I 摘 要 本設(shè)計(jì)是（微機(jī)主機(jī)）裝配生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線屬于手工裝配生產(chǎn)線的范疇。 在我國，手工裝配生產(chǎn)線作為一種技術(shù)含量不高的生產(chǎn)模式大量應(yīng)用于國內(nèi)各 種制造業(yè)，而且在今后相當(dāng)產(chǎn)的時(shí)間內(nèi)，這種生產(chǎn)模式仍然將繼續(xù)在國內(nèi)制造 業(yè)中發(fā)揮重要作用。 本論文的主要涉及內(nèi)容包括：生產(chǎn)線主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工位的設(shè)計(jì)，鏈 傳動(dòng)的設(shè)計(jì)等。生產(chǎn)線是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，它的發(fā)展是 由于其積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：它能部分地代替人工操作；能按照生產(chǎn) 工藝的要求， 遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸。顯著 地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化。本課題設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于（微機(jī) 主機(jī)）裝配生產(chǎn)線上，該設(shè)計(jì)的增加在一定程度上改善工人工作環(huán)境，使整個(gè) 生產(chǎn)線更人性化，更重要的是可以減少裝配中操作時(shí)間提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的 使用率。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: 手工裝配生產(chǎn)線;倍速鏈;傳動(dòng)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 technology 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 line 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 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 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(chǎn)線的特點(diǎn) 2 1.2.1 手工裝配生產(chǎn)線的優(yōu)點(diǎn) .2 1.2.2 手工裝配生產(chǎn)線的基本結(jié)構(gòu) .3 1.3 手工裝配生產(chǎn)線相關(guān)概念 3 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容 5 1.5 課題的主要技術(shù)指標(biāo) 5 第 2 章 裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計(jì) .6 2.1 裝配生產(chǎn)線的相關(guān)概念 6 2.2 工序內(nèi)容與裝配時(shí)間設(shè)計(jì) 7 2.3 裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計(jì) 8 第 3 章 裝配生產(chǎn)線總體方案設(shè)計(jì) .11 3.1 裝配生產(chǎn)線總體尺寸設(shè)計(jì) 11 3.2 主傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)選型 11 3.2.1 設(shè)計(jì)方案 .12 3.2.2 主傳動(dòng)部分電機(jī)布局設(shè)計(jì) .13 3.3 裝配生產(chǎn)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 3.4 工位設(shè)計(jì) 17 IV 3.4.1 工位的定義 .17 3.4.2 工位設(shè)置目的 .17 3.4.3 工件實(shí)現(xiàn)的功能 .17 3.4.4 設(shè)計(jì)原理 .17 第 4 章 裝配生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .21 4.1 主傳動(dòng)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 4.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 第 5 章 主傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)計(jì)算 .24 5.1 電機(jī)的計(jì)算機(jī)與選擇 24 5.2 主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 25 5.3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 26 5.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)選擇 26 5.3.2 小鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 .27 5.3.3 大鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 .30 5.3.4 倍速鏈鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 .31 結(jié) 論 .33 致 謝 .34 參考文獻(xiàn) .35 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 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 microcomputer 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 Transmission 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 3.4.4 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 motor24 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 1 第 1 章 緒論 1.1 課題的來源及意 發(fā)達(dá)國家尤其是歐美早在 20 世紀(jì) 70 年代就基本實(shí)現(xiàn)了制造自動(dòng)化,目前 制造業(yè)的自動(dòng)化已達(dá)到了非常高的水平,發(fā)展了許多典型的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。 以機(jī)器人為代表的各種自動(dòng)化專機(jī)及自動(dòng)化生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用在汽車,電子,家電, 輕工,機(jī)械制造,物流與倉儲(chǔ)等行業(yè),保證了產(chǎn)品的高質(zhì)量和生產(chǎn)的高效率,推動(dòng)了 這些行業(yè)的快速發(fā)展,提升了其制造業(yè)的技術(shù)水平與創(chuàng)新能力“。 從 20 世紀(jì) 80 年代開始，我國從國外引進(jìn)了大量的自動(dòng)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(jìn)的裝各涉及模具,專 用設(shè)各,生產(chǎn)線。但目前自動(dòng)化裝備行業(yè)的自主設(shè)計(jì)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(chǎn)線作為技術(shù)含量不高的生產(chǎn)模式大量 應(yīng)用于國內(nèi)各種制造業(yè), 目前國內(nèi)制造業(yè)相當(dāng)多的產(chǎn)品都是在這種生產(chǎn)方式下 裝配制造出來的,而且在今后相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi),這種生產(chǎn)模式仍將繼續(xù)在國內(nèi)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(chǎn)線實(shí)例。 通常在以下情況下考慮采用手工裝配生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)2: 1. 產(chǎn)品的需求量較大 圖 1-1 液晶顯示器生產(chǎn)線圖 1-2 微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線 2 2. 產(chǎn)品相同或相似 3. 產(chǎn)品的裝配過程可以分解為小的操作工序 4. 采用白動(dòng)化裝配在技術(shù)上難度較大的或成本上不經(jīng)濟(jì) （微機(jī)主機(jī)）裝配的生產(chǎn)符合上述 4 點(diǎn)特征。 行業(yè)內(nèi)手工裝配生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)主要存在的問題: 1. 該類型生產(chǎn)線很多都是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)而生產(chǎn)設(shè)計(jì)的,缺乏有效的設(shè)計(jì)規(guī)劃, 從而造成能源、材料及人力的浪費(fèi); 2. 基于以上情況,我選擇（微機(jī)主機(jī)）裝配生產(chǎn)線設(shè)計(jì)作為我的畢業(yè)研究 課題,符合現(xiàn)實(shí)需要,適應(yīng)當(dāng)前我國國情的發(fā)展。微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線的設(shè)計(jì),對(duì) 減少材料能源消耗、最大限度地節(jié)約空間資源、提高生產(chǎn)效率、改善工人工作 環(huán)境有重要意義。 1.2 手工裝配生產(chǎn)線的特點(diǎn) 1.2.1 手工裝配生產(chǎn)線的優(yōu)點(diǎn) 國內(nèi)之所以仍然大量采用手工生產(chǎn)裝配生產(chǎn)線組織生產(chǎn),主要是因?yàn)檫@種 生產(chǎn)方式具有以下特點(diǎn)2: 1. 成本低廉 可以充分利用國內(nèi)大量豐富的勞動(dòng)力資源,而且由于每一個(gè)工人長斯專門 從事某項(xiàng)或某幾項(xiàng)工序操作,工人的操作可以達(dá)到相當(dāng)熟練的水平并具有相當(dāng) 的技巧。 2. 生產(chǎn)組織靈活 能夠適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)的需要,某些多品種小批量產(chǎn)品的類型、規(guī)格 需要經(jīng)常更換,不適合組織自動(dòng)化生產(chǎn)。 3. 某些產(chǎn)品的制造過程更適合采用手工裝配生產(chǎn)線 因?yàn)槭止ぱb配生產(chǎn)線比自動(dòng)化生產(chǎn)線更容易實(shí)現(xiàn)。如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),設(shè) 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(dòng)化生產(chǎn)和人工生產(chǎn)相結(jié)合進(jìn)行的。 在實(shí)際工程中,市場(chǎng)競爭越來越激烈,用戶對(duì)產(chǎn)品的要求是質(zhì)量更高、產(chǎn)品 3 吏新周期更短、產(chǎn)品價(jià)格更低,企業(yè)追求的目標(biāo)始終是時(shí)間更短、質(zhì)量更高、 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(chǎn)品的部分或是 全部工序中,采用手工裝配生產(chǎn)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(jīng)常是白動(dòng)化生產(chǎn)和入工生產(chǎn)相結(jié)合迸行的,即使在目前設(shè) 備自動(dòng)化程度較高的企業(yè),也可能是自動(dòng)化專機(jī)、自動(dòng)化生產(chǎn)和手工裝配生產(chǎn) 線并存。 5. 手工裝配生產(chǎn)線是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制造的基礎(chǔ) 自動(dòng)化生產(chǎn)線都是在手工裝配生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,工業(yè)發(fā)達(dá)國家 早期的制造業(yè)就是大量采用了這種手工裝配生產(chǎn)線,之后 9 為了降低人工成本, 提高產(chǎn)品質(zhì)量,再在此基礎(chǔ)上逐步發(fā)展白動(dòng)化生產(chǎn)線。手工裝配生產(chǎn)線是實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)化制造的重要基礎(chǔ)。 1.2.2 手工裝配生產(chǎn)線的基本結(jié)構(gòu) 所謂手工裝配生產(chǎn)線就是在自動(dòng)化輸送裝置(如皮帶輸送線、鏈條輸送線 等)基礎(chǔ)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(gè)工作站或一個(gè)工位,完成產(chǎn)品制造裝配過程中的不同工序,當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)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(chǎn)線只完成 部分工序的裝配檢測(cè)工作,則生產(chǎn)出來的就是半成品。 1.3 手工裝配生產(chǎn)線相關(guān)概念 1. 在手工裝配生產(chǎn)線上,產(chǎn)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) 直接在輸送線上的產(chǎn)品上進(jìn)行裝配,產(chǎn)品隨輸送線一起運(yùn)動(dòng),工人隨之 移動(dòng),操作完成后工人再返回原位置; (2) 將產(chǎn)品從輸送線上取下,在輸送線旁邊的工作臺(tái)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(dá)裝配線位置后停下來重 4 新走位,由工人進(jìn)行裝配丿裝配完成后工裝板及工件再隨輸送線運(yùn)動(dòng)。 3. 工人的工作既可以坐著進(jìn)行,例如一些零件較小的小型產(chǎn)品的裝配,也 可以站立進(jìn)行,例如在大型產(chǎn)品(如轎車、電冰箱、空調(diào)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(nèi)活動(dòng),邊裝配邊隨輸送線上的產(chǎn)品 同時(shí)移動(dòng),每個(gè)工位的操作工序既可以是工序時(shí)間較長的單個(gè)工序,也可以是工 序時(shí)移動(dòng)位置直到完成裝配為止。 4. 根據(jù)工序所需要的時(shí)間長時(shí)間較短分為多個(gè)工序。 5. 每個(gè)工序的排列次序是根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程要求經(jīng)過特別設(shè)計(jì)安 排的,一般不能調(diào)換。 6. 每個(gè)工位既可以是單個(gè)工人,也可以是多個(gè)工人共同進(jìn)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(dòng)或電動(dòng)工具。 8. 在手工裝配生產(chǎn)線上,可以有少數(shù)工序是由機(jī)器自動(dòng)完成,或是在工人 的輔助下由機(jī)器完成。 9. 在生產(chǎn)線上如果大部分工序都由機(jī)器完成,只采用少數(shù)工人迸行輔助工 作,這就變成由手工裝配與自動(dòng)化裝配設(shè)各共同組成的半自動(dòng)化生產(chǎn)線。如果 全部都由機(jī)器自動(dòng)完成,就變成全自動(dòng)化生產(chǎn)線。 10. 根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,在手工裝配生產(chǎn)線上可以進(jìn)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(biāo)簽條碼、壓緊、 各種檢測(cè)、包裝等。 生產(chǎn)線就是通過輸送及其他輔助裝置,按特定的生產(chǎn)流程,將各種自動(dòng)化專 機(jī)連接成一體,通過氣動(dòng),液壓,電機(jī),傳感器和電器控制系統(tǒng)使各部分的動(dòng)作聯(lián)系 起來,使系統(tǒng)按規(guī)定的程序自動(dòng)地工作,連續(xù)、穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的特 定產(chǎn)品,這種工作機(jī)械系統(tǒng)稱為生產(chǎn)線。這樣可以大幅降低整個(gè)制造過程的所 需要的場(chǎng)地,省掉物料中轉(zhuǎn)所需要的人工,時(shí)間和設(shè)施，因而可以大幅提高生產(chǎn) 效率,降低制造成本,使產(chǎn)品質(zhì)量更容易得到保證3。 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容 論文在查閱大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,完成一套實(shí)用有效的微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線 的機(jī)械設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作,并在文中依次闡述生產(chǎn)線設(shè)各中各個(gè)重要環(huán) 節(jié)的設(shè)計(jì)過程。主要有以下內(nèi)容: 5 1. 裝配生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)同類型生產(chǎn)線進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度 以及用戶需求等各個(gè)方面的指標(biāo),確定微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線的總體布局、主傳 動(dòng)方式及主體結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)。 2. 裝配生產(chǎn)線工位的設(shè)計(jì) 1.5 課題的主要技術(shù)指標(biāo) 裝配生產(chǎn)線的類型:手 I 裝配生產(chǎn)線: 產(chǎn)品計(jì)劃年產(chǎn)量：20 萬件/年; 每年計(jì)劃工作周：50 周; 每天計(jì)劃工作時(shí)間：8 小時(shí) 2 班工作制。 6 第 2 章 裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計(jì) 2.1 裝配生產(chǎn)線的相關(guān)概念 1. 工位 生產(chǎn)線由一系列工位組成,每個(gè)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(nèi)容可能為一項(xiàng)裝配工序,也可能為多項(xiàng)工序。 2. 工藝操作時(shí)間 某一工位進(jìn)行裝配等作業(yè)時(shí)實(shí)際用于裝配作業(yè)的時(shí)間,一般用 Tsi 表示。 顯然,根據(jù)工序的內(nèi)容的不同,每個(gè)工位的工藝操作時(shí)間是不相同的。 3. 空余時(shí)間 在一定的生產(chǎn)節(jié)奏(或節(jié)拍)下,由于每一工位所需要的裝配時(shí)間不相同,大 部分工位完成工作后尚有一定的剩余時(shí)間,該時(shí)間通常稱為空余時(shí)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(jìn)行，以使整條生產(chǎn)線 di T 以相同的節(jié)奏進(jìn)行。 4. 再定位時(shí)間 再定位時(shí)間包括工人的再定位時(shí)間、工件(工裝板)的再定位時(shí)間或兩者之 和。盡管每個(gè)工位的再定位時(shí)間會(huì)有所不同,但分析時(shí)一般假設(shè)各工位上述時(shí) 間相等而且取各工位上述時(shí)間的平均值,通常用表示。 r T 5. 總裝配時(shí)間 在生產(chǎn)線上裝配產(chǎn)品的各道裝配工序時(shí)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(gè)生產(chǎn)線的節(jié)拍速度。一條生產(chǎn)線至少有一個(gè)工位為瓶 頸工位,它所需要的工作時(shí)間最長。而空余時(shí)間最短。 7. 平均生產(chǎn)效率 7 平均生產(chǎn)效率是指手工裝配生產(chǎn)線單位時(shí)間內(nèi)所能完成產(chǎn)品(或半成品)的 件數(shù),一般用 Rp表示,單位:件/h、件/min。 SH D R a p 50 其中： 平均年產(chǎn)效率,件凡 p R 口年產(chǎn)量計(jì)劃,件/年 a D 每周工作天數(shù),S 每天工作時(shí)間,Hh 8. 節(jié)拍時(shí)間 手工裝配生產(chǎn)線在穩(wěn)定生產(chǎn)前提下每生產(chǎn)一件產(chǎn)品(或半成品)所需要的時(shí) 間,一般用 Tc表示”單位: min/件、s/件。 csirdi tTTT 式中 節(jié)拍時(shí)間,min/件或 s/件 c T 各工位工藝操作時(shí)間,min/件或 s/件 i=1,2,.,n si T 再定位時(shí)間,假設(shè)各工位都相等 r T 各工位空余時(shí)間,min/件或 s/件 j=12,.n di T 工位數(shù)量n 2.2 工序內(nèi)容與裝配時(shí)間設(shè)計(jì) 我這次設(shè)計(jì)的微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線完成的主機(jī)裝配零件有:主板、電源 CPU、顯卡、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)等。另外,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,該生產(chǎn)線 應(yīng)有 6 個(gè)工位。因此,初步設(shè)計(jì)出工序內(nèi)容 i 與裝配時(shí)間。 表 1-1 裝配生產(chǎn)線工序表 工序工序內(nèi)容工序裝配時(shí)間（s）工位工位裝配時(shí)間（s） 1準(zhǔn)備機(jī)箱102017080 8 2安裝電源60 3安裝主板60260 4安裝 CUP60 5安裝內(nèi)存1020 37080 6安裝顯卡40 7安裝硬盤40 480 8安裝光驅(qū)40 9安裝軟驅(qū)40 580 10插接線路60 11安裝機(jī)箱側(cè)板30 690 再定位時(shí)間：min16. 010 sTr 2.3 裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計(jì) 1. 總裝配時(shí)間設(shè)計(jì) （1） 各工作裝配工藝時(shí)間 wc T wc 2060606020404040406030470s7.84minT 該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)規(guī)格要求：產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃 20 萬年/件，每年工作 50 周，每 天工作 7.52 小時(shí)，生產(chǎn)線的效率在 98%。 （2） 為達(dá)到年生產(chǎn)量需求的生產(chǎn)效率 件/小時(shí) a p 200000 38.10 5050 7 2 8 D R SH （3） 實(shí)際節(jié)拍時(shí)間 件 c p 6060 0.98 1.54min 38.10 T R （4） 理論上需要工人數(shù)量 wc c 7.48 5.4 1.54 T W T 9 W 取最小整數(shù) W 取 6 與畢業(yè)題目設(shè)計(jì)要求符合 （5） 瓶頸工位的工藝操作時(shí)間 1.540.161.38minT 2 該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) （1）生產(chǎn)線的平衡效率 wc b s 7.84 94.7% 6 1.38 T WT （2）生產(chǎn)線實(shí)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(chǎn)線實(shí)際需要的工人數(shù) Pwcwcwc brcbrsb 7.84 6.0 601.38 94.7% R TTT W TT 經(jīng)過計(jì)算，該（微機(jī)主機(jī)）裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計(jì)的主要參數(shù)： 總的裝配時(shí)間： wc 7.84minT 實(shí)際節(jié)拍時(shí)間：/件 c 1.54minT 實(shí)際需要工人數(shù)：W=6 人 3生產(chǎn)線節(jié)拍及尺寸確定 由以上計(jì)算和分析：該裝配生產(chǎn)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(chǎn)的需要， 故生產(chǎn)線的寬度初選 630mm；考慮次種類型的生產(chǎn)，工人一般都是站著進(jìn)行 生產(chǎn)操作，所以生產(chǎn)線的高度定為為 860mm;6 個(gè)工位的布置為了節(jié)省占地空 間，分布在生產(chǎn)線的兩側(cè)；每 2 個(gè)相鄰工位的間隔為 1300mm。若由于需求擴(kuò) 而大生產(chǎn)線的，可以采用整個(gè)生產(chǎn)線的 U 型布置。如圖 1-3 所示。 工 位 生 產(chǎn) 輸 送 線 圖 1-3 生產(chǎn)線的 U 型布置 10 第 3 章 裝配生產(chǎn)線總體方案設(shè)計(jì) 3.1 裝配生產(chǎn)線總體尺寸設(shè)計(jì) 由于本人以前沒有接觸過該類型的生產(chǎn)線，所以只能以畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)在機(jī)械 學(xué)院 IE 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)用生產(chǎn)線作為參考。初步設(shè)計(jì)整個(gè)生產(chǎn)線的總長度 為 11800mm, 6 個(gè)工位采用 2 側(cè)分布的形式，每 2 個(gè)相鄰工位間隔為 1300mm。整個(gè)生產(chǎn)線的主傳動(dòng)電機(jī)安裝在生產(chǎn)線的右側(cè)。生產(chǎn)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(chǎn)線頭部可能會(huì)接有別的 設(shè)備，諸如自動(dòng)包裝機(jī)、檢測(cè)設(shè)備等。 11 工 件 輸 送 方 向 生 產(chǎn) 線 尾 部 生 產(chǎn) 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(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線總體分布圖 3.2 主傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)選型 在實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)線的主傳動(dòng)種類很多，有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng) 等等。它們都有其優(yōu)缺點(diǎn)，也因此應(yīng)用與不同的場(chǎng)合。 3.2.1 設(shè)計(jì)方案 1. 主傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案 I 方案 1 采用的是鏈傳動(dòng)的形式。 鏈傳動(dòng)是應(yīng)用較廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。它是由鏈條和主、從動(dòng)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(yùn)動(dòng)和動(dòng)力4。 鏈傳動(dòng)是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)相比,鏈 傳動(dòng)元彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象,因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比,傳動(dòng)效率很高;作用 于軸上的徑向壓力較小;鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫及速度較 低的情況下工作。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是:在兩根平行軸間只能用于同向回轉(zhuǎn)的 運(yùn)動(dòng);運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保證恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比;磨損后易發(fā)生跳齒;工作時(shí)有噪音;不 宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用。 2, 主傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案 方案 2 采用的是帶傳動(dòng)的形式。 12 帶傳動(dòng)是由固聯(lián)于主動(dòng)軸上的帶輪(主動(dòng)輪)、固聯(lián)于從動(dòng)軸上的帶輪和緊 套在兩輪上的傳動(dòng)帶組成的。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于帶和帶輪間的 摩擦(或嚙合),便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng),并傳遞一定的動(dòng)力。如圖 3-2 所示。 帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)。 圖 3-2 帶傳動(dòng)示意圖 3 主傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案的確定 本次設(shè)計(jì)的微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線的主傳動(dòng)只需要單向、平穩(wěn)傳動(dòng),而且轉(zhuǎn) 速較低,因此對(duì)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求不高。 鏈條傳動(dòng)不需要像帶傳動(dòng)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(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫及速度較低的情 況下工作 c 另外帶傳動(dòng)還會(huì)出現(xiàn)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象。因麗綜合比較鏈傳動(dòng) 完全可以滿足設(shè)計(jì)要求。 故主傳動(dòng)方案確認(rèn)采用設(shè)計(jì)方案。 3.2.2 主傳動(dòng)部分電機(jī)布局設(shè)計(jì) 考慮到生產(chǎn)線的整體尺寸的限制,電動(dòng)機(jī)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(chǎn)線動(dòng)力部分所占尺寸,便于生產(chǎn) 線的生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝。 13 減 速 器 電 動(dòng) 機(jī) 圖 3-3 主動(dòng)力部分示意圖 3.3 裝配生產(chǎn)線輸送線類型方案選擇 生產(chǎn)線輸送類型很多,根據(jù)線型種類選取方式的不同有鏈條輸送線、帶輸 送線、輥?zhàn)虞斔途€、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(diǎn): 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(zhì)量不大的產(chǎn)品,而鏈條輸送線般用于負(fù)載較大的場(chǎng)合,而且結(jié)構(gòu)緊湊。 2. 可以在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行 由于輸送線的主要傳動(dòng)部件為輸送鏈條,與鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)類似,鏈條輸送線 可以在惡劣的環(huán)境下運(yùn)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(jìn)行的,而且鏈條輸送線的維護(hù)簡單。 3. 輸送物料靈活 4, 輸送位置準(zhǔn)確 鏈條輸送線既可以應(yīng)用于比較準(zhǔn)確的步進(jìn)輸送,也可以在生產(chǎn)線上通過專 14 門的阻擋氣缸,使工件準(zhǔn)確停留在需要的位置,而不影響鏈條的連續(xù)運(yùn)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(diǎn)2: 1. 制造成本低廉 皮帶輸送線結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低廉,在自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)中最優(yōu)先選用的連 續(xù)輸送方式。 2. 使用靈活方便 3. 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化 皮帶輸送線結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單, 目前基本上已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu),大部分元 件與器材都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化并可以通過外購獲得,這樣就可以實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)、 快速制造、低成本制造,提高企業(yè)的市場(chǎng)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?zhǔn)且环N較為特別的滾子輸送鏈條,在輸送線上鏈條的移動(dòng)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(dòng)節(jié)拍,在 所需要停留的位置停止運(yùn)動(dòng),由操作者進(jìn)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(dòng)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(dòng)鏈 9 工程上習(xí)慣稱作倍速鏈。圖 3-4 為倍速倍速鏈輸鏈結(jié) 構(gòu)圖5。 圖 3-4 倍速鏈的結(jié)構(gòu)圖 倍數(shù)鏈的性能特點(diǎn)： 1. 鏈條以低速運(yùn)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(dòng)速度，通常工件版運(yùn)行速度是鏈條運(yùn)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動(dòng)，因此可以利用它們之間可能出現(xiàn) 15 的滑差，是得當(dāng)鏈條以原有速度前進(jìn)時(shí)，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(chǎn)線或自動(dòng)化生產(chǎn)線上所需 要的特征。由于滾輪與工裝板之間為滾動(dòng)摩擦，所以對(duì)倍數(shù)鏈可以起到很好的 保護(hù)作用，或者說，盡管倍數(shù)鏈條以固定的運(yùn)動(dòng)速度連續(xù)運(yùn)行，而讓工裝板停 留在某一位置上并不會(huì)損壞鏈條，這樣就非常適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)對(duì)輸送線的要求。 3. 鏈條質(zhì)量輕，使整個(gè)輸送裝置輕便，系統(tǒng)啟動(dòng)快捷。 4. 因滾動(dòng)材質(zhì)為工程塑料，因而鏈條運(yùn)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(qiáng)度。如需要在腐蝕或潮濕的條件下使用，鏈條還可以進(jìn)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(shè)計(jì)的電腦主機(jī)裝配生產(chǎn)線設(shè)計(jì)有 6 個(gè)工位，根據(jù)生產(chǎn)需要每個(gè) 工位應(yīng)該控制工裝板及貨物的流動(dòng)，但同時(shí)還不影響整個(gè)生產(chǎn)線其它工位的物 料流動(dòng)，但同時(shí)還不影響整個(gè)生產(chǎn)線其它工位的物料流動(dòng)。方案選用的倍速 鏈條輸送方式不僅可以滿足生產(chǎn)線設(shè)計(jì)要求，還用鏈條運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低、耐 磨損、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 綜上比較后，確定方案為最終輸送線方案。 3.4 工位設(shè)計(jì) 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(shè) 備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置。 3.4.2 工位設(shè)置目的 傳送帶工作過程中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送工件的再次加工處理，需要在傳動(dòng)過 16 程中設(shè)計(jì)暫停機(jī)構(gòu)即工位，以實(shí)現(xiàn)工件的暫停，經(jīng)再次加工處理后工件仍能夠 實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)動(dòng)。 3.4.3 工件實(shí)現(xiàn)的功能 本文中工位需要實(shí)現(xiàn)的功能是：在工位傳動(dòng)系統(tǒng)的作用下，工位實(shí)現(xiàn)上 下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使工件實(shí)現(xiàn)循環(huán)“停止運(yùn)動(dòng)”。 3.4.4 設(shè)計(jì)原理 為實(shí)現(xiàn)工件的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)了工位的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，如圖所示。 構(gòu)件 1 為原動(dòng)件，它連接踏板。構(gòu)件 2 為銷軸，起到連接踏板軸與工位軸的作 用。構(gòu)件 3 連接工位軸并使其實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 （1） 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副 當(dāng)由構(gòu)件組成機(jī)構(gòu)時(shí)，需要一定的方式把各個(gè)構(gòu)件彼此連接起來。被連 接的梁構(gòu)件間仍能產(chǎn)生某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種連接顯然不是剛性的。這種由兩個(gè) 構(gòu)件直接接觸而組成的可動(dòng)的連接稱為運(yùn)動(dòng)副。而把兩構(gòu)件上能夠參加接觸而 構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副的表面稱為運(yùn)動(dòng)副元素?？梢娺\(yùn)動(dòng)副是組成機(jī)構(gòu)的基本元素之一。 圖 3-5 工位機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 1 2 3 17 運(yùn)動(dòng)副根據(jù)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的接觸情況可以分為低副和高副兩類。 高副是指兩構(gòu)件通過單一點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副，如兩個(gè)齒輪相互嚙合時(shí) 構(gòu)成高副。低副是指兩構(gòu)件通過面接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副，如平底凸輪運(yùn)動(dòng)時(shí)構(gòu)成 低副。 （2） 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 為了按照一定的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的傳遞及變換，當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件按給定的 運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，該機(jī)構(gòu)的其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)一般也都是安全確定的。 一般機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件都是和機(jī)架相連接的，對(duì)于這樣的原動(dòng)件，一般只能 給定一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。因此，為使機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù) 目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目。當(dāng)機(jī)構(gòu)不滿足這一條件時(shí)，如果機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù) 目小于機(jī)構(gòu)的自由度，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將不完全確定。如果原動(dòng)件數(shù)目大于機(jī)構(gòu)的 自由度，則導(dǎo)致機(jī)構(gòu)中嘴薄弱的環(huán)節(jié)的損壞。 綜上可知，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件為：有一個(gè)機(jī)架，自由度大于 零（即：F0） ，原動(dòng)件數(shù)目=自由度數(shù)。 （3） 虛約束 在機(jī)構(gòu)中與其他約束重復(fù)而不起限制運(yùn)動(dòng)作用的約束稱為虛約束。 機(jī)構(gòu)中的虛約束常發(fā)生在下列情況： 1) 在機(jī)構(gòu)中如果兩構(gòu)件用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接其聯(lián)接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡重合，則 該聯(lián)接將帶入 1 個(gè)虛約束。 2) 如果兩構(gòu)件在多處接觸而構(gòu)成移動(dòng)副，且移動(dòng)方向彼此平行，則 只能算一個(gè)移動(dòng)副。 如果兩構(gòu)件在多處相配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合，則只能算 一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 如果兩構(gòu)件在多處相接觸而構(gòu)成平面高副，且各接觸點(diǎn)處的公法線彼 此重合，則只能算一個(gè)平面高副。 3) 在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的過程中，若兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離始終保持不 變，則如用雙轉(zhuǎn)動(dòng)副桿將此兩點(diǎn)相聯(lián)，也將帶入1 個(gè)虛約束。 （4） 自由度 1) 自由度定義 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目（亦即為了時(shí)機(jī) 構(gòu)的位置得以確定，必須給定的獨(dú)立的廣義坐標(biāo)的數(shù)目）稱為機(jī)構(gòu)的自由度， 18 其數(shù)目常以 F 表示。 2) 自由度的計(jì)算 由機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖可知，簡圖中共有 3 個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，分別為構(gòu)件 1，2，3。3 構(gòu)件連接處，為保證運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性使用了虛約束，而在進(jìn)行自由 度計(jì)算時(shí)忽略虛約束的作用。因此，3 構(gòu)件連接處形成 2 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。此外，機(jī) 構(gòu)中還包含 1 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，1 個(gè)移動(dòng)副。根據(jù)自由度的計(jì)算公式： （3-1）F3(2) lh nPP 式中，n活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目； P1低副數(shù)目； Ph高副數(shù)目。 可知，機(jī)構(gòu)的自由度為 F=33-（24）=9-8=1 自由度數(shù)為 1，由機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件可知，此機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)， 能夠?qū)崿F(xiàn)所需求的運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)合計(jì)可靠。因此，為實(shí)現(xiàn)工位的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 其結(jié)構(gòu)采用平面連桿機(jī)構(gòu)。 19 第 4 章 裝配生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 主傳動(dòng)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖 4-1 所示主軸部分結(jié)構(gòu)圖，該生產(chǎn)線主傳動(dòng)采用鏈傳動(dòng)的方式。主軸及 其相關(guān)零部件通過布局在兩側(cè)的軸承座固定在生產(chǎn)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(dòng)軸部分分解結(jié)構(gòu)圖 如圖 4-2 所示主傳動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)圖，導(dǎo)軌通過彎板裝置與倍速鏈導(dǎo)軌相 固定，實(shí)現(xiàn)其導(dǎo)向作用。 倍 速 鏈 條 導(dǎo) 軌 倍 速 鏈 導(dǎo) 軌 圖 4-2 主傳動(dòng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圖 如圖 4-3 所示主傳動(dòng)張緊裝置結(jié)構(gòu)圖，用螺栓將該部分固定在倍速鏈內(nèi)側(cè) 導(dǎo)軌上。當(dāng)倍數(shù)鏈條需要張緊時(shí)，將張緊螺栓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)：當(dāng)倍速鏈條需要放 松時(shí)，將張緊螺栓逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)即可達(dá)到目標(biāo)的。注意在操作時(shí)，精良使兩個(gè)倍 數(shù)鏈鏈輪處在同義直線上。 20 圖 4-3 所示主傳動(dòng)張緊裝置結(jié)構(gòu)圖 4.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 總體方案確定后，再經(jīng)過以上的考慮和設(shè)計(jì)之后，總體的結(jié)構(gòu)圖基本上也 就出來了，剩下的就是設(shè)計(jì)一些合理的易于實(shí)現(xiàn)和加工的附件，把裝置的各個(gè) 件和傳送系統(tǒng)整合起來，成為一個(gè)具有主輸送和各個(gè)工位獨(dú)立控制的生產(chǎn)線。 既我所設(shè)計(jì)的微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線，總體方案圖如圖 4-3 所示。 圖 4-3 微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)圖 從上圖可以看出，微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線主要由主輸送體現(xiàn)，由工位控制生 產(chǎn)線的工作節(jié)拍，集體的設(shè)計(jì)尺寸將在后續(xù)章節(jié)中加以確定。 21 22 第 5 章 主傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)計(jì)算 工作機(jī)一般都需要靠原動(dòng)機(jī)供給一定形式的能量（絕大多數(shù)是機(jī)械能）才 能工作。但是，把原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)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(dòng)力或改變運(yùn)功狀態(tài)的傳動(dòng)裝置。其主要原因是： 1. 工作及所要求的速度，一般與原動(dòng)機(jī)的最有速度不相符合，故需要增 速或減速（實(shí)用中多為減速） 。此外，原動(dòng)機(jī)的輸出軸通常只做勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 但工作機(jī)所需要的運(yùn)動(dòng)形式卻是多種多樣的，如直線運(yùn)動(dòng)、間歇運(yùn)動(dòng)等。 2. 很多工作機(jī)都需要根據(jù)生產(chǎn)要求而進(jìn)行速度調(diào)整，但依靠調(diào)整原動(dòng)機(jī) 的速度來達(dá)到這一目的往往是不經(jīng)濟(jì)的，甚至是不可能的。 3. 在有些情況下，需要用一臺(tái)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)若干個(gè)工作速度不同的工作機(jī)。 4. 為了工作安全及維護(hù)方便，或因機(jī)器的外廓尺寸受到限制等其他因素， 有時(shí)不能把原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)直接連接在一起。 因此，傳動(dòng)裝置是大多數(shù)機(jī)器或機(jī)組的主要組成部分。實(shí)踐證明，傳動(dòng) 裝置在整臺(tái)機(jī)器的質(zhì)量和成本中占有很大的比例。機(jī)器的工作性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用 也在很大程度上取決于傳動(dòng)裝置的優(yōu)劣。因此，不斷提高傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和制 造水平就具有及其重大的意義。 23 5.1 電機(jī)的計(jì)算機(jī)與選擇 在實(shí)際生產(chǎn)過程的設(shè)計(jì)中，實(shí)際選取的電機(jī)功率要的于是設(shè)計(jì)計(jì)算功率， 以確保滿足于生產(chǎn)，所以該微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線的機(jī)電功率取 0.75KW。 1. 電機(jī)選擇 根據(jù)實(shí)際工況計(jì)算，傳送帶正常需要的功率均為，但實(shí)際生產(chǎn)線0.25KW 的設(shè)計(jì)中，選取的電機(jī)功率要大于設(shè)計(jì)計(jì)算功率，選擇電機(jī)功率為，1.1KW 電機(jī)型號(hào)為 Y90L-6，額定電壓為，同步轉(zhuǎn)速為，滿載時(shí)的1.1KW1000r / min 效率為 73.5%，功率因數(shù)。cos0.72 2. 減速器選擇 根據(jù)輸送帶實(shí)際運(yùn)動(dòng)工況選擇型減速器1，由機(jī)械設(shè)計(jì)SCWS80(25)i 手冊(cè)表可得其額定輸入功率為 1.778。額定輸出轉(zhuǎn)矩為10.2 152KWN m 減速器效率: iP nT 1 124 10047 . 1 = 式中 額定輸出轉(zhuǎn)矩，Nm 2 T i 實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)比， 額定輸出功率，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(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 主傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 24 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算2: TT 3 9550000 0.2 T P T n Wd 式中 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， T a MP 軸所受的扭矩TN m 軸的抗扭截面系數(shù)， t W 3 mm 軸的轉(zhuǎn)速，nr / min 軸的傳遞功率, PKW 計(jì)算截面處軸的直徑d 由上式可得軸的直徑查文獻(xiàn) 2 表 15-3，軸材料選 45 鋼 范圍為 T T 2545，本文中取 45 3 3 T 95500009550000 0.53 29 0.20.2 40 45 P d n 5.3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 5.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)選擇 1. 鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，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(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。鏈傳動(dòng)在制造中應(yīng)用廣泛. 其特點(diǎn)為： （1） 能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比； （2） 傳遞的功率大，且張緊力小，傳動(dòng)的效率高，一般達(dá)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(yuǎn)，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜 采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。 2. 帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，其基本組成零件為帶輪（主動(dòng)帶輪和從動(dòng) 25 帶輪）和傳動(dòng)帶。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的 軸間距和多軸間傳遞動(dòng)力，且其造價(jià)低廉、不需潤滑、維護(hù)容易，減小機(jī)器啟 動(dòng)時(shí)的沖擊，噪音小，易更換，耐磨性好等特點(diǎn)。 3. 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳 遞的功率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá) 200m/s。 齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是： （1） 效率高。在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率最高。如一級(jí) 圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá) 99%。這對(duì)大功率傳動(dòng)十分重要，因?yàn)榧词剐手?提高 1%，也有很大的經(jīng)濟(jì)意義。 （2） 結(jié)構(gòu)緊湊。在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需要的空間尺寸一 般較小。 （3） 工作可靠、壽命長。設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳 動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬 的。這對(duì)車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。 （4） 傳動(dòng)比穩(wěn)定。傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳 動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用。 但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離 過大的場(chǎng)合。 通過對(duì)以上三種傳動(dòng)系統(tǒng)的比較可以發(fā)現(xiàn)，鏈傳動(dòng)最符合本文的設(shè)計(jì)要求， 因此，本文傳動(dòng)系統(tǒng)選擇鏈傳動(dòng)。 主傳動(dòng)中鏈條的主要參數(shù)如表 5-1 所示 主傳動(dòng)中鏈條的選擇4：主要數(shù)據(jù)見表 5-1 鏈 號(hào) 節(jié) 距 排 距 滾 子 外 徑 內(nèi) 鏈 節(jié) 內(nèi) 寬 銷 軸 直 徑 套 筒 內(nèi) 徑 內(nèi)鏈 節(jié)外 寬 外鏈 節(jié)內(nèi) 寬 銷 軸 長 止 銷 端 加 長 量 鏈條 通道 高度 內(nèi)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(shè)計(jì)計(jì)算 小鏈輪齒數(shù)少，可減小外廓尺寸，但齒數(shù)過少，會(huì)增加運(yùn)動(dòng)的不均勻性和 動(dòng)載荷，鏈條在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角增大；鏈傳動(dòng)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(shù)不宜過少。為使鏈 條和鏈輪磨損均勻，鏈輪齒數(shù)應(yīng)優(yōu)先選用 17，19，21,23,25,38,57,76,95 和 114 系列。取小鏈輪齒數(shù)選 17。 鏈傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)比過大，鏈條在小鏈輪上的包角就會(huì)過小，參與嚙合的齒數(shù) 減小，每個(gè)輪齒承受的載荷增大，加速輪齒的磨損，易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象， 一般鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i 6，常取 i=23.5 之間，本文取 i=2.2。 大鏈輪齒數(shù)：，所以取2 . 2 17 2 1 2 = Z Z Z u38 2 =Z 設(shè)計(jì)功率： AZ d m 1 1.45 0.881.276KW 1 K K PP K 查文獻(xiàn) 2 表 9-6；查文獻(xiàn) 2 圖 9-13；查文獻(xiàn) 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(xiàn) 2 表 9-7，取=0.24849 a K 85.38124849 . 0 )38-17-882(7 . 2=a 實(shí)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(zhuǎn)動(dòng)。 1 小鏈輪的基本參數(shù)和尺寸 鏈輪齒數(shù)：Z=17 配用鏈條參數(shù)：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 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=hl 28 83.2632.106 . 26 . 2 min =hl 所以取29l 齒側(cè)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(nèi)鏈板高度 1 h 輪轂直徑： Hk 2292 10.3249.6550ddh 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 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 1 . 0(=Pba 倒角深： 35. 6 7 . 125 . 05 . 0=Ph 29 5.3.3 大鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 大鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸 鏈輪齒數(shù)：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 . 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(cè)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：74.6887.16235h2dd kh =+=+= 5.3.4 倍速鏈鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 倍速鏈鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 30 鏈輪齒數(shù)：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 dcosL 1x = 31 結(jié) 論 微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線是當(dāng)前我國手工裝配生產(chǎn)的主要形式，對(duì)其進(jìn)行研究 是十分必要的。論文在參考查閱大量的相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)微機(jī)主機(jī)裝 配生產(chǎn)線進(jìn)行了深入的研究，主要完成了如下工作： (1) 微機(jī)主機(jī)裝配生產(chǎn)線的總體結(jié)構(gòu)的研究 綜合生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍方面因素，在參照和對(duì)比實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中同類設(shè)備的基礎(chǔ) 上，完成了該生產(chǎn)線的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 (2) 各工位升降系統(tǒng)的研究 采取滾珠絲杠提升驅(qū)動(dòng)形式作為升降系統(tǒng)的提升形式，對(duì)提升能力進(jìn)行了 驗(yàn)算，選用變頻變壓調(diào)速電機(jī)作為提升系統(tǒng)的電機(jī)，并完成了升降系統(tǒng)的安全 機(jī)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)。 (3) 工位水平橫移系統(tǒng)的研究 選取齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為該生產(chǎn)線的水平橫移機(jī)構(gòu)，根據(jù)微機(jī)主機(jī)的正常實(shí) 際尺寸，設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線寬度、載物板的具體結(jié)構(gòu)。然后由此為尺寸參考，完成 了水平橫移機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 32 致 謝 本設(shè)計(jì)是在黑龍江科技學(xué)院機(jī)制專業(yè)老師的悉心指導(dǎo)下完成的。我學(xué)院教 師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，豐富的專業(yè)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，平易近人的優(yōu)秀品質(zhì)，對(duì) 我產(chǎn)生了良好而深遠(yuǎn)的影響。 在設(shè)計(jì)進(jìn)行期間，得到指導(dǎo)老師耿雷老師的大力支持和幫助，他不僅在學(xué) 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(guān)懷，使我順利的完成了設(shè)計(jì)，尤其是耿老師工作勤勤懇懇，兢兢業(yè)業(yè)， 從不計(jì)較個(gè)人得失的高尚品質(zhì)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(shè)計(jì)期間曾給予我?guī)椭睦蠋?，同學(xué)們表示最真誠的 感謝。 33 參考文獻(xiàn) 1 葉懷珍現(xiàn)代物流學(xué)M高等教育出版社，2006.8 2 李紹炎自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)線M清華大學(xué)出版社，2007, 2 3 淮良貴，紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計(jì)M第二