手工裝配生產(chǎn)線畢業(yè)論文

手工裝配生產(chǎn)線畢業(yè)論文摘要本設(shè)計是(微機主機)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)線主傳動系統(tǒng)的設(shè)計,工位的設(shè)計,鏈傳動的設(shè)計等。生產(chǎn)線是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù),它的發(fā)展是由于其積極作用正日益為人們所認(rèn)識: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、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸。顯著地提高勞動生產(chǎn)率,促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化。本課題設(shè)計一種應(yīng)用于(微機主機)裝配生產(chǎn)線上,該設(shè)計的增加在一定程度上改善工人工作環(huán)境,使整個生產(chǎn)線更人性化,更重要的是可以減少裝配中操作時間提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的使用率。關(guān)鍵詞:手工裝配生產(chǎn)線;倍速鏈;傳動鏈輪AbstractThispaperisthemainframecomputerassemblyproductionlinedesign,theproductionlineisthemanualassemblylineareas.Inchina,manualassemblylineasahightechnologycontentoftheproductionmodelappliedtoalargenumberofdomesticmanufacturing,butinaconsiderablylongperiodoftime,thispatternwillcontinueproductioninthedomesticmanufacturingsectorhadanimportantroletoplay.Inthispaper,themaindesignelementsinclude:productionlinetothemaindrivesystemdesign,sortingmachinesincreasedthedesign,sortingmachines,superlevelofdesign.Themaininnovationindesignofthetraditionalownersofasinglemanualtransmissionassemblylineproducedonthebasisofaddressallthespaceavailabletothedesignofvariousfree-controlagenciesandtheincreasedlevelofsuperagencies.Easyforproductionlineworkersworkpieceflowcontrol.Thedesignoftheincreaseinacertainextent,improvetheworkingenvironmentofworkers,theentireproductionlinemorehumane,poreimportantly,itwillreducetheassemblytimefortheoperationtoimproveproductionefficiencyandtheutilizationoftheproductionline.Keywords:manualassemblyline;doubleplusconveyorchain;leadagencies目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1課題的來源及意 11.2手工裝配生產(chǎn)線的特點 21.2.1手工裝配生產(chǎn)線的優(yōu)點 21.2.2手工裝配生產(chǎn)線的基本結(jié)構(gòu) 31.3手工裝配生產(chǎn)線相關(guān)概念 31.4本論文研究的主要內(nèi)容 51.5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 62.1裝配生產(chǎn)線的相關(guān)概念 62.2工序內(nèi)容與裝配時間設(shè)計 72.3裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計 8第3章裝配生產(chǎn)線總體方案設(shè)計 113.1裝配生產(chǎn)線總體尺寸設(shè)計 113.2主傳動部分的設(shè)計選型 113.2.1設(shè)計方案 123.2.2主傳動部分電機布局設(shè)計 133.3裝配生產(chǎn)線輸送線類型方案選擇 143.3.1輸送線方案I 143.3.2輸送線方案Ⅱ 153.3.3輸送線方案Ⅲ 153.3.4輸送線類型方案確定 163.4工位設(shè)計 173.4.1工位的定義 173.4.2工位設(shè)置目的 173.4.3工件實現(xiàn)的功能 173.4.4設(shè)計原理 17第4章裝配生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 214.1主傳動部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 214.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 22第5章主傳動部分設(shè)計計算 245.1電機的計算機與選擇 245.2主傳動軸的設(shè)計計算 255.3鏈傳動設(shè)計計算 265.3.1傳動系統(tǒng)選擇 265.3.2小鏈輪的設(shè)計計算 275.3.3大鏈輪的設(shè)計計算 305.3.4倍速鏈鏈輪的設(shè)計計算 31結(jié)論 33致謝 34參考文獻(xiàn) 35CONTENTSAbstract IIChapter1Introduction 11.1Thesourceandmeaningofthesubject 11.2Thecharacteristicsofmanualassemblyline 21.2.1Theadvantagesofmanualassemblyline 21.2.2Thebasicstructureofmanualassemblyline 31.3Manualassemblylineconcept 31.4Inthisthesis,themaincontent 51.5Thesubjectofthemaintechnicalindicators 5Chapter2Computerhostassemblylinetaktdesign 62.1Computerhostassemblylineconcept 62.2Processcontentandthedesignofassemblytime 72.3Computerhostassemblylinetaktdesign 8Chapter3Theoveralldesignofthemicrocomputerassemblyline 113.1Theoverallsizeofthecomputerhostassemblylinedesign 113.2Thedesignandselectionofthemaintransmissionpart 113.2.1Design 123.2.2Themaintransmissionpartofthemotorlayoutdesign 133.3Computerhostassemblylineconveyorlinetypeoptions 143.3.1TransmissionlineprogramI 143.3.2TransportlineregimenII 153.3.3TransmissionlineregimenIII 153.3.4Transmissionlinetypeofprogramtodeterminethe 163.4Stationdesign 173.4.1Thedefinitionofthestation 173.4.2StationPurpose 173.4.3Workpiecetoachievethefunctionality 173.4.4DesignPrinciples 17Chapter4Theoverallstructuraldesignofthecomputerhostassemblyline 214.1Structuraldesignofthemaintransmissioncomponents 214.2Theoverallstructuraldesign 22Chapter5Themaintransmissionpartofthedesigncalculations 245.1Computerandselectionofmotor 245.2Thedesignofthemaindriveshaft 255.3Chaindrivedesigncalculations 265.3.1Transmissionsystemtoselect 265.3.2Thedesignofsmallsprocket 275.3.3Thedesignofthelargesprocket 305.3.4Speedchainsprocketdesigncalculations 31Conclusions 33Acknowledgements 34References 35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年代就基本實現(xiàn)了制造自動化,目前制造業(yè)的自動化已達(dá)到了非常高的水平`,發(fā)展了許多典型的自動化制造系統(tǒng)。以機器人為代表的各種自動化專機及自動化生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用在汽車,電子,家電,輕工,機械制造,物流與倉儲等行業(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。但目前自動化裝備行業(yè)的自主設(shè)計開發(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采用白動化裝配在技術(shù)上難度較大的或成本上不經(jīng)濟(jì)(微機主機)裝配的生產(chǎn)符合上述4點特征。行業(yè)內(nèi)手工裝配生產(chǎn)線的設(shè)計及生產(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)驗而生產(chǎn)設(shè)計的,缺乏有效的設(shè)計規(guī)劃,從而造成能源、材料及人力的浪費;2基于以上情況,我選擇(微機主機)裝配生產(chǎn)線設(shè)計作為我的畢業(yè)研究課題,符合現(xiàn)實需要,適應(yīng)當(dāng)前我國國情的發(fā)展。微機主機裝配生產(chǎn)線的設(shè)計,對減少材料能源消耗、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1.2.1手工裝配生產(chǎn)線的優(yōu)點國內(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),主要是因為這種生產(chǎn)方式具有以下特點[2]:1成本低廉可以充分利用國內(nèi)大量豐富的勞動力資源,而且由于每一個工人長斯專門從事某項或某幾項工序操作,工人的操作可以達(dá)到相當(dāng)熟練的水平并具有相當(dāng)?shù)募记伞?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)線因為手工裝配生產(chǎn)線比自動化生產(chǎn)線更容易實現(xiàn)。如果要實現(xiàn)自動化生產(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化生產(chǎn)和人工生產(chǎn)相結(jié)合進(jìn)行的。在實際工程中,市場競爭越來越激烈,用戶對產(chǎn)品的要求是質(zhì)量更高、產(chǎn)品吏新周期更短、產(chǎn)品價格更低,企業(yè)追求的目標(biāo)始終是時間更短、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)備自動化程度較高的企業(yè),也可能是自動化專機、自動化生產(chǎn)和手工裝配生產(chǎn)線并存。5手工裝配生產(chǎn)線是實現(xiàn)自動化制造的基礎(chǔ)自動化生產(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)展白動化生產(chǎn)線。手工裝配生產(chǎn)線是實現(xiàn)自動化制造的重要基礎(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工作站或一個工位,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)品隨輸送線一起運動,工人隨之移動,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動。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,邊裝配邊隨輸送線上的產(chǎn)品同時移動,每個工位的操作工序既可以是工序時間較長的單個工序,也可以是工序時移動位置直到完成裝配為止。4根據(jù)工序所需要的時間長時間較短分為多個工序。5每個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)計安排的,一般不能調(diào)換。6每個工位既可以是單個工人,也可以是多個工人共同進(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或電動工具。8在手工裝配生產(chǎn)線上,可以有少數(shù)工序是由機器自動完成,或是在工人的輔助下由機器完成。9在生產(chǎn)線上如果大部分工序都由機器完成,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化裝配設(shè)各共同組成的半自動化生產(chǎn)線。如果全部都由機器自動完成,就變成全自動化生產(chǎn)線。10根據(jù)實際產(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、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,將各種自動化專機連接成一體,通過氣動,液壓,電機,傳感器和電器控制系統(tǒng)使各部分的動作聯(lián)系起來,使系統(tǒng)按規(guī)定的程序自動地工作,連續(xù)、穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的特定產(chǎn)品,這種工作機械系統(tǒng)稱為生產(chǎn)線。這樣可以大幅降低整個制造過程的所需要的場地,省掉物料中轉(zhuǎn)所需要的人工,時間和設(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,完成一套實用有效的微機主機裝配生產(chǎn)線的機械設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作,并在文中依次闡述生產(chǎn)線設(shè)各中各個重要環(huán)節(jié)的設(shè)計過程。主要有以下內(nèi)容:1裝配生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計在對生產(chǎn)實習(xí)現(xiàn)場同類型生產(chǎn)線進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合造價、技術(shù)難度以及用戶需求等各個方面的指標(biāo),確定微機主機裝配生產(chǎn)線的總體布局、主傳動方式及主體結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計。2裝配生產(chǎn)線工位的設(shè)計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)品計劃年產(chǎn)量:20萬件/年;每年計劃工作周:50周;每天計劃工作時間:8小時2班工作制。第2章裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計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)容可能為一項裝配工序,也可能為多項工序。2工藝操作時間某一工位進(jìn)行裝配等作業(yè)時實際用于裝配作業(yè)的時間,一般用Tsi表示。顯然,根據(jù)工序的內(nèi)容的不同,每個工位的工藝操作時間是不相同的。3空余時間在一定的生產(chǎn)節(jié)奏或節(jié)拍下,由于每一工位所需要的裝配時間不相同,大部分工位完成工作后尚有一定的剩余時間,該時間通常稱為空余時問,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)線以相同的節(jié)奏進(jìn)行。4再定位時間再定位時間包括工人的再定位時間、工件工裝板的再定位時間或兩者之和。盡管每個工位的再定位時間會有所不同,但分析時一般假設(shè)各工位上述時間相等而且取各工位上述時間的平均值,通常用表示。5總裝配時間在生產(chǎn)線上裝配產(chǎn)品的各道裝配工序時間的總和,一股用表示,單位:min。6瓶頸工位瓶頸工位決定了整個生產(chǎn)線的節(jié)拍速度。一條生產(chǎn)線至少有一個工位為瓶頸工位,它所需要的工作時間最長。而空余時間最短。7平均生產(chǎn)效率平均生產(chǎn)效率是指手工裝配生產(chǎn)線單位時間內(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。其中:平均年產(chǎn)效率,件凡口年產(chǎn)量計劃,件/年每周工作天數(shù),每天工作時間,8節(jié)拍時間手工裝配生產(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間,一般用Tc表示”單位:min/件、s/件。式中節(jié)拍時間,min/件或s/件各工位工藝操作時間,min/件或s/件i1,2,….,n再定位時間,假設(shè)各工位都相等各工位空余時間,min/件或s/件j12,..n工位數(shù)量2.2工序內(nèi)容與裝配時間設(shè)計我這次設(shè)計的微機主機裝配生產(chǎn)線完成的主機裝配零件有: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)計任務(wù)要求,該生產(chǎn)線應(yīng)有6個工位。因此,初步設(shè)計出工序內(nèi)容i與裝配時間。表1-1裝配生產(chǎn)線工序表工序 工序內(nèi)容 工序裝配時間(s) 工位 工位裝配時間(s)1 準(zhǔn)備機箱 10~20 1 70~802 安裝電源 603 安裝主板 60 2 604 安裝CUP 60 3 70~805 安裝內(nèi)存 10~206 安裝顯卡 40 4 807 安裝硬盤 408 安裝光驅(qū) 40 5 809 安裝軟驅(qū) 4010 插接線路 60 6 9011 安裝機箱側(cè)板 30再定位時間:2.3裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計1總裝配時間設(shè)計(1)各工作裝配工藝時間該生產(chǎn)線設(shè)計規(guī)格要求:產(chǎn)品生產(chǎn)計劃20萬年/件,每年工作50周,每天工作7.5×2小時,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(3)實際節(jié)拍時間件(4)理論上需要工人數(shù)量W取最小整數(shù)W取6與畢業(yè)題目設(shè)計要求符合(5)瓶頸工位的工藝操作時間2.該生產(chǎn)線設(shè)計的評價(1)生產(chǎn)線的平衡效率(2)生產(chǎn)線實際使用效率η98%(3)在定位效率(4)生產(chǎn)線實際需要的工人數(shù)經(jīng)過計算,該(微機主機)裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計的主要參數(shù):總的裝配時間:實際節(jié)拍時間:/件實際需要工人數(shù):W6人3.生產(chǎn)線節(jié)拍及尺寸確定由以上計算和分析: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,560×560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,可以采用整個生產(chǎn)線的U型布置。如圖1-3所示。圖1-3生產(chǎn)線的U型布置第3章裝配生產(chǎn)線總體方案設(shè)計3.1裝配生產(chǎn)線總體尺寸設(shè)計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)實習(xí)時在機械學(xué)院IE基礎(chǔ)實驗室的實驗用生產(chǎn)線作為參考。初步設(shè)計整個生產(chǎn)線的總長度為11800mm,6個工位采用2側(cè)分布的形式,每2個相鄰工位間隔為1300mm。整個生產(chǎn)線的主傳動電機安裝在生產(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)線頭部可能會接有別的設(shè)備,諸如自動包裝機、檢測設(shè)備等。圖3-1微機主機裝配生產(chǎn)線總體分布圖3.2主傳動部分的設(shè)計選型在實際生產(chǎn)中,生產(chǎn)線的主傳動種類很多,有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等等。它們都有其優(yōu)缺點,也因此應(yīng)用與不同的場合。3.2.1設(shè)計方案1主傳動設(shè)計方案I方案1采用的是鏈傳動的形式。鏈傳動是應(yīng)用較廣的一種機械傳動。它是由鏈條和主、從動鏈輪所組成。鏈條上制有特殊的齒形的齒,依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力[4]。鏈傳動是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動。與屬于摩擦傳動的帶傳動相比,鏈傳動元彈性滑動和打滑現(xiàn)象,因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動比,傳動效率很高;作用于軸上的徑向壓力較小;鏈傳動結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時鏈傳動能在高溫及速度較低的情況下工作。鏈傳動的主要缺點是:在兩根平行軸間只能用于同向回轉(zhuǎn)的運動;運轉(zhuǎn)時不能保證恒定的瞬時傳動比;磨損后易發(fā)生跳齒;工作時有噪音;不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。2,主傳動設(shè)計方案Ⅱ方案2采用的是帶傳動的形式。帶傳動是由固聯(lián)于主動軸上的帶輪主動輪、固聯(lián)于從動軸上的帶輪和緊套在兩輪上的傳動帶組成的。當(dāng)原動機驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動時,由于帶和帶輪間的摩擦或嚙合,便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動,并傳遞一定的動力。如圖3-2所示。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖吸振等特點。圖3-2帶傳動示意圖3.主傳動設(shè)計方案的確定本次設(shè)計的微機主機裝配生產(chǎn)線的主傳動只需要單向、平穩(wěn)傳動,而且轉(zhuǎn)速較低,因此對主傳動機構(gòu)的要求不高。鏈條傳動不需要像帶傳動那樣張得很緊,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結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時鏈傳動能在高溫及速度較低的情況下工作c另外帶傳動還會出現(xiàn)無彈性滑動和打滑現(xiàn)象。因麗綜合比較鏈傳動完全可以滿足設(shè)計要求。故主傳動方案確認(rèn)采用設(shè)計方案Ⅱ。3.2.2主傳動部分電機布局設(shè)計考慮到生產(chǎn)線的整體尺寸的限制,電動機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)線動力部分所占尺寸,便于生產(chǎn)線的生產(chǎn)、運輸和安裝。圖3-3主動力部分示意圖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、輥子輸送線、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: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)載較大的場合,而且結(jié)構(gòu)緊湊。2可以在惡劣的環(huán)境下運行由于輸送線的主要傳動部件為輸送鏈條,與鏈傳動的特點類似,鏈條輸送線可以在惡劣的環(huán)境下運行。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)運行。3.3.2輸送線方案Ⅱ輸送線方案Ⅱ是選用皮帶輸送。皮帶輸送線的特點[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,在自動化工程設(shè)計中最優(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)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化并可以通過外購獲得,這樣就可以實現(xiàn)快速設(shè)計、快速制造、低成本制造,提高企業(yè)的市場競爭力。3.3.3輸送線方案Ⅲ輸送線方案Ⅲ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節(jié)拍,在所需要停留的位置停止運動,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:1鏈條以低速運行,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速度,通常工件版運行速度是鏈條運行速度的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,因此可以利用它們之間可能出現(xiàn)的滑差,是得當(dāng)鏈條以原有速度前進(jìn)時,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摩擦,所以對倍數(shù)鏈可以起到很好的保護(hù)作用,或者說,盡管倍數(shù)鏈條以固定的運動速度連續(xù)運行,而讓工裝板停留在某一位置上并不會損壞鏈條,這樣就非常適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)對輸送線的要求。3鏈條質(zhì)量輕,使整個輸送裝置輕便,系統(tǒng)啟動快捷。4因滾動材質(zhì)為工程塑料,因而鏈條運行平穩(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)計的電腦主機裝配生產(chǎn)線設(shè)計有6個工位,根據(jù)生產(chǎn)需要每個工位應(yīng)該控制工裝板及貨物的流動,但同時還不影響整個生產(chǎn)線其它工位的物料流動,但同時還不影響整個生產(chǎn)線其它工位的物料流動。方案Ⅲ選用的倍速鏈條輸送方式不僅可以滿足生產(chǎn)線設(shè)計要求,還用鏈條運行平穩(wěn)、噪聲低、耐磨損、使用壽命長等優(yōu)點。綜上比較后,確定方案Ⅲ為最終輸送線方案。3.4工位設(shè)計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)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置。3.4.2工位設(shè)置目的傳送帶工作過程中,為實現(xiàn)對傳送工件的再次加工處理,需要在傳動過程中設(shè)計暫停機構(gòu)即工位,以實現(xiàn)工件的暫停,經(jīng)再次加工處理后工件仍能夠?qū)崿F(xiàn)正常運動。3.4.3工件實現(xiàn)的功能本文中工位需要實現(xiàn)的功能是:在工位傳動系統(tǒng)的作用下,工位實現(xiàn)上下往復(fù)運動,使工件實現(xiàn)循環(huán)“停止?運動”。3.4.4設(shè)計原理為實現(xiàn)工件的上下往復(fù)運動,設(shè)計了工位的機構(gòu)運動簡圖,如圖所示。構(gòu)件1為原動件,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現(xiàn)上下往復(fù)運動。(1)機構(gòu)的運動副當(dāng)由構(gòu)件組成機構(gòu)時,需要一定的方式把各個構(gòu)件彼此連接起來。被連接的梁構(gòu)件間仍能產(chǎn)生某些相對運動,這種連接顯然不是剛性的。這種由兩個構(gòu)件直接接觸而組成的可動的連接稱為運動副。而把兩構(gòu)件上能夠參加接觸而構(gòu)成的運動副的表面稱為運動副元素。可見運動副是組成機構(gòu)的基本元素之一。運動副根據(jù)構(gòu)成運動副的兩構(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)件通過單一點或線接觸而構(gòu)成的運動副,如兩個齒輪相互嚙合時構(gòu)成高副。低副是指兩構(gòu)件通過面接觸構(gòu)成的運動副,如平底凸輪運動時構(gòu)成低副。(2)機構(gòu)具有確定運動的條件為了按照一定的要求進(jìn)行運動的傳遞及變換,當(dāng)機構(gòu)的原動件按給定的運動規(guī)律運動時,該機構(gòu)的其余構(gòu)件的運動一般也都是安全確定的。一般機構(gòu)的原動件都是和機架相連接的,對于這樣的原動件,一般只能給定一個獨立的運動參數(shù)。因此,為使機構(gòu)具有確定的運動,結(jié)構(gòu)的原動件數(shù)目應(yīng)等于機構(gòu)的自由度數(shù)目。當(dāng)機構(gòu)不滿足這一條件時,如果機構(gòu)的原動件數(shù)目小于機構(gòu)的自由度,機構(gòu)的運動將不完全確定。如果原動件數(shù)目大于機構(gòu)的自由度,則導(dǎo)致機構(gòu)中嘴薄弱的環(huán)節(jié)的損壞。綜上可知,機構(gòu)具有確定運動的條件為:①有一個機架,②自由度大于零(即:F?0),③原動件數(shù)目自由度數(shù)。(3)虛約束在機構(gòu)中與其他約束重復(fù)而不起限制運動作用的約束稱為虛約束。機構(gòu)中的虛約束常發(fā)生在下列情況:1在機構(gòu)中如果兩構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接其聯(lián)接點的運動軌跡重合,則該聯(lián)接將帶入1個虛約束。2如果兩構(gòu)件在多處接觸而構(gòu)成移動副,且移動方向彼此平行,則只能算一個移動副。如果兩構(gòu)件在多處相配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動副,且轉(zhuǎn)動軸線重合,則只能算一個轉(zhuǎn)動副。如果兩構(gòu)件在多處相接觸而構(gòu)成平面高副,且各接觸點處的公法線彼此重合,則只能算一個平面高副。3在機構(gòu)運動的過程中,若兩構(gòu)件上某兩點之間的距離始終保持不變,則如用雙轉(zhuǎn)動副桿將此兩點相聯(lián),也將帶入1個虛約束。(4)自由度1自由度定義機構(gòu)具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數(shù)的數(shù)目(亦即為了時機構(gòu)的位置得以確定,必須給定的獨立的廣義坐標(biāo)的數(shù)目)稱為機構(gòu)的自由度,其數(shù)目常以F表示。2自由度的計算由機構(gòu)的運動簡圖可知,簡圖中共有3個活動構(gòu)件,分別為構(gòu)件1,2,3。3構(gòu)件連接處,為保證運動的準(zhǔn)確性使用了虛約束,而在進(jìn)行自由度計算時忽略虛約束的作用。因此,3構(gòu)件連接處形成2個轉(zhuǎn)動副。此外,機構(gòu)中還包含1個轉(zhuǎn)動副,1個移動副。根據(jù)自由度的計算公式:(3-1)式中,n??活動構(gòu)件的數(shù)目;P1??低副數(shù)目;Ph??高副數(shù)目?？芍?機構(gòu)的自由度為F3×3-(2×4)9-81自由度數(shù)為1,由機構(gòu)具有確定運動的條件可知,此機構(gòu)具有確定的運動,能夠?qū)崿F(xiàn)所需求的運動,設(shè)計合計可靠。因此,為實現(xiàn)工位的上下往復(fù)運動,其結(jié)構(gòu)采用平面連桿機構(gòu)。第4章裝配生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1主傳動部件結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖4-1所示主軸部分結(jié)構(gòu)圖,該生產(chǎn)線主傳動采用鏈傳動的方式。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主傳動軸部分分解結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示主傳動導(dǎo)向機構(gòu)機構(gòu)圖,導(dǎo)軌通過彎板裝置與倍速鏈導(dǎo)軌相固定,實現(xiàn)其導(dǎo)向作用。圖4-2主傳動導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圖如圖4-3所示主傳動張緊裝置結(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,將張緊螺栓順時針旋轉(zhuǎn):當(dāng)倍速鏈條需要放松時,將張緊螺栓逆時針轉(zhuǎn)動即可達(dá)到目標(biāo)的。注意在操作時,精良使兩個倍數(shù)鏈鏈輪處在同義直線上。圖4-3所示主傳動張緊裝置結(jié)構(gòu)圖4.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計總體方案確定后,再經(jīng)過以上的考慮和設(shè)計之后,總體的結(jié)構(gòu)圖基本上也就出來了,剩下的就是設(shè)計一些合理的易于實現(xiàn)和加工的附件,把裝置的各個件和傳送系統(tǒng)整合起來,成為一個具有主輸送和各個工位獨立控制的生產(chǎn)線。既我所設(shè)計的微機主機裝配生產(chǎn)線,總體方案圖如圖4-3所示。圖4-3微機主機裝配生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)圖從上圖可以看出,微機主機裝配生產(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)計尺寸將在后續(xù)章節(jié)中加以確定。第5章主傳動部分設(shè)計計算工作機一般都需要靠原動機供給一定形式的能量(絕大多數(shù)是機械能)才能工作。但是,把原動機和工作機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力或改變運功狀態(tài)的傳動裝置。其主要原因是:1工作及所要求的速度,一般與原動機的最有速度不相符合,故需要增速或減速(實用中多為減速)。此外,原動機的輸出軸通常只做勻速回轉(zhuǎn)運動,但工作機所需要的運動形式卻是多種多樣的,如直線運動、間歇運動等。2很多工作機都需要根據(jù)生產(chǎn)要求而進(jìn)行速度調(diào)整,但依靠調(diào)整原動機的速度來達(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,需要用一臺原動機帶動若干個工作速度不同的工作機。4為了工作安全及維護(hù)方便,或因機器的外廓尺寸受到限制等其他因素,有時不能把原動機和工作機直接連接在一起。因此,傳動裝置是大多數(shù)機器或機組的主要組成部分。實踐證明,傳動裝置在整臺機器的質(zhì)量和成本中占有很大的比例。機器的工作性能和運轉(zhuǎn)費用也在很大程度上取決于傳動裝置的優(yōu)劣。因此,不斷提高傳動裝置的設(shè)計和制造水平就具有及其重大的意義。5.1電機的計算機與選擇在實際生產(chǎn)過程的設(shè)計中,實際選取的電機功率要的于是設(shè)計計算功率,以確保滿足于生產(chǎn),所以該微機主機裝配生產(chǎn)線的機電功率取0.75KW。電機選擇根據(jù)實際工況計算,傳送帶正常需要的功率均為,但實際生產(chǎn)線的設(shè)計中,選取的電機功率要大于設(shè)計計算功率,選擇電機功率為,電機型號為Y90L-6,額定電壓為,同步轉(zhuǎn)速為,滿載時的效率為73.5%,功率因數(shù)。減速器選擇根據(jù)輸送帶實際運動工況選擇型減速器[1],由機械設(shè)計手冊表可得其額定輸入功率為1.778。額定輸出轉(zhuǎn)矩為減速器效率:式中額定輸出轉(zhuǎn)矩,N?mi實際轉(zhuǎn)動比,額定輸出功率,KW輸入軸速度,r/min故減速器輸出功率5.2主傳動軸的設(shè)計計算主傳動系統(tǒng)中軸的設(shè)計計算按扭轉(zhuǎn)強度條件計算[2]:式中扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,軸所受的扭矩軸的抗扭截面系數(shù),軸的轉(zhuǎn)速,軸的傳遞功率,計算截面處軸的直徑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25~45,本文中取455.3鏈傳動設(shè)計計算5.3.1傳動系統(tǒng)選擇1鏈傳動是一種撓性傳動,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)的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動在制造中應(yīng)用廣泛.其特點為:(1)能保證準(zhǔn)確的平均傳動比;(2)傳遞的功率大,且張緊力小,傳動的效率高,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的場合。2帶傳動是一種撓性傳動,其基本組成零件為帶輪(主動帶輪和從動帶輪)和傳動帶。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力,且其造價低廉、不需潤滑、維護(hù)容易,減小機器啟動時的沖擊,噪音小,易更換,耐磨性好等特點。3齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一,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。齒輪傳動的主要特點是:(1)效率高。在常用的機械傳動中,以齒輪傳動的效率最高。如一級圓柱齒輪傳動的效率可達(dá)99%。這對大功率傳動十分重要,因為即使效率只提高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,齒輪傳動所需要的空間尺寸一般較小。(3)工作可靠、壽命長。設(shè)計制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動,工作十分可靠,壽命可長達(dá)一、二十年,這也是其他機械傳動所不能比擬的。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機器尤為重要。(4)傳動比穩(wěn)定。傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用。但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高,價格較貴,且不宜用于傳動距離過大的場合。通過對以上三種傳動系統(tǒng)的比較可以發(fā)現(xiàn),鏈傳動最符合本文的設(shè)計要求,因此,本文傳動系統(tǒng)選擇鏈傳動。主傳動中鏈條的主要參數(shù)如表5-1所示主傳動中鏈條的選擇[4]:主要數(shù)據(jù)見表5-1鏈號 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08A P12.7 14.38 7.95 7.85 3.96 4.01 11.18 11.23 17.8 3.9 12.33 12.07 10.415.3.2小鏈輪的設(shè)計計算小鏈輪齒數(shù)少,可減小外廓尺寸,但齒數(shù)過少,會增加運動的不均勻性和動載荷,鏈條在進(jìn)入和退出嚙合時,鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角增大;鏈傳動的圓周力增大,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。鏈傳動時傳動比過大,鏈條在小鏈