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沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
摘 要
本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中包括齒形帶、豎直上下帶輪、電機(jī)座、機(jī)架等總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及個(gè)總成中主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)、皮帶、帶輪、軸承等主要零部件的選型和有關(guān)零件的強(qiáng)度計(jì)算。
在計(jì)算部分，首先，進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的選取確定，包括帶速、載重、安全系數(shù)的確定，帶的單位質(zhì)量的計(jì)算，輸送帶張力的計(jì)算以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率計(jì)算。然后進(jìn)行各個(gè)主要零部件的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考了多部文獻(xiàn)以及工程實(shí)踐人員的經(jīng)驗(yàn)心得，對(duì)各部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行了認(rèn)真比對(duì)，選取通用結(jié)構(gòu)，以便于輸送機(jī)的修理與維護(hù)。波狀擋邊帶式輸送機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，通過(guò)對(duì)各個(gè)部件的優(yōu)化及選擇更合理的結(jié)構(gòu)，將更大的提高其應(yīng)用效率。
本文介紹了AGV在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用情況，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題要求，設(shè)計(jì)了圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)。其研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
論述了圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)的組成及原理，結(jié)合課題要求，選擇電動(dòng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)作為該機(jī)構(gòu)的運(yùn)作方式。
介紹了圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并根據(jù)小車(chē)起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式和工作要求，對(duì)皮帶、電機(jī)、帶輪、軸等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型。
根據(jù)圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工藝要求，確定了總體框架結(jié)構(gòu)。硬件方面，選擇合適的皮帶、電機(jī)、帶輪，對(duì)軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
在總結(jié)全文的基礎(chǔ)上，對(duì)AGV小車(chē)的設(shè)計(jì)和研究提出了展望。
關(guān)鍵詞：起升機(jī)構(gòu)；電機(jī)；皮帶；帶輪
I
Abstract
With the growing of Factory Automation, Computer Integrated Manufacture System and extensive application of Flexible Manufacture System、Automatic Warehouse, the application field and technical level of AGV which contact and adjust the discrete logistics system, make the mission continuous, has greatly enlarged and improved.
AGV is the unmanned driver automatic guided vehicle which has its untouched guided equipment, its control center is the microcontroller and storage battery is driving power, its basic function of automatic action is guided driving, recognizing the address to stop precisely and remove the load. As the valid measure of contemporary logistics processing automation and the key equipment of flexible manufacture system, the AGV has already got more and more extensive application, so that the research on AGV has very important theory meaning and realistic meaning.
The main work in this dissertation was arranged as follows:
The constitution of AGV system, the path guided means and their principles were discussed. According to the requests of the topic, infrared rays guided method was used in the AGV system.
According to the control and the craftwork requests of the AGVS, the total frame structure of control system was designed. About hardware, the right sensor, MCU and motor controller had been chosen, the sensing circuits and MCU controlling hard circuits was designed, about software, to achieve many system functions, and to realize serial communication between the MCU and motor controller, blocking programming method was employed.
On the base of summarizing the dissertation, the development prospect of AGV research was put forward.
Key word:hoisting mechanism；motor；belts；belt pulley
III
沈陽(yáng)理工大學(xué)畢業(yè)論文
III
沈陽(yáng)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
目 錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
緒論 1
1 AGV發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.1 AGV發(fā)展環(huán)境 2
1.1.1國(guó)外研究狀況 2
1.1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況 2
1.1.3AGV的結(jié)構(gòu) 3
1.2圖書(shū)館AGV小車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀研究 4
1.2.1圖書(shū)館AGV小車(chē)的構(gòu)成 4
1.2.2本課題主要工作 4
2 圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與原理分析 6
2.1小車(chē)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理分析 6
2.2小車(chē)起升機(jī)構(gòu)零件選型 7
2.2.1電機(jī)的選型 7
2.2.2皮帶的選型 11
2.2.3帶輪的選型 12
3 圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.1起升機(jī)構(gòu)載重分析 15
3.1.1計(jì)算載荷P的確定 16
3.1.2安全系數(shù)n的確定 16
3.3.3計(jì)算最大正應(yīng)力 17
3.1.4強(qiáng)度驗(yàn)算 17
3.2 電機(jī)扭矩轉(zhuǎn)速分析 17
3.2.1進(jìn)給驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的選擇 17
3.2.2負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 17
3.2.3電機(jī)轉(zhuǎn)速分析 18
IV
3.3 同步帶傳動(dòng)計(jì)算 20
3.3.1同步帶受力情況的分析 20
4 工程圖設(shè)計(jì) 22
4.1 裝配圖設(shè)計(jì) 23
4.1.1一般裝配圖技術(shù)要求: 23
4.1.2總圖中的技術(shù)要求 24
4.2零件圖設(shè)計(jì) 24
4.2.1一般零件圖技術(shù)要求: 25
4.2.2零件圖的技術(shù)要求 26
結(jié) 論 27
致 謝 28
參考文獻(xiàn) 29
V
緒 論
隨著自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)的集成制造系統(tǒng)技術(shù)逐步發(fā)展還有柔性制造系統(tǒng)和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用越來(lái)越多，AGV(Automatic Guided Vehicle)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)當(dāng)作聯(lián)系、調(diào)節(jié)離散型物流系統(tǒng)使它的作業(yè)連續(xù)化的必要的自動(dòng)化的搬運(yùn)和裝卸手段，它的使用范圍和技術(shù)水平得到了很快的發(fā)展，再這樣的大背景下圖書(shū)館AGV小車(chē)的設(shè)計(jì)發(fā)展也勢(shì)在必行。AGV(Automatic Guided Vehicle)——自動(dòng)化導(dǎo)引車(chē)是上世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的智能裝卸型機(jī)器人。智能小車(chē)是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一,它是把蓄電池作為主動(dòng)力,并且安裝有電磁和光學(xué)自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備等,可以獨(dú)立自主引導(dǎo),并且可以通過(guò)核心系統(tǒng)控制,完成無(wú)人駕駛及工作的設(shè)備。九十年代全世界擁有智能小車(chē)(Automated Guided Vehicles)十萬(wàn)臺(tái)以上。這幾年,自動(dòng)化技術(shù)展現(xiàn)出加快發(fā)展的趨勢(shì),國(guó)內(nèi)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和自動(dòng)化慢性裝配線到了發(fā)展與普及階段。在自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)與生產(chǎn)車(chē)間中,各工位中,各段輸送線中,智能小車(chē)替代了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備,和傳統(tǒng)的傳送道或傳送帶相比較,智能小車(chē)輸送方式具有操作簡(jiǎn)單、工作方式靈活,不占據(jù)很多空間、有良好的轉(zhuǎn)動(dòng)性、慢性等眾多優(yōu)點(diǎn)。
窗體底端
2
1 AGV發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 AGV發(fā)展環(huán)境
1.1.1 國(guó)外研究狀況
1913年,美國(guó)汽車(chē)制造公司使用有軌底盤(pán)小車(chē)。1953年,世界上第一臺(tái)采用埋線電磁感應(yīng)式的跟蹤軌跡自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)在國(guó)外制造出來(lái),國(guó)外也稱(chēng)為"無(wú)人駕駛牽引車(chē)"。20世紀(jì)末,具有裝卸功能的智能小車(chē)在歐洲得到發(fā)展和應(yīng)用,引入國(guó)外用于自動(dòng)化系統(tǒng)和柔性系統(tǒng)的材料運(yùn)輸。大約過(guò)了好幾年,新的導(dǎo)引方式和技術(shù)得到更加大規(guī)模研究和設(shè)計(jì)。智能小車(chē)以前不景氣的情況下發(fā)展到其效率和效益非常好。智能小車(chē)按照引導(dǎo)傳感器不同分為:電磁導(dǎo)引、紅外導(dǎo)引等。智能小車(chē)是根據(jù)慢性加工系統(tǒng)、慢性裝配系統(tǒng)、電腦制造系統(tǒng)、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)展起來(lái)的。然而,其發(fā)展速度是非?？斓?。1981年通用公司開(kāi)始使用,1985年智能小車(chē)確保數(shù)量是500臺(tái),1987年智能小車(chē)確保數(shù)量是3000臺(tái)。大量資料顯示歐洲國(guó)家40%的智能小車(chē)用在汽車(chē)制造業(yè),日本15%的智能小車(chē)用于汽車(chē)工業(yè),也就是說(shuō)智能小車(chē)在其他行業(yè)也有廣泛的實(shí)際使用
窗體底端
1.1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況
國(guó)內(nèi)自主研發(fā)方面：六十年代初開(kāi)始研究。1976年，北京起重和運(yùn)輸機(jī)械研究所研制的ZDB-1型自動(dòng)搬運(yùn)車(chē)是中國(guó)最開(kāi)始的實(shí)用型AGV。1988年，原郵電部北京郵政科學(xué)技術(shù)研究所等單位研制了郵政樞紐AGV。1991年，中科院沈陽(yáng)分院自動(dòng)化所與新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司為沈陽(yáng)金杯總裝線上設(shè)計(jì)了九臺(tái)自動(dòng)裝配的系統(tǒng)，并于1996年獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的使用型AGV。1992年，天津理工學(xué)院研制了核電站用光學(xué)導(dǎo)引AGV。1998年昆明船舶設(shè)備公司在紅河卷煙廠研究多模式激光導(dǎo)引無(wú)人自動(dòng)車(chē)22輛，紅河項(xiàng)目于2002年獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)與產(chǎn)品方面：1980年，上海石化總廠為滌綸長(zhǎng)絲作業(yè)從日本大福公司引進(jìn)國(guó)內(nèi)第一套AGV。九十年代初，華寶空調(diào)裝配線上使用了日本進(jìn)口的電磁導(dǎo)引AGV。
1996年，玉溪卷煙廠首家在煙草行業(yè)引進(jìn)三星的52臺(tái)AGV，這是國(guó)內(nèi)企業(yè)中使用數(shù)量最多的AGV系統(tǒng)。河北承德輸送機(jī)械廠合資引進(jìn)美國(guó)WEBB公司AGV技術(shù)。天津理工學(xué)院研制的TIT-1全方位視覺(jué)引導(dǎo)自動(dòng)車(chē)，屬?lài)?guó)家863高科技項(xiàng)目，已通過(guò)鑒定，達(dá)到八十年代末國(guó)際先進(jìn)水平。九十年代中期，昆船公司在引進(jìn)國(guó)外最先進(jìn)AGV技術(shù)的基礎(chǔ)上，先后承擔(dān)了數(shù)十個(gè)AGV系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝；其水平代表了目前國(guó)內(nèi)的最高水平。昆明船舶設(shè)備公司研制的各種導(dǎo)引形式的AGV系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煙草行業(yè)，汽車(chē)行業(yè)等。
窗體頂端
從國(guó)內(nèi)總體智能小車(chē)發(fā)展來(lái)看也就剛剛起步狀態(tài),相當(dāng)于國(guó)外19世紀(jì)初的水平。經(jīng)過(guò)各行業(yè)的大量數(shù)據(jù)分析,分布范圍規(guī)模非常廣,經(jīng)常用于工廠,汽車(chē)業(yè),飛機(jī)業(yè),家用電器業(yè),煙草業(yè),機(jī)械生產(chǎn)加工,倉(cāng)庫(kù),郵電部門(mén),地下的采礦廠中進(jìn)行材料運(yùn)輸,也可以用
在海洋和太空探索等，這說(shuō)明智能小車(chē)具有非常廣闊的市場(chǎng)和使用價(jià)值。
1.1.3AGV的結(jié)構(gòu)
(1)車(chē)載控制系統(tǒng)：車(chē)載控制系統(tǒng)是核心控制部分,導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)航傳感器方式不同可分為電磁傳感器導(dǎo)航、磁條傳感器導(dǎo)航等不同形式。通訊系統(tǒng)是小車(chē)和控制裝置之間互換信息和命令的通道,由于無(wú)線電通訊具有不受障礙物隔擋的特點(diǎn),一般在控制裝置和小車(chē)之間采用無(wú)線電通訊,通過(guò)接口和電腦相互連接。小車(chē)上的電源為蓄電池,所以小車(chē)的驅(qū)動(dòng)裝置一般采用直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流伺服電機(jī)等。
(2)車(chē)體系統(tǒng)：它包括底盤(pán)、車(chē)體框架、殼體和控制裝置、蓄電池安裝架等,是小車(chē)的主體,具有電動(dòng)車(chē)輛的構(gòu)成特點(diǎn)。
(3)行走系統(tǒng)
(4)移載系統(tǒng)：它是用來(lái)完成工作目標(biāo)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),在不同的目標(biāo)和外部環(huán)境下,可以選擇不一樣的移載系統(tǒng)來(lái)控制。
(5)安全與輔助系統(tǒng)：為了避免智能小車(chē)在系統(tǒng)出故障或有人員經(jīng)過(guò)小車(chē)工作路線時(shí)出現(xiàn)碰撞,小車(chē)一般都會(huì)有探測(cè)障礙物的裝置和防撞、警音、警視、緊急停止等裝置。除此之外，還有可以自動(dòng)充電的輔助裝置。
(6)控制裝置：控制裝置可以采用普通的單片機(jī),如條件艱苦時(shí),也可采用工業(yè)控制電腦,控制裝置通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接受主控電腦下達(dá)的小車(chē)輸送任務(wù),通過(guò)無(wú)線通訊系統(tǒng)有效的采集各小車(chē)的狀態(tài)信息。根據(jù)需求情況和當(dāng)前各小車(chē)運(yùn)行情況,將調(diào)整命令傳遞給選好的小車(chē)。小車(chē)能夠快速地進(jìn)行多任務(wù)和準(zhǔn)確的操縱小車(chē),還有復(fù)雜地面的碰撞等眾多問(wèn)題都需要軟件來(lái)解決。
(7)通訊系統(tǒng)：通訊系統(tǒng)一方面受命與監(jiān)控系統(tǒng)的指令,及時(shí)、準(zhǔn)確地傳送給其它各相對(duì)應(yīng)的輔助系統(tǒng),來(lái)完成監(jiān)控操作下所指定的動(dòng)作命令:另一方面又接受各個(gè)輔助系統(tǒng)的反饋信息,回傳給監(jiān)控系統(tǒng),可以成為監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)接、管理、控制的跟據(jù)。由于智能小車(chē)位置變化,且整個(gè)系統(tǒng)中裝置較多,控制裝置和智能小車(chē)間的通訊最合適用無(wú)線通訊的方式?？刂蒲b置和各智能小車(chē)就合成無(wú)線局域網(wǎng)。無(wú)線電存在一些弊端,最好將調(diào)節(jié)在小車(chē)使用范圍之內(nèi)。使本次設(shè)計(jì)小車(chē)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,不斷的研究和設(shè)計(jì),調(diào)制數(shù)值范圍必須要在小車(chē)控制系統(tǒng)使小車(chē)處于其設(shè)計(jì)目的和要求,智能小車(chē)在工業(yè)進(jìn)程中起到非常重要的地位,所以將此問(wèn)題具體解決到小車(chē)規(guī)定下的范圍,不同的小車(chē)有不同的調(diào)制方法。
1.2 圖書(shū)館AGV小車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀研究
1.2.1 圖書(shū)館AGV小車(chē)的構(gòu)成
圖書(shū)館AGV小車(chē)一般采用萬(wàn)向輪驅(qū)動(dòng),具有電動(dòng)車(chē)的特點(diǎn)。小車(chē)可以在地面上由控制系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下,自動(dòng)裝卸貨物,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的貨物輸送，有電動(dòng)車(chē)的一切特征。AGV小車(chē)可以在地面的控制系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度下，自動(dòng)搬運(yùn)一些貨物，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)的物料傳送。因?yàn)榫哂徐`活性和智能化等特點(diǎn)，可以方便的重組一些系統(tǒng)，從而達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程中所需要的柔性化運(yùn)輸?shù)哪康?。相比較傳統(tǒng)的人工和半人工的物料輸送方式，圖書(shū)館AGV小車(chē)極大得減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度和其危險(xiǎn)性，大大的提高了工作效率，而國(guó)外的一些AGV系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其應(yīng)用水平都非常高，應(yīng)用范圍也十分廣泛。國(guó)內(nèi)的應(yīng)用就相對(duì)少了一些，可是在各方面的共同努力下，國(guó)內(nèi)的圖書(shū)館AGV小車(chē)的設(shè)計(jì)水平和應(yīng)用水平正在接近或趕超國(guó)際先進(jìn)水平。
圖書(shū)館AGV小車(chē)由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、取物動(dòng)力機(jī)構(gòu)、取物增速機(jī)構(gòu)、棄療機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)組成，其中主控計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)AGV系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的聯(lián)系與管理，它可以根據(jù)所需物料的狀況向控制臺(tái)下達(dá)輸送任務(wù)。
在AGV的電池容量下降到預(yù)先的規(guī)定值后，充電系統(tǒng)會(huì)給AGV電池自動(dòng)進(jìn)行充電。地面移載設(shè)備一般會(huì)采取軌道輸送機(jī)等將物料從自動(dòng)化的倉(cāng)庫(kù)和工作現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)移載到AGV小車(chē)上，反之也可以將物料從AGV小車(chē)上移載下來(lái)并輸送到目的地。AGV、充電系統(tǒng)、地面移載設(shè)備等都可以根據(jù)實(shí)際需要及工作場(chǎng)地任意布置，這也體現(xiàn)了AGV在自動(dòng)化物流中的柔性特點(diǎn)。
1.2.2 本課題主要工作
AGV是智能化的移動(dòng)機(jī)器人，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的主要設(shè)備，也是機(jī)器人比賽的主要項(xiàng)目之一，是許多大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)重點(diǎn)研究的項(xiàng)目之一。本研究課題的主要工作是設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單易行的圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)，對(duì)AGV的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀作了敘述和分析，介紹了AGV系統(tǒng)的組成，對(duì)于其核心部分導(dǎo)引單元予以重點(diǎn)介紹，本章還提出了本課題的研究背景和研究目標(biāo)。
2 圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與原理分析
2.1 小車(chē)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理分析
圖2.1圖書(shū)館AGV小車(chē)
圖2.2圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)
根據(jù)圖2.1與圖2.2所示起升機(jī)構(gòu)采用豎直導(dǎo)軌滑塊方式實(shí)現(xiàn)，通過(guò)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力，由同步齒形帶傳動(dòng)。齒形帶傳動(dòng)的方式具有緩沖量大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，簡(jiǎn)單高效，承重大，安裝和維護(hù)便捷等優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)前端配有失電制動(dòng)器，在斷電時(shí)自動(dòng)抱緊電機(jī)輸出軸，保證小車(chē)在停機(jī)或失電時(shí)豎直方向無(wú)法移動(dòng)。在小車(chē)立柱的相應(yīng)位置安裝有接近傳感器，當(dāng)起升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的指定位置時(shí)，反饋信號(hào)，保證在豎直方向的定位。
2.2 小車(chē)起升機(jī)構(gòu)零件選型
2.2.1 電機(jī)的選型
電機(jī)軸上的負(fù)載有兩種，分別為轉(zhuǎn)矩負(fù)載和慣量負(fù)載。在選用電機(jī)時(shí)，必須準(zhǔn)確計(jì)算這些負(fù)載，以滿足如下條件：?
? 當(dāng)機(jī)床處于非切削工作狀態(tài)時(shí)，在所有速度范圍內(nèi)負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須小于電機(jī)連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩。如果以非常低的速度運(yùn)行時(shí)，因?yàn)槟Σ料禂?shù)的增大，使得負(fù)載轉(zhuǎn)矩變大并且超過(guò)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，電機(jī)也有可能出現(xiàn)過(guò)熱的情況。而另一方面，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果受粘滯性影響，使轉(zhuǎn)矩變大并且超過(guò)額定轉(zhuǎn)矩，因?yàn)椴荒塬@得足夠的加速轉(zhuǎn)矩，所以加速時(shí)間常數(shù)會(huì)大大增加。最大切削轉(zhuǎn)矩所占時(shí)間（負(fù)載百分比即“ON”時(shí)間）滿足所期望的值。以希望的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行加速。一般來(lái)說(shuō)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩有助于減速，如果加速不成問(wèn)題，以同一時(shí)間常數(shù)進(jìn)行減速亦無(wú)問(wèn)題。加速檢查按以下步驟進(jìn)行。?
圖2.3速度轉(zhuǎn)矩關(guān)系圖
根據(jù)圖2.3所示進(jìn)行以下計(jì)算：
計(jì)算齒輪減速比
根據(jù)所需求的脈沖當(dāng)量，齒輪的減速比i計(jì)算如下:
i=(φ.S)/(360.Δ)………………………………………2.1
式中φ ---步進(jìn)電機(jī)的步距角（o/脈沖）
S ---絲桿的螺距（mm)……………………………2.2
Δ---(mm/脈沖）
計(jì)算工作臺(tái)，絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量Jt。
Jt=J1+（1/i2)[(J2+Js）+W/g（S/2π)2]……………………2.3
式中Jt ---折算至電機(jī)軸上的慣量(Kg.cm.s2)
J1、J2 ---齒輪的慣量(Kg.cm.s2)
Js ----絲桿的慣量(Kg.cm.s2)
W---工作臺(tái)的重量（N）
S ---絲桿的螺距（cm）
計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩M
M=Ma+Mf+Mt………………………2.4
Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2………………2.5
式中Ma ---電機(jī)啟動(dòng)的加速力矩（N.m)
Jm、Jt---電機(jī)自身的慣量與負(fù)載的慣量(Kg.cm.s2)
n---電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速（r/min）
T---電機(jī)升速的時(shí)間（s）
Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2…………………2.6
Mf---導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩（N.m)
u---摩擦系數(shù)
η---傳遞效率
Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2………………2.7
Mt---切削力折算至電機(jī)力矩（N.m)
Pt---最大切削力（N）
其估算公式為
fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml）÷(1+Jt/Jm)] 1/2
式中fq---帶載起動(dòng)的頻率（Hz）
fq0---空載起動(dòng)的頻率
Ml---起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩（N.m)
若負(fù)載參數(shù)沒(méi)有辦法精確的確定,則可按fq=1/2fq0進(jìn)行估算。運(yùn)行中的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。因?yàn)殡姍C(jī)的輸出力矩會(huì)隨著頻率的升高而下降，所以在最高頻率時(shí)，由矩頻特性的輸出力矩應(yīng)能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并留有足夠的余量。
根據(jù)以上的計(jì)算分析選擇東方馬達(dá)BLH系列DC24V輸入的調(diào)速電動(dòng)機(jī)（如圖2.4,圖2.5)，因應(yīng)節(jié)省空間的需求為薄型高功率是DC24V基板型驅(qū)動(dòng)器與薄型大功率無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的組合產(chǎn)品，最適用于需要節(jié)省空間的裝置。速度控制范圍為100～3000r/min。備有適用于各種用途種類(lèi)豐富的15W～100W產(chǎn)品可供選擇。
圖2.4東方馬達(dá)
圖2.5東方馬達(dá)
此電機(jī)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
小巧的基板型驅(qū)動(dòng)器：15W～50W型產(chǎn)品是比名片尺寸更小的基板型驅(qū)動(dòng)器?？蓾M足機(jī)器的小型化需求。
卓越的速度穩(wěn)定性：對(duì)負(fù)載速度變動(dòng)率為±0.5%以下，實(shí)現(xiàn)卓越的速度穩(wěn)定性。即使負(fù)載變動(dòng)時(shí)也幾乎不會(huì)出現(xiàn)如變頻器因負(fù)載變化等而產(chǎn)生速度變動(dòng)的情形。
豐富的驅(qū)動(dòng)器功能：體積小巧，功能完善，有瞬時(shí)停止、旋鈕速度控制、直電壓速 度控制、加速時(shí)間/減速時(shí)間設(shè)定、警報(bào)輸出等功能。
2.2.2 皮帶的選型
電機(jī)功率計(jì)算公式：?
電機(jī)功率=（0.85*0.9*圓周驅(qū)動(dòng)力*帶速）/1000?2、圓周驅(qū)動(dòng)力計(jì)算公式：?
公式一：圓周驅(qū)動(dòng)力=2*主要阻力+附加阻力+特種主要阻力+特種附加阻力+傾斜阻力?
（該公式適用于輸送機(jī)小于80m的條件下）
公式二：圓周驅(qū)動(dòng)力=系數(shù)*主要阻力+附加阻力+特種主要阻力+特種附加阻力+傾斜阻力
主要阻力=0.03*輸送機(jī)長(zhǎng)度（即頭尾滾筒中心距）*9.81*[上托輥質(zhì)量/上托輥間距+下托輥質(zhì)量/下托輥間距+2*每米長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量+皮帶小時(shí)輸送料量/（3.6*帶速）]。
附加阻力計(jì)算公式：?
附加阻力=1.15*（皮帶小時(shí)輸送料量*帶速）?
主要特種阻力計(jì)算公式：?
主要特種阻力=0.4*槽型系數(shù)*輸送機(jī)長(zhǎng)度*[每米長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量+皮帶小時(shí)輸送料量/（3.6*帶速）]*9.81*0.026?
其中：槽型系數(shù)的選取，30°槽角時(shí)取0.4；35°槽角時(shí)取0.43；?40°槽角時(shí)為0.5。?
附加特種阻力計(jì)算公式：?
附加特種阻力=1470*清掃器個(gè)數(shù)+帶寬（米）*1500?6、傾斜阻力計(jì)算公式：?
傾斜阻力=9.81*物料提升高度（米）*皮帶小時(shí)輸送料量/（3.6*帶速）?
根據(jù)上述分析皮帶選擇蓋茨3048_8GT_20同步帶（如圖2.6),蓋茨3048_8GT_20同步帶為適應(yīng)高性能的傳動(dòng)而開(kāi)發(fā)。同步傳動(dòng)，無(wú)速度損失，且傳動(dòng)比恒定。皮帶齒形極大的降低了運(yùn)行噪音。與帶輪齒的完美嚙合，以最小的摩擦進(jìn)入帶輪齒。
圖2.63048_8GT_20同步帶
2.2.3 帶輪的選型
同步帶傳動(dòng)是利用帶齒與帶輪齒嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力的一種新型傳動(dòng)方式，具有準(zhǔn)確的同步傳動(dòng)功能，不需要潤(rùn)滑、無(wú)滑差、無(wú)污染、噪音少；傳動(dòng)效率達(dá)0.98，速比范圍可達(dá)1：10，允許線速可達(dá)50m/s，傳動(dòng)率從幾百瓦到數(shù)百千瓦，適宜多軸傳動(dòng)。?
廣泛應(yīng)用于紡織、汽車(chē)、化纖、卷煙、造紙、印刷、化工等機(jī)械設(shè)備；近年來(lái)，采礦冶金、鋼鐵機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備需求量日漸增加。??
同步帶輪選型需注意的參數(shù)：?
(1)齒形??????
? 同步帶輪齒形可以分為英制（普通扭矩）MXL、XL、L、H以及公制（高扭矩）S2M、S3M、S4M、S5M、S8M和（普通扭矩)T5、T10
圖2.7帶輪齒形分類(lèi)圖
(2)齒數(shù)???????
齒數(shù)是同步帶輪重要參數(shù)，同步帶輪節(jié)圓直徑＝齒數(shù)×齒距/π??
(3)材質(zhì)及表面處理?
同步帶輪常用材質(zhì)為鋁合金及45＃鋼，表面處理分別為?
鋁輪：本色氧化黑色氧化；鋼輪：四氧化三鐵保護(hù)膜、無(wú)電解鍍鎳
(4)帶輪形狀
圖2.8?梯形齒同步帶、輪選型圈
圖2.9 T形齒同步帶、輪選型圖
圖2.10 HTD型（圓弧形齒）同步帶、輪選型圖
確定計(jì)算功率Pc
P0=F×V=14500×1.55=22.475kw………………………2.8
P=P0/ ?＝22.475÷0.9=24.98kw≈25kw…………………2.9
得KA=1.2
Pc=KA×P=1.2×25=30kw…………………………2.10
確定帶輪的基準(zhǔn)直徑Dd1,Dd2
主動(dòng)帶輪的最小基準(zhǔn)直徑Dd1=125mm,在從表中帶輪的基準(zhǔn)直徑系列中，取Dd1=140mm
得Dd2=i×Dd1=2.5×140=350mm
得大輪直徑為355mm
根據(jù)上述的分析與計(jì)算選擇帶輪選擇蓋茨P22_8MGT_20(如圖2.7-11)，此帶輪有一下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：能緩和載荷沖擊；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲；制造和安裝不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；過(guò)載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可以防止其他零件的損害；可增加帶長(zhǎng)一適應(yīng)中心距較大的工作條件。
圖2.11蓋茨帶輪
3 圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 起升機(jī)構(gòu)載重分析
載重主要取決于起重量Q、載荷中心距c，根據(jù)選題，已知起重量Q=40KG，按ISO/DIS1214-79標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，載荷中心距離為c=500mm,再由ISO/DIS2326-81和ISO2382-77標(biāo)準(zhǔn)，水平段受彎矩和剪力, 垂直段受彎矩和拉力, 危險(xiǎn)截面支座A以下垂直段的最大正應(yīng)力為:
式中
P——起升架的計(jì)算載荷，N；
C——標(biāo)準(zhǔn)載荷中心距，mm；
a——起升架厚度；mm；
b——起升架截面寬度，mm。
3.1.1 計(jì)算載荷P的確定
式中
Q——起重量，Q=1.8t=17640N
K1——?jiǎng)虞d荷系數(shù)，取K1=1.2；
K2——偏載荷系數(shù)，取K2=1.3.
由此得出
……………………3.1
3.1.2 安全系數(shù)n的確定
安全系數(shù)的選取, 與貨叉的計(jì)算載荷大小、動(dòng)載荷系數(shù)和偏載荷系數(shù)的選取密切相關(guān)。如果計(jì)算載荷比較準(zhǔn)確, 安全系數(shù)可以取較小數(shù)值。否則，安全系數(shù)應(yīng)取較大數(shù)值。
強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，安全系數(shù)應(yīng)滿足以下條件
其中
n——強(qiáng)度安全系數(shù)；
——材料屈服極限；
——危險(xiǎn)截面處應(yīng)力（即最大正應(yīng)力）；
注：與單位相同。
此次設(shè)計(jì)選擇安全系數(shù)為n=3。
3.3.3 計(jì)算最大正應(yīng)力
………………3.2
3.1.4 強(qiáng)度驗(yàn)算
把數(shù)據(jù)代入式3-1, 得出
……………………3.3
因?yàn)?所以滿足強(qiáng)度條件。
3.2 電機(jī)扭矩轉(zhuǎn)速分析
伺服電機(jī)有直流、交流之分，一般來(lái)說(shuō)選擇合適的伺服電機(jī)要根據(jù)機(jī)器的負(fù)載大小和速度來(lái)選。
3.2.1 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的選擇
在原則上選擇伺服電機(jī)應(yīng)該由負(fù)載條件來(lái)決定。電機(jī)軸上的負(fù)載有兩種，一種是阻尼轉(zhuǎn)矩，另一種是慣量負(fù)載。這兩種負(fù)載都需要正確地計(jì)算。
伺服電機(jī)可以控制速度，位置和精度十分準(zhǔn)確，它能把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速?gòu)亩?qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并且可以快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可以當(dāng)作執(zhí)行元件，并且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等優(yōu)點(diǎn)，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
3.2.2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
因?yàn)槊糠N機(jī)械的算法不同，所以此計(jì)算需要加到伺服電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式中。但是不管是哪種機(jī)械，都應(yīng)計(jì)算出折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。一般折算到伺服電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩可由下列公式計(jì)算:?
Tl=(F*L/2πμ)+T0……………………3.4
式中:
由角加速度公式：
………………………………3.5
式中：
——角加速度；
——角速度；
——加速時(shí)間。
…………………………3.6
………………………3.7
………………………3.8
式中：
——慣性力矩；
C0——不平衡力矩。
根據(jù)電機(jī)與中心軸的傳動(dòng)比1:N，可以估算出電機(jī)扭矩：
……………………………3.9
3.2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速分析
極數(shù)反映出電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，二極同步轉(zhuǎn)速是3000r/min，四極同步轉(zhuǎn)速是1500r/min，六極同步轉(zhuǎn)速是1000r/min,八極同步轉(zhuǎn)速是750r/min。
繞組的一來(lái)一去才能組成回路，也就是磁極對(duì)數(shù)，是成對(duì)出現(xiàn)的，極就是磁極的意思，這些繞組當(dāng)通過(guò)電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，相應(yīng)的就會(huì)有磁極。
三相交流電機(jī)每組線圈都會(huì)產(chǎn)生N、S磁極，每個(gè)電機(jī)每相含有的磁極個(gè)數(shù)就是極數(shù)。由于磁極是成對(duì)出現(xiàn)的，所以電機(jī)有二、四、六、八……極之分。
若三相交流電的頻率為50Hz,則合成磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為50r/s,即3000r/min.如果電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不止是一對(duì)磁極,進(jìn)一步分析還可以得到同步轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)磁極對(duì)數(shù)p的關(guān)系:n=60f/p.f為頻率,單位為Hz.n的單位為r/min.
ns與所接交流電的頻率 (f)、電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)(P)之間有嚴(yán)格的關(guān)系
ns＝f/P在中國(guó)，電源頻率為50赫，所以二極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，四極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，以此類(lèi)推。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于或高于其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，異步之名由此而來(lái)。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之差（稱(chēng)為轉(zhuǎn)差）通常在10％以?xún)?nèi)。由此可知，交流電機(jī)（不管是同步還是異步）的
同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速=50*頻率/ 極對(duì)數(shù)（我國(guó)工頻為40Hz),異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=（50*頻率/ 極對(duì)數(shù)）×轉(zhuǎn)差率，另外，同等功率的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速越大，輸出扭距越小。
同步電機(jī)的極數(shù)
大容量的同步電機(jī)均為轉(zhuǎn)極式，即轉(zhuǎn)子為磁極，由勵(lì)磁繞組通以直流電產(chǎn)生，而同步機(jī)的極對(duì)數(shù)就是轉(zhuǎn)子磁極的對(duì)數(shù)。八極電機(jī)就是轉(zhuǎn)子有八個(gè)磁極，2P=8,即此電機(jī)有四對(duì)磁極。一般汽輪發(fā)電機(jī)多為隱極式電機(jī)，極對(duì)數(shù)很少，一般為1、2對(duì)，而n=60f/p,所以他的轉(zhuǎn)速很高，最高可達(dá)三千轉(zhuǎn)（工頻），而水輪發(fā)電機(jī)的極數(shù)相當(dāng)多，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為凸極式，工藝比較復(fù)雜，由于他的極數(shù)很多，所以它的轉(zhuǎn)速很低，可能只有每秒幾轉(zhuǎn)！
電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率的公式：
n=60f/p………………………3.10
上式中
n——電機(jī)的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；
60——每分鐘（秒）；
f——電源頻率（赫芝）；
p——電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)。
我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)電源頻率為f=50周/秒，所以旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速的大小只與磁極對(duì)數(shù)有關(guān)。磁極對(duì)數(shù)多，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速成就低。
極對(duì)數(shù)P=1時(shí)，轉(zhuǎn)速n=3000；
極對(duì)數(shù)P=2時(shí)，轉(zhuǎn)速n=1500；
極對(duì)數(shù)P=3時(shí)，轉(zhuǎn)速n=1000；
極對(duì)數(shù)P=4時(shí)，轉(zhuǎn)速n=750；
極對(duì)數(shù)P=5時(shí)，轉(zhuǎn)速n=600
在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，根據(jù)公式n=60f/p可知：
改變頻率f就可改變轉(zhuǎn)速
降低頻率↓f，轉(zhuǎn)速就變小：即 60 f↓ / p = n↓
增加頻率↑f，轉(zhuǎn)速就加大： 即 60 f↑ / p = n↑
電機(jī)功率，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速的關(guān)系?功率=力*速度?P=F*V---公式1?
轉(zhuǎn)矩(T)=扭力(F)*作用半徑(R)?????????
推出
F=T/R……………………3.11
線速度(V)=2πR*每秒轉(zhuǎn)速(n秒)=2πR*每分轉(zhuǎn)速(n分)/60=πR*n分/30---公式3?
將公式2、3代入公式1得：?
P=F*V=T/R*πR*n分/30=π/30*T*n分-----P=功率單位W，T=轉(zhuǎn)矩單位Nm，n分=每分鐘轉(zhuǎn)速單位轉(zhuǎn)/分鐘?如果將P的單位換成KW，那么就是如下公式：?
P*1000=π/30*T*n30000/π*P=T*n30000/3.1415926*P=T*n9549.297*P?=?T?*?n
電機(jī)轉(zhuǎn)速：n=60f/p，p為電機(jī)極對(duì)數(shù)，例如四級(jí)電機(jī)的p=2；?
注：當(dāng)頻率達(dá)到50Hz時(shí)，當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定功率時(shí)，再增加頻率，它的功率時(shí)也不會(huì)再增加了，而是會(huì)保持在額定功率。??
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩在50Hz以下時(shí)，此時(shí)是與頻率以正比進(jìn)行變化；頻率達(dá)到50Hz時(shí)，電機(jī)為最大輸出功率，即額定功率；如頻率在50Hz的基礎(chǔ)上再繼續(xù)增加，此時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩與頻率會(huì)成反比變化，因?yàn)樗妮敵龉β室呀?jīng)到達(dá)最大了，如果你還要繼續(xù)增加頻率，那么套入上面的計(jì)算式分析，轉(zhuǎn)矩則會(huì)明顯會(huì)減小。
3.3 同步帶傳動(dòng)計(jì)算
3.3.1 同步帶受力情況的分析
? 張緊力:傳動(dòng)帶是將原動(dòng)機(jī)的電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)力，通過(guò)帶輪由膠帶傳導(dǎo)到機(jī)械設(shè)備上，故又稱(chēng)之為動(dòng)力帶。傳動(dòng)帶通過(guò)摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力，因此傳動(dòng)帶要調(diào)整張緊力以獲得合適的摩擦力。通過(guò)調(diào)整傳動(dòng)帶的張緊度可以調(diào)整傳動(dòng)帶和皮帶輪之間的摩擦力，傳動(dòng)帶的張緊度是靠張緊輪進(jìn)行調(diào)整的（沒(méi)張緊輪裝置就直接調(diào)整輪距）。皮帶過(guò)緊會(huì)使皮帶磨損嚴(yán)重，過(guò)松則易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，使皮帶嚴(yán)重磨損甚至燒壞。一般兩輪距離1米左右時(shí)，用手指按壓三角帶中部，應(yīng)垂直下降10-20毫米。皮帶使用中應(yīng)檢查皮帶的張緊度，并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。故控制同步帶傳動(dòng)合宜的張緊力是保證同步帶傳動(dòng)正常工作的重要條件。?
設(shè)0F為同步帶傳動(dòng)時(shí)帶的張緊力，1F、2F、F分別為帶傳動(dòng)工作時(shí)帶的緊邊拉力、松邊拉力、和有效拉力。為了保證同步帶在帶輪上齒合可靠、不跳齒，同步帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)緊邊帶的彈性伸長(zhǎng)量與松邊帶的彈性收縮量應(yīng)保持近似相等。因此，緊邊拉力的增加量應(yīng)等于松邊拉力的減少量，即?
1F-0F=0F-2F或????1F+2F=20F、0F=0.5（1F+2F）
壓軸力:壓軸力即為同步帶作用在軸上的力，是緊邊拉力與松邊拉力的矢量和，如圖3.1所示：
圖3.1同步帶的壓軸力、緊邊拉力、松邊拉力
式中：V為帶速，/ms；dP為設(shè)計(jì)功率，dAPKP=，KW；AK為工況系數(shù)，P為需傳遞的名義功率（KW）。所以壓軸力為：?
???????????? 1500FAKKPQVN??????????
對(duì)于頻繁正反裝、嚴(yán)重沖擊、緊急停機(jī)等非正常傳動(dòng)，需視具體情況修正工況系數(shù)。另外步進(jìn)電機(jī)在工作時(shí)其工作過(guò)程是“加速-勻速-減速”的過(guò)程。在勻速時(shí)，電機(jī)所受負(fù)載為工件與導(dǎo)軌的滑動(dòng)負(fù)載；電機(jī)加速時(shí)主要考慮慣性負(fù)載；如電機(jī)直接啟動(dòng)，即轉(zhuǎn)速直接從0跳到所規(guī)定的轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)的滑動(dòng)負(fù)載和慣性負(fù)載均要考慮。一般情況下電機(jī)傳遞的負(fù)載約為滑動(dòng)負(fù)載的2~3倍。所以對(duì)于頻繁正反轉(zhuǎn)、嚴(yán)重沖擊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)：同步帶需傳遞的名義功率應(yīng)是同步帶正常傳動(dòng)需傳遞的功率的2-3倍。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)即可計(jì)算出作用在步進(jìn)電機(jī)軸上的壓軸力，再根據(jù)所涉及的步進(jìn)電機(jī)由上圖表中查出電機(jī)軸的容許負(fù)載，兩相比較，只要壓軸力小于電機(jī)軸的容許懸掛負(fù)載即可。?
且從式:1500FAKKPQVN??????????????????????
式中可看出作用在電機(jī)軸上的壓軸力受所需傳遞的功率、速度以及實(shí)際傳動(dòng)情況的影響。?
在應(yīng)用中減少壓軸力的方法有：減少同步帶小帶輪的包角，即采用小帶輪帶大帶輪的形式，這樣可以減少FK值（FK<1）；在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下減少同步帶的寬度，并安裝時(shí)使同步帶離步進(jìn)電機(jī)軸的端面更遠(yuǎn)，這樣可增加電機(jī)所容許的懸掛負(fù)載。
4 工程圖設(shè)計(jì)
4.1 裝配圖設(shè)計(jì)
圖4.1齒形帶裝配圖
4.1.1 一般裝配圖技術(shù)要求:
(1)各密封件裝配前必須浸透油。?
(2)裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油加熱進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過(guò)100℃。?
(3)齒輪箱裝配后應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝規(guī)定進(jìn)行空載試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)不應(yīng)有沖擊、噪聲，溫升和(滲漏不得超過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。?
(4)齒輪裝配后，齒面的接觸斑點(diǎn)和側(cè)隙應(yīng)符合GB10095和GB11365的規(guī)定。?5.裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中。?6.進(jìn)入裝配的零件及部件（包括外購(gòu)件、外協(xié)件），均必須具有檢驗(yàn)部門(mén)的合格證方能進(jìn)行裝配。?
(10)螺釘、螺栓和螺母緊固時(shí)，嚴(yán)禁打擊或使用不合適的旋具和扳手。緊固后螺釘槽、螺母和螺釘、螺栓頭部不得損壞。?
(11)規(guī)定擰緊力矩要求的緊固件，必須采用力矩扳手，并按規(guī)定的擰緊力矩緊固。?
(12)同一零件用多件螺釘（螺栓）緊固時(shí)，各螺釘（螺栓）需交叉、對(duì)稱(chēng)、逐步、均勻擰緊。?
(13)圓錐銷(xiāo)裝配時(shí)應(yīng)與孔應(yīng)進(jìn)行涂色檢查，其接觸率不應(yīng)小于配合長(zhǎng)度的60%，并應(yīng)均勻分布。
(14)平鍵與軸上鍵槽兩側(cè)面應(yīng)均勻接觸，其配合面不得有間隙。?
(15)花鍵裝配同時(shí)接觸的齒面數(shù)不少于2/3，接觸率在鍵齒的長(zhǎng)度和高度方向不得低于50%。?
(16)滑動(dòng)配合的平鍵（或花鍵）裝配后，相配件移動(dòng)自如，不得有松緊不均現(xiàn)象。?17.粘接后應(yīng)清除流出的多余粘接劑。?
(18)軸承外圈與開(kāi)式軸承座及軸承蓋的半圓孔不準(zhǔn)有卡住現(xiàn)象。?
(19)軸承外圈與開(kāi)式軸承座及軸承蓋的半圓孔應(yīng)接觸良好，用涂色檢查時(shí)，與軸承座在對(duì)稱(chēng)于中心線120°、與軸承蓋在對(duì)稱(chēng)于中心線90°的范圍??內(nèi)應(yīng)均勻接觸。在上述范圍內(nèi)用塞尺檢查時(shí)，0.03mm的塞尺不得塞入外??圈寬度的1/3。?
(20)軸承外圈裝配后與定位端軸承蓋端面應(yīng)接觸均勻。?21.滾動(dòng)軸承裝好后用手轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活、平穩(wěn)。?
(22)上下軸瓦的結(jié)合面要緊密貼和，用0.05mm塞尺檢查不入。?
(23)用定位銷(xiāo)固定軸瓦時(shí)，應(yīng)在保證瓦口面和端面與相關(guān)軸承孔的開(kāi)合面和端面包持平齊狀態(tài)下鉆鉸、配銷(xiāo)。銷(xiāo)打入后不得松動(dòng)。?
(24)球面軸承的軸承體與軸承座應(yīng)均勻接觸，用涂色法檢查，其接觸不應(yīng)小于70%。?
(25)合金軸承襯表面成黃色時(shí)不準(zhǔn)使用，在規(guī)定的接觸角內(nèi)不準(zhǔn)有離核現(xiàn)象?，在接觸角外的離核面積不得大于非接觸區(qū)總面積的10%。?
(26)齒輪（蝸輪）基準(zhǔn)端面與軸肩（或定位套端面）應(yīng)貼合，用0.05mm塞尺檢查不入。并應(yīng)保證齒輪基準(zhǔn)端面與軸線的垂直度要求。?27.齒輪箱與蓋的結(jié)合面應(yīng)接觸良好。?
(28)組裝前嚴(yán)格檢查并清除零件加工時(shí)殘留的銳角、毛刺和異物。保證密封件裝入時(shí)不被擦傷。
4.1.2 總圖中的技術(shù)要求
(1)一般說(shuō)明設(shè)計(jì)機(jī)器的使用場(chǎng)合及機(jī)器的功能。?
(2)機(jī)器的出廠要求的總體檢驗(yàn)、試車(chē)要求。壓力容器執(zhí)行的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、起重機(jī)械執(zhí)行的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等。?
(3)機(jī)器的外觀顏色、特殊標(biāo)志。?
(4)機(jī)器的運(yùn)輸、包裝要求。?
(5)使用、維護(hù)的主要要點(diǎn)要求。?
(6)機(jī)器的主要參數(shù)。?
裝配圖中的技術(shù)要求?
裝配圖中的技術(shù)要求主要為說(shuō)明機(jī)器或部件在裝配、檢驗(yàn)、使用時(shí)應(yīng)達(dá)到的技術(shù)性能、質(zhì)量要求及運(yùn)輸、包裝要求等。主要從以下幾方面考慮：?
(1)裝配要求：裝配時(shí)要注意的事項(xiàng)及裝配后應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)等。例如，特殊的裝配方法、安裝順序、是否在配套零件上打裝配標(biāo)記、裝配間隙、精度要求、需要在裝配時(shí)應(yīng)滿足的加工要求、密封要求等。?
(2)檢驗(yàn)要求：裝配后對(duì)機(jī)器或部件進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)所要求的檢驗(yàn)方法、操作要求和達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)條件。例如氣壓試驗(yàn)、水壓試驗(yàn)、常壓撿漏、形位公差要求等。?
(3)使用要求：對(duì)機(jī)器在試車(chē)、使用、保養(yǎng)、維修時(shí)提出的要求。例如試車(chē)時(shí)間、限速要求、限溫要求、絕緣要求及等。
4.2 零件圖設(shè)計(jì)
4.2.1 一般零件圖技術(shù)要求:
(1)一般技術(shù)要求：零件去除氧化皮。零件加工表面上，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷。去除毛刺飛邊。
(2)熱處理要求：經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，HRC50～55。零件進(jìn)行高頻淬火，350～370℃回火，HRC40～45。滲碳深度0.3mm。進(jìn)行高溫時(shí)效處理。?
(3)公差要求：?
未注形狀公差應(yīng)符合GB1184-80的要求。?
未注長(zhǎng)度尺寸允許偏差±0.5mm。?
鑄件公差帶對(duì)稱(chēng)于毛坯鑄件基本尺寸配置。?
(4)零件棱角：?
未注圓角半徑R5。?
未注倒角均為2×45°,銳角倒鈍。?
(5)裝配要求：?
各密封件裝配前必須浸透油,裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油加熱進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過(guò)100℃。齒輪箱裝配后應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝規(guī)定進(jìn)行空載試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)不應(yīng)有沖擊、噪聲，溫升和滲漏不得超過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。齒輪裝配后，齒面的接觸斑點(diǎn)和側(cè)隙應(yīng)符合GB10095和GB11365的規(guī)定。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中。進(jìn)入裝配的零件及部件（包括外購(gòu)件、外協(xié)件），均必須具有檢驗(yàn)部門(mén)的合格證方能進(jìn)行裝配。螺釘、螺栓和螺母緊固時(shí)，嚴(yán)禁打擊或使用不合適的旋具和扳手。緊固后螺釘槽、螺母和螺釘、螺栓頭部不得損壞。規(guī)定擰緊力矩要求的緊固件，必須采用力矩扳手，并按規(guī)定的擰緊力矩緊固。同一零件用多件螺釘（螺栓）緊固時(shí)，各螺釘（螺栓）需交叉、對(duì)稱(chēng)、逐步、均勻擰緊。圓錐銷(xiāo)裝配時(shí)應(yīng)與孔應(yīng)進(jìn)行涂色檢查，其接觸率不應(yīng)小于配合長(zhǎng)度的60%，并應(yīng)均勻分布。平鍵與軸上鍵槽兩側(cè)面應(yīng)均勻接觸，其配合面不得有間隙?；ㄦI裝配同時(shí)接觸的齒面數(shù)不少于2/3，接觸率在鍵齒的長(zhǎng)度和高度方向不得低于50%?；瑒?dòng)配合的平鍵（或花鍵）裝配后，相配件移動(dòng)自如，不得有松緊不均現(xiàn)象。粘接后應(yīng)清除流出的多余粘接劑。軸承外圈與開(kāi)式軸承座及軸承蓋的半圓孔不準(zhǔn)有卡住現(xiàn)象。?軸承外圈與開(kāi)式軸承座及軸承蓋的半圓孔應(yīng)接觸良好，用涂色檢查時(shí)，與軸承座在對(duì)稱(chēng)于中心線120°、與軸承蓋在對(duì)稱(chēng)于中心線90°的范圍內(nèi)應(yīng)均勻接觸。在上述范圍內(nèi)用塞尺檢查時(shí)，0.03mm的塞尺不得塞入外圈寬度的1/3。
補(bǔ)焊件要求：?
補(bǔ)焊前必須將缺陷徹底清除，坡口面應(yīng)修的平整圓滑，不得有尖角存在。根據(jù)鑄鋼件缺陷情況，對(duì)補(bǔ)焊區(qū)缺陷可采用鏟挖、磨削，炭弧氣刨、氣割或機(jī)械加工等方法清除。補(bǔ)焊區(qū)及坡口周?chē)?0mm以?xún)?nèi)的粘砂、油、水、銹等臟物必須徹底清理。在補(bǔ)焊的全過(guò)程中，鑄鋼件預(yù)熱區(qū)的溫度不得低于350°C。在條件允許的情況下，盡可能在水平位置施焊。補(bǔ)焊時(shí)，焊條不應(yīng)做過(guò)大的橫向擺動(dòng)。鑄鋼件表面堆焊接時(shí)，焊道間的重疊量不得小于焊道寬度的1/3。?
鍛件要求：?
每個(gè)鋼錠的水口、冒口應(yīng)有足夠的切除量，一以保證鍛件無(wú)縮孔和嚴(yán)重的偏折。鍛件應(yīng)在有足夠能力的鍛壓機(jī)上鍛造成形，以保證鍛件內(nèi)部充分鍛透。鍛件不允許有肉眼可見(jiàn)的裂紋、折疊和其他影響使用的外觀缺陷。局部缺陷可以清除，但清理深度不得超過(guò)加工余量的75%，鍛件非加工表面上的缺陷應(yīng)清理干凈并圓滑過(guò)渡。鍛件不允許存在白點(diǎn)、內(nèi)部裂紋和殘余縮孔。?
切削加工要求：?
零件應(yīng)按工序檢查、驗(yàn)收，在前道工序檢查合格后，方可轉(zhuǎn)入下道工序。?加工后的零件不允許有毛刺。精加工后的零件擺放時(shí)不得直接放在地面上，應(yīng)采取必要的支撐、保護(hù)措施。加工面不允許有銹蛀和影響性能、壽命或外觀的磕碰、劃傷等缺陷。滾壓精加工的表面，滾壓后不得有脫皮現(xiàn)象。最終工序熱處理后的零件，表面不應(yīng)有氧化皮。經(jīng)過(guò)精加工的配合面、齒面不應(yīng)有退火、發(fā)藍(lán)、變色的現(xiàn)象。加工的螺紋表面不允許有黑皮、磕碰、亂扣和毛刺等缺陷。
4.2.2 零件圖的技術(shù)要求
零件圖中的技術(shù)要求比較多，總結(jié)一般圖中應(yīng)共有的要求如下:?
(1)未注尺寸公差要求。?
(2)未注形位公差要求。?
(3)不便再圖上用圖形或符號(hào)表達(dá)，但在制造或檢驗(yàn)時(shí)又必須保證要求。它的內(nèi)容隨不同零件、不同要求及不同加工方法而異。主要應(yīng)注明：?
(1）對(duì)材料的要求。如熱處理方法（正火、調(diào)質(zhì)、淬火）及熱處理后表面應(yīng)達(dá)到的硬度；?
(2）表面處理要求（滲碳、氰化、淡化、噴丸等）、表面涂層或鍍層（油漆、發(fā)蘭、鍍鉻、鍍鎳等）以及表面修飾（去毛刺、清砂）等；??
(3）對(duì)加工的要求。如是否需要在裝配時(shí)加工、是否與其他零件一起配合加工（如有的孔要求配鉆、配鉸）等；?
(4）指出圖中未注明的尺寸。如圓角、倒角等；?
(5）鑄造零件圖中，不允許出現(xiàn)的鑄造缺陷；焊接零件圖中特殊要求，焊條要求等；??
(6）其他特殊要求。如允許不平衡的力矩以及檢驗(yàn)、包裝、打印等要求。
結(jié)論
對(duì)圖書(shū)館AGV小車(chē)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及相關(guān)的研究，是我對(duì)大學(xué)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行整合和總結(jié)，運(yùn)用的一個(gè)嘗試，這不僅提高了我的獨(dú)立思考，動(dòng)手實(shí)踐，研究嘗新的能力，還培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作，大膽嘗試等良好的習(xí)慣。
一臺(tái)機(jī)器的完整設(shè)計(jì)是要涉及到各個(gè)方面的知識(shí)的，在大學(xué)最后這段有限的時(shí)間，迅速積累。充分準(zhǔn)備是很難的。我們只有不懈的努力，盡力的改正不足，使其盡可能完善，在許許多多的零件中，即使是最小的，哪怕是一個(gè)小小的螺釘，焊縫之類(lèi)的，如果因?yàn)閺?qiáng)度不夠，材料選取不當(dāng)，壽命比較短，結(jié)構(gòu)工藝性方面有缺陷，配合不能滿足要求。未考慮拆卸，修整問(wèn)題……最終都會(huì)使機(jī)器工作性能下降，出現(xiàn)故障甚至報(bào)廢.所以，在這方面我做的工作還是很不夠的。
另外，一臺(tái)機(jī)器真正推廣使用，還要對(duì)其成本，也即經(jīng)濟(jì)性，可行性進(jìn)行分析。還有外觀。對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)工作環(huán)境的要求，維修的技術(shù)難度，方便程度等等，所以，我的設(shè)計(jì)只能是理論上的一個(gè)嘗試。
在具體的工作中，我除了需要借助最新的信息工具-----網(wǎng)絡(luò)外，還需要查閱圖書(shū)，親身實(shí)踐，但最主要的，還是老師的指導(dǎo)。不僅僅是具體內(nèi)容上,還有思路上的，認(rèn)識(shí)問(wèn)題角度等各個(gè)方面,我都收益匪淺。4年的大學(xué)生活最終以畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束而告終。所以，我一定要加倍努力，畫(huà)一個(gè)圓滿的句號(hào)，力求在畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果上更上一層樓。
致謝
我終于在兩個(gè)月的時(shí)間里完成了這篇論文，在這段難忘的記憶里，給我的學(xué)生生涯帶來(lái)了無(wú)限的激情和收獲。在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了許多的困難和障礙，但是在同學(xué)和老師的幫助下順利度過(guò)了難關(guān)。在查找資料期間，指導(dǎo)老師給我提供了很多方面的支持與幫助，尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—化春雷老師，如果沒(méi)有他對(duì)我進(jìn)行了的指導(dǎo)和幫助，無(wú)私的幫我修改論文，就沒(méi)有我這篇論文的最終順利完成。在此，我向指導(dǎo)和幫助過(guò)我的老師表示最衷心的感謝！?
同時(shí)，我也十分感謝本論文所引用的專(zhuān)著的學(xué)者，如果沒(méi)有這些他們的研究成果的啟發(fā)和幫助，我將無(wú)法順利完成本篇論文的最終寫(xiě)作。在這里，我也十分感謝我的朋友和同學(xué)們，他們?cè)谖覍?xiě)論文的過(guò)程中幫助了我許多，也在論文的最終排版過(guò)程中提供了十分多的幫助！?
金無(wú)足赤，人無(wú)完人。由于我的知識(shí)儲(chǔ)備有限，所寫(xiě)論文難免有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)和指正！
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