帶式滾動(dòng)廣告屏整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含6張CAD圖,滾動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng),廣告,整體,總體,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),cad 摘 要: 論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡(jiǎn)易、效率高的原則，立足于帶式滾動(dòng)廣告屏整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成的基本工作如下：通過對(duì)國(guó)內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析，為裝置關(guān)鍵部件和試驗(yàn)研究等層面提供了性能依據(jù)，在經(jīng)過理論的指導(dǎo)合理的設(shè)計(jì)出機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計(jì)包括有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電機(jī)選擇，強(qiáng)度校核等，通過對(duì)各工作部件的理論分析,進(jìn)而對(duì)帶式滾動(dòng)廣告屏整體結(jié)構(gòu)和性能作出優(yōu)化設(shè)計(jì)，廣告屏在高效利用空間的前提下節(jié)省了人力，同時(shí)美化了城市容貌。 關(guān)鍵詞：廣告屏 結(jié)構(gòu) 機(jī)械裝置 Abstract: On the principle of saving materials, low cost, safe and simple, and high efficiency, the text is based on the overall structural design of the belt rolling advertising screen. The basic work is as follows: through the sampling and analysis of domestic and foreign technical investigations, the key components of the device and The experimental research and other aspects provide the performance basis. After the theoretical guidance, the structure of the mechanical device is designed reasonably. The main design includes structural design, motor selection, strength check, etc., through theoretical analysis of each working part, and then The overall structure and performance of the scrolling advertising screen are optimized, and the advertising screen saves manpower under the premise of efficient use of space, and at the same time beautifies the urban appearance. Keywords: Advertising screen Structure mechanical Device III 目錄 1 緒論 1 1.1 課題的背景及研究目的 1 1.2 研究目的 1 1.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 2 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 2 1.3.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 2 1.4主要研究?jī)?nèi)容 3 1.5 研究方法 3 2 整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 2.1傳動(dòng)方案的選擇 4 2.1.1鏈傳動(dòng)的選擇 4 2.2.2電動(dòng)機(jī)的選擇及調(diào)速方式 5 2.2 選擇電動(dòng)機(jī)類型 6 2.2.1確定電機(jī)工作時(shí)的功率 7 2.2 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) 8 2.2.1軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8 2.2.2 轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度校核 8 2.3 帶輪與皮帶的設(shè)計(jì) 9 2.3.1 內(nèi)部帶輪與皮帶的參數(shù)設(shè)計(jì) 9 2.3.2 調(diào)整帶輪與皮帶參數(shù) 12 2.4 心軸的設(shè)計(jì) 14 2.4.1 心軸的尺寸設(shè)計(jì) 14 2.4.2 心軸的強(qiáng)度校核 15 4 滾動(dòng)廣告屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 4.1 電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 4.2 電器控制系統(tǒng)的主要步驟 16 4.3 需求分析 16 4.4 I/O分配表及PLC型號(hào)選擇 18 結(jié)論 20 參考文獻(xiàn) 21 致謝 22 ii 1 緒論 1.1 課題的背景及研究目的 在當(dāng)今社會(huì)，廣告已成為一種公開的信息傳播手段。廣告已經(jīng)成為在生產(chǎn)者，經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者之間傳遞信息的重要手段。行業(yè)內(nèi)部和行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈了。過去“酒不怕巷子”的狀態(tài)消失了。在所謂的“媒體大戰(zhàn)”中，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)繼續(xù)升級(jí)，廣告持續(xù)增長(zhǎng)。滾動(dòng)廣告屏的出現(xiàn)是廣告媒體發(fā)展的結(jié)果。它也已成為最有效和最具成本效益的推廣方式。滾動(dòng)廣告屏幕在我們的生活中隨處可見。滾動(dòng)電子屏幕作為顯示信息的新興媒介進(jìn)入我們的日常生活。它由大量的LED組成?？梢酝ㄟ^LED點(diǎn)矩陣顯示數(shù)字，圖像和文本。滾動(dòng)電子廣告牌無處不在，它們?yōu)槲覀兊纳钐峁┝嗽S多便利。這也是一種直接有效的信息交流方式。當(dāng)車站嘈雜時(shí)，通過觀看滾動(dòng)廣告屏幕，我們可以清楚地知道要乘坐的車輛的運(yùn)動(dòng)。有時(shí)在購(gòu)物時(shí)會(huì)出現(xiàn)引人注目的電子廣告牌，吸引顧客以達(dá)到預(yù)期的業(yè)務(wù)效果。滾動(dòng)電子顯示廣告作為一種新型的電子動(dòng)態(tài)文本，是一種可以連續(xù)工作的信息發(fā)布媒體，并且是吸引消費(fèi)者眼球的消費(fèi)前沿。什么樣的個(gè)人和品牌公司可以使用滾動(dòng)電子顯示屏來吸引客戶，介紹產(chǎn)品，和促銷活動(dòng)，并為公司創(chuàng)造更多的財(cái)富。 1.2 研究目的 該研究的主要目的是設(shè)計(jì)一種帶式滾動(dòng)廣告屏，以更有效地利用社會(huì)資源。這種效率還為消費(fèi)者提供了更大的活動(dòng)空間。從消費(fèi)者的角度來看，我們更愿意選擇寬敞舒適的生存空間。如果我們使用技術(shù)來減少生命力，那么長(zhǎng)期生活在城市中的人們更傾向于農(nóng)村的自然生活。用科學(xué)產(chǎn)品換取每個(gè)人都期望的自然性，為什么不這樣做呢，所以我想設(shè)計(jì)一個(gè)廣告屏，它依靠電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)減速器和皮帶，以基于現(xiàn)有知識(shí)和對(duì)數(shù)據(jù)的訪問來實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)停止。由于商家通常選擇更顯眼的促銷方式，并且固定的靜態(tài)廣告屏定期更換所需的人力，物力和時(shí)間空間，因此滾動(dòng)廣告屏的設(shè)計(jì)可以減少這些資源的浪費(fèi)，不僅可以提高效率，而且可以改善資源利用率。為此主題設(shè)計(jì)的滾動(dòng)廣告屏主要是為了解決戶外廣告的需求，當(dāng)然可以根據(jù)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行修改。 1.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 Cree成立于1987年，總部位于美國(guó)加利福尼亞州。基于碳化硅（SiC），氮化鎵（GaN），硅（Si）和相關(guān)化合物的材料和設(shè)備的開發(fā)和制造。該公司的產(chǎn)品包括綠色，藍(lán)色和紫外線LED，近紫外激光器，RF和微波半導(dǎo)體器件，功率轉(zhuǎn)換器件和集成半導(dǎo)體芯片。這些產(chǎn)品的目標(biāo)應(yīng)用包括固態(tài)照明，光學(xué)存儲(chǔ)，無線基礎(chǔ)設(shè)施和電路轉(zhuǎn)換。該公司的大部分利潤(rùn)來自生產(chǎn)LED產(chǎn)品以及SiC，GaN材料，這些產(chǎn)品銷往北美，歐洲和亞洲。目前，使用460 nm LED，外部量子效率為47％。例如，在巴黎，廣告被拆分。不同的城市將有不同的景觀分區(qū)，并將根據(jù)這些分區(qū)的要求進(jìn)行廣告宣傳。他們有關(guān)于如何應(yīng)用景觀規(guī)劃要求，廣告許可和禁止廣告設(shè)置，廣告顏色以及光源使用的詳細(xì)規(guī)則。戶外廣告是景觀規(guī)劃中的重要因素。巴黎的戶外廣告特別強(qiáng)調(diào)城市環(huán)境與藝術(shù)的交匯處。戶外廣告展示位置應(yīng)與景觀特征保持一致。從這個(gè)角度來看，我們可以自我檢查一下，我們的廣告活動(dòng)似乎并沒有太多地關(guān)注文化的結(jié)合。盡管中國(guó)商人已開始實(shí)現(xiàn)文化與文化的結(jié)合，但他們大多專注于廣告本身，很少考慮廣告能否與周圍環(huán)境成功整合。這時(shí)，戶外廣告的表現(xiàn)是豐富多彩的，特別是高空球廣告和燈箱廣告的發(fā)展，使戶外廣告更具特色。這些戶外廣告與城市風(fēng)貌融為一體，并在美化城市環(huán)境中發(fā)揮作用。但是，其當(dāng)前的大多數(shù)戶外廣告廣播都是基于本地封閉系統(tǒng)，并且實(shí)時(shí)訪問廣告仍然非常少見，因此靜態(tài)廣告仍然是主流。 1.3.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 經(jīng)過幾年的發(fā)展，中國(guó)的滾動(dòng)顯示產(chǎn)業(yè)已基本形成了一批具有一定規(guī)模的重點(diǎn)企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2019年底，年銷售額超過1000萬元的企業(yè)有200多家，總銷售額約6億元，占市場(chǎng)總量的85％以上。全國(guó)有超過100家從事滾動(dòng)顯示屏的企業(yè)。年銷售近6000名員工近8億元。 2017年和2018年的增長(zhǎng)率約為40％。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，國(guó)內(nèi)滾動(dòng)顯示屏的市場(chǎng)份額接近100％，國(guó)外基本上沒有同類產(chǎn)品。第43屆世界乒乓球錦標(biāo)賽的主要場(chǎng)館是天津體育中心，京九鐵路，北京西站，首都機(jī)場(chǎng)，浦東機(jī)場(chǎng)等，均由國(guó)內(nèi)企業(yè)代表。在中標(biāo)之后，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷融合現(xiàn)代技術(shù)來創(chuàng)新廣告媒體的形式，誕生了電子廣告牌，觸摸屏和其他具有較高安全性的新型安全媒體，從而接受并推廣了城市色彩。但是，如上所述，靜態(tài)廣告仍然是主流。由于中國(guó)正處于發(fā)展的上升階段，一線城市已經(jīng)加入了智能化元素，但是剛剛發(fā)展或尚未發(fā)展的小城鎮(zhèn)仍然采用落后的廣告方式。電線桿，在墻上張貼的廣告，傳單的手動(dòng)傳遞，靜態(tài)的公告板等都不利于維護(hù)城市形象，也不利于資源的合理利用。 1.4主要研究?jī)?nèi)容 皮帶滾動(dòng)廣告電子屏幕也被稱為燈箱，原理是使用電動(dòng)滾動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫表面，以達(dá)到在一個(gè)燈箱中安裝多個(gè)圖像的效果，并增加控制照明的時(shí)間以增加視覺效果，更具代表性的是，例如新的多屏滾動(dòng)燈箱報(bào)紙專欄，它充分利用了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。首先，根據(jù)市場(chǎng)需求確定任務(wù)，然后在廣告屏幕上執(zhí)行功能分析，以提出可能的解決方案。最后，通過選擇最佳解決方案，根據(jù)實(shí)際情況選擇材料，確定尺寸，然后進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，零件設(shè)計(jì)，最后確定畢業(yè)論文。提出了帶式滾動(dòng)廣告屏的原理設(shè)計(jì)，帶式滾動(dòng)廣告屏的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，帶式滾動(dòng)廣告屏的零件圖，裝配圖，等關(guān)鍵性步驟設(shè)計(jì)。 1.5 研究方法 通過查找文獻(xiàn)和其他參考資料，研究方法主要以借助互聯(lián)網(wǎng)和其他媒介為主，通過搜集方法為主要手段，著眼于滾動(dòng)廣告屏的研究方法為主要目標(biāo)，主要方法主要分為以下幾個(gè)方面： (1) 文獻(xiàn)研究法：根據(jù)研究主題，通過搜索文檔獲取技術(shù)數(shù)據(jù)，通過以往的研究成果分析出最佳技術(shù)方案。 (2) 定量分析法：根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出技術(shù)攻關(guān)，依據(jù)工作原理制定出力學(xué)或者材料學(xué)分析論證。 (3) 模擬法：通過使用3D建模平臺(tái)組裝零件，創(chuàng)建類似的模型，然后用于研究機(jī)械模型的一些基本特征。 2 整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1傳動(dòng)方案的選擇 2.1.1鏈傳動(dòng)的選擇 傳送裝置中的驅(qū)動(dòng)力是靠電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，電動(dòng)機(jī)與主動(dòng)軸之間的距離較遠(yuǎn)，由此選定合適的傳動(dòng)方案對(duì)后面的設(shè)計(jì)尤為重要。下表為幾種常見的傳動(dòng)類型差異性對(duì)比，如表2.1所示。 表2.1幾種常見的傳動(dòng)類型 從上面的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)可以看出，同步齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)都是將電動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的理想選擇。但是，由于滾動(dòng)廣告屏的工作環(huán)境多為露天，經(jīng)常暴露在陽(yáng)光和雨水中灰塵多，工作環(huán)境惡劣。為了延長(zhǎng)滾動(dòng)廣告屏的使用壽命周期，鐵套管鏈比同步皮帶更合適。由于較大的傳動(dòng)強(qiáng)度和扭矩，為此目的使用了一組重復(fù)的鏈條。相關(guān)參數(shù)參照下表2.2所示。 表2.2套筒鏈參數(shù) ISO鏈號(hào)： 12A 外或中鏈板高度：h2max|mm 15.62 鏈條通道高度：h1min|mm 18.24 節(jié)距： p|mm 19.05 過渡鏈節(jié)尺寸①：l1min|mm 7.9 測(cè)量力|雙排： N 560 滾子直徑：d1max|mm 11.91 過渡鏈節(jié)尺寸①：l2min|mm 9.14 抗拉載荷|雙排：min|kN 62.2 內(nèi)節(jié)內(nèi)寬：b1min|mm 12.57 過渡鏈節(jié)尺寸①：c|mm 0.1 銷軸全寬|雙排：b5max|mm 49.8 銷軸直徑：d2max|mm 5.96 排距： pt|mm 22.78 內(nèi)鏈板高度：h2max|mm 18.08 套筒孔徑：d2min|mm 5.98 內(nèi)鏈節(jié)外寬：b2max|mm 17.75 外鏈節(jié)內(nèi)寬：b2min|mm 17.81 運(yùn)輸鏈負(fù)責(zé)承載運(yùn)輸廣告屏，需要較大的抗拉載荷系數(shù)，選用的是單排滾子鏈，采用中碳鋼淬火處理，硬度>40 HRC～45HRC,，相關(guān)參數(shù)見下表2.3所示。 表2.3單排滾子鏈參數(shù) ISO鏈號(hào)： 64B 外或中鏈板高度：h2max|mm 90.17 鏈條通道高度：h1min|mm 91.08 節(jié)距： p|mm 101.6 過渡鏈節(jié)尺寸①：l1min|mm 47.07 測(cè)量力|雙排： N 7960 滾子直徑：d1max|mm 62.5 過渡鏈節(jié)尺寸①：l2min|mm 47.07 抗拉載荷|單排：min|kN 1120 內(nèi)節(jié)內(nèi)寬：b1min|mm 60.96 過渡鏈節(jié)尺寸①：c|mm 0.2 銷軸全寬|單排：b5max|mm 120.9 銷軸直徑：d2max|mm 29.4 排距： pt|mm 119.89 內(nèi)鏈板高度：h2max|mm 90.17 套筒孔徑：d2min|mm 29.45 內(nèi)鏈節(jié)外寬：b2max|mm 92.02 外鏈節(jié)內(nèi)寬：b2min|mm 92.15 2.2.2電動(dòng)機(jī)的選擇及調(diào)速方式 這種調(diào)速方法是通過改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)從而達(dá)到調(diào)速目的，該方式特點(diǎn)如下： (1) 具有較優(yōu)良的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好； (2) 無轉(zhuǎn)差損耗，具有效率高優(yōu)點(diǎn)； (3) 接線較為簡(jiǎn)單、容易控制、價(jià)格相對(duì)低； 有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不易獲得平滑調(diào)速； 如圖2.1所示。 圖2.1電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法 本方法適用于不需要無級(jí)調(diào)速的機(jī)械設(shè)備，如廣告電子屏、風(fēng)機(jī)、等。 2.2 選擇電動(dòng)機(jī)類型 表2.4電動(dòng)機(jī)參數(shù) 型 號(hào) 拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（KW） 額定轉(zhuǎn)矩（N.m） 調(diào)速范圍（r/min） 轉(zhuǎn)速變化率（%） 重量（kg） CT200 4B 7.5 47.7 1250-125 <2.5 224 機(jī)座號(hào) A A/2 WB WC D E 基本尺寸 基本尺 寸 基本尺寸 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極 限 偏 差 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 200 -4B 218 159 256 50 ±15 28 +0.018 +0.002 110 ±0.42 機(jī)座號(hào) 安裝尺寸 外形尺寸 F G H K AB AC AD HD L 基本尺寸 極限 偏差 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 位置度偏差 200 -4B 10 0 -0.026 22 0 -0.2 200 0 -0.5 19 +0.42 0 1.5 410 420 225 485 860 2.2.1確定電機(jī)工作時(shí)的功率 由于大多數(shù)戶外廣告是可以根據(jù)商家提供的圖片像素或者商家的要求來制作，因此廣告布的尺寸并無需考慮太多，所以前期擬定的尺寸為900mm×1200mm，是屬于常規(guī)型尺寸，根據(jù)廣告布是0.9m×1.2m的尺寸，假設(shè)一幅廣告完整地呈現(xiàn)在人們面前需要5.0s，則廣告布的速度是V布=0.24m/s。預(yù)設(shè)心軸的直徑為30mm，則所需的轉(zhuǎn)速為：n軸≈120r/min。因?yàn)閺V告屏的體積并不大，因此預(yù)選PL120行星減速機(jī)，工作要求：軸24小時(shí)/天，一年工作365天，減速器輸出扭矩T減=150N·m，根據(jù)綜合計(jì)算減速比為8。 已知公式 P=T×n/9550 （3-1） 得減速機(jī)所需功率: P減=T減·n軸/9550 =140×120/9550=1.76kw 聯(lián)軸器效率：ηc=0.99 閉式齒輪傳動(dòng)效率：ηg=0.97 帶輪的傳動(dòng)效率：ηg＇＝0.98 一對(duì)軸承的效率：ηb=0.99 電動(dòng)機(jī)有效功率: Pd=P減/（ηcηg2ηb3） =1.73/（0.99×0.972×0.993）=1.91kw 由于額定功率大于有效功率，即Pe>Pd，選擇Pe=2.2kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為: nd=9×n軸=9×120=1180r/min 選擇型號(hào)為Y100L1-4的電動(dòng)機(jī)，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速為1420r/min。 2.2 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) 2.2.1軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決于以下因素：（1）軸葉片的類型：（2）軸力的大小及其分布;（2）軸上零件的位置，軸的性質(zhì)和固定;（4）軸承的類型，尺寸和位置;（5）加工方法，裝配方法和其他特殊軸要求?？梢钥闯觯绊戄S的結(jié)構(gòu)和尺寸的因素很多。在設(shè)計(jì)桿時(shí)，有必要綜合考慮各種因素。秸稈打包機(jī)中的主動(dòng)軸材料為碳鋼，承受拉力F=1000 N,軸上的載荷FQ=1500 N,軸的類型和尺寸如圖2.2 所示。 圖2.2 軸的類型及尺寸 2.2.2 轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度校核 45號(hào)鋼的密度ρ=7.85×103kg/m3 齒輪的體積V齒=π（mnZ1/2）2×b =3.14×(2×45/2)2×36=228.906×10-6m3 齒輪的質(zhì)量m齒=ρV齒 =7.85×103×228.906×10-6=1.7979kg 根據(jù)平衡方程： ∑FY=0, FNV1+FNV2-2m齒g=0 ∑MD=0，-m齒g×0.033-m齒g×0.069+FNV2×0.102=0 解得支座反力：FNV1=1.7998N FNV2=1.794N M1=m齒g×0.033=1.7969×0.033 =59.2977×10-3N·m M2=m齒g×0.069=1.7969×0.069 =123.9861×10-3N·m 故WL4=πd43/32-bt（d4-t）2/（2d4） =4.626×10-3m3 σca=√[M22+(αT轉(zhuǎn))2]/WL4 =√[（123.9861×10-3）2+(1×137.58)2]/4.626×10-3=29.741MPa 已知45號(hào)鋼[σ-1]=60MPa，σca＜[σ-1]，故軸能夠滿足安全要求。 2.3 帶輪與皮帶的設(shè)計(jì) 2.3.1 內(nèi)部帶輪與皮帶的參數(shù)設(shè)計(jì) 已知轉(zhuǎn)軸上的功率是P轉(zhuǎn)=1.7KW，轉(zhuǎn)速n軸=118r/min， 表2.5 其中同步帶型號(hào)的主要參數(shù) 帶型號(hào) 節(jié)距 Pb（mm） 基準(zhǔn)寬度 ba0（mm） 拉力 T（N） 質(zhì)量 （kg/m） 帶寬 ba（mm） MXL 2.032 6.4 3.0 4.8 6.4 XL 5.080 9.5 50.17 0.022 12.7 19.1 25.4 L 9.525 25.4 244.46 0.095 12.7 19.1 25.4 H 12.700 76.20 2100.85 0.448 19.1 25.4 38.1 50.8 76.2 XH 22.225 101.6 4048.90 1.484 50.8 76.2 101.6 XXH 31.750 127.0 6398.03 2.473 50.8 76.2 101.6 127.0 表2.6 帶輪最少需用齒數(shù) 帶輪轉(zhuǎn)速 （r/min） 帶型號(hào) MXL XL L H XH XXH 900以下 10 10 12 14 22 22 900-1200以下 12 10 12 16 24 24 1200-1800以下 14 12 14 18 26 26 1800-3600以下 16 12 16 20 30 - 3600-4800以下 18 15 18 22 - - 根據(jù)P轉(zhuǎn)，以及n軸查得用H型帶輪，從表3-1中可知H型帶輪的節(jié)距：Pb=12.700mm 拉力：T輪=2100.85N 質(zhì)量：m=0.448kg/m 基準(zhǔn)寬度：ba0=76.20mm 最少需用齒數(shù)是Zmin=14 載荷修正系數(shù)K=1.7 同步帶設(shè)計(jì)功率：Pd=KP轉(zhuǎn) =1.7×1.7=2.89KW 帶輪節(jié)圓直徑：d=PdZ/π =12.7×14/3.14=56.62mm 則可以計(jì)算出帶輪的角速度ω=2πdn軸/60 =2×3.14×56.62/60=699.29rad/s 兩個(gè)帶輪的中心距：a=1200mm 輔助角：φ=arcsin[(d1-d2)/(2a)] =arcsin[(56.62-56.62)/(2×1200)]=0 則皮帶的節(jié)線長(zhǎng)度：Lp=2acosφ+π(d1+d2)/2+πφ(d1-d2)/180 =2×1200×1+3.14×56.62+0=2577.79mm 同步帶齒數(shù)：Zb=Lp/Pb=2577.79/12.700=203 同步帶線速度:v=ωPbZ×10-3/(2π) =708×2.89×14×10-3/(2×3.14)=20.04m/s 計(jì)算H型同步帶的基準(zhǔn)額定功率Po： P0=(T-mv2)v/1000 =(2100.85-0.448×20.042)×20.04/1000=38.50KW 嚙合齒數(shù)Zm=Z1/2-PdZ1(Z2-Z1)/(2π2a) =14/2=7 確定實(shí)際帶寬，根據(jù)公式 P≈P0KzKw （3-6） 其中，P：帶所能傳遞的功率； Kz：嚙合系數(shù)，因?yàn)閆m＞6，故Kz=1； Kw：（ba/ba0）1.14 實(shí)際帶寬：ba≥ba0(Pd/Kz/P0)1/1.14 =76.20×(2.89/1/38.50)1/1.14=7.78mm 取標(biāo)準(zhǔn)寬度ba=19.1mm 則Kw=（19.1/76.20）1.14=0.207 驗(yàn)算： P=(KzKwT輪-ba/ba0mv2)v/1000 =(1×0.207×2100.85-19.1/76.20×0.448×20.042)×20.04/1000 =7.811KW 故P＞Pd=2.89KW。 即額定功率大于設(shè)計(jì)功率，帶的傳動(dòng)能力已經(jīng)足夠，所選參數(shù)合格。 2.3.2 帶輪與皮帶參數(shù) 考慮到轉(zhuǎn)軸安裝帶輪的軸段的直徑d4=40mm，適當(dāng)增加帶輪的齒數(shù)，令Z=22，以擴(kuò)大帶輪的節(jié)圓直徑，根據(jù)公式 d=PdZ/π （3-7） 故d=12.7×22/3.14≈89mm 根據(jù)公式 Lp=2acosφ+π(d1+d2)/2+πφ(d1-d2)/180 （3-8） 同步帶節(jié)線長(zhǎng)度Lp=2×1200×1+3.14×88.98+0=2679.40mm 根據(jù)公式 Zb=Lp/Pb （3-9） 同步帶齒數(shù)Zb=2679.40/12.7≈211 則同步帶線速度v=ωPbZ×10-3/2π =708×12.700×22×10-3/2/3.14=31.50m/s 基準(zhǔn)額定功率P0=(T-mv2)v/1000 =(2100.85-0.448×31.502)×31.50/1000=52.17KW 嚙合齒數(shù)：Zm=Z/2-PdZ1(Z2-Z1)/(2π2a) =11 Zm＞6，因此Kz=1 ba≥ba0(Pd/Kz/P0)1/1.14 =76.20×(2.89/1/52.17)1/1.14=6.03mm 取標(biāo)準(zhǔn)帶寬bm=19.1mm Kw=（ba/ba0）1.14 =（19.1/76.20）1.14=0.207 P=(KzKwT輪-ba/ba0mv2)v/1000 =(1×0.207×2100.85-19.1/76.20×0.448×31.502)×31.50/1000=10.19KW 調(diào)整結(jié)果仍然合格。 設(shè)計(jì)結(jié)果： 皮帶：選用H型同步帶，Pd=12.700mm Zb=211 Lp=2679.40mm 帶輪：Z=22，d=89mm 圖2.5 內(nèi)部傳動(dòng)同步輪 2.4 心軸的設(shè)計(jì) 2.4.1 心軸的尺寸設(shè)計(jì) 已知心軸的轉(zhuǎn)速為：n軸=118r/s，其功率為P心=1.6kw，轉(zhuǎn)矩T心=129.49N·m， 因?yàn)樾妮S與轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器銜接，因此其最小軸徑應(yīng)取dmin=30mm，由于廣告布尺寸寬900mm，為避免與軸承發(fā)生接觸摩擦，損壞廣告布，應(yīng)將此軸段兩邊預(yù)留對(duì)稱空隙設(shè)計(jì)大于等于10mm，其長(zhǎng)度L2=380mm。同時(shí)，確保軸承定位，需設(shè)置軸肩，設(shè)計(jì)尺寸如圖2.6所示。 圖2.6 心軸外形設(shè)計(jì) 2.4.2 心軸的強(qiáng)度校核 設(shè)廣告布質(zhì)量為：m布=4kg，則其在心軸上的均布載荷為： q=m布g/0.9=43.56N/m 根據(jù)平衡方程： ∑FY=0, FNV1+FNV2-m布g=0 ∑MD=0，-m布g×0.47+FNV2×0.94=0 解得支座反力：Fnv1=FNV2=19.6N 最大彎矩：Mmax=q×0.45×0.245=4.803N·m 根據(jù)第三強(qiáng)度理論校核：σca=√[M2+(αT)2]/W≤[σ-1],取α=1，軸段L2是均勻的圓軸，故根據(jù)公式 W=πd3/32 （3-10） WL2=πd23/32=5.4×10-6m3 σL2=√[Mmax2+(αT心)2]/WL2 =√[（4.803）2+(1×129.49)2]/5.4×10-6=25.00MPa σL2≤[σ-1]，故滿足強(qiáng)度要求 軸段L4有一8mm×7mm的鍵槽，故最大扭矩Tmax在軸段L4處， WL4=πd43/32-bt（d4-t）2/（2d4） =2.289×10-6m3 用第三強(qiáng)度理論校核： σL4=Tmax/WL4=129.49/2.289×10-6m3=56.571MPa σL4≤[σ-1]，故軸段L1也滿足強(qiáng)度要求。 4 滾動(dòng)廣告屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)由PLC，輸入/輸出（I / O）電路和外圍組件組成。系統(tǒng)的大小根據(jù)實(shí)際需要而定，可以大可小，圖4.1顯示了PLC端子的整體示意圖。在栗子脫殼裝置中，由于時(shí)間控制不正確，可以大大減少工作時(shí)間的浪費(fèi)。與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相比，PLC電氣控制系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)是實(shí)時(shí)性和高可靠性。由于控制器基于自動(dòng)控制串聯(lián)，因此信號(hào)處理時(shí)間間隔非常短，速度也很快。正常的處理時(shí)間可以精確到10ms至20ms。同時(shí)，PLC系統(tǒng)采用獨(dú)特的抗干擾技術(shù)，抗干擾能力非常強(qiáng)，易于使用，與機(jī)械系統(tǒng)在電源控制下相比，可編程邏輯控制系統(tǒng)（PLC）具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。具有以下顯著特征的巨大優(yōu)勢(shì)； （1） 可靠性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，接口模塊功能強(qiáng)、品種多； （2） 硬件配套較為齊全，使用方便快捷，適應(yīng)性強(qiáng)； （3） 編程方法簡(jiǎn)單、直觀； （4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)/安裝、調(diào)試工作量少； （5） 維修工作量小、維護(hù)方便，體積小、耗能低、重量輕； 4.2 電器控制系統(tǒng)的主要步驟 電氣控制系統(tǒng)主要分為以下步驟。圖4.1說明了整個(gè)PLC規(guī)模。設(shè)置控制時(shí)間后，以下兩個(gè)附加繼電器組閉合：（M35，M21，M16，M1），（常開觸點(diǎn)M27，M15和M1之一），附加繼電器接線片M54合上電氣，帶繼電器閉合Y21開路觸點(diǎn)通常被鏈接起來，以便自動(dòng)激活并鎖定Y31輸出繼電器，并打開電燈開關(guān)。需要手動(dòng)控制時(shí)，只要合上SB9按鈕，X10合上，Y21輸出繼電器被激活并自動(dòng)閉合，并且鍵處于打開狀態(tài)。到達(dá)檢入時(shí)間后，以下兩個(gè)附加繼電器組：（M35，M22，M16，M1），（M27，M17，M1）具有一組常開觸點(diǎn)閉合，M55繼電器凸耳閉合電氣并產(chǎn)生掃描周期。脈沖信號(hào)使常開觸點(diǎn)與Y21輸出線圈快速串聯(lián)斷開，Y21輸出繼電器關(guān)閉，燈熄滅。需要手動(dòng)關(guān)閉燈泡時(shí)，只需按SB10按鈕，然后合上X11，則激活附加的M203松馳調(diào)節(jié)器，并停用連接到輸出繼電器鏈的常開觸點(diǎn)，從而釋放輸出繼電器Y21。 圖4.1 PLC控制器總梯形圖 如圖4.2為 PLC終端示意圖，首先制定被控對(duì)象的的分析和描述，得到系統(tǒng)方案論證，根據(jù)電器元件和機(jī)械設(shè)備的總體分布情況，制定系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案如下所示。 (1) 設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)元件的布置圖和電氣原理繪制接線圖，然后檢查和測(cè)試相關(guān)系統(tǒng)是否正確，適當(dāng)根據(jù)各線路圖的反饋情況予以記載和改善，進(jìn)一步細(xì)致化，使整個(gè)系統(tǒng)更加完善化。 (2) 現(xiàn)場(chǎng)安裝并測(cè)試電器設(shè)備是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過一定的測(cè)試和分析，達(dá)到目標(biāo)要求，從而對(duì)設(shè)計(jì)編寫說明書等相關(guān)說明。 相關(guān)步驟圖如圖4.3所示，從圖中我們可以清晰的看出設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟情況，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)先關(guān)的步驟一步一步的進(jìn)行調(diào)試，最終能夠達(dá)到預(yù)期的效果。 圖4.2 PLC終端示意圖 圖4.3 設(shè)計(jì)主要步驟 4.3 需求分析 該控制系統(tǒng)是用來控制霓虹燈按照規(guī)定的閃光燈。輸入程序之后能夠經(jīng)過硬件發(fā)生燈的主動(dòng)閃爍，從而達(dá)到目的，在4.2中，8個(gè)字可以按照規(guī)定進(jìn)行閃爍，而且邊框燈可以一起的隔位的閃動(dòng)。 圖4.4效果分析圖 通過PLC來對(duì)霓虹燈的廣告屏操縱,它的要求：廣告畫面的8個(gè)燈發(fā)出的"明”，之后"德”，之后"格”亮一直到"用”亮，間隔一秒，全部燈亮，出現(xiàn)十秒，再反過來從"用”字到"致”字一直到"明”字順序熄滅。之后，停亮2S之后，然后從"用”之后亮起來，順序點(diǎn)亮了"用”到"明”，間隔為1秒，之后顯示達(dá)到20s。然后再?gòu)?明”到"用”一次滅燈.全部滅掉后,停止了2S,然后重新開始執(zhí)行,周而復(fù)始，廣告屏周圍流水燈有24個(gè),4個(gè)1對(duì),一共有6對(duì),每對(duì)燈之間1S可以前進(jìn)移動(dòng)一下,而且1到6之間每隔一對(duì)霓虹燈閃爍,而且1和3亮;之后2和4亮;之后3和5亮；之后4和6亮。移動(dòng)一陣時(shí)間之后,反向移動(dòng)過來,即從；6和4亮后5和3亮；之后4和2亮，然后3和1…,如此周而復(fù)始，系統(tǒng)具有單步/連續(xù)控制，白幟燈電壓，系統(tǒng)的霓虹燈和供電的電源都是220V。 4.4 I/O分配表及PLC型號(hào)選擇 按照操作要求,滾動(dòng)廣告屏幕的輸入和輸出地址編程在下表中,它的SA1是運(yùn)作的開關(guān),SA2為休止開關(guān),SAa是單步持續(xù)抉擇開關(guān),SB為步進(jìn)按鈕控制。Y0到Y(jié)7決定全部燈顯示,通過LED1到LED8虛擬顯示,則Y10到Y(jié)15操縱6對(duì)霓虹燈,這是通過LEDQ,模擬出來。在表4.1中顯示。 表4.1 模擬分析 PLC的選擇：因?yàn)槿慷际峭ㄟ^14個(gè)端口輸出的，所以它們可以通過AC，然后選擇使用FX2N-48MR-001。它的重要技術(shù)價(jià)值是：輸入繼電器共有二十四個(gè)點(diǎn)，輸出公共繼電器有二十四個(gè)點(diǎn)。電源電壓為AC100—240V50 / 60Hz。此過程由STL編寫。打開工作開關(guān)后，兩個(gè)程序一起工作，指示燈閃爍，邊緣邊框指示燈閃爍。首先，霓虹燈閃爍：按下運(yùn)行按鈕，這8個(gè)字都是基于設(shè)置的閃爍，基本上是一個(gè)定時(shí)器來控制整個(gè)過程，S20，S21，前者是正負(fù)順序的光，后者是反向的明亮而積極的順序。說到水燈的閃爍，它的形狀很多，每種明亮的形式都是一種狀態(tài)，然后有六種形式，然后再工作后，三十秒鐘后，讓正序光變成反向順序。反向順序打開30秒鐘，所有更改為正序指示燈，計(jì)數(shù)器操作30秒鐘。由于每個(gè)操作重復(fù)六秒鐘，因此三十秒鐘是五次。計(jì)數(shù)五次后，可能會(huì)出現(xiàn)正序和負(fù)序。 結(jié)論 本論文本著節(jié)省材料，成本低廉，安全簡(jiǎn)便，效率高的原則，設(shè)計(jì)了一款基于皮帶滾動(dòng)廣告屏的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?；竟ぷ魅缦拢和ㄟ^對(duì)國(guó)內(nèi)外技術(shù)調(diào)查，設(shè)備關(guān)鍵部件和實(shí)驗(yàn)研究的抽樣分析。相等的水平提供了性能基礎(chǔ)，并且在理論的指導(dǎo)下合理設(shè)計(jì)了機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)。主要設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電機(jī)選擇，強(qiáng)度檢查等，通過對(duì)每個(gè)工作部件的理論分析，然后進(jìn)行皮帶滾動(dòng)。優(yōu)化廣告屏的整體結(jié)構(gòu)和性能。廣告屏在有效利用空間的前提下節(jié)省了人力，同時(shí)美化了城市外觀。 參考文獻(xiàn) [1]蔣金偉，機(jī)電控制系統(tǒng)與機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)[J].常州輕工職業(yè)技術(shù)院,2013,(103):129-130. 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[17]Pascal Poisson.Observation and analysis of 57 lockout procedures applied to machinery in 8 sawmills[j].Safety Science,2015.02.15 致謝 這篇論文是在尹老師的指導(dǎo)下撰寫完成的，論文中定有不足之處，尚待完善，愿聆聽老師的教誨。 不積跬步無以至千里，本課程設(shè)計(jì)能夠順利完成，得益于指導(dǎo)老師尹開勤老師，本論文是在尹老師悉心的指導(dǎo)下完成的，尹老師擁有豐富的學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，在課程設(shè)計(jì)題目制定時(shí)，他首先肯定了我的研究課題，同時(shí)給了極大的勇氣，幫我具體的分析利弊使我最終選取了帶式滾動(dòng)廣告屏整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)課題，使我在研究時(shí)有了具體方向。當(dāng)論文開題后時(shí)，具體的設(shè)計(jì)不是很清楚，在老師的幫助下，我的設(shè)計(jì)有了明確的方向，初稿完成后，老師仔細(xì)檢查了我的寫作并指出了我的問題，為接下來的改進(jìn)提供了方向，在此十分感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)，才能讓我順利完成畢業(yè)論文的寫作，其次，感謝機(jī)電工程學(xué)院的全體領(lǐng)導(dǎo)和老師，在他們認(rèn)真的教導(dǎo)下，我學(xué)到了很多專業(yè)性知識(shí)，掌握了扎實(shí)的專業(yè)技能，為論文的寫作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 感謝我的同學(xué)、朋友給予我的幫助和鼓勵(lì)，使這次畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，感謝參與本論文的批閱，和對(duì)本論文提出寶貴意見的老師和領(lǐng)導(dǎo)。 26