摘 要
生產(chǎn)線傳送裝置是隨著汽車的誕生,汽車發(fā)動機技術的發(fā)展應運而生的。發(fā)動機缸體生產(chǎn)線裝置設計在國內研究相當久遠,在我國古時候就出現(xiàn)了輥子輸送機這種運輸設備。這類設備在近幾年得到了極大的發(fā)展以及大量的出現(xiàn),在工業(yè)發(fā)達國家,輥子輸送機的結構形式及規(guī)格品種各種各樣,在各個行業(yè)都可以看到這種設備。在國內, 各式各樣的輥子輸送機出現(xiàn)在各種不同的生產(chǎn)線,這也就體現(xiàn)出輥子輸送機的普遍性。這說明了發(fā)動機缸體生產(chǎn)線傳送裝置有著重要的作用,但是原輸送裝置部分輥道采用單鏈式傳動方式,可維護性差,輥道與傳動齒輪磨損,導致輥道出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。發(fā)動機缸體在等待加工過程中,滾輪與發(fā)動機缸體下表面摩擦,這種不斷的摩擦導致缸體下表面產(chǎn)生質量缺陷。對于這些存在的缺陷以及對傳送裝置特點形式了解,對發(fā)動機缸體生產(chǎn)線傳送裝置總體進行設計,先確定輥子輸送機的總體結構,熟悉總體結構后再對各個零件分析設計,各個零部件的選用得對計算零部件的參數(shù),根據(jù)生產(chǎn)線傳送裝置所需要求,計算鏈傳動牽引力，考慮理論存在的差距，求出輥子數(shù)目，根據(jù)理論公式求解輥子間距，直徑。而后對輥子受力分析，選擇其支撐架和腳。在總體方案確定,運用Auto-CAD繪制總裝圖和各零部件。
關鍵字：構造；設計；零部件；計算；繪制；總裝圖
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Abstract
Honing processing technology is with the birth of the automobile, the development of the automobile engine technology arises at the historic moment. Engine cylinder honing machine cutting device design has a long in the domestic research in our country in ancient times there is a roller conveyor this transportation equipment. This kind of equipment has made great development in recent years, and the emergence of a large number of industrial developed countries, the structure of roller conveyor and various specifications variety, can see this kind of equipment in every industry. At home, all kinds of roller conveyor appears in a variety of different production line, it reflects the universality of roller conveyor. This illustrates the engine cylinder honing machine cutting device has an important role, but the original conveyer roller part adopts single chain transmission method, poor maintainability, roller and the gear wear and tear, lead to stuck phenomenon in a table. Engine cylinder body in the process of waiting, roller friction, and under the engine cylinder block surface under the constant friction causes cylinder surface quality defects. For these defects as well as to the loading device characteristics form, device under the engine cylinder honing machine overall design, the general structure of the roller conveyor is determined first, familiar with the overall structure and then to analysis various parts of the design, selection of various components to calculate the parameters of the components, in accordance with the requirements of loading device needed, chain drive traction calculation, considering the gap between theory and the roller number, according to the theoretical formula to solve the roller spacing, the diameter. And then to the roll force analysis, choose the support leg and foot and check. In the overall scheme, the use of Auto CAD drawing assembly and parts.
Key words: construction; Design; Components. Calculation; Drawing; Final assembly diagram
目 錄
中文摘要 1
英文摘要 2
目 錄 3
引 言 5
1.輥子輸送機構造設計 6
1.1總體的分析 6
1.2各機構的設計 6
2.機構構成設計 8
2.1機構方式 8
2.2分析選擇運動方式 8
2.3選擇傳動方式 8
2.4輥筒支撐類型 9
2.5機架支撐構造 9
2.6電動機減速器放置位置 9
3.參數(shù)設計計算 10
3.1輥筒的放置 10
3.1.1輥子距離和輸送寬度的選擇 10
3.1.2輥筒直徑的選擇 10
3.1.3滾筒轉動速度 10
3.1.4計算鏈輪的受力 11
3.1.5電動機功率 12
3.2電動機的選擇及計算 12
3.2.1電動機的額定功率的計算 12
3.2.2計算電動機的額定轉速 13
3.2.3電動機的選擇 13
3.3減速器的設計選擇 13
3.3.1減速器軸的設計 13
3.3.2減速器齒輪的設計 14
3.3.3設計v帶和帶輪的 14
3.4選擇滾動軸承 14
3.5設計箱體尺寸 14
3.5.1 箱座壁厚 14
3.5.2 窺視孔和視孔蓋 14
3.5.3 軸承端蓋 15
3.5.4 通氣閥 15
3.5.5 油面測試器 15
3.5.6 油面底孔 15
3.5.7 定位銷與起蓋螺釘 15
3.5.8 起吊裝置 15
3.6鏈條和鏈輪的設計選擇 15
3.6.1 鏈輪的齒數(shù)和當量的單排鏈功率 16
3.6.2 鏈條鏈輪各項參數(shù) 15
3.7機架設計規(guī)格 15
3.腳的設計 15
4.電動機機電控制 17
4.1 控制系統(tǒng)工作原理 17
4.2 動力源控制方法 17
4.2.1 光電開閉式 17
4.2.2 電磁控制 17
4.2.3接近開閉式 17
4.2.5 PLC機電控制 17
4.3電動機控制的選擇 17
5.生產(chǎn)線結構拓展 18
5.1 機架整體結構拓展 18
5.2 輥筒軸鏈輪鏈條鏈接拓展 18
5.3 輥筒、輥子軸連接拓展 19
結 語 20
參考文獻 21
后 記 22
引 言
生產(chǎn)線傳送裝置是隨著汽車的誕生，汽車發(fā)動機技術的發(fā)展應運而生的，發(fā)動機缸體生產(chǎn)線傳送裝置有著重要的作用，但是原輸送裝置部分輥道采用單鏈式傳動方式，可維護性差，輥道與傳動齒輪磨損，導致輥道出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。發(fā)動機缸體在等待加工過程中，滾輪與發(fā)動機缸體下表面摩擦，這種不斷的摩擦導致缸體下表面產(chǎn)生質量缺陷。因此，設計發(fā)動機缸體生產(chǎn)線傳送裝置也非常重要。此次畢業(yè)設計選題是所學理論知識得到實踐，鞏固和深化我們所學基礎專業(yè)課知識，鍛煉我們獨立設計的工作能力。
發(fā)動機缸體生產(chǎn)線傳送裝置設計在國內研究相當久遠，這種輥子輸送機在我國古代就已經(jīng)出現(xiàn)過，用來搬運石料等。輥子輸送機是一排按一定距離排列的輥子固定在輥子輸送機的機架上，通過鏈條以及鏈輪帶動輸送物件。這個設備在很多國家得到了應用，在工業(yè)發(fā)達國家，已經(jīng)有數(shù)十種已經(jīng)被分類應用。就傳送裝置而言，輥子輸送機占據(jù)著國內大部分的市場，在發(fā)動機缸體傳送機輸送方式上，就很好的解決了傳送的難題，從以前的由操作人員手工推入機床，到現(xiàn)在的輥道上下料，對于傳送裝置的研究越來越多，也讓缸體傳送越來越方便，此次選題缸體生產(chǎn)線傳送裝置設計具有重大意義和作用。在現(xiàn)代化的機械加工過程中，消耗于傳送的時間損失是組成零件單件加工時間的一部分，它屬于輔助時間。我們知道想要提高生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)中的輔助時間將是非常重要的一個環(huán)節(jié)。而想減少輔助時間必須實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，自動生產(chǎn)線傳送機構就是為實現(xiàn)生產(chǎn)中上下料工序自動化而設計的一種專用機構。
1 輥子輸送機構造設計
1.1 總體的分析
根據(jù)設計要求，工廠現(xiàn)如今用的發(fā)動機缸體傳送裝置主要使用單鏈式傳輸方式（圖1.1a），存在較多缺陷，會遇到齒輪與軌道之間較大摩擦，形成卡死現(xiàn)象，并且整個機構有一條鏈子鏈接，鏈子與鏈輪之間有很大的張緊度，容易鏈子脫落、打滑；如果輸送機進行維修、清理，必須將整個鏈子拆卸下來，這樣費時、費力，不方便。工件進給方面只能要人工配合進給，大大增加了人力，缸體與輥子之間接觸面摩擦較大，使得缸體磨損嚴重，影響工件精度。單位機構的輸送機與輸送機之間銜接性較差，不能更有效的完成整體結構布局。
本設計為了完成課題的要求，要解決上述的各類問題，改進棍子輸送機使其更方便安裝，更省力運輸，更保證精度要求，更便于維修、維護、清理。深入了解生產(chǎn)線傳送裝置的運動原理，分析輥子運輸機的結構特征，找到解決問題的關鍵點。比較單鏈式鏈接機構的弊端，選擇用兩側鏈接輥子方式，這樣大大方便拆卸維修、維護，也解決了由單鏈引起的打滑現(xiàn)象。同時對輥筒進行摩擦調整減小輥子與工件之間的磨損，大大提高工藝性。輥筒又稱輥子，由中心軸外面套一個圓柱形筒子，軸與筒子之間選擇鍵連接，形成過盈配合。由于發(fā)動機缸體的材料為鑄鐵，所以選擇輥筒材料為Q235鋼。
1·1a單鏈式 1·1b分段式
1.2 各機構設計
機構的確定：單個設計機構可以單獨工作，多個設計機構可以銜接使用，形成更多樣、更適合的機構組合體；輸出方式的確定：選擇輥筒支撐的方式，輥筒鏈接機架，增加穩(wěn)定性；動力源的確定：由電動機作為動力，兩側齒輪通過鏈條龍尾鏈接；選擇電動機，減速器的設計計算，進行齒輪、鏈條的計算，以及輥子輸送機輥子尺寸，機架尺寸，軸承、彈簧等標準件的選擇。輥子軸與齒輪之間運用間隙結構（圖1.2）驅動的鏈條帶動鏈輪轉動，與輥子間面壓，讓滾筒與它一同旋轉，當止動板將缸體停止時，輥筒端面與物體下表面發(fā)生“打滑”，這樣即使鏈條帶動鏈輪轉動，物體與輥子停止轉動，避免了缸體與輥子之間的損磨。
1·2 間隙調整機構
2 機構構成設計
2.1 機構方式
輸出方式
無動力式
動力式
鏈式傳動
帶式傳動
齒輪傳動
積放式
(1)
輥子形式
圓柱式
圓錐式
輪式
輥筒支撐方式
固定軸
旋轉軸
(2) （3）
2.2 分析選擇運動方式
無動力式：是沒有產(chǎn)生動力裝置，不能產(chǎn)生動力，純粹靠外力轉動，例如古代利用水車式傳送，轱轆式傳動，這種方式可以放置成水平、豎直狀態(tài)。無動力式適合傳送較輕物件，易于人工手動傳輸。這種傳動方式使物體速度不能夠控制，但結構簡單，更多用在農(nóng)業(yè)方面，也用在重力高價倉庫方向。
動力式：通過電動機作為動力源，一系列連接方式作為傳動裝置，作用在工作系統(tǒng)部分。這樣傳動部分的速度得以通過電動機，以及鏈接方式來控制。這種動力方式，易傳輸、平穩(wěn)運行、速度無波動性變化等特點，也是現(xiàn)如今運用最多的運動方式。
積放式：與動力式相似，比動力式有更多新的功能，他可以放置物件在輸送機上，或積存物體，即使這樣，輸送機繼續(xù)運動，物體不會產(chǎn)生阻力，積放式輸送機在現(xiàn)如今很普遍，適合手動控制加工。
結合設計要求，生產(chǎn)線傳送裝置的運動方式，選用動力式。
2.3 選擇傳動方式
帶式傳動機構適用于較輕物體，鏈式傳動機構一般用在較大機構上；帶式傳動容易“打滑”，但鏈式機構不存在這樣的問題；生產(chǎn)線傳送工件裝置采用兩側龍尾式鏈接，鏈式傳動屬于撓性傳動，更符合本次設計要求。
2.4 輥筒支撐類型
固定軸式輥筒，是指輥子軸固定，輥筒繞輥子軸旋轉，這種連接方式傳輸工件時，物體損耗小，適用于小型企業(yè)或小型工廠，不利于大型重型工件傳送，同時固定軸加工簡單，不利于按裝、拆換。
旋轉軸式滾筒，是指輥子鏈接軸承，安裝在軸承座上，輥筒旋轉的同時輥子軸一同旋轉，這種鏈接方式減小工件與機器之間的摩擦，使其不影響精度。
經(jīng)上述得出結論，選擇旋轉軸式輥筒，并通過鏈條鏈接。
2.5 機架支撐構造
根據(jù)工作高度需求，考慮到生產(chǎn)線發(fā)動機缸體的傳送裝置更方便于工件傳輸，也方便于工人操作，設計機架高度為700mm，滿足設計要求，符合設計標準。
2.6 電動機減速器放置位置
將電動機和減速器放置在生產(chǎn)線傳送裝置機架的正下方（圖2.6），這樣節(jié)省環(huán)境空間，合理利用空間架構，保證傳動控制環(huán)境不受干擾，同時方便工人操作。
圖2.6
3 參數(shù)設計計算
3.1 輥筒的放置
3.1.1 輥子距離和輸送寬度的選擇
發(fā)動機缸體（L×B×H=400×200×300）因為輥子的間距p要保證一個缸體，放置在三個輥子上，所以：p=1/3L
得：
P=400÷3=133.33mm
根據(jù)設計要求單位輸送機機構全長2m（2000mm）
得：滾筒數(shù)：n=2000mm/p=2000/133.33mm
輥子輸送機的有效安裝寬度m為：
m=b+△b
b——物件寬度，mm
△b——寬度裕量，△b=50～150mm
△b=80mm，則b=200+80=280mm
3.1.2 輥筒直徑的選取
因為單個輸送機機構有15個輥子，且每3個輥子可以支撐一個缸體，所以最多承受5個缸體的力：
F=(5×G)μ
由于缸體材料為鑄鐵，輥子材料為剛，查閱資料得，缸體與棍子之間的摩擦力μ為：μ=0.3
所以：F=（5×400）×0.3=600N
各個輥筒尺寸要求與中心軸長度，直徑相關，根據(jù)作用力Fn來選擇滾筒的直徑，則Fn為：
Fn=G/n。
有效支撐輥筒數(shù)n。，為：n。=0.7n（n為支撐的輥筒數(shù)）
單個滾筒受力F。：
F。=G/(0.7n)
F。=400/(0.7*3)=187N；
根據(jù)作用力F。=187N，查取資料選取直徑D=89mm
3.1.3 輥筒轉動速度
輥子轉動的速度根據(jù)工件的生產(chǎn)率來決定的。傳偷速度一般小于等于1.5m/s，否則轉彎處物體會飛出輸送機，若速度過快，也會對工具下表面進行損耗，。鏈式，驅動式，輥子輸送機的傳送速度，一般≤0.5m/s,按要求這里選擇0.3m/s。
3.1.4 計算鏈輪受力
本次設計鏈輪通過中心軸末端傳動，驅動是傳動系統(tǒng)，更適合本次生產(chǎn)線傳動裝置機構。根據(jù)資料，發(fā)動機剛體與滾筒的磨擦因數(shù)?，傳動的滾筒的中立Rd，單個滾筒的重力W，以及每一個物體的重力Wr，鏈條的重力We，實際滾筒數(shù)和輥軸耗損因數(shù)Q
=f WQ
W =
表一
表二
得：
W=2000N
Q=14
Pn=2000×14×0.03×0.04÷0.05=672N
3.1.5 電動機功率
輥子軸，輸出的功率：
Pw===0.24kw
動機輸出的功率：
Pd=Pw/η
即：Pd==0.63KW
3.2 選擇電動機和設計減速器
3.2.1電動機的額定功率計算
電機的輸出功率與機械總功率N，機械效率有關，即：
機械總功率又包括克服滾筒的阻力所需的功率，客服工件慣性阻力瞬時最大工力率
整理得到電動機額定功率為：=1.1kW
3.2.2 計算電動機的額定轉速
該結構是電動機作為動力源，通過V帶連接減速器，進行一次減速，減速器進行兩級減速，減速器再通過鏈輪與鏈條帶動滾筒，兩鏈輪齒數(shù)、模數(shù)相等，輥筒轉速nw為：
nw==64r/min
故，選擇電動機的額定轉速為：1400r/min
3.2.3 電動機的選擇
據(jù)上述結果Ped=0.5kw，電動機額定旋轉速為1400r/min，選擇型號為Y-90S-4的電云力機（3.2.3a）。
3.2.3a
Y系列三相異埗電動機數(shù)據(jù)
電云力機型號
額定功率/KW
滿轉轉速/（r/min）
旋轉轉矩/額定轉矩
最大轉矩/額定轉距
Y-801-4
0.55
1390
2.2
2.2
Y-802-4
0.75
1390
2.2
2.2
Y-90S-4
1.1
1400
2.2
2.2
Y-90L-4
1.5
1400
2.2
2.2
Y-100L1-4
2.2
1420
2.2
2.2
3.3 減速器的設計選擇
按照此次設計及要求，選擇適當?shù)臏p速器，即：兩級圓柱次輪減速器(圖3.3a)；
III軸
3.3a
II軸
I軸
3.3.1 減速器軸的設計
I軸各項參數(shù)：
d1=19mm,d2=22mm,d3=30mm,d4=34mm,d5=48mm,d6=35mm,d7=30mm
L1=46mm,L2=49mm,L3=28mm,L4=90mm,L5=55mm,L6=35mm,L7=28mm
II軸各項參數(shù)：
d1=30mm,d2=35mm,d3=77mm,d4=38mm,d5=34mm,d6=30mm
L1=28mm,L2=8mm,L3=85mm,L4=8mm,L5=46mm,L6=41mm
3.3.2 減速器齒輪的設計
I-II軸齒輪參數(shù)：
分度圓直徑（mm）：d1=48，d2=160
齒輪寬度（mm）：b1=55，b2=48
II-III軸齒輪參數(shù)：
分度圓直徑（mm）：d3=77，d4=215
齒輪寬度（mm）：b3=85，b4=77
3.3.3 設計V帶和帶輪
V帶的帶型選用A帶
確定小帶輪基準直徑dd1，根據(jù)材料得，dd1=(112~140mm)=125mm
驗算帶速v：
v==9.29m/s
由于5m/s
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