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應用。 2, 主傳動設計方案 方案 2 采用的是帶傳動的形式。 12 帶傳動是由固聯(lián)于主動軸上的帶輪(主動輪)、固聯(lián)于從動軸上的帶輪和緊 套在兩輪上的傳動帶組成的。當原動機驅動主動輪轉動時,由于帶和帶輪間的 摩擦(或嚙合),便拖動從動輪一起轉動,并傳遞一定的動力。如圖 3-2 所示。 帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖吸振等特點。 圖 3-2 帶傳動示意圖 3 主傳動設計方案的確定 本次設計的微機主機裝配生產線的主傳動只需要單向、平穩(wěn)傳動,而且轉 速較低,因

35、此對主傳動機構的要求不高。 鏈條傳動不需要像帶傳動那樣張得很緊,所以作用與軸上的徑向壓力較小; 在同樣使用條件下鏈傳動結構較為緊湊。同時鏈傳動能在高溫及速度較低的情 況下工作 c 另外帶傳動還會出現無彈性滑動和打滑現象。因麗綜合比較鏈傳動 完全可以滿足設計要求。 故主傳動方案確認采用設計方案。 3.2.2 主傳動部分電機布局設計 考慮到生產線的整體尺寸的限制,電動機和減速器的布局如圖 3.3 所示。減 速器選用蝸輪蝸桿類型,這樣可以大大縮小生產線動力部分所占尺寸,便于生產 線的生產、運輸和安裝。 13 減 速 器 電 動 機 圖 3-3 主動力部分示意圖 3.3 裝配生產線輸送線類型方案選擇

36、生產線輸送類型很多,根據線型種類選取方式的不同有鏈條輸送線、帶輸 送線、輥子輸送線、倍速鏈輸送線等。 3.3.1 輸送線方案 I 輸送線方案 I 是選用普通鏈條輸送。 鏈條輸送線的特點: 1. 承載能力大 鏈條輸送線的承載能力比皮帶輸送線大,所以皮帶輸送線一股用于輸送物 質量不大的產品,而鏈條輸送線般用于負載較大的場合,而且結構緊湊。 2. 可以在惡劣的環(huán)境下運行 由于輸送線的主要傳動部件為輸送鏈條,與鏈傳動的特點類似,鏈條輸送線 可以在惡劣的環(huán)境下運行。例如高溫、灰塵、潮濕的環(huán)境,這些環(huán)境是皮帶輸 送線所無法進行的,而且鏈條輸送線的維護簡單。 3. 輸送物料靈活 4, 輸送位置準確 鏈條輸送

37、線既可以應用于比較準確的步進輸送,也可以在生產線上通過專 14 門的阻擋氣缸,使工件準確停留在需要的位置,而不影響鏈條的連續(xù)運行。 3.3.2 輸送線方案 輸送線方案是選用皮帶輸送。 皮帶輸送線的特點2: 1. 制造成本低廉 皮帶輸送線結構簡單,制造成本低廉,在自動化工程設計中最優(yōu)先選用的連 續(xù)輸送方式。 2. 使用靈活方便 3. 結構標準化 皮帶輸送線結構相對比較簡單, 目前基本上已經是標準化的結構,大部分元 件與器材都已經實現標準化并可以通過外購獲得,這樣就可以實現快速設計、 快速制造、低成本制造,提高企業(yè)的市場競爭力。 3.3.3 輸送線方案 輸送線方案是選用倍速鏈條輸送線。 倍速鏈是一

38、種較為特別的滾子輸送鏈條,在輸送線上鏈條的移動速度俁持不 變,但鏈條上方被輸送的工裝板及工件可以按照使用者的要求控制移動節(jié)拍,在 所需要停留的位置停止運動,由操作者進行各種裝配操作,完成上述操作后再使 工件繼續(xù)向前移動輸送。所以倍速輸送鏈也稱為可控節(jié)拍輸送鏈、自由節(jié)拍輸 送鏈、差速鏈、差動鏈 9 工程上習慣稱作倍速鏈。圖 3-4 為倍速倍速鏈輸鏈結 構圖5。 圖 3-4 倍速鏈的結構圖 倍數鏈的性能特點： 1. 鏈條以低速運行，而工裝版與被輸送工件則可以獲得成倍于鏈條速度 的移動速度，通常工件版運行速度是鏈條運行速度的 2.5 或 3 倍，提高了輸送 效率。 2. 由于工裝板與滾輪之間是摩擦傳

39、動，因此可以利用它們之間可能出現 15 的滑差，是得當鏈條以原有速度前進時，讓工裝板停留在某一位置上，從而按 工藝需求控制工件輸送的節(jié)拍，這正是手工裝配生產線或自動化生產線上所需 要的特征。由于滾輪與工裝板之間為滾動摩擦，所以對倍數鏈可以起到很好的 保護作用，或者說，盡管倍數鏈條以固定的運動速度連續(xù)運行，而讓工裝板停 留在某一位置上并不會損壞鏈條，這樣就非常適應工業(yè)生產對輸送線的要求。 3. 鏈條質量輕，使整個輸送裝置輕便，系統(tǒng)啟動快捷。 4. 因滾動材質為工程塑料，因而鏈條運行平穩(wěn)、噪聲低、耐磨損、使用 壽命長。如需要輸送重型物件，可將滾輪及滾子改為鋼制滾輪和滾子一提高其 強度。如需要在腐蝕

40、或潮濕的條件下使用，鏈條還可以進行鍍鎳或改成不銹鋼 材料。 3.3.4 輸送線類型方案確定 本次畢業(yè)設計的電腦主機裝配生產線設計有 6 個工位，根據生產需要每個 工位應該控制工裝板及貨物的流動，但同時還不影響整個生產線其它工位的物 料流動，但同時還不影響整個生產線其它工位的物料流動。方案選用的倍速 鏈條輸送方式不僅可以滿足生產線設計要求，還用鏈條運行平穩(wěn)、噪聲低、耐 磨損、使用壽命長等優(yōu)點。 綜上比較后，確定方案為最終輸送線方案。 3.4 工位設計 3.4.1 工位的定義 為完成一定的工序，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或設 備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據的每一個位置

41、。 3.4.2 工位設置目的 傳送帶工作過程中，為實現對傳送工件的再次加工處理，需要在傳動過 16 程中設計暫停機構即工位，以實現工件的暫停，經再次加工處理后工件仍能夠 實現正常運動。 3.4.3 工件實現的功能 本文中工位需要實現的功能是：在工位傳動系統(tǒng)的作用下，工位實現上 下往復運動，使工件實現循環(huán)“停止運動”。 3.4.4 設計原理 為實現工件的上下往復運動，設計了工位的機構運動簡圖，如圖所示。 構件 1 為原動件，它連接踏板。構件 2 為銷軸，起到連接踏板軸與工位軸的作 用。構件 3 連接工位軸并使其實現上下往復運動。 （1） 機構的運動副 當由構件組成機構時，需要一定的方式把各個構件

42、彼此連接起來。被連 接的梁構件間仍能產生某些相對運動，這種連接顯然不是剛性的。這種由兩個 構件直接接觸而組成的可動的連接稱為運動副。而把兩構件上能夠參加接觸而 構成的運動副的表面稱為運動副元素?？梢娺\動副是組成機構的基本元素之一。 圖 3-5 工位機構運動簡圖 1 2 3 17 運動副根據構成運動副的兩構件的接觸情況可以分為低副和高副兩類。 高副是指兩構件通過單一點或線接觸而構成的運動副，如兩個齒輪相互嚙合時 構成高副。低副是指兩構件通過面接觸構成的運動副，如平底凸輪運動時構成 低副。 （2） 機構具有確定運動的條件 為了按照一定的要求進行運動的傳遞及變換，當機構的原動件按給定的 運動規(guī)律運動

43、時，該機構的其余構件的運動一般也都是安全確定的。 一般機構的原動件都是和機架相連接的，對于這樣的原動件，一般只能 給定一個獨立的運動參數。因此，為使機構具有確定的運動，結構的原動件數 目應等于機構的自由度數目。當機構不滿足這一條件時，如果機構的原動件數 目小于機構的自由度，機構的運動將不完全確定。如果原動件數目大于機構的 自由度，則導致機構中嘴薄弱的環(huán)節(jié)的損壞。 綜上可知，機構具有確定運動的條件為：有一個機架，自由度大于 零（即：F0） ，原動件數目=自由度數。 （3） 虛約束 在機構中與其他約束重復而不起限制運動作用的約束稱為虛約束。 機構中的虛約束常發(fā)生在下列情況： 1) 在機構中如果兩構

44、件用轉動副聯(lián)接其聯(lián)接點的運動軌跡重合，則 該聯(lián)接將帶入 1 個虛約束。 2) 如果兩構件在多處接觸而構成移動副，且移動方向彼此平行，則 只能算一個移動副。 如果兩構件在多處相配合而構成轉動副，且轉動軸線重合，則只能算 一個轉動副。 如果兩構件在多處相接觸而構成平面高副，且各接觸點處的公法線彼 此重合，則只能算一個平面高副。 3) 在機構運動的過程中，若兩構件上某兩點之間的距離始終保持不 變，則如用雙轉動副桿將此兩點相聯(lián)，也將帶入1 個虛約束。 （4） 自由度 1) 自由度定義 機構具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數的數目（亦即為了時機 構的位置得以確定，必須給定的獨立的廣義坐標的數目）稱為

45、機構的自由度， 18 其數目常以 F 表示。 2) 自由度的計算 由機構的運動簡圖可知，簡圖中共有 3 個活動構件，分別為構件 1，2，3。3 構件連接處，為保證運動的準確性使用了虛約束，而在進行自由 度計算時忽略虛約束的作用。因此，3 構件連接處形成 2 個轉動副。此外，機 構中還包含 1 個轉動副，1 個移動副。根據自由度的計算公式： （3-1）F3(2) lh nPP 式中，n活動構件的數目； P1低副數目； Ph高副數目。 可知，機構的自由度為 F=33-（24）=9-8=1 自由度數為 1，由機構具有確定運動的條件可知，此機構具有確定的運動， 能夠實現所需求的運動，設計合計可靠。因此

46、，為實現工位的上下往復運動， 其結構采用平面連桿機構。 19 第 4 章 裝配生產線總體結構設計 4.1 主傳動部件結構設計 如圖 4-1 所示主軸部分結構圖，該生產線主傳動采用鏈傳動的方式。主軸及 其相關零部件通過布局在兩側的軸承座固定在生產線支架上。既限制了軸的擋 蓋固定。擋蓋通過平頭螺釘與軸相連。 圖 4-1 主傳動軸部分分解結構圖 如圖 4-2 所示主傳動導向機構機構圖，導軌通過彎板裝置與倍速鏈導軌相 固定，實現其導向作用。 倍 速 鏈 條 導 軌 倍 速 鏈 導 軌 圖 4-2 主傳動導向結構圖 如圖 4-3 所示主傳動張緊裝置結構圖，用螺栓將該部分固定在倍速鏈內側 導軌上。當倍數鏈

47、條需要張緊時，將張緊螺栓順時針旋轉：當倍速鏈條需要放 松時，將張緊螺栓逆時針轉動即可達到目標的。注意在操作時，精良使兩個倍 數鏈鏈輪處在同義直線上。 20 圖 4-3 所示主傳動張緊裝置結構圖 4.2 總體結構設計 總體方案確定后，再經過以上的考慮和設計之后，總體的結構圖基本上也 就出來了，剩下的就是設計一些合理的易于實現和加工的附件，把裝置的各個 件和傳送系統(tǒng)整合起來，成為一個具有主輸送和各個工位獨立控制的生產線。 既我所設計的微機主機裝配生產線，總體方案圖如圖 4-3 所示。 圖 4-3 微機主機裝配生產線總體結構圖 從上圖可以看出，微機主機裝配生產線主要由主輸送體現，由工位控制生 產線的

48、工作節(jié)拍，集體的設計尺寸將在后續(xù)章節(jié)中加以確定。 21 22 第 5 章 主傳動部分設計計算 工作機一般都需要靠原動機供給一定形式的能量（絕大多數是機械能）才 能工作。但是，把原動機和工作機直接連接起來的情況是很少的，往往需要在 二者之間加入傳遞動力或改變運功狀態(tài)的傳動裝置。其主要原因是： 1. 工作及所要求的速度，一般與原動機的最有速度不相符合，故需要增 速或減速（實用中多為減速） 。此外，原動機的輸出軸通常只做勻速回轉運動， 但工作機所需要的運動形式卻是多種多樣的，如直線運動、間歇運動等。 2. 很多工作機都需要根據生產要求而進行速度調整，但依靠調整原動機 的速度來達到這一目的往往是不經濟

49、的，甚至是不可能的。 3. 在有些情況下，需要用一臺原動機帶動若干個工作速度不同的工作機。 4. 為了工作安全及維護方便，或因機器的外廓尺寸受到限制等其他因素， 有時不能把原動機和工作機直接連接在一起。 因此，傳動裝置是大多數機器或機組的主要組成部分。實踐證明，傳動 裝置在整臺機器的質量和成本中占有很大的比例。機器的工作性能和運轉費用 也在很大程度上取決于傳動裝置的優(yōu)劣。因此，不斷提高傳動裝置的設計和制 造水平就具有及其重大的意義。 23 5.1 電機的計算機與選擇 在實際生產過程的設計中，實際選取的電機功率要的于是設計計算功率， 以確保滿足于生產，所以該微機主機裝配生產線的機電功率取 0.7

50、5KW。 1. 電機選擇 根據實際工況計算，傳送帶正常需要的功率均為，但實際生產線0.25KW 的設計中，選取的電機功率要大于設計計算功率，選擇電機功率為，1.1KW 電機型號為 Y90L-6，額定電壓為，同步轉速為，滿載時的1.1KW1000r / min 效率為 73.5%，功率因數。cos0.72 2. 減速器選擇 根據輸送帶實際運動工況選擇型減速器1，由機械設計SCWS80(25)i 手冊表可得其額定輸入功率為 1.778。額定輸出轉矩為10.2 152KWN m 減速器效率: iP nT 1 124 10047 . 1 = 式中 額定輸出轉矩，Nm 2 T i 實際轉動比， 額定輸出

51、功率，KW 1 P 輸入軸速度，r/min 1 n 8 . 0 25778 . 1 1000340 10047 . 1 4 = = 故減速器輸出功率 N 0.8 1.10.88KWPP 5.2 主傳動軸的設計計算 主傳動系統(tǒng)中軸的設計計算 24 按扭轉強度條件計算2: TT 3 9550000 0.2 T P T n Wd 式中 扭轉切應力， T a MP 軸所受的扭矩TN m 軸的抗扭截面系數， t W 3 mm 軸的轉速，nr / min 軸的傳遞功率, PKW 計算截面處軸的直徑d 由上式可得軸的直徑查文獻 2 表 15-3，軸材料選 45 鋼 范圍為 T T 2545，本文中取 45

52、3 3 T 95500009550000 0.53 29 0.20.2 40 45 P d n 5.3 鏈傳動設計計算 5.3.1 傳動系統(tǒng)選擇 1. 鏈傳動是一種撓性傳動，它由鏈條和鏈輪（小鏈輪和大鏈輪）組成。 通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動在制造中應用廣泛. 其特點為： （1） 能保證準確的平均傳動比； （2） 傳遞的功率大，且張緊力小，傳動的效率高，一般達到 0.95- 0.98； （3） 能在低速重載和高溫條件及露天等不良環(huán)境中工作； （4） 鏈條的鉸鏈磨損后，使鏈條節(jié)距變大，鏈條易脫落。 以及要求工作可靠，兩周相距較遠，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜 采用

53、齒輪傳動的場合。 2. 帶傳動是一種撓性傳動，其基本組成零件為帶輪（主動帶輪和從動 25 帶輪）和傳動帶。帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的 軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易，減小機器啟 動時的沖擊，噪音小，易更換，耐磨性好等特點。 3. 齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一，形式很多，應用廣泛，傳 遞的功率可達數十萬千瓦，圓周速度可達 200m/s。 齒輪傳動的主要特點是： （1） 效率高。在常用的機械傳動中，以齒輪傳動的效率最高。如一級 圓柱齒輪傳動的效率可達 99%。這對大功率傳動十分重要，因為即使效率只 提高 1%，也有很大的經濟意義。 （2）

54、 結構緊湊。在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需要的空間尺寸一 般較小。 （3） 工作可靠、壽命長。設計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳 動，工作十分可靠，壽命可長達一、二十年，這也是其他機械傳動所不能比擬 的。這對車輛及在礦井內工作的機器尤為重要。 （4） 傳動比穩(wěn)定。傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳 動獲得廣泛應用。 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離 過大的場合。 通過對以上三種傳動系統(tǒng)的比較可以發(fā)現，鏈傳動最符合本文的設計要求， 因此，本文傳動系統(tǒng)選擇鏈傳動。 主傳動中鏈條的主要參數如表 5-1 所示 主傳動中鏈條的選擇4：主要數據見表 5-1

55、鏈 號 節(jié) 距 排 距 滾 子 外 徑 內 鏈 節(jié) 內 寬 銷 軸 直 徑 套 筒 內 徑 內鏈 節(jié)外 寬 外鏈 節(jié)內 寬 銷 軸 長 止 銷 端 加 長 量 鏈條 通道 高度 內鏈 板高 度 外中 鏈板 高度 P t P max1 d min1 b max2 d min3 d max2 b min3 b max4 b max7 b min1 h min2 h max3 h 08 A 1214. 7.95 7.8 3.964.01 11.111.2 17.83.9 12.312.010.4 26 .738583371 5.3.2 小鏈輪的設計計算 小鏈輪齒數少，可減小外廓尺寸，但齒數過少，會增

56、加運動的不均勻性和 動載荷，鏈條在進入和退出嚙合時，鏈節(jié)間的相對轉角增大；鏈傳動的圓周力 增大，從整體上加速鉸鏈和鏈輪的磨損。因此小鏈輪的齒數不宜過少。為使鏈 條和鏈輪磨損均勻，鏈輪齒數應優(yōu)先選用 17，19，21,23,25,38,57,76,95 和 114 系列。取小鏈輪齒數選 17。 鏈傳動時傳動比過大，鏈條在小鏈輪上的包角就會過小，參與嚙合的齒數 減小，每個輪齒承受的載荷增大，加速輪齒的磨損，易出現跳齒和脫鏈現象， 一般鏈傳動的傳動比 i 6，常取 i=23.5 之間，本文取 i=2.2。 大鏈輪齒數：，所以取2 . 2 17 2 1 2 = Z Z Z u38 2 =Z 設計功率：

57、 AZ d m 1 1.45 0.881.276KW 1 K K PP K 查文獻 2 表 9-6；查文獻 2 圖 9-13；查文獻 2 表 9-7，初定中心距： A K Z K m K 0 3030 12.7381mmaP 0 2 01221 p 0 - 2() 22 aZZZ ZP L Pa g 381 7 . 12 ) 2 17-38 ( 2 3817 7 . 12 381 2 2 + + += 87.87= 為避免采用過渡鏈節(jié)，取 p 88L 鏈條長度： p 12.7 88 1.12m 10001000 PL L 理論中心距： p12a (2 -)apl Z ZK 27 查文獻 2 表

58、 9-7，取=0.24849 a K 85.38124849 . 0 )38-17-882(7 . 2=a 實際中心距：381.850.002 381.85381.09mmaaa 鏈速： 1 1 17 40 12.7 0.144m/s 6000060000 Z n P v 屬于低速轉動。 1 小鏈輪的基本參數和尺寸 鏈輪齒數：Z=17 配用鏈條參數：節(jié)距 P=12.7；滾子外徑；排距95 . 7 1 =d t 14.38P 分度圓直徑：11.69 ) 17 180 sin( 7 . 12 ) 180 sin( = oo z P d 齒頂圓直徑： amax1 1.25 -ddP d 69.11

59、1.25 12.77.9577.03577 1min -) 6 . 1 -1 (dP Z dda+= 7266.7295 . 7 - 7 . 12) 17 6 . 1 -1 (11.69=+= 所以： a 7277d a 74d 齒根圓直徑 ： 1 -69.11-7.9561.16 f dd d 取整62= f d 最大翅根距離：87.6095 . 7 - 17 90 cos11.69- 90 cos 1 = oo x d z dL 輪轂厚度： 32.1011.6901 . 0 6 29 8 . 401 . 0 6 =+=+=d d kh k 輪轂長度：06.3432.103 . 33 . 3

60、=hl 28 83.2632.106 . 26 . 2 min =hl 所以取29l 齒側凸圓直徑： g1 180 cot-1.04 -0.76 o dph z 180 12.7 cot1.04 12.070.7654.63 17 內鏈板高度 1 h 輪轂直徑： Hk 2292 10.3249.6550ddh 由機械設計手冊 表 6.2-23 可知 hmaxg dd hg 5054.63dd 圖 4-2 鏈輪示意圖 齒寬：3 . 785. 793 . 0 )85. 7, 7 .12(93 . 0 min11 1 =bPbbf 倒角寬：,取 1.8)905 . 1 27. 1 ()15 . 0

61、1 . 0(=Pba 倒角深： 35. 6 7 . 125 . 05 . 0=Ph 29 5.3.3 大鏈輪的設計計算 大鏈輪的基本參數和主要尺寸 鏈輪齒數：Z=38 分度圓直徑：79.153 38 180 sin 7 . 12 180 sin = oo Z P d 齒頂圓直徑： 15895 . 7 - 7 . 12) 38 6 . 1 -1 (79.153-) 6 . 1 -1 ( 72.16195 . 7 - 7 . 1225 . 1 79.153-25 . 1 1min 1max =+=+= =+=+= dP Z dd dPdd a z 取 158 a d 齒根圓直徑：84.14595

62、. 7 -79.153d-dd 1f = 取整146df= 最大齒根距離：71.14595 . 7 - 38 90 cos79.153d- Z 90 dcosL o fx = 齒側凸緣： g d76 . 0 -h04 . 1 - Z 180 Pcot o =95.13976 . 0 -07.1204 . 1 - 38 180 cot 7 . 12 o = 輪轂厚度：h=87.1679.15301 . 0 6 35 9.5d01 . 0 6 d K k =+=+ 查表 3.2-25， k 取 9.5 輪轂長度：l=3.3h=3.3 16.87=55.68 輪轂直徑：74.6887.16235h2

63、dd kh =+=+= 5.3.4 倍速鏈鏈輪的設計計算 倍速鏈鏈輪的設計計算 30 鏈輪齒數：Z=11 配用鏈條節(jié)距 P=38.1；滾子外徑=18 1 d 主要尺寸如下： 分度圓直徑：136 11 180 sin 1 . 38 180 sin = oo Z P d 齒頂圓直徑：150) 11 180 cot54 . 0 ( 1 . 38) 180 cot54 . 0 (=+=+= oo a Z Pd 齒根圓直徑：11818136d- 1 =+=dd f 分度圓弦高：10 1 . 3827 . 0 P27 . 0 ha= 最大齒根距離：61.11618- 11 90 cos136d- Z 90

64、 dcosL 1x = 31 結 論 微機主機裝配生產線是當前我國手工裝配生產的主要形式，對其進行研究 是十分必要的。論文在參考查閱大量的相關專業(yè)文獻的基礎上，對微機主機裝 配生產線進行了深入的研究，主要完成了如下工作： (1) 微機主機裝配生產線的總體結構的研究 綜合生產線生產節(jié)拍方面因素，在參照和對比實際現場中同類設備的基礎 上，完成了該生產線的總體結構的設計。 (2) 各工位升降系統(tǒng)的研究 采取滾珠絲杠提升驅動形式作為升降系統(tǒng)的提升形式，對提升能力進行了 驗算，選用變頻變壓調速電機作為提升系統(tǒng)的電機，并完成了升降系統(tǒng)的安全 機構的研究和設計。 (3) 工位水平橫移系統(tǒng)的研究 選取齒輪傳動

65、機構作為該生產線的水平橫移機構，根據微機主機的正常實 際尺寸，設計了生產線寬度、載物板的具體結構。然后由此為尺寸參考，完成 了水平橫移機構的詳細設計。 32 致 謝 本設計是在黑龍江科技學院機制專業(yè)老師的悉心指導下完成的。我學院教 師們嚴謹的治學態(tài)度，豐富的專業(yè)知識和工作經驗，平易近人的優(yōu)秀品質，對 我產生了良好而深遠的影響。 在設計進行期間，得到指導老師耿雷老師的大力支持和幫助，他不僅在學 業(yè)上給予我很多幫助，提出了很多寶貴意見，而且在生活上也給予了我無微不 至的關懷，使我順利的完成了設計，尤其是耿老師工作勤勤懇懇，兢兢業(yè)業(yè)， 從不計較個人得失的高尚品質給我留下了深刻的印象。從中我受益非淺。 在此，我向所有在我設計期間曾給予我?guī)椭睦蠋?，同學們表示最真誠的 感謝。 33 參考文獻 1 葉懷珍現代物流學M高等教育出版社，2006.8 2 李紹炎自動機與自動線M清華大學出版社，2007, 2 3 淮良貴，紀名剛機械設計M第二