標(biāo)簽機自動上料裝置設(shè)計,標(biāo)簽機,自動,裝置,設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 標(biāo)簽機自動上料裝置設(shè)計 125011137 常志彬 機械工程系 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 系 部： 韓海軍 機械設(shè)計制造及其自動化 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 二零一四年 六 月 誠信聲明 本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 本人簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目： 標(biāo)簽機自動上料裝置設(shè)計 系部： 機械工程系專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)號： 125011137 學(xué)生： 常志彬 指導(dǎo)教師（含職稱）： 韓海軍 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 趙躍文 1．設(shè)計的主要任務(wù)及目標(biāo) 本課題旨在通過研究標(biāo)簽機自動上料裝置的構(gòu)成，特點以及作用原理。分析打火機貼標(biāo)過程，來完成其自動上料裝置設(shè)計。以達到提高生產(chǎn)效率的目的。 2．設(shè)計的基本要求和內(nèi)容 1、設(shè)計標(biāo)簽機卸料裝置 2、設(shè)計標(biāo)簽機自動送料裝置 3、編寫說明書 3．主要參考文獻 【1】 楊敏君，自動沖床高精度送料裝置［J］，機械工藝師，1997. 【2】 周明晰，通用型自動送料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動分析［J］，機械制造與自動化，2001. 【3】 機電一體化技術(shù)手冊編委會編9機電一體化技術(shù)手冊［L］，北京：機械工業(yè)出版社，1994. 【4】 楊可楨,程光蘊 機械設(shè)計基礎(chǔ) 北京:高等教育出版社,1981. 【5】 季曉明$快速橫桿式（Speed BAR）自動化輸送系統(tǒng)[J],機械工人,2005. 4．進度安排 設(shè)計各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料，完成開題。 2014-3-03至3-11 2 開始連接油路。 2014-3-17至4-30 3 分析觀察得出結(jié)論并進行分析 2014-5-01至5-11 4 整理畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯 2014-5-12至5-31 標(biāo)簽機自動上料裝置設(shè)計 摘要：隨著工業(yè)的強勢發(fā)展，市場競爭的日益激烈，高效率，低成本，高速化的生產(chǎn)已漸漸成為各個廠家競相追求的目標(biāo)之一。針對目前打火機生產(chǎn)過程中，打火機貼標(biāo)機的上料采用的是手工上料，其勞動強度高，生產(chǎn)效率低等不足之處，而設(shè)計打火機貼標(biāo)機的自動上料裝置。本自動裝置包括傳送裝置和卸料裝置兩個部分，靠傳送帶與打火機之間的打滑來定位，通過擋板，下料槽及卸料裝置的相互協(xié)作來完成自動上料。它能很好的完成打火機貼標(biāo)機的自動上料，且具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，工作穩(wěn)定可靠等特點，廣泛應(yīng)用于打火機的生產(chǎn)過程中，對于提高生產(chǎn)過程的機械自動化程度及企業(yè)的經(jīng)濟效益具有很重要的作用。 關(guān)鍵詞：貼標(biāo)機，自動上料裝置，機械自動化 Abstract：As the development of industry and the increasingly drastic competition, high efficiency, low cost and high speed in produce have been one of the aims for every plant mutual pursuing. Aim at many disadvantages, such as high intensity, low efficiency and so on for the currently manual feeding in producing the lighters, I designed the device of automatic feeding for tagging machine of lighter. The device is consisted of the convection equipment and the discharging equipment. It can get orientation by the skidding between the carrying strap and the lighters. And it achieves automatic feeding by the reciprocity among the baffle, the taking trough and the discharging equipment. The device can fulfill the automatic feeding for tagging machine of lighter well, and it is applied broadly in the process of producing the lighters for its brief structure, convenient manipulation and steady working. It will play a very important part in improving the degree of the mechanical automatization and the economical profits. Keywords: Lighter; Labeler ;The device of automatic; The mechanical automation 目 錄 1.前言 1 1．1我國機械自動化技術(shù)發(fā)展 1 1．2本設(shè)計內(nèi)容的提出及研究的意義 2 1.2.1設(shè)計內(nèi)容的提出 2 1.2.2自動上料裝置研究的意義 3 2.整體設(shè)計及方案選擇 4 2.1擬定設(shè)計方案 4 2.2方案的選擇 6 3.卸料裝置的設(shè)計 7 3.1曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計 7 3.1.1確定曲柄滑塊機構(gòu)的運動規(guī)律 7 3.1.2曲柄滑塊機構(gòu)的各部件結(jié)構(gòu)尺寸 7 3.1.3確定曲柄滑塊機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 8 3.2電機的選擇 9 3.2.1種類的選擇 9 3.2.2規(guī)格的選擇 9 3.3卸料裝置的調(diào)速機構(gòu) 10 3.4卸料裝置其它零部件的設(shè)計 10 3.5卸料裝置整體結(jié)構(gòu)的布局與安裝 12 4送料裝置的設(shè)計 13 4.1傳送裝置的設(shè)計 13 4.1.1傳送帶的設(shè)計 13 4.1.2帶輪的設(shè)計 14 4.1.3 傳送電機的選擇 15 4.1.4 減速裝置的設(shè)計 15 4.1.5擋板的設(shè)計 16 4.1.6其它標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 16 4.1.7傳送裝置的結(jié)構(gòu)與安裝 17 4.2下料槽的設(shè)計 17 5自動送料裝置 19 5.1自動上料裝置的總體結(jié)構(gòu) 19 5.2自動上料裝置的支撐 19 5.3自動上料裝置的工作原理 20 5.4自動上料裝置安裝及使用應(yīng)注意的事項 21 總結(jié) 22 致謝 24 I 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 III 1.前言 隨著工業(yè)的強勢發(fā)展，市場競爭的日益激烈，高效率，低成本，高速化的生產(chǎn)已漸漸成為各個廠家競相追求的目標(biāo)之一?？墒乾F(xiàn)在有許多廠還是那種勞動密集型的，生產(chǎn)效率低，成本高，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)設(shè)備嚴(yán)重阻礙了自身的發(fā)展。因此，提高生產(chǎn)過程的機械自動化程度已成為企業(yè)發(fā)展的新方向。 1．1我國機械自動化技術(shù)發(fā)展 自動化技術(shù)是本世紀(jì)以來發(fā)展極迅速和影響極大的科學(xué)技術(shù)之一?，F(xiàn)代自動化技術(shù)是一種完全新型的生產(chǎn)力，是直接創(chuàng)造社會財富的主要手段之一，對人類的生產(chǎn)活動和物質(zhì)文明起著極大的推動作用。因此，自動化技術(shù)受到世界各國的廣泛重視和越來越多的應(yīng)用。 機械自動化，主要是指在機械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)，實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術(shù)水準(zhǔn)，不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟各部門的技術(shù)進步有很大的直接影響。因此，發(fā)展我國的機械制造業(yè)自動化技術(shù)，符合我國社會主義的基本原則，符合我國現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律。 如何發(fā)展我國的機械自動化技術(shù)呢！首先必須結(jié)合我國國情，發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)。國內(nèi)外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們，實現(xiàn)機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當(dāng)機器的操作采用自動控制器后，生產(chǎn)方式才從機械化逐步過渡到機械控制（傳統(tǒng)）自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。只有建立了自動化工廠后，生產(chǎn)過程才能全盤自動化，才能使生產(chǎn)率全面提高，達到自動化的高級理想階段。我國作為一個發(fā)展中國家，考慮一切生產(chǎn)技術(shù)問題時的前提必須是適用。我國消化吸收國外柔性制造系統(tǒng)（Pseudo-FMS），是要在確保必要的生產(chǎn)柔性的前提下，優(yōu)化人機界面，不過分追求自動化，盡可能建立較為完善的信息系統(tǒng)，充分發(fā)展計算機管理的效益。系統(tǒng)中先進的自動化裝備和普通設(shè)備并存，系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)允許人工干預(yù)。這是一個典型的結(jié)合國情、實施適用先進方針的自動化技術(shù)解決方案。 跟蹤國外先進技術(shù)發(fā)展，結(jié)合實際地研制、推廣和發(fā)展適合我國國情的CIMS技術(shù)是必要的。我國目前應(yīng)在消化吸收、融匯貫通國際上有用的自動化技術(shù)理論的基礎(chǔ)上，努力做到從我國機械制造業(yè)的實際情況出發(fā)，發(fā)展創(chuàng)新，形成有國情特征的發(fā)展自動化技術(shù)理論和學(xué)說，進行圍繞計算機技術(shù)的柔性自動化技術(shù)開發(fā)研究，以適用為前提，急需什么就解決什么的企業(yè)應(yīng)用項目，取得實踐經(jīng)驗再推廣應(yīng)用。 其次，結(jié)合生產(chǎn)實際，注重發(fā)展實用機械自動化技術(shù)。先進制造技術(shù)的全部真諦在于應(yīng)用。發(fā)展機械自動化技術(shù)，應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實際需要及具體條件為導(dǎo)向。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動化方式進行生產(chǎn)，才能收到良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法，全年生產(chǎn)任務(wù)只需１～２個月就完成的低負(fù)荷率生產(chǎn)也要搞的傾向應(yīng)當(dāng)糾正，對國民經(jīng)濟不產(chǎn)生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益，而不單純是速度。 最后，抓好基礎(chǔ)，注重配套發(fā)展機械自動化技術(shù)?，F(xiàn)代自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用就是在控制理論的指導(dǎo)下，對生產(chǎn)的物流和人的作用進行綜合的研究，涉及到機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制理論和計算機技術(shù)等。組織好機械自動化技術(shù)的引進、消化、吸收和開發(fā)工作，加強機械自動化中具有共性的基礎(chǔ)技術(shù)研究、開發(fā)的基礎(chǔ)建設(shè)，以及機械制造業(yè)的生產(chǎn)工藝現(xiàn)代化、生產(chǎn)過程的基本工序自動化、輔助工序自動化等的研究。 我國機械制造業(yè)發(fā)展應(yīng)用自動化技術(shù)，不但要起點高，瞄準(zhǔn)世界先進水準(zhǔn)，包括國際領(lǐng)域內(nèi)已展露鋒芒的某些新技術(shù)，而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術(shù)，堅持提高與普及相結(jié)合的方針，我國的機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。在我國完成無人化的工廠將恐怕不是機械制造業(yè)的主要發(fā)展模式，也不是機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用當(dāng)務(wù)之急的事。這就是中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。 1．2本設(shè)計內(nèi)容的提出及研究的意義 1.2.1設(shè)計內(nèi)容的提出 現(xiàn)在在包裝廠里很很多工序采用的都是人工操作，生產(chǎn)效率低，勞動強度大,成本相對較高，且很不利于公司的發(fā)展。本課題根據(jù)某打火機廠家的實際生產(chǎn)過程，為解決商品貼標(biāo)機前的上料過程中所存在的實際問題，而設(shè)計的一個解決實際生產(chǎn)需要的裝置。下面是打火機在貼標(biāo)前，人工將打火機上到傳送帶上的圖片，其上料過程 圖1.1 打火機貼標(biāo)機的人工上料 是人工把盒上一排打火機先拿出來，然后放在傳送帶前的導(dǎo)料槽內(nèi)，而使打火機一個個被送到傳送帶上的。要求每分鐘上料至少200個，速度比較快，用人去上料既吃力，又速度太慢。為了解決這一問題，可通過設(shè)計一套自動上料裝置，自動的將打火機從盒上卸下，并送到傳送帶上，從而提出了打火機自動上料裝置的設(shè)計，以解決生產(chǎn)過程的實際問題，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。 1.2.2自動上料裝置研究的意義 本打火機自動上料裝置的設(shè)計成功，投入生產(chǎn)后，那么將極大的提高打火機的生產(chǎn)效率，降低工人勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約成本，增強整個公司的技術(shù)實力和科技含量，有利于公司的長遠發(fā)展。自動上料裝置是全廠自動化系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)之一，對于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益具有重要的作用。 2.整體設(shè)計及方案選擇 2.1擬定設(shè)計方案 打火機在上傳送帶之前是裝在一個邊長為122mm的正方形盒子上的（圖2.1），且打火機是一個一個裝在盒上的，中間由一塑料薄片隔開的，每一盒裝50個，每橫排5個，每豎排10個，打火機連同盒子的高度為82mm。要完成打火機的自動上料，首先必須先設(shè)計一個裝置，把打火機從盒上卸下來，然后才能把打火機一個一個有規(guī)律送到傳送帶上去完成下一道工序貼標(biāo)（圖2.2）。 圖2.1 裝盒的打火機 圖2.2 打火機的貼標(biāo) 從上可知本打火機自動上料裝置的基本設(shè)計思維為：設(shè)計一卸料裝置把打火機從盒上取出來，并使打火機落向規(guī)定的導(dǎo)槽內(nèi)，通過導(dǎo)槽的導(dǎo)向作用使打火機落在傳送帶上以達到自動上料的目的?；驹O(shè)計方法是先把一盒打火機翻轉(zhuǎn)90°，使打火機有金屬的那一頭朝向外，然后設(shè)計一推桿把一排（10個）打火機從盒中推出來，正好落下規(guī)定的下料槽口內(nèi)。推桿的位置固定不變，通過設(shè)計另一機構(gòu)把整盒打火機的下一排移到推桿的固定位置，推桿又把這一排推下導(dǎo)向槽內(nèi)，如此不斷循環(huán)來完成自動上料。下面設(shè)計了兩種方案來完成這一過程： 方案A： 如下打火機貼標(biāo)機自動上料裝置的運動原理圖（圖2.3） 1異步電動機 2傳動輪 3 擋板 4下料槽 5傳送帶 6推桿 7連桿 8曲柄 9步進電機 圖2.3 自動上料裝置的工作原理圖 兩執(zhí)行元件（傳送帶5和推桿6）分別由兩電動機1和9來帶動，一電機給傳送帶提供動力，把整盒打火機送到推桿處。傳送帶兩邊有擋板3，用來控制其準(zhǔn)確傳送的方向及防止由于震動而使打火機從盒上掉下來。另一電機帶動一曲柄滑塊機構(gòu)帶動推桿來回運動把打火機從盒上推向下料槽4內(nèi)，并靠自重往下掉。如何準(zhǔn)確的使盒上的每一排打火機達到推桿的位置，這靠擋在前面的下料槽上的定位擋板和摩擦力來確定。定位擋板上留有一間隙正好只允許盒子通過，打火機靠在擋板上起一個定位的作用，傳送帶把打火機送到擋板的位置時，只有當(dāng)推桿把這一排打火機推下導(dǎo)向槽內(nèi)，它才能繼續(xù)把盒上的下一排打火機送到推桿的位置，來完成下一次的上料，否則打火機在傳送帶上通過克服摩擦力而打滑，不再前進，以等待推桿的動作。每一盒上的打火機上料完畢后，盒通過檔板的間隙自動傳出去，落在固定的地方。 方案B 設(shè)計一槽輪機構(gòu)帶動工作臺做往復(fù)間歇運動，工作臺上有一夾緊裝置，可夾住一盒打火機。槽輪機構(gòu)由電機提供動力源。卸料裝置仍由步進電機帶動曲柄滑塊機構(gòu)，使推桿把打火機從盒上卸下來。設(shè)計一檢測裝置來檢測打火機的位置 ，并通過位置傳感器把打火機的位置信號轉(zhuǎn)化為脈沖信號傳給步進電機，以脈沖信號來控制步進電機轉(zhuǎn)動，從而控制推桿的運動，使推桿準(zhǔn)確及時的完成卸料動作。其工作原理方框圖如下圖2.4 圖2.4 自動上料裝置的方框圖 2.2方案的選擇 打火機自動送料裝置應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，方便實用，結(jié)構(gòu)緊湊。從上兩種方案中我們會明顯的看出，A方案的結(jié)構(gòu)將會明顯的比B方案簡單的多。A方案只用了一曲柄滑塊機構(gòu)和一傳送帶，并直接靠摩擦力和擋板來定位，設(shè)計比較簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，又方便實用。而B方案需要曲柄滑塊機構(gòu)，槽輪機構(gòu)，檢測裝置，并且還須夾緊，這就使設(shè)計結(jié)構(gòu)變的更復(fù)雜，在設(shè)計過程中會出現(xiàn)很多A方案所不會出現(xiàn)的問題，且成本也會相對高一些。所以本設(shè)計采用A方案。 3.卸料裝置的設(shè)計 打火機裝在盒上，一盒為50個，要自動的把它有規(guī)律的送到傳送帶上，這首先必須把它從盒上卸下來，這就需要一個卸料的裝置。本設(shè)計采用曲柄滑塊結(jié)構(gòu)來完成卸料的工作如下圖3.1，通過步進電機帶動曲柄轉(zhuǎn)動，曲柄帶動滑塊有規(guī)律的往復(fù)直線運動，曲柄每轉(zhuǎn)一圈，連桿帶動滑塊推動推桿前進，同時把一排打火機（10個）推向下料口?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)步進電機的轉(zhuǎn)速來控制下料的速度。 圖3.1 曲柄滑塊機構(gòu) 3.1曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計 3.1.1確定曲柄滑塊機構(gòu)的運動規(guī)律 打火機自動上料裝置要求上料速度為每分200～300個，推桿每來回動作一次就會把盒上的一排10個打火機推向下料口，曲柄轉(zhuǎn)一圈。這要求曲柄的轉(zhuǎn)速為：V= 200/10～300/10= 20～30 r/min，推桿在推的過程中要求其運動平穩(wěn)，打火機掉下下料口所需的最大距離為70mm，則滑塊的最大行程S為70mm。這可使曲柄做等速圓周運動。 3.1.2曲柄滑塊機構(gòu)的各部件結(jié)構(gòu)尺寸 滑塊所要求的最大行程為70mm，由于曲柄是做圓周運動，為滿足滑塊的要求則曲柄的長度L1=70/2=35mm . 在四桿機構(gòu)中傳動角的大小，直接影響機構(gòu)傳力性質(zhì)的好壞及各構(gòu)件的尺寸。機構(gòu)運轉(zhuǎn)中其最小傳動角（圖3.2）的容許值由機構(gòu)的受力情況、運動副間隙的大小、摩擦速度等因素決定。在本卸料裝置中，曲柄滑塊的主要作用是把打火機從盒上推下，并不需要很大的力，且其傳動速度比較慢，所以其最小傳動角只要不小于40°，就能滿足機構(gòu)的要求。由此可得連桿的長度L2： L2≥L1/cos40°=35/cos40° =45.7 由于曲柄1是做圓周運動，連桿2的長度L2≥2L1，取連桿的長度為90mm. 1滑塊 2連桿 3曲柄 圖3.2 曲柄滑塊機構(gòu) 3.1.3確定曲柄滑塊機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 機構(gòu)的設(shè)計必須結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，傳動性能好。主動件曲柄做圓周運動，步進電機通過軸帶動曲柄轉(zhuǎn)動，從而使曲柄做圓周運動。連桿活動連接在曲柄上，并可繞這點轉(zhuǎn)動。通過連桿帶動滑塊移動，滑塊被限制在導(dǎo)軌內(nèi)，只能做軸向直線運動，導(dǎo)軌的長度要求大于70mm，取導(dǎo)軌長度為110mm。且導(dǎo)軌與滑塊都做成梯形結(jié)構(gòu)，使它們相配合，以固定滑塊的滑動方向，滑塊沿導(dǎo)軌做軸向移動。 3.2電機的選擇 3.2.1種類的選擇 由于此卸料裝置的傳動要求滾輪的速度很慢且又要求電機能方便簡單實行調(diào)速，要求調(diào)速范圍為18r/min～30r/min,且滑塊推動推桿所需的力也不是很大，因此對電機的要求并不是很高，只要選用那種能滿足在這樣低速下穩(wěn)定運行且又能很好調(diào)速的電機既可。而步進電機是根據(jù)組合電磁鐵的理論設(shè)計的，是一種把電脈沖信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直線運動，并用電脈沖信號進行控制的特殊運行方式的同步電動機。它能到達很慢的速度，且能保證精確的位移。 因此本卸料裝置可選用反應(yīng)式步進電機。 3.2.2規(guī)格的選擇 （1）步距角的選擇 本裝置對負(fù)載的位移精度要求不高，只要求步進電機能平穩(wěn)連續(xù)的轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)一圈，帶動滾輪轉(zhuǎn)動，而使推桿完成一次來回行程的運動，把打火機推向下料口。可選步距角為1.5度/3度（三相） （2）最大靜力矩的確定 此曲柄滑塊機構(gòu)的作用只是去推打火機，只要有足夠大的功率就可到達要求。而打火機所需推動的最大距離為70mm,即滾輪的直徑為70mm,則負(fù)載所容許的轉(zhuǎn)矩M為： M= P/Ω （式3.1） 而P=1000n （式3.2） Ω=2πn/60 （式3.3） 由（1），（2），（3）式得： M=[100060]/2π=[100060]/6.28 = 2.46N?m 其中P為傳動功率單位為瓦，為滾輪的直徑單位為毫米，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓?米 步進電機的最大靜轉(zhuǎn)矩一為0.3～0.5倍負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則最大靜轉(zhuǎn)矩為1.43 N?m 由上查表可選擇步進型號為：90BF003。此步進電機采用直流驅(qū)動電源驅(qū)動。 3.3卸料裝置的調(diào)速機構(gòu) 打火機的的上料速度通過調(diào)節(jié)卸料裝置推桿每分鐘的運動速度來實現(xiàn)。而卸料裝置推桿的調(diào)速可通過調(diào)節(jié)步進電機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。滾輪每轉(zhuǎn)一圈就帶動滑塊推動推桿把10個打火機推向下料口，步進電機的轉(zhuǎn)速與滾輪是同步的，步進電機的轉(zhuǎn)速直接控制上料的速度。 上料速度 V上=步進電機的轉(zhuǎn)速V10 步進電動機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移或直線運動的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。因此可在步進電機前裝上一個調(diào)速器，通過調(diào)速器控制脈沖的輸入來調(diào)節(jié)步進電機的轉(zhuǎn)速。 3.4卸料裝置其它零部件的設(shè)計 打火機卸料裝置除上面所設(shè)計的主要零部件外，根據(jù)它的安裝，定位及工作性能要求還需要很多其它的零部件： （1）推桿的設(shè)計 由于推桿是連同滑塊一起運動的，為了使結(jié)構(gòu)更簡單，把滑塊和推桿做成一體，以便能更好的運動。推桿的形狀還必須與打火機盒的結(jié)構(gòu)相似，且要分別能一下把10個打火機推下。打火機盒（圖3.3） 圖3.3 裝打火機的盒子 上裝的每一打火機都被盒上一小小的塑料薄片分開的。根據(jù)盒子的性狀及所需要的行程，把推桿的一端又分別做10個小推桿（圖3.4），各小推桿的位置正好對準(zhǔn)盒上的10個打火機，使能很好的一下把10個打火機從盒上推下來。 圖3.4 推桿 （2）軸承的選擇 步進電機的轉(zhuǎn)軸通過安裝板與曲柄連接，為了很好的支撐轉(zhuǎn)軸又能使起自由轉(zhuǎn)動，必須在安裝板上裝上軸承。軸承為標(biāo)準(zhǔn)件可直接選用，根據(jù)步進電機的軸徑及工作條件可選用公稱直徑為8的深溝球軸承，查機械手冊得軸承型號為：628/8 3.5卸料裝置整體結(jié)構(gòu)的布局與安裝 圖3.5 卸料裝置 把卸料裝置所有的零部件都可安裝在固定的鐵板上，根據(jù)需要把各部件安裝在正確的位置。如上圖3.5其中步進電機通過安裝套固接在板上，采用螺栓連接把它們固定在安裝板上。在安裝套內(nèi)通過步進電機專用聯(lián)軸器與曲柄軸連接以傳遞運動。在安裝板的下面焊接兩塊肋板，起到支撐板的作用。安裝板上裝有軸承，通過曲柄軸把動力傳給曲柄，帶動曲柄轉(zhuǎn)動把運動通過連桿傳遞給滑塊，帶動滑塊連同推桿一起運動，以達到卸料的目的。 曲柄與連桿通過銷軸來連接，為了使曲柄與連桿及連桿與滑塊之間能很好的轉(zhuǎn)動，分別在連桿及曲柄間裝有軸承。為防止連桿及曲柄的軸向移動，通過墊圈采用軸用彈性當(dāng)圈進行軸向定位。裝置的各軸向采用平鍵定位。 卸料裝置安裝完后，為了保證軸承及導(dǎo)軌與滑塊之間能夠良好的運動，導(dǎo)軌與軸承必需有良好的潤滑，還必需在導(dǎo)軌和軸承上加上潤滑油或潤滑脂，以保證它們良好的潤滑，更好傳遞運動。 4送料裝置的設(shè)計 要完成打火機的自動上料，必須連續(xù)不斷的把一盒一盒的打火機送到卸料裝置處，這需要一個送料裝置，本設(shè)計的送料裝置采用帶式傳送機，通過電動機帶動帶輪轉(zhuǎn)動，帶輪上裝有傳送帶，傳送帶隨帶輪的轉(zhuǎn)動而做直線運動，把打火機送到下料口。 4.1傳送裝置的設(shè)計 傳送裝置主要由傳送帶，主動帶輪，從動帶輪，電動機，擋板，減速裝置組成，其傳動原理如下圖4.1 圖4.1 傳送裝置的傳動原理 4.1.1傳送帶的設(shè)計 打火機的質(zhì)量比較輕，輸送的距離很短，輸送并不需要很大的功率，且本自動裝置要求打火機能在帶上打滑，以達到定位要求，這需要打火機與傳送帶接觸的摩擦力越小越好，因此可選用普通平帶來代替?zhèn)魉蛶А８鶕?jù)卸料裝置的要求及打火機裝在盒上連同盒子一起的寬度為82mm,可選普通平帶的寬度為80mm。普通平帶的長度L可根據(jù)下式來求得： 取打火機所需傳送的距離為700mm。則傳送帶的長度L為： L=2700+3.1450 （式4.1） =1557mm 本設(shè)計中的傳送帶及下面的帶輪直接由廠家訂購。 4.1.2帶輪的設(shè)計 打火機卸料裝置工作的完成是要求推桿每來回動作一次，把盒上一排打火機推向下料口，在下一次推桿在動作時，要求輸送機把打火機連同盒子一起輸送的距離為24mm（24mm是根據(jù)打火機盒子的形狀直接測得）.推桿在沒有完全推出打火機盒子時，擋住了盒子，阻止了盒子的運動。由此可得推桿退出盒子到下次再開始進入盒子的時間t為： t = （式4.2） t = (25)/70 t =1/7 由此可得傳送帶的最小速度為： = t （式4.3） = 247 =168 mm/s 其中L為推桿的行程70mm , 為推桿退出盒子的長度為5mm，為推桿來回動作一次所需的時間由3.1.1可知為：60/30 s～60/20 s。這里取2s。 從上可得帶的傳送速度只要大于168mm/s即可，由于帶傳送過程中可能出現(xiàn)打滑，且其傳動比并不是很穩(wěn)定，為了保險這里取帶的傳送速度為300mm/s.打火機是水平傳送，主動帶輪與從動帶輪可設(shè)計的一樣大。帶輪直徑d為: d = (601000V)/n v-傳送帶的速度 m/s （式4.4） =22.9mm n-帶輪轉(zhuǎn)速250r/min 查機械手冊表選帶輪直徑為25mm 在帶的傳送過程中常有跑偏的現(xiàn)象，為了防止這種跑偏的現(xiàn)象，把帶輪做成線軸式如下圖4.2 圖4.2 帶輪 4.1.3 傳送電機的選擇 由于本傳送裝置傳送的是質(zhì)量比較輕的打火機，且傳送的距離最大為800mm，傳送的功率比較小, 因此可選用小功率的三相異步電動機做為傳送電機。查機械手冊選功率為10～3700W，轉(zhuǎn)速為1000r/min的小功率三相異步電動機。 4.1.4 減速裝置的設(shè)計 由于本傳送裝置只要求電機的轉(zhuǎn)速為250r/min,而所選小功率三相異步電動機的轉(zhuǎn)速為1000r/min，因此必須設(shè)計一傳動比為4的減速裝置，本減速裝置可通過設(shè)計一對傳動比為4的減速齒輪來實現(xiàn)。減速齒輪的具體參數(shù)及設(shè)計尺寸如下： （1）根據(jù)裝置的傳動要求，本減速齒輪可選用直齒圓柱齒輪傳動。 （2）此傳送機為一般工作機器，轉(zhuǎn)速不高，可選用8級精度 （3）材料的選擇：選小齒輪的材料為40Cr,可進行調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼，硬度為240HBS。 （4）根據(jù)傳動比選小齒輪齒數(shù)為=20，大齒輪齒數(shù)為=420=80 （5）選齒輪模數(shù)為1.25，壓力角為20°。 （6）齒輪的幾何尺寸 分度圓直徑： ==201.25=25mm （式4.5） ==801.25=100mm 中心距：a=(+ )/2=62.5mm 齒輪寬度：b==0.725=17.5mm 取,=25 4.1.5擋板的設(shè)計 每盒打火機都是立起來放在傳送帶上的，為了使其固定的方向傳送且又不會從盒上掉下來，這必需對打火機的兩端進行限制。可設(shè)計一擋板裝在傳送帶的兩端。此擋板的具體作用有兩個:一是擋住打火機，防止其從盒上掉下來；二是輔助卸料裝置以完成把打火機從盒上卸下來的。其結(jié)構(gòu)如下圖4.3 圖4.3 當(dāng)板 此擋板的一邊開有十個小口，正好對準(zhǔn)盒上的一排打火機，當(dāng)打火機被傳送到此位置時，推桿通過這十個小口，把打火機從盒上推下來。打火機進入擋板的一端做成八字型，兩邊板相向外傾斜一定的角度，以使每盒打火機能迅速的進入。為減少打火機與擋板兩邊的摩擦，此擋板的材料可采用鋁合金做。 4.1.6其它標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 本傳送裝置中軸承都選用公稱直徑為12的深溝球軸承，查機械手冊得軸承型號為：61801；螺栓及螺母都選用M6;聯(lián)軸器選YL1凸緣聯(lián)軸器 2562GB/T 5843-1986。聯(lián)軸器與電動機的連接采用B型平鍵做周向定位。B型平鍵的尺寸為1853 4.1.7傳送裝置的結(jié)構(gòu)與安裝 打火機是要求水平傳送的，傳送帶必需處于水平位置，因此傳送裝置所有的零部件都可以安裝在一水平放置的平板上，可采用螺栓連接把各部件固定在板上。其基本結(jié)構(gòu)及安裝如下圖4.4 圖4.4 傳送裝置 六個帶輪安裝架采用螺栓連接固定在平板上，架上裝有軸承，用來安裝帶輪，帶輪通過軸承能很好的做軸向運動，以傳動運動。主動帶輪的一端軸徑，通過聯(lián)軸器與減速裝置相連，減速裝置的另一端與三相異步電機聯(lián)接，通過減速裝置以達到減速的目的。要求電動機的轉(zhuǎn)軸軸線與主動帶輪的軸線在同一水平直線上。傳送帶安裝在主動帶輪與從動帶輪上。中間有一傳動輥子，對傳送帶起傳遞運動和支撐的作用，用來更好的支承打火機，使運動更加平穩(wěn)。在傳送帶的兩邊裝有一擋板，以防止由于震動而使打火機從盒上掉下來，擋板通過螺釘固定在平板上。 4.2下料槽的設(shè)計 卸料裝置上的曲柄滑塊機構(gòu)帶動推桿，把打火機從盒上推入下料槽中，下料槽內(nèi)是空心的，正好容有一個打火機的空間，打火機由于重力往下掉，正好掉在下一道工序的傳送帶上，且一個個疊放在下料槽中著。下料槽的最下端開了一小口，小口的高度正是每次只容許一個打火機通過，這正好使傳送帶靠摩擦力把打火機一個一個井然有序的傳送出去，最終達到上料的目的。其機構(gòu)設(shè)計如下圖4.5 圖4.5 下料槽 下料槽的進口一邊有一塊凸出的板，它的重要作用是輔助卸料裝置完成卸料，起到定位的作用，通過它擋住打火機的前進，靠摩擦力來完成整個打火機自動上料過程中定位。此下料槽可直接通過螺栓連接，把它安裝在安裝板上，但下料槽的進口最下端必須與傳送帶在同一水平位置，以保證打火機能順利的進入下料槽中。 5自動送料裝置 整個打火機自動送料裝置的結(jié)構(gòu)由卸料裝置，送料裝置，下料槽，支架，安裝板五個部分組成。 5.1自動上料裝置的總體結(jié)構(gòu) 整個打火機貼標(biāo)機自動上料裝置必需結(jié)構(gòu)緊湊，運動平穩(wěn)可靠。其總體結(jié)構(gòu)如下圖一，把裝有卸料裝置的安裝板直接焊接在裝有傳送裝置的鐵板上，但必須準(zhǔn)確保證好推桿的行程為推入擋板70mm,且推桿的十個小推桿必需準(zhǔn)確對正擋板上的十個小口。如圖5.1 圖5.1 自動上料裝置的整體結(jié)構(gòu) 5.2自動上料裝置的支撐 自動上料裝置是為打火機生產(chǎn)的下一道工序打火機的貼標(biāo)上料的，必須把它安裝在打火機貼標(biāo)傳送帶之上，且使下料槽的出口正好與傳送帶相接。采用四根圓柱形支柱支撐整個裝置，支柱的兩端都有螺紋連接孔，用螺栓連接把四根支柱與裝置的安裝板緊固連接在一起。支柱的下端也同樣使用螺栓連接把它固定在打火機貼標(biāo)傳送帶的兩邊，支柱的高低由生產(chǎn)的實際需要而定。 5.3自動上料裝置的工作原理 下圖5.2是整個打火機自動上料裝置的裝配視圖。 圖5.2 自動上料裝置的安裝 自動上料裝置的工作過程是：把一盒一盒的打火機立起來，放在傳送帶上，電動機帶動帶輪轉(zhuǎn)動，使傳送帶把打火機從擋板的一端向里面?zhèn)?，?dāng)傳到下料槽的進口處時，下料槽的擋板阻止打火機前進。這時盒的一排打火機正好對準(zhǔn)擋板上一邊的十個開口，推桿向里面運動，把一排打火機推下料口，在推桿沒完全退出擋板時，打火機仍無法運動。擋推桿退出擋板的一瞬間，打火機繼續(xù)向前運動，盒子的一端從下料槽橫板與擋板的間隙往外傳，下一排打火機靠在下料槽橫板上以實現(xiàn)定位，等待推桿的下一次動作把打火機推入下料口中。如此往復(fù)循環(huán)，以達到自動上料的目的。 5.4自動上料裝置安裝及使用應(yīng)注意的事項 本裝置在安裝過程中必須注意以下幾點： （1） 安裝完成后必須保證下料槽的進口正好與傳送帶在同一水平位置，且只允許下料槽的進口比傳送帶低，決不能高出傳送帶 （2） 安裝完成后下料槽的出口必須與下一工序的輸送帶垂直接觸，且只能留很小的間隙，保證每次只能有一打火機從下料口出來。 （3） 安裝必須保證推桿推入擋板的最大行程為70mm （4） 安裝完成后還必須保證導(dǎo)軌及各軸承的良好潤滑 打火機貼標(biāo)機自動上料裝置在使用時必須注意：首先傳送裝置可在卸料裝置啟動前先啟動，以保證打火機被送到卸料口，推桿工作；再次本裝置的啟動不能比下一道工序打火機貼標(biāo)的啟動快太久，以免打火機過多聚積在下料槽中，堵住了下料口使推桿無法運動，而損壞裝置。 結(jié)論 時光飛逝，歲月匆匆，轉(zhuǎn)眼間就快要大學(xué)畢業(yè)了。畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一次總結(jié)，雖然從開始準(zhǔn)備到設(shè)計的完成，只有短短的兩個月時間，但是，這是大學(xué)四年學(xué)習(xí)精華的濃縮，這也是我第一次把理論知識與自己的設(shè)計思維相結(jié)合的真正實踐。我覺得在這段時間里，比以往任何時候的收獲都要大，無論是在專業(yè)知識的應(yīng)用方面，還是在與社會實踐的體驗方面，我感覺都上升了一個臺階。 我的畢業(yè)設(shè)計是根據(jù)打火機生產(chǎn)廠家的現(xiàn)在采用人工貼標(biāo)簽的現(xiàn)狀、構(gòu)思設(shè)計一個打火機貼標(biāo)簽機，以滿足現(xiàn)有生產(chǎn)的需要，提高勞動生產(chǎn)率，降低工人的勞動強度。鑒于畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)量過大，本設(shè)計只對標(biāo)簽機的自動上料裝置進行研究。在資料相對缺乏的情況下，通過瀏覽網(wǎng)上資料、與老師同學(xué)交流，使我了解了許多有關(guān)自動上料裝置的結(jié)構(gòu)，特性及工作情況，從而使我為設(shè)計打火機自動上料裝置吸取了許多寶貴建議。我的設(shè)計思路是采用逆推的方法，首先根據(jù)打火機在貼標(biāo)前的上料是要求打火機一個一個有順序的被送到打火機貼標(biāo)傳送帶上，且打火機帶金屬的那一頭必須在前面，而打火機是一個個裝在盒上的，一盒五十個，這首先必須先設(shè)計一個裝置把打火機從盒上取下來，然后才能把取下的打火機放入導(dǎo)向槽內(nèi)打火機一個個的被送到傳送帶上。通過對打火機自動送料的特性及要求分析，我初步確定了兩套設(shè)計方案，然后通過綜合對比，最終確定的設(shè)計方案。本打火機自動送料裝置包括卸料裝置，送料裝置，下料槽，支架等幾個部分，通過裝置對各部分的職能要求去對其每一部分的細(xì)小模塊進行設(shè)計與計算，確定各部分零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)各部分的結(jié)構(gòu)來確定裝置的總體結(jié)構(gòu)，最后畫出裝置的總體裝配圖及各主要的零件圖，以完成裝置的總體設(shè)計。本套打火機自動上料裝置是通過摩擦力并依靠打火機與傳送帶之間的打滑及擋板的定位作用來達到精確定位，以保證打火機能準(zhǔn)確落入下料槽內(nèi)，并可通過調(diào)節(jié)卸料裝置步進電機的轉(zhuǎn)速來控制打火機的下料速度。本裝置能很好的完成打火機的自動上料，且其結(jié)構(gòu)緊湊、運行安全可靠、制造加工簡單、使用和維護方便。本設(shè)計投入工作后將極大地提高勞動生產(chǎn)率和降低工人的勞動強度，對打火機生產(chǎn)廠家的發(fā)展也具有很遠大的意義。 參考文獻 【1】 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Gillespie . Fundamentals of Vehicle Dynamics . Warrendate PA : SAE . Inc , 1992. 【12】席偉光.機械設(shè)計課程設(shè)計第一版，高等教育出版社，2003. 致謝 設(shè)計的過程是一個專業(yè)理論知識和實踐經(jīng)驗綜合運用的過程，同時也是一個學(xué)習(xí)和提高的過程。在這個過程中有很多的困難和問題，老師們是我們的引路人，在這過程中給予了我們悉心的指導(dǎo)與幫助。本次畢業(yè)設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)與修改，非常感謝韓老師。韓老師平易近人，嚴(yán)格要求我們，耐心地指導(dǎo)我們，注重培養(yǎng)我們獨立思考和解決問題的能力，他那種嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，認(rèn)真鉆研，和藹近人的態(tài)度深深地影響著我。 此外，我還要感謝給予我親切關(guān)懷和熱情幫助的院里領(lǐng)導(dǎo)和機械系全體老師，四年來，從各位老師那不僅學(xué)到了扎實的專業(yè)知識，更學(xué)會了他們那嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的治學(xué)態(tài)度和為人師表的良好典范。 最后，我還要感謝我的父母，感謝他們的養(yǎng)育之恩，感謝他們一直默默的為我付出，在我身邊默默的支持我，鼓勵我。 23