图书馆AGV小车取料增速机构设计含开题及8张CAD图
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设计(XXX论文)任务书课题名称图书馆AGV小车取料增速机构设计专业姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料、进度安排等:主要内容:AGV小车发展现状研究 图书馆AGV小车发展 图书馆AGV取料增速机构设计与原理分析 小车取料增速机构设计与原理分析主要参考资料:1 闻邦椿.机械设计手册.第5版.机械工业出版社,2015.22 邱宣怀. 机械设计. 北京;高等教育出版社,1997(2006重印3 任嘉卉.公差与配合手册.第3版.机械工业出版社,2013.64 马霄,田长留.互换性与技术测量.第2版.南京大学出版社,2015.85 陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,2009.036 吴建平,曹思榕,李坤垣.红外反射式传感器在自主式寻迹小车导航中的应用.成都理工大学学报,2001.9,6770.7 李海波,何雪涛 步进电机升降速的离散控制.北京化工大学学报,2003,30(1):92-948 白井良明,王棣棠(译).机器人工程.北京:科学出版社2001.19 陈顺平,梅德庆,陈子辰.激光导引ACV的自动导引系统设计.工程设计学报,2003,10(5):279-282进度安排:1.确定毕业设计任务,查找阅读相关资料、准备开题报告的编写2. 完成开题报告撰写,确定设计方案。3. 设计自动导引小车的结构,进行相关传动零件的工程计算,绘制装配图。4.AGV小车取料机构设计图设计。5.外文资料翻译,撰写毕业设计文,打印整理。指导教师签字: 年 月 日 教研室主任签字: 年 月 日系主任签字: 年 月 日设计(XXX)开题报告课题名称 图书馆AGV小车取料机构增速设计课题来源课题类型AX指导教师开题报告内容:(调研资料准备情况,设计的目的、要求、思路与预期成果;工作任务分解,各阶段完成的内容及时间分配;完成设计(论文)所具备的条件、存在的问题等。)调研资料准备情况,设计的目的、要求、思路与预期成果 :小车取料增速机构设计与原理分析 增速机构整体方案计 增速机构输入和输出连接装置的选择增速机构总体设计小车取料增速机构零件选型工作任务分解,各阶段完成的内容及时间分配 :1、 图书馆AGV小车取料增速机构设计计算2、取料增速机构载重分析3、带传动计算4、工程图设计5、装配图设计6、零件图设计1、确定毕业设计任务,查找阅读相关资料、准备开题报告的编写。2016-2-152-282、完成开题报告撰写,确定设计方案。2016-3-13-43、绘制工程零件图2006-3-53-184、绘制装配图 2016-3-194-15、外文资料翻译,撰写毕业设计文,打印整理。 2016-4-305-13完成设计(论文)所具备的条件:AGV是集人工智能、信息处理和图像处理为一体,综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。属于移动式机器人的一个分支。它最早是在美国发展起来的,在国外已经有几十年的历史了。因此,AGV被广泛应用在仓储业、邮局、图书馆、港口码头、机场以及危险场所和特种作业的场合。AGV是一种非常有发展前途的物流输送设备,尤其在柔性制造系统(FMS)中被认为是最有效的物料运输设备。学生在该设计当中能有较多的参考依据。存在的问题:取料机构设计存在问题。 指导教师意见:指导教师签名: 年 月 日课题类型(1)A工程设计;B技术开发;C软件工程;D理论研。(2)X真实课题;Y模拟课题;Z虚拟课题。(1)、(2)均要填写,如AY、DX等。 设计(XX)课题申报表课题名称 图书馆AGV小车取料增速机构设计 课题来源教师自拟题目课题类型AX课题简介:(主要内容、进行方式、工作量大小及准备程度、现有技术和物质条件、时间安排、预期成果)主要内容:取料由于受到空间的限制,采用了三级滑板和皮带滑轮的结构,并由电机通过齿轮以及与二级板连接的齿条提供动力。一级板为固定板,二级板为主动板,三级板为书筐运送板。在一级和三级板上装有小滚轮,二级板上装有滑道,三块板之间可自由滑动。二级板两侧的滑轮和固定齿形带限定了二三两块板的运动。书筐放在三级运送板上,通过电机的正反转实现了三级板与书筐的左右运送动作。在二级固定板上装有接近传感器,当书筐与三级板运动到指定位置时反馈控制信号,定位书筐的运动位置。二级板和三级板的运动关系如下式所示,式中,二级动板运动速度的二倍,使得运送图书更快捷高效。进行方式:查找阅读相关资料、绘制取料增速机构原理图、AGV小车发展现状研究工作量大小及准备程度:本课题最终要求学生完成四张图纸和取料增速机构图,并完成一万字的说明书。学生以基础工作做起,完成全部设计任务。现有技术和物质条件:AGV是集人工智能、信息处理和图像处理为一体,综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。属于移动式机器人的一个分支。它最早是在美国发展起来的,在国外已经有几十年的历史了。因此,AGV被广泛应用在仓储业、邮局、图书馆、港口码头、机场以及危险场所和特种作业的场合。AGV是一种非常有发展前途的物流输送设备,尤其在柔性制造系统(FMS)中被认为是最有效的物料运输设备。学生在该设计当中能有较多的参考依据。时间安排:1. 确定毕业设计任务,查找阅读相关资料、准备开题报告的编写2. 完成开题报告撰写,确定设计方案。3. 设计自动导引小车的结构,进行相关传动零件的工程计算,绘制装配图。4. 设计取料增速机构设计图。5. 外文资料翻译,撰写毕业设计文,打印整理。预期成果:了解AGV小车的意义及发展,完成取料增速机构设计。 申报人姓名: 日期: 年 月 日学院毕业设计(论文)工作领导小组意见:组长签字: 年 月 日说明:课题类型(1)A工程设计;B技术开发;C软件工程;D理论研。(2)X真实课题;Y模拟课题;Z虚拟课题。(1)、(2)均要填写,如AY、DX等。设计说明书摘要随着工厂计算机集成制造技术与自动化的不断发展以及柔性制造系统、自动化仓库的大量使用,AGV(Automatic Guided Vehicle)即自动导引车是联系和调节离散型物流系统能够使其作业连续化的自动搬运装卸手段,其使用范围和技术水平取得了快速的发展。AGV是一个单片机为控制核心,由电池供电,配备非接触式导引装置的无人自动导引卡车设备,作业的基本功能是自动导向行驶,确定准停和负载的转移。关键设备和柔性制造系统作为当代物流处理自动化系统的有效手段,AGV已经被越来越广泛的应用,对AGV的研究也具有重要的理论意义和现实意义。本文介绍了AGV在国内外的发展现状和应用情况,在此基础上,结合毕业设计的课题要求,设计了图书馆AGV小车。关键词:AGV;搬运;自动化ABSTRACTAs factory automation technology, computer integrated manufacturing system of gradual development and wide application of flexible manufacturing system, automated stereoscopic warehouse, AGV (Automatic Guided Vehicle) automatically DaoYinChe as contact and regulating discrete logistics system in order to make the operation of continuous necessary means of transportation and handling automation, its application scope and the technical level obtained the swift and violent development.AGV based on microcontroller as the control core, battery power, is equipped with non-contact comprise unmanned homing guidance device, is the basic function of the automatic operation guide and quasi recognition site shutdown and over load. As effective means of logistics process automation and the key equipment of the flexible manufacturing system, AGV has received more and more extensive application, the research of AGV also has very important theoretical significance and practical significance.This paper introduces the AGV in the domestic and foreign development present situation and the application situation, on this basis, combined with the graduation design task requirement, design the library AGV car.Keywords: AGV; Handling; automation目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 AGV小车发展现状研究11.1.1国外研究状况11.1.2 国内发展情况21.1.3 AGV在中国应用的新趋势31.1.4 AGV的应用41.2 AGV系统的构成与AGV的结构61.2.1 AGV系统的构成61.2.2 AGV的结构71.3 AGV导航系统91.3.1固定路线方式91.4图书馆AGV小车发展102图书馆AGV取料增速机构设计与原理分析112.1小车取料增速机构设计与原理分析112.1.1增速机构整体方案的设计112.1.2 增速机构输入和输出连接装置的选择122.1.3增速机构总体设计122.2小车取料增速机构零件选型193图书馆AGV小车取料增速机构设计计算204工程图设计244.1装配图设计244.2零件图设计24结论25致谢26参考文献27图书馆AGV取料增速机构设计1 绪论(Automated Guided Vehicle,简称AGV),通常也称为AGV小车,指配备有光学或电磁等自动导引装置,能够按照预定的路径行驶,具有安全保护装置以及各种运载功能的智能运输车,在工业应用当中不需要有驾驶员的运输车,其动力源使用充电蓄电池提供。通常可通过使用电脑来控制其行走路线及动作,或使用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来进行设置其行走路线,电磁轨道黏贴於地板上,无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。近年来,自动化技术呈现加速发展的趋势,国内自动化立体仓库和自动化柔性装配线进入发展与普及阶段。其中,在自动仓库与生产车间之间,各工位之间,各段输送线之间,AGV起了无可替代的重要作用,与传统的传送辊道或传送带相比,AGV输送路线具有施工简单、路径灵活,不占用空间、较好的移动性、柔性等优点。1.1 AGV小车发展现状研究1.1.1国外研究状况美国Basrrett电子公司开发成功的世界上第一台AGV是20世纪50年代,20世纪60年代和70年代初期,除了公司Basrrett,韦伯和克拉克公司在AGV也有相当的市场份额。在此期间,AGV技术的迅速发展在欧洲,这是由于在欧洲的规模和公司结构托盘标准化,大小均匀盘推动AGV的发展。欧洲主要厂家有Schindler-Digitron, Wogner HJC, ACS, BT. CFC, FATA, Saxby, Denford和Blecbert等。70年代中,配备了约520个AGV系统,共4800台小车,1985年发展到约一万台。在机械制造业中的应用:汽车行业(57),柔性制造系统FMS(8)和FAS(4)。欧洲AGV技术在80年代初,欧洲企业在美国通过转移到美国许可证的合资企业的方式。芝加哥基伯勒分发中心通过计算机控制的AGV从欧洲直接引入。1981年,约翰将AGV连接到AS / RS,以提供在跟踪和自动运输在制造过程中。1984年,通用汽车已经成为AGV的最大用户,1986年达到了1407台(包括拖拉机,手推车,推车和叉小车单位负载),1987年又增加1662台。美国企业开发的更先进的技术水平将是欧洲的AGV的基础。他们采用更先进的电脑控制系统(可在FMS或CIMS联网),更高的流量,更短的移载时间,以便24小时运转,更高的可靠性。在这个时候,美国AGV厂家从23家(1983)升至74家(1985)。日本在1966年,第一个AGV工厂通过输送设备供应商与美国韦伯成立了合资公司。到1988年,日本制造商AGV已经达到20多家,如周大福,发那科公司,村田公司。到1986年,日本有2312个AGV系统,拥有5032台AGV。1.1.2 国内发展情况国内自主研发方面:六十年代开始研究。1976年,第一台实用型AGV小车是由北京起重运输机械研究所研制出的ZDB-1型自动搬运车。1988年,原邮电部北京邮政科学技术研究所等单位研制了邮政枢纽AGV。1991年,中科院沈阳自动化所与新松机器人自动化股份有限公司为沈阳金杯汽车公司总装线上设计九台自动装配系统,并于1996年获得国家科学技术进步三等奖,是当时国内较先进的使用型AGV。1992年,核电站用光学导引AGV由天津理工学院研制出。1998年昆明船舶设备公司在红河卷烟厂研究多模式激光导引无人自动车22辆,红河项目于2002年获国家科学技术进步二等奖。在进国外引进产品和技术方面:九十年代初,华宝空调装配线上使用了日本进口的电磁导引AGV。1996年,玉溪卷烟厂首家在烟草行业引进三星的52台AGV,这是国内企业中使用数量最多的AGV系统。河北承德输送机械厂合资引进美国WEBB公司AGV技术。天津理工学院研制的TIT-1全方位视觉引导自动车,属国家863高科技项目,已通过鉴定,达到八十年代末国际先进水平。九十年代中期,昆船公司在引进国外最先进AGV技术的基础上,先后承担了数十个AGV系统的设计、安装;其水平代表了目前国内的最高水平。昆明船舶设备公司研制的各种导引形式的AGV系统已经广泛应用于烟草行业,汽车行业等。目前全国AGVS不超过60套,AGV不超过400台。其中烟草行业应用最为广泛,已有20家采用了AGV,多使用激光导引技术。中国中科院沈阳分院已成功开发出自动导引车(AGV)和自动导引车系统(AGVS)主要用于汽车生产线,实现动态装配,可以增加流水线的自动化水平。首次使用具有自主版权的AGV产品和系统的中国汽车生产装配线。沈阳金杯客车制造有限公司包括9个AGV发动机、后桥、油箱装配副环线发动机组装厂,已投入运行两年。该AGV具有自动动态跟踪,起重,定位,装配功能,已达到国际先进水平。并获得多项专利,如双载人电梯自动导引车辆组装,双冲程起重设备。使用的产品和系统的技术可以大大提高流水线动态装配的自动化,减少了设备投资,提高生产效率。在金杯客车制造有限公司九台AGV应用项目为例,据估计,国内价格比进口的AGV便宜 20万元,更大的工程系统设计和调试技术费的应用程序之间的差异。1.1.3 AGV在中国应用的新趋势目前,AGV在我国烟草、印钞、汽车、新闻纸等行业已有大规模应用,呈日益上升的势头,并出现了一些新的技术和行业应用趋势。目前的案例是AGV在室内的应用较多。但随着需求的发展,户外或半户外AGV技术将逐步完善和进入应用阶段。户外AGV技术一直是应用的难点,主要受制于相对恶劣的自然条件,如:温度、湿度、阳光、雾、雨、雪等天气。作为世界领先的AGV技术提供商,DANAHER MOTION公司每年投入巨额的研发费用到产品升级上,户外技术正是方向之一,如防雨的激光导航装置,交流驱动器,特殊经验的系统设计等,欧洲合作伙伴户外技术的测试工作也取得相对理想的实效。国内AGV应用需求正突破传统行业,医药、港口等行业的需求日益扩大。DANAHER MOTION和合作伙伴进一步改进系统设计,采用激光导航方式,提供缓冲区设计以提高起重机和AGV协调性能,加大AGV的运载能力(单车运载双层集装箱82t),提高运行速度(平地最大20km/h,坡度为5时5km/h)。据估计综合效率提高100%以上。这对我国港口行业的发展意义重大,中国的港口吞吐量世界第一,处理一个巨大的商品数量,大大提高了运载直接停泊集装箱船缩短了时间,降低了巨轮停泊费用,手段的效率,同时减少使用单一端口将大大提高处理周期效率,为国民经济和出口意义的好处是不言而喻的。随着世界经济的发展,欧洲港口的吞吐能力日饱趋和,欧盟启动了相关计划并投资提升码头周转效率,在此情况下,DANAHER MOTION欧洲合作伙伴TTS公司承接了该项目的一部分,目前在瑞典哥德堡的测试项目正是使用了AGV自动导引小车。该计划是港口运输方式的一次革命,代表着港口运载全面自动化的开始。同时使海关集装箱100%X射线检测成为可能。根据Danaher Motion的测算,单个码头AGV小车的需求量约70台,中国主要的大型码头的总需求量保守估计在1500台,市场产值在510亿元人民币。该市场需求将在较短时间内呈直线上升趋势,5年后逐步趋向稳定。可以预测,未来的几年,正因为巨大的经济和社会效益,港口应用将是AGV在中国最富前景的行业。1.1.4 AGV的应用AGV可广泛应用在机械、电子、化工、冶金、邮电、汽车、机场、码头、造纸、烟草、家电、医药、食品、商业、银行、出版印刷、国防等行业。 1.AGV在汽车行业的应用 2.AGV在化工行业的应用3.AGV在造纸行业的应用4.AGV在其他行业的应用1.2 AGV系统的构成与AGV的结构1.2.1 AGV系统的构成AGV一般采用四轮驱动,电动车的特点。 AGV小车可以在地面控制系统,自动装卸,物料输送下统一实现自动化操作。由于其灵活性,智能化等,它可以很容易地重组系统,以实现柔性运输的制造方法的目的。与传统的手工或半手动模式物料搬运,AGV系统,大大降低了劳动强度和风险,提高工作效率,在机械,电子,纺织,卷烟,医药,食品,造纸等行业发挥作用。 AGV系统设计,应用水平在国外都高,非常广泛的应用。国内应用的数量相对较少,但国内AGV系统在设计水平和应用水平都接近或赶上国际先进水平。1.2.2 AGV的结构 AGV由车载控制系统、导航系统、移载系统、车体系统、行走系统和安全与辅助系统组成。 1、车载控制系统车载控制系统是AGV的核心部分,一般由电脑控制系统,导航系统,通信系统,在操作面板和马达构成。计算机控制系统可以是PLC的,微控制器和工业机器。取决于导航系统的导航可以由导航系统可分为电磁导航,磁条导航,激光惯性导航和导航以不同的形式允许确定其自己的位置,并且可以沿着正确的路径行走的AGV。通信系统是一个桥交换信息并且AGV和控制台之间的命令,由于无线通信并没有阻塞的特性,通常在控制台并且AGV使用无线电通信之间,以及使用光通信的AGV和转印设备,以定位精度之间。操作面板的主要功能是通过RS232接口在AGV调试输入指令,并显示信息和与计算机相连。能量对电池AGV上,致动器的所述AGV操作通常使用直流马达,步进马达和DC伺服电动机。 2、移载系统 它被用来完成执行机构在不同的任务和现场环境中工作的任务,你可以选择不同的传输系统,常用的赛道,叉车,机器人型等。 3、车体系统 它包括一个底盘,框架,外壳和控制器,电池座,它是AGV的主体,具有在电动车辆的结构特点。 4、行走系统 它一般由驱动轮,从动轮和转向机构的。有三轮、四轮、六轮的形式和多轮,三种结构通常是前轮转向和驱动器,通常使用四个或六个轮驱动,差动独立转向或转向模式。 5、安全与辅助系统 为了避免AGV系统故障或人员经过AGV碰撞过程中的工作,AGV一般用障碍物检测和防撞,提示音,警察,紧急停止装置。还有自动充电及其它辅助设备。 6、控制台控制台可以使用普通的IBM-PC机上,如苛刻的条件时,也可以在工业控制计算机使用,通过计算机网络控制台接受交货AGV主机分配的任务,通过无线通信系统,实时采集各AGV的状态信息。根据每个AGV当前操作的需要和情况,调度命令发送到所选择AGV。完成待机状态,等待下一次任务的运输任务AGV站后。如何快速有效地进行多任务和多AGV调度和复杂的地形防撞和其它问题需要的软件。由于在各种智能设备的整个系统都有自己的属性,所以面向对象的编程语言C +的设计是一个不错的选择。当编程应当指出,强真实的AGV系统,以加快在此基础上,最好多线程编程模型控制台并且AGV和AGV调度之间的无线通信,所以通信和独立地调度彼此的功能模块,加快系统的运行速度。 7、通讯系统 通讯系统一方面接受监控系统的命令,及时、准确地传送给其它各相应的子系统,完成监控系统所指定的动作:另一方面又接收各子系统的反馈信息,回送给监控系统,作为监控系统协调、管理、控制的依据。由于AGV位置不固定,且整个系统中设备较多,控制台和AGV间的通讯最适宜用无线通讯的方式。控制台和各AGV就组成了一点对多点的无线局域网,在设计过程中要注意两个问题:通信系统在接受命令的控制系统,及时准确地传送到相应的其他子系统,完成监控系统指定的动作:在另一方面接收每个子系统的反馈信息,返回到控制系统,监测系统协调,管理和控制基础上的。由于AGV的位置不固定,并且整个系统更多的设备,控制台和所述AGV之间的通信是最合适的方式进行无线通信。每个AGV与控制台形成了点对多点的无线局域网,在设计过程中要注意两个问题: (1)无线电的调制问题 无线电通信,信号调制的AM和FM可以以两种方式使用。在系统的工作环境,电磁干扰是比较严重,大振幅调制模式信号的频率范围受到干扰,并在FM信号的频率范围是很窄,很难受干扰,应该给FM模式优先。 AM模式,波特率是比较低的,通常小于3200Kbit/ s时,调频波特率高达9600K位/秒以上。(2)通讯协议问题 在该通信中,通信协议是一个重要的问题。为了符合发展既简单又可靠的原则协议。简单而有效的协议可以减少时间控制器信号处理,以改善系统的速度。 8、导航系统1.3 AGV导航系统 AGV导航系统的功能是保证AGV小车沿正确路径行走,并保证一定行走精度。AGV的制导方式按有无导引路线分为三种:一是有固定路线的方式:二是半固定路线的方式,包括标记跟踪方式和磁力制导方式;三是无路线方式,包括地面帮助制导方式、用地图上的路线指令制导方式和在地图上搜索最短路径制导方式。AGV导航系统的功能是保证AGV小车沿着行走,并保证运行精度的正确路径。根据引导路径是否被分为三种类型的AGV导引系统:一是用由固定的路线,二是半固定的路线,包括标记和跟踪模式磁性引导系统;三是没有路由,包括地面,指导帮助的方式,在地图上的路线指挥制导系统和搜索的最短路径导航系统在地图上。1.3.1固定路线方式 固定路线的导引方式有电磁制导方式、光学控制带制导方式、激光制导方式和超声波制导方式。 1、电磁制导方式 这种方法需要在路由所述AGV下埋专用电缆,通过低频率的正弦电流以产生在电缆周围产生磁场。上的磁场强度检测AGV电磁感应的传感器,沿着车在路上行走时的差分磁场强度的输出信号,根据该误差校正控制信号轿厢控制器。该方法是可靠,经济实用,是目前最成熟,应用最广泛的引导方式。它的主要缺点是:AGV路径变化非常困难,并要求掩埋地面。 2、光学控制带导引方式 利用地面颜色和颜色对比漆,地面上的光亮漆涂成黑色或白色的画在漆黑的地面上。小型车配备了一个红外光源发射和接收功能与油漆照射。小车上装有光学检测器,均匀地分布在两侧涂料,并与该检测信号的不同组合的位置来控制车辆的方向,以便跟随轨道。模糊控制算法可用于控制汽车。这种方法的缺点是:保持与鲜艳的色彩的涂料的必要性,否则由光学传感器检测到的信号变弱。因此,你需要油漆颜色通常以工作深化。 3、激光制导方式 这种方法是在AGV的一个特定位置的步行道,安装了多个激光/红外光束反射。 AGV在移动的过程中,车内激光扫描器连续扫描周围环境中,当与预先反射板的周围的垂直井的路径,其中“看到”扫描“路线图”。只要三个或更多个扫描的反射板,根据每个块以及相对于计算AGV车辆纵向轴方位角目前在全球坐标系X反射镜的其坐标值,Y坐标和行程的电流方向,及坐标系统,准确的定位和取向的X轴之间的角度。引导方法的特征是,当反射镜扫描之后提供了足够的空间和宽,AGV导引和定位精度非常高。这种方法的缺点是昂贵的,设备安装传感器,反光装置,复杂的,并且计算是非常复杂的。 4、超声波制导方式 此方法类似于激光/红外的测量方法,所不同的是不需要设置特殊的反射镜,但用普通墙或类似的对象就能够引导,从而提供了更大的灵活性,并在某些情况下,降低成本的解决方案。然而,由于在制造工厂环境中大反射面是非常困难的。1.4图书馆AGV小车发展AGV集光学,机械,电气,计算机为一个整体,今天的技术的先进理论和应用技术领域的组合。定位精度高,良好的自动驾驶仪的工作业绩。可以非常快速,方便地与各种的RS/ AS入/出口,生产线,装配生产线,传输线,车站,货架等有机结合的工作点。根据在不同的组合不同的需求,以实现各种功能。可以最大限度地减少物流周转时间,降低材料消耗的营业额实现了输入和处理,物流和生产,销售产成品,如灵活的衔接,最大限度地提高生产系统的效率。图书馆出货的工作量有一个大的变化,动态性强,定期调整过程,以及作为一个单一的过程中处理操作,平行作业,自动化,AGV智能,灵活的特性等特点能满足上述公式的情况下处理要求。2图书馆AGV取料增速机构设计与原理分析2.1小车取料增速机构设计与原理分析2.1.1增速机构整体方案的设计目前,国内外生产常见结构有:两级平行轴加一级行星和一级平行轴加两级级行星传动两种形式。本文采用的是平行轴与行星轮系混合式齿轮箱。YTP系列变频调速三相异步电动机是以变频调速装置为供电电源的变频调速三相异步电动机,与变频装置组成的系统能够实现无级调速,达到节能和控制自动化的目的。 YTP系列变频调速电动机是在公司原YSPA系列变频调速电动机基础上改进设计的更新换代产品。具有效率高、调速范围广、精度好、运行稳定、操作和维修方便等特点。适用于驱动轧钢、起重、运输、机床、印染、造纸、化工、纺织、制药等要求连续调速和频繁正反转的各种机械设备上,可与国内外各种变频装置配套使用。YTP系列变频调速三相异步电动机是一种交流、高效、节能调速电动机,与变频器配合使用,是机电一体化的调速新产品。YTP系列变频调速三相异步电动机优点。1、效率高,节能效果明显。2、调频范围广,能在5Hz100Hz甚至更宽的范围内平滑无极调速。3、噪音低、振动小。4、起动力矩大,低频起动对负载冲击小。5、结构简单,运行稳定(尤其在低频时)、使用可靠,维护方便。6、体积小、重量轻,除风罩比Y系列异步电动机稍长外,其它外形及安装尺寸皆相同。便于安装。7、起动电流小,无须附加起动设备。8、单独装有轴流风机,在不同转速下均有较好的冷却效果。9、应有范围广,可作恒转矩(50Hz以下)、恒功率(50Hz以上)或递减转矩负载机械无级调速之用,基本可以取代任何一种调速产品。2.1.2 增速机构输入和输出连接装置的选择增速传动的方式非常多,常用的有齿轮传动和带传动。 齿轮传动有高效率、工作可靠、结构紧凑、传动比稳定、寿命长等优点,但齿轮传动的制造安装的精度要求高,且价格贵,不宜用于传动距离太大的场合,所以可采用由变频电动机经皮带传动送至齿轮箱后实现增速,增速后实现转速从1015000r/min。带传动传动平稳,价格低廉,缓冲吸振,通过带传动的缓冲,高速齿轮箱的寿命可以延长,避免了齿轮折断的问题。所以使用带传动的方式。带轮的另一端与增速齿轮箱通过平键连接,经过增速齿轮箱加速后,输出轴由花键轴套与转速转矩传感器相连,以便转速转矩传感器能测出实时的转速转矩,通过转速转矩传感器之后,最终通过花键轴套与切削机构相连。2.1.3增速机构总体设计1第一级行星轮系传动设计及校验(1)计算齿轮基本参数 根据初定条件: 即尽可能取质数,=15 则=27计算: 计算: 初选: 预计啮合角及 : 选 (2)行星轮齿条件校验:1)同心条件为保证中心轮和行星架轴线重合,固各对啮合齿轮间的中心距必须相等。而对于角度变位传动,应为 2)装配条件 由于各行星轮必须均布于中心齿轮之间。为此,各齿轮齿数与行星轮个数必须满足装配条件,否则,会出现行星齿轮无法装配的情况。单排2K-H行星传动的装配条件为:两中心轮的齿数之和应为行星轮数目的即 3)邻接条件保证相邻两行星轮的齿顶不相碰即 根据以上条件,初选模数为16mm,查询机械设计手册,确定第一级行星轮系参数如表2.1表2.1 第一级行星轮系参数齿数模数变位系数齿顶圆齿根圆分度圆螺旋角第一级中心轮15160.35318.6237.62700行星轮2416-0.35455.4374.44320内齿圈6316-0.351149.9751220.4113402、第二级行星轮系传动设计及校核(1)计算齿轮基本参数根据初选条件 即 则 计算:计算:初选:预计啮合角及 : 选 (2)行星轮齿条件校验:1)同心条件为了保证中心轮和行星架轴线重合,固各对啮合齿轮间的中心距必须相等。而对于角度变位传动,应为2)装配条件由于各行星轮必须均布于中心齿轮之间。为此,各齿轮齿数与行星轮个数必须满足装配条件,否则,会出现行星齿轮无法装配的情况。单排2K-H行星传动的装配条件为:两中心轮的齿数之和应为行星轮数目的即 3)邻接条件保证相邻两行星轮的齿顶不相碰即齿高变动系数 :齿顶圆直径: 满足邻接条件 根据以上条件,初选模数为12mm,查询机械设计手册,确定第二级行星轮系具体参数如表2.2 .表2.2 第二级行星轮系具体参数齿数模数变位系数齿顶圆齿根圆分度圆螺旋角第二级中心轮20 120.35317.8254.82800行星轮3612-0.35522.245925040内齿圈92120.351230.45 1285.21260 03、第三级平行轴圆柱斜齿轮设计齿数分配如下: 具体参数如表2.3表2.3 第三级平行轴斜齿轮参数齿数 模数 变位系数 齿顶圆 齿根圆 分度圆 螺旋角第三级 斜齿轮一705.50412.49387.74401.50(右) 斜齿轮二335.50200.50175.75189.50(左)端面模数: 分度圆直径: 标准中心距: 4、行星传动强度校核 (1)第一级行星轮系 1)太阳轮与行星轮外啮合接触强度及弯曲强度校核:太阳轮a和行星轮的材料:20CrMnTi,渗碳淬火,齿面硬度56一60HRC,查阅手册,选取, 查手册,得 , 主动轴转矩 , 太阳轮a转矩:行星轮c转矩:齿面接触疲劳强度:行星轮齿根弯曲疲劳强度:行星轮齿根弯曲疲劳强度:2)行星轮与内齿圈弯曲强度校核: 内齿轮的材料:42CrMo,调质,齿面硬度HBS 260,查手册,选取, 齿根弯曲疲劳强度: (2)第二级行星齿轮 I)太阳轮与行星轮外啮合接触强度校核: 太阳轮a和行星轮c的材料:ZOCrMnTi,渗碳淬火,齿面硬度56一60HRC查图,选取, 。参数选择方法与第一级类似。齿面接触疲劳强度: 太阳轮齿根弯曲疲劳强度:行星轮齿根弯曲疲劳强度: 2)行星轮与内齿圈弯曲强度校核:内齿轮的材料:42CrMo,调质,齿面硬度HBS 260查手册,选取, 内齿圈齿根弯曲疲劳强度:2.2小车取料增速机构零件选型选取增料机构同步带型号为盖茨同步带800_5M_15,带轮型号为HTD GT2 PM25_5M。3图书馆AGV小车取料增速机构设计计算1、 设计功率 Pd=KA*P P传递的功率(KW)KA载荷修正系数,如图2.1所示Pd=KA*P=1.81.5=2.7KW表2.1 载荷修正系数2、 选定带型节距Pb根据Pb和n图选取,如图2.2同步带选型图选取为Pb=5.080表2.2同步带选型图3、 确定小带轮齿数Z1Z1 =Z1min,由图2.3确定带轮最少齿数选取Z1=24表2.3 带轮最少齿数4、小带轮节圆直径d1=38.81mm选取标准值:d1: 38.3(mm)5、大齿轮齿数Z2Z2=iZ1I传动比Z2=iZ1=224=486、 大带轮节圆直径=77.62mm选取标准值:d2:97.02(mm) 7、 带速v=2.03(m/s)8、 初定轴间距a0根据结构确定:a0:400(mm)9、选择节线长度Lp及带齿数z=1014.72mm选取标准节线长Lp:1219.2(mm)带齿数z=13010、 实际中心距=502.24mm11、啮合齿数zm=1212、啮合齿数系数Kz由表3.1啮合齿修正系数kz可知kz=1.0表3.1啮合齿修正系数kz 啮合当量齿数zm 6 5 4 3 啮合齿修正系数kz 1.0 0.8 0.6 13、 基本额定功率P0Ta工作拉力m单位长度质量查表得Ta=27Nm=0.007kg/m=0.05KW14、求带宽bs0bs0基准宽度查表得bs0=6.4mm=211.75mm15、压轴力FQ =KF*(F1+F2)Fr=1330.05N274工程图设计4.1装配图设计详见总装配图图纸4.2零件图设计详见零件图图纸结论本次毕业设计是对大学四年所学课程和生产综合实习的检测和应用,将课本上所学的和实习中看到的结合起来,在此基础上,发挥自己的创造力,进行实际设计工艺过程和夹具。在本次设计过程中,通过阅读了一些技术资料及设计手册,认真探讨了机械领域内的各种基本问题。因此,本次设计不仅加强了对自己所学专业课程的理解和认识,而且也对自己的知识面进行了拓宽。但知识所学有限,实际经验更加不足,因此我的设计还存在着很多的不足之处。因此在本文设计工作的基础上,本人认为以下几个方面有待进一步的研究:1、结合控制理论,进一步研究小车的运动控制和策略控制,提高AGV的控制精度2、研究关于无线通讯的基本理论,结合现代先进的通讯技术,实现上位机无线监控AGV小车,并实时与小车进行通讯的功能3、进一步研究AGV小车自动避障的的方法,完善小车在遇到障碍物的情况下,绕过障碍物继续按预设的路径行走的策略致谢经过半年的忙碌和工作学习,本次毕业设计已经接近尾声,此时,我的心情无法平静。作为一个本科生的毕业设计,由于经验的匮乏,查阅文献不够,没有养成良好的习惯,不能够注重观察,注重细节,难免有许多考虑不周全的地方,如果没有导师的督促指导,以及我亲爱的同学们的帮助支持,想要完成这个设计是难以想象的。在此向指导老师致以我诚挚的谢意!以及我最为感恩的尊重!我在论文的编写过程中,从方案初定到开题;从查阅资料到系统的开发;从如何开发到实施;从论文修改到完成,整个过程中都悉心指导。指导老师不仅知识丰富、治学严谨、工作一丝不苟,而且谈吐幽默,风趣,让我在毕业设计这个过程中学到了不少知识。而且改掉了许多以前一直长期存在的不好的习惯,学到了不仅仅是学习上的东西。同时感谢为我细心分析,指导帮助的亲爱的同学们,在整个毕业设计过程给予我很多帮助。我在这里也表示最诚挚的感谢!在论文即将完成之际,我要感谢沈阳工学院对我四年的培养。感谢在这样一所有浓郁学术气氛的学校中学到的点点滴滴,从一个懵懂少年,慢慢历练成为一个有所为有所不为的,积极上进的当代大学生。感谢教我知识和做人的每一位老师。感谢给予我帮助的同学、朋友。在这里请接受我诚挚的谢意!参考文献1 闻邦椿.机械设计手册.第5版.机械工业出版社,2015.22 邱宣怀. 机械设计. 北京;高等教育出版社,1997(2006重印3 任嘉卉.公差与配合手册.第3版.机械工业出版社,2013.64 马霄,田长留.互换性与技术测量.第2版.南京大学出版社,2015.85 陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,2009.036 吴建平,曹思榕,李坤垣.红外反射式传感器在自主式寻迹小车导航中的应用.成都理工大学学报,2001.9,6770.7 李海波,何雪涛 步进电机升降速的离散控制.北京化工大学学报,2003,30(1):92-948 白井良明,王棣棠(译).机器人工程.北京:科学出版社2001.19 陈顺平,梅德庆,陈子辰.激光导引ACV的自动导引系统设计.工程设计学报,2003,10(5):279-282
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