机电装备设计课件-林述温-自动化仓库设计)
合集下载
机械制造装备设计PPT课件-第一章_专机总体设计
机床的精度包括： 几何精度 指机床不运动或空载低速运动时的精度。
几何精度反映机床主要零部件的几何形状精度、相对位置、相 对运动轨迹精度，是评价机床质量的基本指标。几何精度取决于零 部件的结构设计和制造装配精度。 传动精度 指内联系传动链两末端执行件相对运动的精度。传 动精度取决于传动件的制造精度和传动系统的设计合理性。
第三节
机床的总体布局
一、机床的总体布局 机床的总体布局包括：根据已确定的零件加工方法和 应具有的运动来确定如下设计： ① 如何实现所需运动； ② 何种部件产生运动；
③ 工件如何安装加工；
④ 各种运动如何控制； ⑤ 如何设置合理的操作位置。
第三节
机床的总体布局
一、分配机床的运动
1.运动分配给质量小的零部件 运动件质量小，惯性力小，需 要的驱动力小，传动机构体积小，制造成本低。如：铣床上铣刀的 运动。 2.运动分配应有利于提高工件的加工精度 运动部件不同，加 工精度不同。如：钻床上钻头的运动。 3.运动分配应有利于提高运动部件的刚度 运动应分配给刚度 高的部件。如：外圆磨床工作台和砂轮架的运动。
定机床的验收方法和标准、使用说明书等。
第二节
专机的设计步骤
四、样机试制和鉴定 1.样机试制 设计人员应跟踪机床试制全过程，特别
注重关键零件，及时指导修正其加工工艺、加工和装配。
2.试验鉴定 首先进行空车试运转，再进行工业实验
（在额定载荷下进行试验工作），工作一段时间后，检测
其精度，写出试验总结。 3.批量生产 根据工业性试验总结，鉴定意见改进完 善设计，投入批量生产。
第一节
三、经济实用
机床的基本要求
机床的经济实用 是指机床在满足应有的加工功能、可靠性和 人机关系的前提下，还要求有良好的经济性，即成本低。 机床的成本低贯穿在机床产品的整个生命周期内，包括设计、
机电装备设计思路课件
2 设计步骤
1）受力和变形分析，确定力和力矩； 2）利用类比设计法初定其形状和尺寸； 3）采用有限元法（FEA），利用计算机进行验算或分析； 4）在分析基础上，进行热变形和热应力分析； 5）修改原设计方案，综合对比，从中择优。
4.2 静力分析
保证支承件具有足够的刚度。 先进行受力和变形分析→由变形及引起有关零部件之间相对运 动误差→合理地进行支承件的结构设计→使其变形控制在允许的误 差范围之内→保证机电装备的工作精度。
支承件是机电装备中的重要基本构件之一。 组成：机身、立柱、横梁、底座、工作台、箱体及升降 台等大件。 功用：支承其他零部件，使它们之间保持正确的相互位 置和相对运动。支承件还承受各种作用力，不仅承受重 力，还承受切削力、摩擦力、夹紧力等。有些支承件的 内部空间较大，常被利用作为切削液、润滑液的储存器 或液压油的油箱；有时，也可将变速箱、电动机和电气 箱等部件放在其中。
当支承件以凸缘连接时，连接刚度取决于螺钉刚 度、凸缘刚度和接触刚度。为了保证支承件具有一定的 接触刚度，接合面上的压力应不小于1.5~2.0MPa,
图a）无肋板刚度较低；图b）加了4条肋板刚度较高；图 c）店面为封闭式结构，向内加了工艺凹孔，6个螺钉在4 个方向，其刚度最高。图4-13显示了在两种不同的连接设 计中，受载时E点处在y方向上的变形量。
改善动态特性措施：
1 提高静态刚度
合理地设计支承件的结构和尺寸，合理地布置肋 板和肋条。此外，还应注意支承件的整体刚度、局部 刚度和接触刚度的匹配等。
2 增加阻尼
在振动频率较高且接近固有频率时，增加阻尼是 提高支承件动刚度的有力措施，可大大降低其振幅， 减小振动。
常用方法：保留铸件中的型芯，采用具有阻尼性能的 焊接结构，在支承件中灌注混凝土，表面喷涂具有高 内阻尼的粘滞性材料 ，利用接合面间的摩擦阻尼来减 小振动。
机械制造装备设计资料PPT课件
返回主页
退出
（a）传动系统图
（b）转速图
图4-2 卧式车床主运动的传动系统图与转速图
第4页/共41页
一、 转速图
1、转速图的概念
⑴ 定义：把各 轴(包括主轴)的 转速画在对数坐 标中，并把有关 转速之间的传动 比也画出来的一 种线图。
⑵ 组成
转速线
传动线
传动轴线
第5页/共41页
转速点
• 传动副：机械构架中传送动力的一个运动自由度。 • 齿轮传动副是由两个或者两个以上的齿轮组成的传递运动和动力和一种装置，齿轮传动组合可以改变速度
第18页/共41页
✓ 现增加一个变速组，设其传动副数为2，则按转速 图的基本规律，该传动系统的结构式变为：
24＝31×23×26×212 ✓ 该传动系统最后扩大组的变速范围为：
Rn＝12＝64＞8～10
措施：将新增加的变速组的变速范围缩小到极限值， 即Rn‘＝6＝8。这时，有6级转速出现重复，主轴转 速只有18级（即24－6）。
r x0 ( p0 1) 0
r x1 ( p1 1) 1
r x2 ( p2 1) 2
到大依次排列的顺序。
第7页/共41页
基本组a
级比： xr00＝＝1 2
第一扩大组b
级比： 3 xr11＝＝3 3
第8页/共41页
第二扩大组c
级比： 6
x2＝6
r2＝ 6
⑷ 功用
电动机 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
1）主轴各级转速的传动路线； 2）传动顺序； 3）变速组数目；
机
装在同一个主轴箱内。 图11
床
分离传动方式 ：主传动系中的大部分传动和变速机构 装在远离主轴的单独变速箱中。 图12
设 计
机电装备设计第七章(15-16)
工具，输送装置沿机床一侧或从机床中间环行通过。
输送装置简单，储存功能小，常需要设中央存储存放
工件及夹具，适用于直线排列的机床(或环形排列的组装
工位的物料输送)。
4
C型： 由许多个随行夹具和托板组成的环行输送系统
特点：采用连续运行的方式，可利用托板上的编 码器来自动寻找地址，所以能任意编排工件的输 送顺序，输送系统本身有较大的存放功能。 D型 ： 采用工业机器人(圆柱坐标、极坐标、 直角坐
37
5）送料槽 根据料斗与工件加工时方位的相对位置关系、料 斗的形式、工件的形状和大小、生产面积的大小等因 素，送料槽的形状可设计成直线形、曲线形、平面螺 旋形、空间螺旋形和蛇形等。
38
2 振动式料斗装置
振动式料斗是一种 典型的自动上料置。 ● 料斗为圆筒形，内 壁有螺旋形送料槽； ● 圆筒作扭转振动， 工件将沿着螺旋形送 料槽逐渐上升； ● 上升过程中进行定 向，剔除位置不正确 的工件； ● 上升的工件最后从 料斗上部的出口进入 料槽。
9
4 物料搬运设备选择
正确选择搬运设备是提高搬运效率、降低搬运成本的重要措施。
搬运设备根据物料形状、移动距离、搬运流量和 搬运方式进行选择，可分成四类。 ◇ 适用于短距离和低物流量的简单输送设备，如叉车、 电瓶车、步进式输送带和输送辊道等； ◇ 适用于短距离和高物流量的复杂输送设备，如带有 抓取机构的在两工位间输送工件的输送机械手、斗 式提升机和气力输送机等连续输送机； ◇ 适用于长距离和低物流量的简单运输设备，如汽车 等运输车辆； ◇ 适用于长距离和高物流量的复杂运输设备，如火 车、船舶等。 10
24
7.2.2 料仓式上料装置设计
1 功用和组成 ● 单件毛坯的尺寸较大，形状较复杂、难于自动定向 时，采用料仓上料机构。人工或专门的定向装置不 断地将单件毛坯以一定方位装入料仓中，再由料仓 送料机构自动地将单件毛坯从料仓送到机床上；
《机械制造装备设计》课程教学大纲(本科)
机械制造装备设计(Design of Machine Manufacturing Equipment)课程编号：03410132学分：2学时：32 （其中：讲课学时：30实验学时：2上机学时：0）先修课程：工程图学、工程力学、公差与技术测量、机械设计、机械制造技术基础等适用专业：机械制造及其自动化专业教材：《机械制造装备设计》，关慧贞、冯辛安主编，机械工业出版社，2009 年11月第3版一、课程性质与课程目标（一）课程性质《机械制造装备设计》本课程是机械制造及其自动化专业的主干专业课程之一。
主要任务是使学生了解机械制造装备在国民经济中的作用及其技术现状和发展趋势；掌握机械制造装备的设计原理和方法；具备一定的机械制造装备总体设计和结构设计能力；为学生能够设计出具有自主知识产权的机械产品打下坚实的基础。
（二）课程目标课程目标1:掌握机床的成形原理，根据加工对象的几何特征，分析机床的所需的运动，确定机床的传动方案。
课程目标2：能根据机械制造装备设计的三种不同类型的特点，针对特定的设计对象，选择相应的设计手段，制定出合理的产品设计总体方案。
能够根据加工对象的技术特征合理的选择加工机床。
课程目标3：能根据机床的精度、刚度，振动、热变形的相关理论，设计与分析机床的传动结构，分析与处理机床常见的机械缺陷与故障。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求3、毕业要求6和毕业要求11：1.毕业要求指标点3-3：能够设计满足特定需求的机械系统、部件和工艺流程，并能够体现创新意识。
该指标点占该要达成度的10%;2•毕业要求指标点6-2：能正确认识机械制造过程和装备对于客观世界和社会的影响，并理解应承担的责任。
该指标点占该要求达成度的30%；3.毕业要求指标点11-1：理解机械工程活动中涉及的重要经济与管理因素。
该指标点占该达成度的15%o二、课程内容及要求第1章绪论(一)教学内容(1)机械制造装备在国民经济中的地位、作用及其技术现状和发展趋势。
机电装备设计--机电装备创新设计方法 ppt课件
大量生从产单可以件降小低批成到本大、提量高生质产量
PPT课件
9
20世纪初的制造车间
拥挤、昏暗、嘈杂
由集中动力源驱
动的架空天轴
带传动
工人劳动强度大
变速用的 多级带轮
工作环境不安全
PPT课件
工人操作车床
10
“奔驰”汽车博物馆的车间模型
将动力分配 到不同设备
架空天轴
铣床
带传动
锯床
砂轮机
车床
PPT课件
直流发电机 --电动1机1 组
械工业出版社,1999.
PPT课件
2
课程的目的与任务
本课程是机械设计制造及其自动化专业与机械电子工程专 业的一门重要且实践性较强的专业课，是研究如何利用系 统设计原理和综合集成技巧，将机械系统、驱动装置、传 感检测部件、自控和信息处理系统等机电一体化要素组成 各种性能优良、可靠的机电装备。
内容以机为主，机电结合。学习相关的设计理
PPT课件
32
1.2 设计类型
机电装备设计可分为：创新设计、变型设计和组合
设计等类型。
创新设计：依据市场需求发展预测，在无样机可供
参考的条件下，根据对新产品预期的功能要求和性能指
标，发挥设计者的创造力，利用已有技术成果进行创新
构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机电装备
的一种实践活动。
包含两部分：
◆ 高性能直线电动机的研制。
PPT课件
28
3 传感与检测部件
装置在机械的各敏感部位，实时采集温度、速度、
力、振动、声学与光学信号，及时反馈给控制系统，实
现对机械工作的实时控制以及对工作状态的监控。
研究的问题有：
★ 提高各种敏感材料和元件的灵敏度和可靠性；
PPT课件
9
20世纪初的制造车间
拥挤、昏暗、嘈杂
由集中动力源驱
动的架空天轴
带传动
工人劳动强度大
变速用的 多级带轮
工作环境不安全
PPT课件
工人操作车床
10
“奔驰”汽车博物馆的车间模型
将动力分配 到不同设备
架空天轴
铣床
带传动
锯床
砂轮机
车床
PPT课件
直流发电机 --电动1机1 组
械工业出版社,1999.
PPT课件
2
课程的目的与任务
本课程是机械设计制造及其自动化专业与机械电子工程专 业的一门重要且实践性较强的专业课，是研究如何利用系 统设计原理和综合集成技巧，将机械系统、驱动装置、传 感检测部件、自控和信息处理系统等机电一体化要素组成 各种性能优良、可靠的机电装备。
内容以机为主，机电结合。学习相关的设计理
PPT课件
32
1.2 设计类型
机电装备设计可分为：创新设计、变型设计和组合
设计等类型。
创新设计：依据市场需求发展预测，在无样机可供
参考的条件下，根据对新产品预期的功能要求和性能指
标，发挥设计者的创造力，利用已有技术成果进行创新
构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机电装备
的一种实践活动。
包含两部分：
◆ 高性能直线电动机的研制。
PPT课件
28
3 传感与检测部件
装置在机械的各敏感部位，实时采集温度、速度、
力、振动、声学与光学信号，及时反馈给控制系统，实
现对机械工作的实时控制以及对工作状态的监控。
研究的问题有：
★ 提高各种敏感材料和元件的灵敏度和可靠性；
机电装备设计ppt课件
2
2
满足，C＞0.7(d1+d2)=0.7×2×161.78＝226.49(mm),同时， C＜2(d1+d2)=2×2×161.78＝647.12(mm)中心距合格。 所选同步带轮及带型为： 40-H-200-AF
宁波伏龙同步带
3.2 高速带传动
特点： 高速带传动又称高速平型带传动，指带速v＞30 m/s，高
同步带轮普通与同步带一同购买，可选用厂家提供的规 范带轮，也可单独定购。
3.1.5 设计计算
1、失效方式 同步带的传动主要失效方式：同步带疲劳断裂，带齿的
剪切和挤压破坏及带两侧边和带齿磨损等。
在正常的任务条件下，带传动设计准那么主要是在不打滑 的条件下限制其单位宽度拉力，以保证同步带的抗拉强度， 保证同步带具有一定的疲劳强度和运用寿命。
常用的资料有聚氯酯橡胶和氯丁橡胶。
2、型号、主要参数和标注方法
1〕型号
同步带型号如表所
示。
齿型 代号
型号
名称
MXL(minimal extra light) 最轻型
XXL（ extra extra light ） 超轻型
英制 梯型
齿
XL （ extra light ） L （ light ）
H （ heavy ）
(2) 玻璃纤维 与基体资料的粘结性好，柔韧性和 耐腐蚀性较好。多用于以氯丁橡胶为基体的同步 带中。
(3) 芳香族聚酸胺纤维 韧性远高于钢丝和玻璃纤 维，抗拉强度与钢丝一样，耐腐蚀和高温稳定性 好，价钱较高。
2〕基体
同步带的基体包括带齿和带背，在氯丁橡胶为 基体的同步带中增设用尼龙或锦纶丝织成布层， 以添加耐磨性。基体资料应具有良好的柔韧性、 耐磨性、耐热性、抗弯强度高、抗老化以及与 强力层的粘合性好。
机械制造装备设计ppt讲解
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
3.4.1 主传动系设计应满足的基本要求
（一） 满足机床使用性能要求 （二） 满足机床传递动力要求
（三） 满足机床工作性能的要求
（四） 满足产品设计经济性的要求
（五） 维修调整方便，结构简单、合理， 便于加工和装配。
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
（二）柔性 （四）刚度 （六）噪声 （八）成本 （十）可靠性
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计 Nhomakorabea 3.1.3
机床设计步骤
（一）确定结构原理方案
（二）总体设计 （三） 结构设计 （四）工艺设计 （五）机床整机综合评价 （六） 定型设计
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
3.3.2 机床的运动功能设计
1、 经济评价是理想生产成本CL与实际生产成本Cs之比,即: Ej = CL/Cs 2、 通常理想成本CL应低于市场同类产品最低价的70%。经济评价Ej越 大，代表经济效果越好，Ej=1的方案经济上最理想。如经济评价 值小于0.7，说明方案的实际生产成本大于市场同类产品的最低价 ，一般不予考虑。
第 二 章 机 械 制 造 装 备 设 计 方 法
（六）齿轮齿数的确定 对于定比传动的齿轮齿数和带轮直径，可 依据机械设计手册推荐的方法确定。 确定齿轮齿数时，选取合理的齿数和是很 关键的。各队传动副的齿数和应该是相同的。 齿轮的中心距取决于传递的扭矩。扭矩越大， 中心矩越大。 一般在主传动中，取最小齿轮齿数Z min 18 ~ 20 三联滑移齿轮的最大于此大齿数之间的齿 数差应大于或等于4。 齿轮齿数确定后，还应验算转速误差： (n'n) / n 10( 1)% 式中： n’----主轴实际转速 n---主轴的标准转速 ---公比
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7.4.2 工作过程
以四层货架的自动化仓库为例，介绍其工作过程。 ★ 堆装机停在巷道起始位置，待入库的货物已放置在出入库装 卸站上，由堆装机的货叉将其取到装卸托盘上，如图a)所示。 ★ 计算机控制堆装机在巷道行走，装卸托盘沿堆装机铅直导轨 升降，自动寻址向存入仓位行进，如图b)所示; ★ 装卸托盘到达存入仓位前，即图中的第四列第四层，装卸托 盘上的货叉将托盘上的货物送进存入仓位，如图c)所示; ★ 堆装机行进到第五列第二层，到达调出仓位，货叉将该仓位 中的货物取出，放在装卸托盘上，如图d)所示; ★ 堆装机带着取出的货物返回起始位置，货叉将货物从装卸托 盘送到出入库装卸站，如图e)所示; ★ 重复上述动作，直至暂无货物调入调出的指令后，堆装机就 近停在某一位置待命。
2 堆装机
◆ 双立柱型堆装机是一个框架结构，可在巷道轨道上 行走，堆装机上的装卸托盘可沿框架导轨上下升降， 对准每一个仓位，取走或送入货箱； ◆ 堆装机采用相对寻址方式寻找仓位； ◆ 当堆装机沿巷道轨道或装卸托盘沿框架导轨行走时， 每经过仓库的一列或一层，将仓位地址的当前值加1 或减1； ◆ 当当前值与设定值快接近时，控制堆装机或装卸托 盘自动减速； ◆ 当当前值与设定值完全相符时，发出停车指令，装 卸托盘便准确地停在设定的仓位前。
7.4.3 计算机管理
自动化仓库的(2) 授权发放货物 (3) 维护准确的库存记录 (4) 规划库房布局
第八章 典型机电装备设计
8.1 灌装机械设计 8.1.1 灌装与定量方法 8.1.2 结构与工作原理
7.4 自动化仓库设计
7.4.1 构成
自动化生产技术的发展，将传统起存放物品作用
的仓库转化为物资调节和流通中心，出现了具有高层 货架的自动化仓库以及各种先进的存货、取货、快速 分拣装置等新设施。 自动化仓库采用计算机管理，配置了自动化物流
系统，不用书面文档，大大提高仓库空间利用率，增
加货存量，加快进货和发货的速度，减少库存货物数
据的差错率,减少仓库的工作人员。
最常见的是巷道式 立体仓库，如图所示。它 适用于存放多品种少批量 货物。巷道两边是多层货 架。在巷道间有堆装机， 沿巷道轨道移动，堆装机 上的装卸托盘可到多层货 架的每一个仓位存取货物， 送至巷道一端的出入库装 卸站。
1 仓库多层货 架
根据存放物品 的 多少，可以设置若 干个多层货架，每 两个货架之间留有 巷道。巷道内安装 轨道，供堆装机行 走，如图所示。