畢業(yè)論文定稿-基于PLC的DVD盒自動(dòng)定型輸送線設(shè)計(jì)

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原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763分類號(hào)密級(jí)‘寧畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )基于 PLC 的 DVD 盒自動(dòng)定型輸送線設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日誠信承諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《基于 PLC 的 DVD 盒自動(dòng)定型輸送線設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。承諾人（簽名）：年月日I摘 要DVD 盒自動(dòng)生產(chǎn)線主要有取盒，翻折、堆放、冷卻、傳輸?shù)葞椎乐匾ば颉傆勺⑺軝C(jī)注塑成型的一個(gè) DVD 盒塑料制品形狀扁平，經(jīng)過 DVD 盒氣動(dòng)折疊合蓋裝置的自動(dòng)折疊合蓋，并由搬運(yùn)將 DVD 盒子轉(zhuǎn)移到輸送帶上，并同時(shí)在輸送帶上完成冷卻定型過程。本課題即要求完成對(duì)該 DVD 盒自動(dòng)定型輸送線的設(shè)計(jì)。使用自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化一方面可以大大減輕工人勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，另一方面使得整個(gè)工作過程可控性更強(qiáng)，產(chǎn)品品質(zhì)更一致。介紹了 DVD 盒的手工生產(chǎn)流程,利用 PLC 和觸摸屏進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn) DVD 盒自動(dòng)化生產(chǎn),給出 DVD 盒自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的部分觸摸屏界面,工作時(shí)序圖和流程圖。實(shí)踐證明,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)便,滿足設(shè)計(jì)的要求,值得推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞：DVD 盒，PLC ，IIAbstractAutomaticDVDboxproductionaremainlyfromtheboxline,folding,stacking,cooling,transmissionofseveralimportantprocedures.JustbyaDVDboxplasticinjectionmoldingmachine,flatshape,afterautomaticfoldinglidofDVDboxpneumaticfoldingliddevice,andtheconveyingmanipulatorDVDboxtotheconveyorbelt,andatthesametimetocompletecoolingprocessontheconveyorbelt.ThisprojectisrequiredtocompletetheautomaticdesignoftransmissionlineontheDVDbox.Theuseofautomationequipmenttoachieveproductionautomationcangreatlyreducethelaborburden,ontheotherhand,makesthewholeprocessmorecontrollable,moreconsistentproductquality.IntroducedtheDVDboxmanualproductionprocess,theuseofPLCandtouchscreendesignofhardwareandsoftwareimplementationofDVDbox,automaticproduction,partoftouchscreeninterfaceisthecontrolsystemoftheDVDboxofautomaticproductionline,theworksequencediagramandflowchart.Practicehasproved,stableoperation,simpleoperation,meetthedesignrequirements,itisworthyofpopularizationandapplication.KeyWords: DVDbox, PLC, mechanicalhandIII目錄摘 要 .IAbstract II目錄 .III第 1 章 緒論.11.1 課題介紹 .11.2 PLC 介紹 21.2.1 PLC 的基本概念 .21.2.2 構(gòu)成 .21.2.3 PLC 的工作原理 .31.2.4 PLC 的技術(shù)原理 .51.3 本章小結(jié) 5第 2 章 方案論證.62.1 自動(dòng)化輸送線定義 .62.2 自動(dòng)化輸送線生產(chǎn)的基本原理 .62.4 自動(dòng)化輸送線的特征及優(yōu)缺點(diǎn) .62.5 本章小結(jié) .7第 3 章 DVD 盒自動(dòng)定型輸送線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 93.1 傳送帶的設(shè)計(jì) .93.2 同步帶的概述 .93.2.1 同步帶介紹 93.2.2 同步帶的特點(diǎn) 103.2.5 同步帶分類 113.3 同步帶傳動(dòng)計(jì)算 .113.3.1 同步帶計(jì)算選型 113.3.2 同步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分） 143.3.3 同步帶的設(shè)計(jì) 163.3.4 同步帶輪的設(shè)計(jì) 16IV3.4 電機(jī)的選擇 .173.4.1 電機(jī)的分類 173.4.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇 183.5 氣缸的選擇 .193.6 初步確定氣缸參數(shù) .21第 4 章 DVD 盒自動(dòng)定型輸送線 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .234.1 I/O 點(diǎn)數(shù)分配 264.2 PLC 外部接線圖 274.3 控制原理 .274.4 PLC 程序設(shè)計(jì) 294.4.1 總體程序框圖 294.4.2 初始化及報(bào)警程序 314.4.3 手動(dòng)控制程序 324.4.4 自動(dòng)控制程序 33總結(jié).36致謝.37參考文獻(xiàn).38VVIVIIVIII寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論1.1 課題介紹制造業(yè)歷來是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分為了提高制造業(yè)的技術(shù)水平，制造業(yè)在其發(fā)展歷程中一直在進(jìn)行著不同水平、不同類型的自動(dòng)化。進(jìn)人 8 十年代后，隨著微電子技術(shù)和通信技術(shù)的吃速發(fā)展，制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)人到一個(gè)新的姍代一基于計(jì)算機(jī)的集成制造時(shí)代，并且正在向基于人工智能，人—機(jī)協(xié)調(diào)，人—自然協(xié)調(diào)的生態(tài)工廠時(shí)代邁進(jìn)。促使制造業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的 3 個(gè)技術(shù)因素是:自動(dòng)化單元技術(shù) :自動(dòng)化的方法學(xué)或哲理; 與制造業(yè)自動(dòng)化有關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術(shù)，包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)作為 20 世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。無論高速大批量制造企業(yè)還是追求靈活、柔性和定制化企業(yè)，都必須依靠自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。自動(dòng)化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程起著明顯的提升作用：（1）提高生產(chǎn)過程的安全性；（2）提高生產(chǎn)效率；（3）提高產(chǎn)品質(zhì)量；（4）減少生產(chǎn)過程的原材料、能源損耗。據(jù)國際權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)投入和企業(yè)效益方面提升產(chǎn)出比約 1：4至 1：6 之間。特別在資金密集型企業(yè)中，自動(dòng)化系統(tǒng)占設(shè)備總投資 10%以下，起到“四兩撥千金”的作用。傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)即機(jī)電一體化系統(tǒng)主要是對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過程的控制，即由機(jī)械本體、動(dòng)力部分、測(cè)試傳感部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部分、控制及信號(hào)處理單元、接口等硬件元素，在軟件程序和電子電路邏輯的有目的的信息流引導(dǎo)下，相互協(xié)調(diào)、有機(jī)融合和集成，形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從而組成工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)或產(chǎn)品。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)和集散式控制系統(tǒng) DCS 的發(fā)展歷程。近年來，隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交互溝通的領(lǐng)域正迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到控制、管理各個(gè)層次。工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)一般是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行測(cè)量與控制的自動(dòng)化技術(shù)工具(包括自動(dòng)測(cè)量?jī)x表、控制裝置)的總稱。今天，對(duì)自動(dòng)化最簡(jiǎn)單的理解也轉(zhuǎn)變?yōu)椋河脧V義的機(jī)器（包括計(jì)算機(jī)）來部分代替或完全取代或超越人的體力。1.2 PLC 介紹1.2.1 PLC 的基本概念早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制（Programmable Logic Controller, PLC） ，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱 PLC,PLC 自 1969 年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。1.2.2 構(gòu)成a、電源PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去b.中央處理單元（CPU)中央處理單元（CPU）是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。c、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。d、輸入輸出接口電路 1．現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。2．現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用 PLC 通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。e、功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。f、通信模塊如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP 通訊模塊等。1.2.3 PLC 的工作原理一.掃描技術(shù)當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。（一）輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。(二）用戶程序執(zhí)行階段，在用戶程序執(zhí)行階段，PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點(diǎn)。即使用 I/O 指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從 I/O 模塊取值，輸出過程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。（三）輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是 PLC 的真正輸出。4、PLC 內(nèi)部運(yùn)作方式雖然 PLC 所使用之階梯圖程式中往往使用到許多繼電器、計(jì)時(shí)器與計(jì)數(shù)器等名稱，但PLC 內(nèi)部并非實(shí)體上具有這些硬件，而是以內(nèi)存與程式編程方式做邏輯控制編輯，并借由輸出元件連接外部機(jī)械裝置做實(shí)體控制。因此能大大減少控制器所需之硬件空間。實(shí)際上 PLC 執(zhí)行階梯圖程式的運(yùn)作方式是逐行的先將階梯圖程式碼以掃描方式讀入CPU 中并最后執(zhí)行控制運(yùn)作。在整個(gè)的掃描過程包括三大步驟， “輸入狀態(tài)檢查”、 “程式執(zhí)行”、 “輸出狀態(tài)更新”說明如下：步驟一“輸入狀態(tài)檢查 ”：PLC 首先檢查輸入端元件所連接之各點(diǎn)開關(guān)或傳感器狀態(tài)（1 或 0 代表開或關(guān)） ，并將其狀態(tài)寫入內(nèi)存中對(duì)應(yīng)之位置 Xn。步驟二“ 程式執(zhí)行” ：將階梯圖程式逐行取入 CPU 中運(yùn)算，若程式執(zhí)行中需要輸入接點(diǎn)狀態(tài)，CPU 直接自內(nèi)存中查詢?nèi)〕?。輸出線圈之運(yùn)算結(jié)果則存入內(nèi)存中對(duì)應(yīng)之位置，暫不反應(yīng)至輸出端 Yn。步驟三“輸出狀態(tài)更新”：將步驟二中之輸出狀態(tài)更新至 PLC 輸出部接點(diǎn)，并且重回步驟一。此三步驟稱為 PLC 之掃描周期，而完成所需的時(shí)間稱為 PLC 之反應(yīng)時(shí)間，PLC 輸入訊號(hào)之時(shí)間若小于此反應(yīng)時(shí)間，則有誤讀的可能性。每次程式執(zhí)行后與下一次程式執(zhí)行前，輸出與輸入狀態(tài)會(huì)被更新一次，因此稱此種運(yùn)作方式為輸出輸入端“程式結(jié)束再生” 。5、PLC 的特點(diǎn)plc 具有以下鮮明的特點(diǎn)。 （1）系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過程的 PID 回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如 DDC 和寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5DCS 等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。 （2）使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。 （3）能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。6、PLC 目前的主要品牌美國 AB，比利時(shí) ABB，松下，西門子，匯川，三菱，歐姆龍，臺(tái)達(dá)，富士，施耐德，信捷創(chuàng)研等。1.2.4 PLC 的技術(shù)原理PLC 利用1.6M 到30M 頻帶范圍傳輸信號(hào)。在發(fā)送時(shí)，利用 GMSK 或 OFDM 調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，然后在電力線上進(jìn)行傳輸，在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號(hào)。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5M~45M 之間。PLC 設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部 PLC 調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時(shí)，來自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號(hào)解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的 Internet。1.3 本章小結(jié)本章主要對(duì)機(jī)械自動(dòng)化輸送線等知識(shí)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹，然后介紹了一些 PLC的相關(guān)知識(shí)。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第 2 章 方案論證2.1 自動(dòng)化輸送線定義自動(dòng)化輸送線生產(chǎn)是生產(chǎn)組織的一種形式。把生產(chǎn)過程劃分為在時(shí)間上相等或成倍比的若干工序，并將其分別固定于按工藝過程順序排列的各工作地，勞動(dòng)對(duì)象按一定的節(jié)拍或速度，順次流過各工作地進(jìn)行加工。對(duì)不能或不便移動(dòng)的操作對(duì)象（如建筑物，大型船舶，大型機(jī)器及其部件） ，也可由執(zhí)行各工序的工人，按規(guī)定速度在勞動(dòng)對(duì)象上順序連續(xù)進(jìn)行各工序加工。誕生于第二次工業(yè)革命時(shí)期。亨利.福特(Henry Ford)于 1913 年在密歇根州的 Highland Park，建立的生產(chǎn)系統(tǒng)。輸送線生產(chǎn)通過一系列的生產(chǎn)方法，包括使用通用的設(shè)備，使生產(chǎn)線上的每項(xiàng)任務(wù)都有穩(wěn)定的周期時(shí)間，并按照加工工序的順序，使產(chǎn)品能夠迅速、平穩(wěn)的由一個(gè)工位“流動(dòng)”到下一個(gè)工位。經(jīng)由生產(chǎn)控制系統(tǒng)，使產(chǎn)品的生產(chǎn)率與最終裝配線上的使用率相符合。輸送線生產(chǎn)進(jìn)一步加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，它要求工人進(jìn)行高強(qiáng)度，高密度作業(yè)，因此它剛誕生時(shí)飽受爭(zhēng)議。但時(shí)間證明，它是一種極其有效的生產(chǎn)組織。由于勞動(dòng)單位不用移動(dòng)，輸送線生產(chǎn)有極高的效率，它使大規(guī)模批量化生產(chǎn)成為可能。同時(shí)，因?yàn)樯a(chǎn)單位只用對(duì)勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行一部分操作，而無須像以前對(duì)勞動(dòng)對(duì)象整體負(fù)責(zé)，因此使工人技術(shù)進(jìn)一步專業(yè)化。2.2 自動(dòng)化輸送線生產(chǎn)的基本原理生產(chǎn)輸送線的基本原理是把一個(gè)生產(chǎn)重復(fù)的過程分解為若干個(gè)子過程，前一個(gè)子過程為下一個(gè)子過程創(chuàng)造執(zhí)行條件，每一個(gè)過程可以與其它子過程同時(shí)進(jìn)行。簡(jiǎn)而言之，就是“功能分解，空間上順序依次進(jìn)行，時(shí)間上重疊并行” 。2.4 自動(dòng)化輸送線的特征及優(yōu)缺點(diǎn)生產(chǎn)輸送線的特征是每一道工序都有特定的人去完成，一步一步地加工．每個(gè)人做一個(gè)特定的工作．寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7圖 1-1 生產(chǎn)輸送線優(yōu)點(diǎn)是這樣生產(chǎn)起來會(huì)比較快，因?yàn)槊總€(gè)人只需要做一樣事，對(duì)自己所做的事都非常熟悉．缺點(diǎn)是工作的人會(huì)很覺得很乏味．常用的生產(chǎn)輸送線可分為以下幾種：1）板鏈?zhǔn)窖b配輸送線特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品比較重，和生產(chǎn)線同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的爬坡；生產(chǎn)的節(jié)拍不是很快；以鏈板面作為承載，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的平穩(wěn)輸送。2）滾筒式輸送線特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品類型廣泛，所受限制少；與阻擋器配合使用，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的連續(xù)、節(jié)拍運(yùn)行以及積放的功能；采用頂升平移裝置，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的離線返修或檢測(cè)而不影響整個(gè)輸送線的運(yùn)行。3）皮帶式輸送線特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品比較輕，形狀限制少；和生產(chǎn)線同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的爬坡轉(zhuǎn)向；以皮帶作為載體和輸送，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的平穩(wěn)輸送，噪音??；可以實(shí)現(xiàn)輕型物料或產(chǎn)品較長(zhǎng)距離的輸送。4）差速輸送輸送線特點(diǎn)：差速輸送輸送線采用倍速鏈牽引，工裝板可以自由傳送，采用阻擋器定位使工件自由運(yùn)動(dòng)或停止，工件在兩端可以自動(dòng)頂升，橫移過渡。還可以在線可設(shè)旋轉(zhuǎn)、專機(jī)、檢測(cè)設(shè)備、等。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）82.5 本章小結(jié)本章主要對(duì)幾種進(jìn)行比較和分析,最終我們選取目前切實(shí)可行的一種方案.我們將在今后的篇幅當(dāng)中重點(diǎn)介紹。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9第 3 章 DVD 盒自動(dòng)定型輸送線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 傳送帶的設(shè)計(jì)排隊(duì)機(jī)構(gòu)將 DVD 盒推到傳送帶上后，傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)將 DVD 盒送至平臺(tái)上，等待夾持。傳送帶由如圖 4-1 所示部件組成。傳送帶(6)采用高強(qiáng)低伸化纖材料，具有強(qiáng)度大、伸縮性小、耐弱酸弱堿、易于加工的特點(diǎn)。張緊裝置(8)由螺柱、緊固螺絲和折板組成，螺柱首先穿到滾動(dòng)軸承的螺紋孔內(nèi)，再穿過折板上的光孔，折板固定在工作臺(tái)上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺柱上折板外側(cè)的螺絲時(shí)，與滾動(dòng)軸承固定在一起的支架向外移動(dòng)，將傳送帶拉緊。為防止培養(yǎng)瓶向左右傾倒，在傳送帶兩側(cè)加裝了上下?lián)醢?。傳送帶寬度?yīng)稍大于DVD 盒直徑，太寬 DVD 盒容易傾斜，這里取傳送帶.圖 3-1 傳送帶實(shí)物圖1.電機(jī)支架 2.步進(jìn)電機(jī) 3.傳送帶支撐架4 一卜擋板 5.上擋板.6 傳送帶 7 滾動(dòng)軸承 8.張緊裝置3.2 同步帶的概述3.2.1 同步帶介紹同步帶是綜合了帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來的新塑傳動(dòng)帶。它由帶齒形的一工作面與齒形帶輪的齒槽嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，其強(qiáng)力層是由拉伸強(qiáng)度高、寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10伸長(zhǎng)小的纖維材料或金屬材料組成，以使同步帶在傳動(dòng)過程中節(jié)線長(zhǎng)度基本保持不變，帶與帶輪之間在傳動(dòng)過程中投有滑動(dòng)，從而保證主、從動(dòng)輪間呈無滑差的間步傳動(dòng)。同步帶傳動(dòng)（見圖 3-1）時(shí)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，對(duì)軸作用力小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用溫度-20℃―80℃，v50m/s，P300kw,i10,對(duì)于要求同步的傳動(dòng)也可用于低速傳動(dòng)。圖3.1同步帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應(yīng)吻合的輪所組成。它綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動(dòng)力。同步帶傳動(dòng)具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動(dòng)比范圍大，一般可達(dá) 1:10。允許線速度可達(dá) 50M/S，傳遞功率從幾瓦到百千瓦。傳動(dòng)效率高，一般可達(dá) 98%，結(jié)構(gòu)緊湊，適宜于多軸傳動(dòng)，不需潤(rùn)滑，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場(chǎng)所下正常工作。本產(chǎn)品廣泛用于紡織、機(jī)床、煙草、通訊電纜、輕工、化工、冶金、儀表儀器、食品、礦山、石油、汽車等各行業(yè)各種類型的機(jī)械傳動(dòng)中。同步帶的使用，改變了帶傳動(dòng)單純?yōu)槟Σ羵鲃?dòng)的概念，擴(kuò)展了帶傳動(dòng)的范圍，從而成為帶傳動(dòng)中具有相對(duì)獨(dú)立性的研究對(duì)象，給帶傳動(dòng)的發(fā)展開辟了新的途徑。3.2.2 同步帶的特點(diǎn)(1)、傳動(dòng)準(zhǔn)確，工作時(shí)無滑動(dòng)，具有恒定的傳動(dòng)比；(2)、傳動(dòng)平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低；(3)、傳動(dòng)效率高，可達(dá)0.98，節(jié)能效果明顯；(4)、維護(hù)保養(yǎng)方便，不需潤(rùn)滑，維護(hù)費(fèi)用低；(5)、速比范圍大，一般可達(dá)10，線速度可達(dá)50m/s ，具有較大的功率傳遞范圍，可達(dá)幾瓦到幾百千瓦；(6)、可用于長(zhǎng)距離傳動(dòng)，中心距可達(dá)10m以上。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113.2.5 同步帶分類同步帶齒有梯形齒和弧齒兩類，弧齒又有三種系列：圓弧齒(H系列又稱HTD 帶)、平頂圓弧齒(S系列又稱為STPD 帶) 和凹頂拋物線齒（ R系列)。梯形齒同步帶梯形齒同步帶分單面有齒和雙面有齒兩種，簡(jiǎn)稱為單面帶和雙面帶。雙面帶又按齒的排列方式分為對(duì)稱齒型（代號(hào)DA)和交錯(cuò)齒型(代號(hào)DB 〕 。梯形齒同步帶有兩種尺寸制：節(jié)距制和模數(shù)制。我國采用節(jié)距制，并根據(jù)ISO5296制訂了同步帶傳動(dòng)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T11361～11362-1989 和GB/T11616-1989 ?；↓X同步帶弧齒同步帶除了齒形為曲線形外，其結(jié)構(gòu)與梯形齒同步帶基本相同，帶的節(jié)距相當(dāng)，其齒高、齒根厚和齒根圓角半徑等均比梯形齒大。帶齒受載后，應(yīng)力分布狀態(tài)較好，平緩了齒根的應(yīng)力集中，提高了齒的承載能力。故弧齒同步帶比梯形齒同步帶傳遞功率大，且能防止嚙合過程中齒的干涉?；↓X同步帶耐磨性能好，工作時(shí)噪聲小，不需潤(rùn)滑，可用于有粉塵的惡劣環(huán)境。已在食品、汽車、紡織、制藥、印刷、造紙等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。3.3 同步帶傳動(dòng)計(jì)算3.3.1 同步帶計(jì)算選型設(shè)計(jì)功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率、載荷性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)類型和每天連續(xù)工作的時(shí)間長(zhǎng)短等因素共同確定的，表達(dá)式如下： dAmPK?式中 ——需要傳遞的名義功率——工作情況系數(shù)，按表2工作情況系數(shù) 選取 =1.7；AK表3-3.工作情況系數(shù)寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12WPKAd 63.07.1???確定帶的型號(hào)和節(jié)距可根據(jù)同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd'和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，由同步帶選型圖中來確定所需采用的帶的型號(hào)和節(jié)距。其中Pd=0.63kw ，n1=61rpm。查表3-4表3-4寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13選同步帶的型號(hào)為H：，節(jié)距為：Pb=8.00mm選擇小帶輪齒數(shù)z1 ，z2可根據(jù)同步帶的最小許用齒數(shù)確定。查表3-3-3得。查得小帶輪最小齒數(shù)14。實(shí)際齒數(shù)應(yīng)該大于這個(gè)數(shù)據(jù)初步取值z(mì)1=34故大帶輪齒數(shù)為：z2=i ×z1=1×z1=34。故z1=34，z2=34。確定帶輪的節(jié)圓直徑d1，d2小帶輪節(jié)圓直徑d1=Pbz1/π=8.00 ×34/3.14≈86.53mm大帶輪節(jié)圓直徑d2=Pbz2/π=8.00 ×34/3.14≈86.53mm驗(yàn)證帶速v由公式v= πd1n1/60000 計(jì)算得，s﹤vmax=40m/s，確定帶長(zhǎng)和中心矩mdn/276.016053.84.160?????根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》得 )()(. 2101dad???所以有： am2.34614.20?現(xiàn)在選取軸間間距為取 224mm?0a10、同步帶帶長(zhǎng)及其齒數(shù)確定= ( )0L2??a21d= 2/)53.86.4.3??=719.7mm11、帶輪嚙合齒數(shù)計(jì)算有在本次設(shè)計(jì)中傳動(dòng)比為1，所以嚙合齒數(shù)為帶輪齒數(shù)的一半，即 =17。mz寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1412、基本額定功率 的計(jì)算0P查基準(zhǔn)同步帶的許用工作壓力和單位長(zhǎng)度的質(zhì)量表4-3可以知道1)(20vmTPa??=2100.85N，m=0.448kg/m 。a所以同步帶的基準(zhǔn)額定功率為= =0.21KW0P101.)48.52(2??表3-5基準(zhǔn)寬度同步帶的許用工作壓力和單位長(zhǎng)度的質(zhì)量13、計(jì)算作用在軸上力 rF=rFvPd10=71.6N3.3.2 同步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分）1、同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度同步帶工作時(shí)，其承載繩中心線長(zhǎng)度應(yīng)保持不變，因此稱此中心線為同步帶的節(jié)線，并以節(jié)線周長(zhǎng)作為帶的公稱長(zhǎng)皮，稱為節(jié)線長(zhǎng)度。在同步帶傳動(dòng)中，帶節(jié)線長(zhǎng)度是一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)傳動(dòng)的中心距已定時(shí)，帶的節(jié)線長(zhǎng)度過大過小，都會(huì)影響帶齒與輪齒的正常嚙合，因此在同步帶標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)梯形齒同步帶的各種哨線長(zhǎng)度已規(guī)定公差值，要求所生產(chǎn)的同步帶節(jié)線長(zhǎng)度應(yīng)在規(guī)定的極限偏差范圍之內(nèi)（見表3-6） 。表3-6帶節(jié)線長(zhǎng)度表寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）152、帶的節(jié)距Pb如圖3-4 所示，同步帶相鄰兩齒對(duì)應(yīng)點(diǎn)沿節(jié)線量度所得約長(zhǎng)度稱為同步帶的節(jié)距。帶節(jié)距大小決定著同步帶和帶輪齒各部分尺寸的大小，節(jié)距越大，帶的各部分尺寸越大，承載能力也隨之越高。因此帶節(jié)距是同步帶最主要參數(shù)．在節(jié)距制同步帶系列中以不同節(jié)距來區(qū)分同步帶的型號(hào)。在制造時(shí)，帶節(jié)距通過鑄造模具來加以控制。梯形齒標(biāo)準(zhǔn)同步帶的齒形尺寸見表3-5。3、帶的齒根寬度一個(gè)帶齒兩側(cè)齒廓線與齒根底部廓線交點(diǎn)之間的距離稱為帶的齒根寬度，以s表示。帶的齒根寬度大，則使帶齒抗剪切、抗彎曲能力增強(qiáng)，相應(yīng)就能傳動(dòng)較大的裁荷。圖3.7帶的標(biāo)準(zhǔn)尺寸表 3-7梯形齒標(biāo)準(zhǔn)同步帶的齒形尺寸寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）164、帶的齒根圓角帶齒齒根回角半徑rr的大小與帶齒工作時(shí)齒根應(yīng)力集中程度有關(guān)t 齒根圓角半徑大，可減少齒的應(yīng)力集中，帶的承載能力得到提高。但是齒根回角半徑也不宜過大，過大則使帶齒與輪齒嚙合時(shí)的有效接觸面積城小，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選適當(dāng)?shù)臄?shù)值。5、帶齒齒頂圓角半徑帶齒齒項(xiàng)圓角半徑的大小將影響到帶齒與輪齒嚙合時(shí)會(huì)否產(chǎn)生于沙。由于在同步帶傳動(dòng)中，帶齒與帶輪齒的嚙合是用于非共扼齒廓的一種嵌合。因此在帶齒進(jìn)入或退出嚙合時(shí)，帶齒齒頂和輪齒的頂部拐角必然會(huì)超于重疊，而產(chǎn)生干涉，從而引起帶齒的磨損。因此為使帶齒能順利地進(jìn)入和退出嚙合，減少帶齒頂部的磨損，宜采用較大的齒頂圓角半徑。但與齒根圓角半徑一樣，齒頂圓角半徑也不宜過大，否則亦會(huì)減少帶齒與輪齒問的有效接觸面積。6、齒形角 ?梯形帶齒齒形角日的大小對(duì)帶齒與輪齒的嚙合也有較大影響。如齒形角霹過小，帶齒縱向截面形狀近似矩形，則在傳動(dòng)時(shí)帶齒將不能順利地嵌入帶輪齒槽內(nèi)，易產(chǎn)生干涉。但齒形角度過大，又會(huì)使帶齒易從輪齒槽中滑出，產(chǎn)生帶齒在輪齒頂部跳躍現(xiàn)象。3.3.3 同步帶的設(shè)計(jì)在這里，我們選用梯形帶。帶的尺寸如表3-8。帶的圖形如圖3-5。表3-8同步帶尺寸型號(hào) 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓半徑H 8 40。 6.12 4.3 1.02 1.02圖3.8同步帶3.3.4 同步帶輪的設(shè)計(jì)同步帶輪的設(shè)計(jì)的基本要求寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）171、保證帶齒能順利地嚙入與嚙出由于輪齒與帶齒的嚙合同非共規(guī)齒廓嚙合傳動(dòng)，因此在少帶齒頂部與輪齒頂部拐角處的干涉，并便于帶齒滑入或滑出輪齒槽。2、輪齒的齒廊曲線應(yīng)能減少嚙合變形，能獲得大的接觸面積，提高帶齒的承載能力即在選探輪齒齒廓曲線時(shí)，應(yīng)使帶齒嚙入或嚙出時(shí)變形小，磨擦損耗小，并保證與帶齒均勻接觸，有較大的接觸面積，使帶齒能承受更大的載荷。3、有良好的加了工藝性加工工藝性好的帶輪齒形可以減少刀具數(shù)量與切齒了作員，從而可提高生產(chǎn)率，降低制造成本。4、具有合理的齒形角齒形角是決定帶輪齒形的重要的力學(xué)和幾何參數(shù)，大的齒形角有利于帶齒的順利嚙入和嚙出，但易使帶齒產(chǎn)生爬齒和跳齒現(xiàn)象；而齒形角過小，則會(huì)造成帶齒與輪齒的嚙合干涉，因此輪齒必須選用合理的齒形角。3.4 電機(jī)的選擇3.4.1 電機(jī)的分類1．按工作電源分類根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。2．按結(jié)構(gòu)及工作原理分類電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)。交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。有刷直流電動(dòng)機(jī)可分為永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)。電磁直流電動(dòng)機(jī)又分為串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。永磁直流電動(dòng)機(jī)又分為稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)、鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)。3．按起動(dòng)與運(yùn)行方式分類電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)與運(yùn)行方式可分為電容起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)、電容盍式電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)和分相式電動(dòng)機(jī)。4．按用途分類電動(dòng)機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為電動(dòng)工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具）用電動(dòng)機(jī)、家電（包括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等）用電動(dòng)機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備（包括各種小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動(dòng)機(jī)?？刂朴秒妱?dòng)機(jī)又分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。5．按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī)） 。6．按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)等。調(diào)速電動(dòng)機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無極變速電動(dòng)機(jī)外，還可分為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、PWM 變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。3.4.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇由于步進(jìn)電機(jī)具有控制較容易，維修也較方便，而且控制為全數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及實(shí)際情況我們選擇步進(jìn)電機(jī)，選擇參數(shù)為:額定電壓、輸出扭矩和電機(jī)轉(zhuǎn)速等。擬采用的 57 系列兩相混和式步進(jìn)電機(jī)使用 24V 電壓，本系統(tǒng)提供的 24V 直流電源可以滿足步進(jìn)電機(jī)的工作需要。輸出扭矩與傳送帶和支撐板的摩擦力有關(guān)，主要由DVD 盒的重量和傳送帶的摩擦系數(shù)來確定，此外，還與傳送帶與滾輪之間的滑動(dòng)摩擦力的作用有關(guān)，但由于滑動(dòng)摩擦系數(shù)很小，雖然傳送帶與滾輪之間的張緊力很大，因此而帶來的滑動(dòng)摩擦力卻很小，故忽略不計(jì)。計(jì)算過程如下:F=mng M=FL?其中，F(xiàn) 為傳送帶須提供的牽引力，m 為 DVD 盒的質(zhì)量， 為 DVD 盒與傳送帶?的摩擦系數(shù)，傳送帶的材料為高強(qiáng)低伸化纖材料，由表查得 =0.8。傳送帶最多可以放置 10 個(gè) DVD 盒，則 n=10，每個(gè) DVD 盒的質(zhì)量約為.03kg，可得：F =23.52NmaxL 為牽引力作用在電機(jī)軸上得力臂，L=0.02m;則有:M=FL==nmg =0.4704?轉(zhuǎn)速與傳送帶的速度和輪的直徑有關(guān)，工作時(shí)傳送帶的速度約為:V=3.5m/min，輪寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19直徑為 D=400mm，則根據(jù)公式計(jì)算得:n= =30r/minnDV步進(jìn)電機(jī)的頻矩特性曲線如圖 4-3 所示：則由曲線可得:當(dāng) n=30r/min 時(shí)，f=100HZ。根據(jù)計(jì)算結(jié)果我們選擇電機(jī)型號(hào)為：57BYJ250C3.5 氣缸的選擇氣缸的選用要根據(jù)以下方面進(jìn)行分析：1、類型的選擇根據(jù)工作要求和條件，正確選擇氣缸的類型。要求氣缸到達(dá)行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應(yīng)選擇緩沖氣缸；要求重量輕，應(yīng)選輕型缸；要求安裝空間窄且行程短，可選薄型缸；有橫向負(fù)載，可選帶導(dǎo)桿氣缸；要求制動(dòng)精度高，應(yīng)選鎖緊氣缸；不允許活塞桿旋轉(zhuǎn)，可選具有桿不回轉(zhuǎn)功能氣缸；高溫環(huán)境下需選用耐熱缸；在有腐蝕環(huán)境下，需選用耐腐蝕氣缸。在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需要活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時(shí)需要選用無給氣或無氣潤(rùn)滑氣缸等。2、安裝形式寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20根據(jù)安裝位置、使用目的等因素決定。在一般情況下，采用固定式氣缸。在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)（如車床、磨床等） ，應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運(yùn)動(dòng)外，還需作圓弧擺動(dòng)時(shí)，則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時(shí)，應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊氣缸。3、作用力的大小即缸徑的選擇。根據(jù)負(fù)載力的大小來確定氣缸輸出的推力和拉力。一般均按外載荷理論平衡條件所需氣缸作用力，根據(jù)不同速度選擇不同的負(fù)載率，使氣缸輸出力稍有余量。缸徑過小，輸出力不夠，但缸徑過大，使設(shè)備笨重，成本提高，又增加耗氣量，浪費(fèi)能源。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu)，以減小氣缸的外形尺寸。4、活塞行程與使用的場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān)，但一般不選滿行程，防止活塞和缸蓋相碰。如用于夾緊機(jī)構(gòu)等，應(yīng)按計(jì)算所需的行程增加 10～20㎜的余量。5、活塞的運(yùn)動(dòng)速度主要取決于氣缸輸入壓縮空氣流量、氣缸進(jìn)排氣口大小及導(dǎo)管內(nèi)徑的大小。要求高速運(yùn)動(dòng)應(yīng)取大值。氣缸運(yùn)動(dòng)速度一般為 50～800㎜/s。對(duì)高速運(yùn)動(dòng)氣缸，應(yīng)選擇大內(nèi)徑的進(jìn)氣管道；對(duì)于負(fù)載有變化的情況，為了得到緩慢而平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)速度，可選用帶節(jié)流裝置或氣—液阻尼缸，則較易實(shí)現(xiàn)速度控制。選用節(jié)流閥控制氣缸速度需注意：水平安裝的氣缸推動(dòng)負(fù)載時(shí)，推薦用排氣節(jié)流調(diào)速；垂直安裝的氣缸舉升負(fù)載時(shí)，推薦用進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速；要求行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)避免沖擊時(shí)，應(yīng)選用帶緩沖裝置的氣缸。圖 3.1 氣缸實(shí)物圖根 據(jù) 工 作 所 需 力 的 大 小 來 確 定 活 塞 桿 上 的 推 力 和 拉 力 。 由 此 來 選 擇 氣 缸 時(shí) 應(yīng) 使 氣 缸 的 輸 出 力 稍有 余 量 。 若 缸 徑 選 小 了 ， 輸 出 力 不 夠 ， 氣 缸 不 能 正 常 工 作 ； 但 缸 徑 過 大 ， 不 僅 使 設(shè) 備 笨 重 、 成本 高 ， 同 時(shí) 耗 氣 量 增 大 ， 造 成 能 源 浪 費(fèi) 。 在 夾 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 應(yīng) 盡 量 采 用 增 力 機(jī) 構(gòu) ， 以 減 少 氣 缸 的尺 寸 。氣 缸下 面 是 氣 缸 理 論 出 力 的 計(jì) 算 公 式 ：F： 氣 缸 理 論 輸 出 力 (kgf)