机械式送料机构及关键零件夹具设计

毕业设计说明书题目：机械式送料机构及关键零件夹具设计学号：姓名：班级专业：机械设计制造及其自动化指导教师：学院：机械工程学院答辩日期毕业设计说明书I摘要本文是对机械式自动送料机构进行了相关设计和一个关键零件某一工序的专用夹具设计。该机构使用同步带进行传送，所以对同步带进行相关设计，同时还设计了同步带装紧装置，解决了同步带在使用过程中会变松弛的情况。进行相关设计后，进行装配图设计和绘制部分零件图，建立送料机构三维模型并进行仿真分析。这次专用夹具设计选择了该机构中同步带装紧装置的钻孔工序，并绘制零件图和夹具装配图。关键词：送料机构；同步带；夹具设计毕业设计说明书IIAbstractamechanicalautomaticfeedmechanismandakeypartofaprocessdedicatedfixturedesignedisdesignedinthisarticle.Timingbelttransporttodestinationareusedinthisagency,sotimingbeltisdesigned,inaddition,atimingbelttightdeviceisdesignedtosolvethetimingbeltbecomesslackduringtheuseoftheprocess.Afterthedesignisfinished,assemblydrawingandsomeofthepartsfigureswasdrew,alsothethree-dimensionalmodelofthefeedmechanismandsimulationanalysiswasestablishedDrillingprocessoftimingbelttightdevicewaschoseinthisspecialfixturedesign,atlast,PartsdiagramandfixtureassemblydrawingsweredrewKeywords:feedingmechanism;timingbelt;fixturedesign毕业设计说明书III目录第1章绪论............................................................11.1设计的背景和意义................................................11.2设计的主要内容..................................................11.3拟解决的关键问题................................................1第2章总体设计方案....................................................22.1送料机构简介....................................................22.2带的选择........................................................22.2同步带张紧方式的选择............................................3第3章.送料机构结构设计...............................................63.1选择电动机类型..................................................63.2轴的结构设计....................................................73.3同步带的结构设计...............................................123.4支撑架的结构设计...............................................17第4章基于UG软件的三维造型、运动仿真和Solidworks仿真分析..........194.1零件的三维造型.................................................194.2仿真运动.......................................................224.3Solidworks仿真运动...........................................26第5章钻孔专用夹具设计...............................................305.1提出问题.......................................................305.2设计思想.......................................................305.3定位分析.......................................................305.4夹紧方案分设计.................................................315.6夹具使用说明...................................................33总结..................................................................34参考文献..............................................................35致谢................................................................37毕业设计说明书1第1章绪论1.1设计的背景和意义缝纫机制造业已经有一百五十多年的历史，发展至今，我国已经成为世界上最大的缝制机械生产和销售国，而且还在不断蓬勃发展。目前，国内缝制机械总产量已占世界缝制机械总产量的80%以上。现如今，缝纫机的运用可谓方方面面，包括一般家庭使用的缝纫机，到大工业流水线的生产设备，再到综合各种技术的机电一体化产品，都充斥着缝纫机的产品，因此缝纫机作为基础产业已经和人们日常生活息息相关。虽然我国已经成为世界缝纫机生产中心和生产大国，但却不是强国，自动化程度低、功能单一、可靠性不高等都是我们生产的工业缝纫机一些严重不足。对于高档缝纫机一般只能依赖进口。如果我国想要实现从工业缝纫机生产大国走向生产强国的跨越，就必须解决那些关键性技术问题，并且提高自主创新能力，使工业缝纫机脱离高档缝纫机一般只能依赖进口的尴尬。在现代工业生产领域里，材料的搬运，机床的送料，整体的装配等实现高效工作是非常必要的。然而送料是一项重复且十分繁重的工作，为了提高生产效率，减轻体力劳动，相对于以前传统的手动送料放料，使用机械式送料机构是行之有效的方法。在缝纫机作业过程中，采用机械式送料机构进行送料，该机构具有操作简单、生产率高等优点。在今后的生产中有很大的发展空间。1.2设计的主要内容1.对送料机构进行方案设计、评价并确定最佳法案；2.进行装配图设计；3.绘制部分零件图；4.选择张紧装置零件的钻孔工序进行其加工夹具的设计；5.建立送料机构三维模型并进行仿真分析。1.3拟解决的关键问题1.通过定期、自动、张紧轮张紧装置的对比，确定带的张紧装置结构设计；毕业设计说明书22.带输送过程中是依靠摩擦力输送布，确定布与带之间的摩擦力的大小；3.确定布料从初始地至目的地的传送的过程。第2章总体设计方案2.1送料机构简介由电动机作为动力源，梯形齿同步带传动做传动方式，依靠皮带与物料之间的摩擦力进行驱动，将物料送到所需要的目的地。可以大大减少劳动力成本，这在实际生产中具有很好的推广效果和意义。同步轮和轴用紧定螺钉连接，轴和电动机之间使用弹性柱销联轴器连接，接通电源，同步轮转动，带动皮带使得布料与皮带前进。本机构设计示意图见图2.1。图2.1设计示意图2.2带的选择带传动的机械送料方式有平带、圆带、V带、多楔带、同步带传动，如图2.2所示。平带传动结构简单，传动效率高，带轮也容易制造，在传动中心距较大的情况下应用较多。圆带结构简单，其材料常为皮革、棉、锦纶、聚氨脂等，多用于小功率传动。V带带轮上有相应的轮槽，槽面摩擦可以提供更大的摩擦力，另外，V带传动允毕业设计说明书3许的传动比大，结构紧凑。多楔带兼有平带柔性好和V带摩擦力大的优点，主要用于传递功率大同时要求结构紧凑的场合。啮合型带传动也称为同步带传动，它通过传动带内表面上等距分布的横向齿和带轮上的相应齿槽的啮合来传递运动，与摩擦型带传动比较，同步带传动的带轮和传动带之间没有相对滑动，能够保证严格的传动比。该机构是输送布料的，通过比较，同步带的传动比确定，带轮与带之间没有相对滑动，可以更稳定的将布料送到所需目的地，所以这里选择使用同步带作为带传动方式来进行送料。(a)平带传动(b)V带传动(c)圆带传动(d)多楔带传动图2.2摩擦型带传动的几种类型2.2同步带张紧方式的选择带式送料的张紧方式有手动张紧、自动装紧、采用张紧轮的自动张紧装置，如图2.3所示。手动张紧是改变中心距的方法来调节带的初压力，使带重新张紧。自动张紧可以自动保持初压力，操作方便。当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧。毕业设计说明书4(a)手动张紧(c)自动张紧(d)张紧轮张紧图2.3张紧装置该送料机构选择自动张紧的方式来张紧皮带，可以自动保持初压力，使得皮带与布料之间的压力和布料与工作台之间的摩擦力保持在一个稳定的范围内，布料就能不发生相对滑动并且稳定的到达目的地。这里考虑将自动张紧装置摆放在下皮带表面，固定在两旁的支板上，如图2.4所示。图2.4张紧装置摆放位置图本机构的自动装置如图2.5所示。通过2个中心对称的张紧板固定在张紧轴上，毕业设计说明书5每个张紧板上连接一个螺栓和一个盘头螺钉，2个盘头螺钉固定2个张紧轮，可以压紧皮带使皮带与布之间的摩擦力保持在一个稳定的值。2个螺栓之间拉一根弹簧，当皮带松弛导致一边的张紧轮上抬，2块中心对称的张紧板在弹簧的拉力下使另一边的张紧轮下抬压住皮带，从而达到压紧皮带的目的。(a)张紧装置3D造型图（b)张紧装置2D装配图2.5张紧装置毕业设计说明书6第3章.送料机构结构设计3.1选择电动机类型设带的速度为V=0.3m/s，有效拉力为F=900N，按工作要求和工况条件，选用YCT系列电磁调速电机。工作机所需输入功率为KWPW27.010003.09001000Fv(3.1)由电动机至运输带的传动总效率为84.094.098.099.022321a(3.2)式中1、2、3分别为联轴器、轴承、同步轮传动的传动效率。电动机所需工作功率为KWpPaw31.084.027.0d(3.3)根据图3.1可选功率为0.55KW的电动机，型号为YCT112-4A。YCT112-4A具体技术数据如图3.1所示。图3.1电动机技术数据图毕业设计说明书73.2轴的结构设计3.2.1确定轴的最小直径轴上的输出功率为KWP54.099.00.55P1(3.4)初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢。根据《机械设计》中表15-3，取0A=115，得mm7.8125054.0115nd330minPA(3.5)输出轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径。为了使选的轴最小直径与孔径想适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩TKTAca，查《机械设计》表14-1，考虑到转矩变化很小，取AK=1.5，则：KWPP52.098.091.055.02221出（3.6）mm39721250