畢業(yè)設(shè)計（論文）-高爾夫球桿噴漆烘干生產(chǎn)線設(shè)計（全套圖紙三維）

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1、 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 高爾夫球桿噴漆烘干輸送線的設(shè)計 學(xué) 院 工業(yè)制造學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 指導(dǎo)教師 職稱 　 年 月 日 目 錄 摘要 4 Abstract 6 第一

2、章、緒論 7 1.1 課題的研究背景和歷史意義 8 1.2 高爾夫球噴漆烘干線的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用 10 第二章、高爾夫球噴漆烘干線總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 12 2.1 高爾夫球噴漆烘干線的工作原理 13 2.2 機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算 14 2.2.1電機(jī)的選擇 15 2.2.2減速器的設(shè)計計算 16 2.2.3 V帶傳動設(shè)計計算 16 2.3.4軸的設(shè)計計算 16 2.2.5軸承選擇 16 2.2.6鍵的選擇 17 第三章、機(jī)架的設(shè)計 17 3.1機(jī)架設(shè)計一般要求 18 3.2

3、支撐結(jié)構(gòu) 20 第四章、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 19 4.1 PLC簡介 19 4.1.1 PLC的定義 20 4.1.2 PLC的用途 23 4.2 PLC控制系統(tǒng)在烘干線里的實現(xiàn) 23 第五章、高爾夫球噴漆烘干線各部分強(qiáng)度的校核 22 5.1軸承強(qiáng)度的校核 23 5.2方管強(qiáng)度的校核 23 5.3傳動軸強(qiáng)度的校核 24 第六章、結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維建模 25 6.1電機(jī)的三維建模 25 6.2立柱的三維建模 26 6.3風(fēng)機(jī)的三維建模 27 6.4方管的三維建模 28 6.5

4、高爾夫球噴漆烘干線的三維建模 29 第七章、三維軟件設(shè)計總結(jié) 31 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 摘 要 高爾夫球桿是高爾夫球運動中的基本裝備,由球頭、桿身、握把組成。按球桿的不同用途，和球桿被設(shè)計成不同的桿頭形狀和桿身長度，這樣高爾夫球桿大致可分為木桿、鐵桿、挖起桿以及推桿，還有一種介于鐵桿和木桿之間的球桿，叫混合桿，又叫鐵木桿。 全套圖紙，加153893706 木桿最早是以紅柿木制成的。因為木頭遇水會膨脹，早期雨天擊球球桿使用后都會送到pr

5、o shop保養(yǎng)；后來才演變使用不同的材質(zhì)制造。鐵、不銹鋼、炭纖維、鈦金屬都有使用到。 目前最流行的球桿材質(zhì)應(yīng)是鈦金屬。除了不須費時保養(yǎng)外，鈦金屬的反彈效益較強(qiáng)，可打較遠(yuǎn)，現(xiàn)今許多球場因無法增加長度距離，因此對職業(yè)選手選用木桿的反彈系數(shù)有一定的規(guī)格，USGA規(guī)定反彈系數(shù)不大于0.83。除開球用的1號木桿外，球道木桿尚有3、4、5、7、9。對女生而言3、4木較難打，所以才會推出仰角更高的7號或9號木出現(xiàn)。鐵木桿是介于鐵桿和木桿之間的球桿，叫混合桿，又叫鐵木桿。 鐵桿分長中短桿，長鐵桿通常指的是3號4號，5、6、7為中鐵桿，短鐵桿則為8、9、10。近來使用長鐵桿的人越來越少，多數(shù)改以小

6、雞腿代替。長鐵桿通常不容易打高，容易產(chǎn)生右曲球。長鐵桿因為角度小，碰上大逆風(fēng)時，就派得上用場。 高爾夫球桿的表面處理有很多種，其中最主要的是涂裝處理，涂裝的前處理和后處理，預(yù)處理部分主要是脫脂，水洗，表調(diào)，磷化，等部位，如果需要的工件表面層的效果是好的，會有的電泳過程，但制造成本會變得非常高，一般的高爾夫俱樂部都不太可能使用這個過程。前處理后處理，以提高質(zhì)量的油漆的效果，因此，后處理步驟一般是兩油漆和涂料干燥工序。 根據(jù)技術(shù)要求的不同，高爾夫俱樂部俱樂部后處理步驟也可以使用噴霧噴粉烤漆，電鍍?nèi)〈婂冄b飾效果不強(qiáng)，他們?nèi)匀恍枰獓娗迤幔蕴岣咂鋵徝佬Ч? 關(guān)鍵詞：高爾夫球桿、

7、烘干、噴漆、裝飾效果 absraote With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or cont

8、rol tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety. Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.Th

9、e pneumatic part of the design is primarilytoreasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.The?inverted?pendulum?is?a?typical?high?order?system,?with?multi?variable,?non-linear,?strong-coupling,?fleet?and?absolutely?instable.It?is?representative?as?an?ideal?model?to?prove?new?contr

10、ol?theory?and?techniques.?During?the?control?process,?pendulum?can?effectively?reflect?many?key?problems?such?as?equanimity,?robust,?follow-up?and?track,?therefore.This?paper?studies?a?control?method?of?double?inverted?pendulum?. ?First?of?all,?the?mathematical?model?of?the?double?inverted?pendulum

11、?is?established,?then?make?a?control?design?to?double?inverted?pendulum?on?the?mathematical?model,?and?determine?the?system?performance?index?weightmatrix?,??by?using?genetic?algorithm?in?order?to?attain?the?system?state?feedback?control?matrix.?Finally,?the?simulation?of?the?system?is?made?by?.Afte

12、r?several?test?matrix?value?the?results?are?not?satisfactory?response,?then?we?optimize?matrix?by?using?Genetic?Algorithm.?Simulation?results?show:?The?system?response?can?meet?the?design?requirements?effectively?after?Genetic?Algorith.? Key word: Golf shaft； cylinder； pneumatic loop；.system struce

13、r 第一章 緒論 1.1課題的研究背景和歷史意義 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點之一

14、。 機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。 ?不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有： 建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研

15、究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大

16、的波動。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 ?機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增

17、。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機(jī)械、物料搬運機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、機(jī)械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。例如，按功能分的動力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動力

18、機(jī)械、核動力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 19世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的

19、知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以

20、至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利

21、用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。目前的涂漆方式是手工刷涂，效率低，操作環(huán)境惡劣，涂覆質(zhì)量差，急需改進(jìn)，實現(xiàn)自動或半自動噴涂。 高爾夫球桿噴漆烘干輸送線是一種流水線作業(yè)的典型設(shè)備，通過人工放置待噴漆的高爾夫球桿在固定的吊具上面，而后隨著輸送鏈的移動，高爾夫球桿隨著輸送線依次進(jìn)入噴漆和烘干工序，然后隨著輸送線運動到裝有凸輪解鎖機(jī)構(gòu)的位置，噴漆烘干好后的高爾夫球桿自動落料。 1.2 高爾夫球

22、桿噴漆烘干輸送線的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用 目前，國外已大量應(yīng)用流水線綜合作業(yè)技術(shù)，自動噴漆烘干生產(chǎn)線成套裝備已成為國內(nèi)高爾夫球桿噴漆、烘干工藝的主流以及未來各種需表面處理的產(chǎn)品的發(fā)展方向。 當(dāng)今社會，高爾夫球桿噴漆烘干輸送線已經(jīng)成為對各種材質(zhì)高爾夫球表面處理技術(shù)系統(tǒng)的重要的組成部分。為了更好的研究高爾夫球桿噴漆烘干輸送線的工作組成原理，發(fā)現(xiàn)及改進(jìn)其不足之處，本課題所研究的是高爾夫球桿噴漆烘干輸送線的設(shè)計。此次研究的主要問題在于系統(tǒng)的傳動結(jié)構(gòu)布局、噴漆和烘干的問題。高爾夫球桿噴漆烘干輸送線循環(huán)運送高爾夫球桿時，其驅(qū)動電機(jī)的運行工礦有別于一般的高爾夫球桿噴漆烘干輸送線。由于運轉(zhuǎn)上的需要，在結(jié)構(gòu)上

23、有特點，控制上有特殊要求。高爾夫球桿噴漆烘干輸送線的制動裝置及其控制技術(shù)尤為關(guān)鍵。若制動裝置設(shè)計的不合理，很容易發(fā)生漏噴，錯噴事件，從而對產(chǎn)品的不良率造成影響，給高爾夫球桿的生產(chǎn)的其他部門帶來影響。如何實現(xiàn)噴涂和烘干工藝的合理性，逐漸向智能化、自動化、人性化方向發(fā)展，是目前高爾夫球桿噴漆烘干輸送線的發(fā)展方向，也是本課題的研究目的和意義所在。相信隨著課題的不斷深入，對高爾夫球桿噴漆烘干輸送線將會有更深入的了解，為以后的學(xué)習(xí)也能打下夯實的基礎(chǔ)。 第二章、高爾夫球桿噴漆烘干輸送線總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2.1 高爾夫球桿噴漆烘干輸送線控制系統(tǒng)的控制原理 高爾夫球桿噴漆烘干輸送線是一種流水線作業(yè)的典

24、型設(shè)備，通過人工放置待噴漆的高爾夫球桿在固定的吊具上面，而后隨著輸送鏈的移動，高爾夫球桿隨著輸送線依次進(jìn)入噴漆和烘干工序，然后隨著輸送線運動到裝有凸輪解鎖機(jī)構(gòu)的位置，噴漆烘干好后的高爾夫球桿自動落料。其結(jié)構(gòu)布局圖如下： 2.2 機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算 2.2.1電機(jī)的選擇 已知整個高爾夫球桿噴漆烘干輸送線設(shè)備系統(tǒng)中高爾夫球桿與零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，輸送線移動速度為1~2r/min。即： 具體的電機(jī)設(shè)計計算如下: N=＝3.7(KW) G－電機(jī)的負(fù)載 －傳動效率，取0.75 所以根據(jù)N＝0.18kw，n＝1500r/min，查B1表10-4

25、-1選用Y112M-4，再查B1表10-4-2得Y112M-4電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 2.2.2減速器的設(shè)計計算 電機(jī)轉(zhuǎn)速3000r/min，鏈條運動速度17.5MM/S， 由公式 總傳動比 一般鏈傳動的傳動比為不大于30在這里合適，我們算得減速器的減速比為大致為1:20-1:50之間。 本次設(shè)計選用減速器我們選用蝸輪蝸桿減速器，廠家為珠江減速器。 2.2.3 V帶傳動設(shè)計計算 1）設(shè)計功率 －工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，取＝1.2 P－傳遞的功率 2）選定帶型 根據(jù)和查B1圖8－1－2選取普通

26、V帶A型，－小帶輪轉(zhuǎn)速，為1440r/min 2.2.3 傳動比 1.76 ＝＝ 3）小帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B1表8－1－12和表8－1－14選定 ＝100mm>＝75r/min 4）大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B3表8－7得=180mm 5）帶速驗算 6）初定軸間距（mm） 7）所需帶的基準(zhǔn)長度（mm） ＝ ＝886mm 依B1表8－1－8?。?00mm，即帶型為A－900 8）實際軸間距? 9）小帶輪包角

27、 = = 10)單根V帶的基本額定功率 根據(jù)帶型號、和普通V帶查B1表8－1－27（c） 取1.32kw 11) 時單根V帶型額定功率增量 根據(jù)帶型號、和查B1表8－1－27（c） 取0.15kw 12)V帶的根數(shù)Z Z = －小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8－1－23,取0.96 －帶長修正系數(shù)查B1表8－1－8，取0.87 13)單根V帶的預(yù)緊力 = =134（N） m－V帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm 14)作用在軸上的力

28、 －考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的1.5倍 2.3.4軸的設(shè)計計算 軸是組成精密機(jī)械的重要零件之一。一切作為回轉(zhuǎn)運動的零件，都必須在軸上才能傳遞運動和動力。在本課題所使用的軸，承受的負(fù)荷比較小，尺寸也比較小，制造精度高，要求材料具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的加工性能。因此，選用材料45#，傳動軸最大外圓直徑30，熱處理為對軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 主傳動軸大致圖形如下： 2.2.5軸承選擇 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達(dá)到或超過規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多

29、因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設(shè)計的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用調(diào)心滾子軸承，因為調(diào)心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用深溝球軸承帶防塵罩，型號為6206。 2.2.6鍵的選擇 鍵聯(lián)結(jié)是通過鍵實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。其中有 類型也可以實現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力，有些類型并能實現(xiàn)軸向動聯(lián)結(jié)， 傳動軸上主要的零件主要是通

30、過鍵來實現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向固定所以，只需選用 常見的普通平鍵，鍵的類型可根據(jù)使用要求、工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點 表5-3-15選定，鍵的長度根據(jù)軸轂的長度從標(biāo)準(zhǔn)中選取，鍵的b×h根據(jù) 徑來確定。 軸和帶輪的聯(lián)結(jié)，d=30mm, 參考資料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979) 選用B10×25普通A型平鍵，鍵長為25㎜。 第3章 、機(jī)架的設(shè)計 機(jī)架的設(shè)計主要要保證剛度、強(qiáng)度、及穩(wěn)定性。其中，剛度是評定大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則；強(qiáng)度是定重載機(jī)架工作性能的基本準(zhǔn)則，機(jī)架的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)器在運轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來

31、校核其靜強(qiáng)度，有時還要校核其疲勞強(qiáng)度。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度都 需要從靜態(tài)和動態(tài)兩方面來考慮。動剛度是衡量機(jī)架抗振能力的指標(biāo)，而提高機(jī)架的抗振性能應(yīng)從提高機(jī)架的構(gòu)件的靜剛度方面入手，合理設(shè)計機(jī)架構(gòu)件的截面形狀和尺寸。穩(wěn)定性是保證機(jī)架正常工作的基本條件，必須要注意。 3.1 機(jī)架設(shè)計的一般要求 在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本底；抗振性好；由于內(nèi)應(yīng)力及溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力最?。唤Y(jié)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便理和更換零部件； 初步確定機(jī)架的形狀和尺寸，機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，取決于安裝在它們內(nèi)部與外部的零部件的形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決于工藝、

32、所承受的載荷、運動等情況。機(jī)架材料的選用主要根據(jù)機(jī)架的使用要求，多數(shù)機(jī)架形狀較復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價廉和吸振能力強(qiáng)，所以應(yīng)用最廣。由于本設(shè)計是用于淀粉的加工設(shè)備中，屬于重型機(jī)架，而圓錐篩的設(shè)備可以從淀粉的加工工藝流程圖可以看到，此設(shè)備一般會布置到二摟，而不會在底層，這就要求機(jī)架的重量輕，所以采用焊接機(jī)架，而且焊接機(jī)架具有制造周期短、重量輕、成本底且強(qiáng)度和剛度高、施工簡便等優(yōu)點，主要由鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。左端架起篩筒那部分采用板焊結(jié)構(gòu)，主要就是鋼板拼焊而成，右端機(jī)架采用型鋼結(jié)構(gòu)，主要由槽鋼，矩形方管，和鋼板焊接而成，重量輕，成本底，材料利用充分。焊接時應(yīng)注意以下

33、幾點： 材料的可焊性 可焊性差的材料會造成焊接困難，焊縫的可靠性降低 所以本設(shè)計考慮到材料的可焊性選用25鋼；合理布置焊縫 焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件，焊縫布置要盡可能對稱和減少焊縫的數(shù)量、尺寸，且焊線要短，主要焊線要連續(xù)；提高抗振能力 普通鋼材的吸振能力低于鑄鐵，對抗振能力要求高的焊接件應(yīng)采取抗振措施，可利用鋼板間的摩擦力來吸收固定；合理選擇截面形狀 提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)型材、板材，合理確定焊縫尺寸。 3.2 支撐機(jī)構(gòu) 在機(jī)器中支撐或容納零部件的零件稱之為機(jī)架，所以機(jī)架是底座、機(jī)體、床身、橋架、殼體、箱體以及基礎(chǔ)平臺等零件的統(tǒng)稱。

34、按機(jī)架分類所用材料分類，圓錐篩采用的是金屬焊接機(jī)架。主要是焊接機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活、壁厚可以相差很大，并且可根據(jù)工況需要不同部位選用不同性能的材料，但其抗振性能比較差。強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性是機(jī)架設(shè)計的主要準(zhǔn)則，也是評價機(jī)架工作能力的主要標(biāo)準(zhǔn)，合理的設(shè)計機(jī)架的截面形狀和尺寸、注意機(jī)架的整體布局。設(shè)計機(jī)架通過了以下幾個設(shè)計步驟： （1）初定機(jī)架的形狀和尺寸 機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸取決于安裝在它內(nèi)部的零件和部件的 形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決與所受載荷、運動等情況，然后，綜合上述情況和有關(guān)資料，并參考現(xiàn)有同類型機(jī)架，初定擬定出機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。由于在小麥谷朊粉的加工過程中，由其加

35、工工藝流程圖可知，離心篩的裝置都在上層，所以不可能采用又重又笨的鑄鐵機(jī)架，所以采用由鋼板、型鋼、鑄鋼焊接而成的機(jī)架。機(jī)架的大致尺寸為長6500㎜、寬1560㎜，高540mm,要考慮具體形狀和電機(jī)、立柱的安裝還有電機(jī)的固定位置。 （2）機(jī)架的造型設(shè)計，雖然材料一定，但機(jī)架也要求內(nèi)外質(zhì)量的統(tǒng)一，考慮到矩形方管的等邊性把矩形方管用于底座和支撐軸承座，外觀上做成梯形架子，兩邊矩形方管分別向兩邊斜去，這樣既增加了機(jī)架的穩(wěn)定性、又使整個機(jī)架看上去簡單輕便。同樣矩形方管上面是四塊矩形方管焊接的一個長方形用來支撐板，板在矩形方管上焊接，下空，因而有利于在板上打通孔和軸承的調(diào)節(jié)，軸承調(diào)節(jié)是通過連接部分的螺栓孔

36、做成長圓狀的來實現(xiàn)。而下面是由兩個空心鋼來支撐電機(jī)下的板，空心鋼強(qiáng)度和剛度都很高，所以不會出現(xiàn)強(qiáng)度或剛度不足現(xiàn)象。 （3）作為焊接機(jī)架應(yīng)合理布置焊縫和提高焊縫的可靠性，而且焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件；焊縫布置應(yīng)盡量對稱，最好至中性軸的距離 相等；盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，且焊線要短；焊縫要不要布置在加工面和需要進(jìn)行表面處理的部位上；更要注意不要讓焊縫匯交和密集，讓次要焊縫中斷，主要焊縫聯(lián)系。減少應(yīng)力集中，如盡量采用對接接頭；減少殘余應(yīng)力，焊后熱處理等。 （4）盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)型材，板材，減少加工量。機(jī)架主要由空心鋼、矩形方管、鋼板等型鋼焊接拼而成，它們性能的好壞

37、直接決定著機(jī)架整體性聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度直接影響機(jī)器的工作性能。為保證機(jī)架剛度應(yīng)注意改善聯(lián)結(jié)部位的受力狀況、合理提高接觸表面的平面度公差等級及改善其表面粗糙度、螺栓最好前后、左右對稱布置。 整個機(jī)架設(shè)計完以后，既要注意滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求，又要注意外形的美觀和人機(jī)工程性，方便操作。造型好，使其既適用經(jīng)濟(jì)，又美觀大方。 第四章、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 4.1 PLC簡介 4.1.1 PLC的定義 PLC即可編程控制器（Programmable?Logic?Controller），是指以計算機(jī) 技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International

38、?? Electrical?Committee頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義;PLC英文全 稱Programmable?Logic?Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是： 一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編 程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算 術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC是可編程邏輯控制電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有PLC。 PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過

39、程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條 件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù) 據(jù)采集。在傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。PLC最基本 最廣泛的用于開關(guān)量的邏輯控制，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制， 順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑 機(jī)，印刷機(jī)，訂書機(jī)，智能窗簾，磨床，包裝等。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng) 用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材，機(jī)械制造，汽車，輕紡，交通運輸，環(huán)保 及文化娛樂等各個行業(yè)，使用廣泛。 隨著應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，PLC技術(shù)及其產(chǎn)品仍在繼續(xù)發(fā)展，主要朝著以下的方面

40、發(fā)展。? 1） 微型化、網(wǎng)絡(luò)化、開放性； 2）智能模塊化； ?3）編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化和高級化； 4） 網(wǎng)絡(luò)通信功能標(biāo)準(zhǔn)化。 5.7PLC的選型及硬件配備 根據(jù)上述控制特點，采用小型PLC即可滿足功能要求。由于西門子S7-200 系列屬于小型PLC，其許多功能達(dá)到大、中型PLC的水平，而價格卻和小型PLC的一樣。特別是S7-2000PU22*系列PLC，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成PLC網(wǎng)絡(luò)。可用梯形圖、語句表和功能圖三種語言來編程。且指令功能強(qiáng)，易于掌握、操作方便。近年來，S7-200PLC 已在工業(yè)各領(lǐng)域得到

41、了廣泛的應(yīng)用。S7-200?CPU22*系列PLC共有五種CPU模塊其各自的技術(shù)指標(biāo)見表3.2。，由于存在模擬量輸入輸出，需要增加模擬量輸入輸出模塊，在西門子S7-200系列PLC中有專門的模擬量I/O擴(kuò)展模塊。 4.1.2 PLC的用途 目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制 造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納 為如下幾類。 1、開關(guān)量的邏輯控制 ? 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控 制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。 如注

42、塑。 2、模擬量控制 ? 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和 數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3、運動控制 ? PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用16路的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于

43、各種機(jī)械、智能窗簾、機(jī)器人、電梯等場合。 4、過程控制 ? 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機(jī)， PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行16路的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 4.2 PLC控制系統(tǒng)在烘干線里的實現(xiàn) 此次設(shè)計的高爾夫球輸送線通過中控系統(tǒng)（PLC控制系統(tǒng)控制）整個機(jī)械的動作。其具體控制過程為：人工將高爾夫球桿裝上專用的高爾夫球桿夾具上面

44、，該夾具通改過氣缸驅(qū)動三爪卡盤，通過調(diào)節(jié)氣缸的行程，可以針對直徑的高爾夫球桿進(jìn)行夾緊。氣缸旁邊裝有接近開關(guān)，當(dāng)傳感器感應(yīng)到高爾夫球桿，就會反饋信號給PLC，PLC就通過電磁閥控制氣缸動作，從而實現(xiàn)高爾夫球桿的夾緊。同時，PLC控制系統(tǒng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，一次進(jìn)入噴漆、烘干工位。噴漆，烘干裝置前面入口處都裝有光電傳感器，當(dāng)感應(yīng)到高爾夫球桿的到來，噴漆、烘干裝置開始動作，接著高爾夫球桿隨著輸送帶繼續(xù)運行，直到預(yù)定的下料位置，當(dāng)傳感器感應(yīng)到了球桿的到來，通過反饋型號給PLC系統(tǒng)控制電磁閥從而來控制氣缸松開高爾夫球桿，高爾夫球桿自動落下，掉入指定的位置。 第五章、高爾夫球噴漆烘干線各部分強(qiáng)度的校核

45、5.1軸承強(qiáng)度的校核 軸承的選用在以上的說明中已經(jīng)給出，選用的是深溝球滾子軸承，型號為6205，其基本參數(shù)為主要是額定載荷： C=240000N， =322000N，e=0.23,Y=2.5,，假定軸承的壽命為3年，每天工作10小時，一年工作300天，所以軸承的基本額定動載荷可按一下公式進(jìn)行計算： C= 其中：C—基本額定動載荷計算值，N； P—當(dāng)量動載荷，按式計算，為軸承所受徑向載荷， 軸向動載荷，X為徑向動載荷系數(shù)，Y為軸向動載荷系數(shù)； —壽命因數(shù)，按表7-2-8選??； —速度因數(shù)，按表7-2-9選??； —力矩載荷因數(shù)，力矩較小時=1.5

46、,力矩較大時=2; —沖擊載荷因數(shù),按表7-2-10選取; —溫度系數(shù),按表7-2-11選取; —軸承尺寸及性能表中所列基本額定動載荷; 由表查得=1.19,=0.366,=1.5,=1.2（中等沖擊）,=;1.0； 因為軸向載荷=0，即，所以當(dāng)量動載荷 即，， ,所以此軸承選的合適,能滿足要求。 5.2方管強(qiáng)度的校核 根據(jù)方管承載力計算公式： M=Pac/L(M：彎矩，P集中力，a集中力距支座距離，c集中力距另一支座距離，L跨度，L=a+c) （僅用于矩形截面) f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強(qiáng)度/安全系數(shù)）。 M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計

47、初定L為1000mm 則M=13456N.M ，初定方管為40x40x3的方管和40x40x3，計算W得出 折算后位12Mpa； 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強(qiáng)度為375~500Mpa，由于12Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于375Mpa，所以初定方管40x40x3滿足要求。 由計算得出可以使用40x40x3的方管，初定設(shè)計計算得出方管總體架尺寸為長6500㎜、寬1560㎜，高540mm。 5.3傳動軸強(qiáng)度的校核 軸的強(qiáng)度計算一般可分為三種：1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計算；2）按彎扭合成強(qiáng)度計算；3）精確強(qiáng)度校核計算。 當(dāng)軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確

48、定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度計算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設(shè)計中的帶傳動對軸的力，其作用點取在輪緣寬度的中點。計算時，通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的雙支點梁，一般軸的支點近似取為軸承寬度中點。 由于本設(shè)計所用軸主要是受彎曲強(qiáng)度，很少的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計，應(yīng)校核軸的彎曲強(qiáng)度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。 左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產(chǎn)生作用力時，僅是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

49、

50、 軸徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計的，所以要校核軸的彎曲強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不超過許用彎曲應(yīng)力，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式繪出當(dāng)

51、量彎矩圖，式中是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，??；對于脈動的轉(zhuǎn)矩，??；對于對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取。 是材料在對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 是材料在脈動循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 在錐篩的設(shè)計過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數(shù)為，，，；應(yīng)滿足 下列條件： 或 W為軸的抗彎截面系數(shù)； 軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。 具體受力情況如下圖： 由材料力學(xué)的相關(guān)知識可得： 解得： 由 得： 可得軸的彎矩圖則如下： 軸所受的轉(zhuǎn)矩如下： 轉(zhuǎn)矩圖如下： =； 所以，= 所以當(dāng)量彎矩圖為： 可知軸承的危險截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： ； 即： 所以：根據(jù)校核，截面強(qiáng)度足夠，其它截面也是足夠安全的。 第六章、結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維建模 6.1電機(jī)的三維建模 6.2立柱的三維建模 6.3風(fēng)機(jī)的三維建模 6.4高爾夫球噴漆烘干線的三維建模 第七章、三維軟件設(shè)計總結(jié)