1、I摘 要本设计是（微机主机）装配生产线，该生产线属于手工装配生产线的范畴。在我国，手工装配生产线作为一种技术含量不高的生产模式大量应用于国内各种制造业，而且在今后相当产的时间内，这种生产模式仍然将继续在国内制造业中发挥重要作用。本论文的主要涉及内容包括：生产线主传动系统的设计，工位的设计，链传动的设计等。生产线是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求， 遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸。显著地提高劳动生产率，促进了工业生产的自动化。本课题设计一种应用于（微机主机）装配生产线上，该设计的增加在一
2、定程度上改善工人工作环境，使整个生产线更人性化，更重要的是可以减少装配中操作时间提高生产效率和生产的使用率。关键词: 手工装配生产线;倍速链;传动链轮全套图纸，加 153893706IIAbstractThis paper is the mainframe computer assembly production line design, the production line is the manual assembly line areas. In china, manual assembly line as a high technology content of the product
3、ion model applied to a large number of domestic manufacturing, but in a considerably long period of time, this pattern will continue production in the domestic manufacturing sector had an important role to play. In this paper, the main design elements include: production line to the main drive syste
4、m design, sorting machines increased the design, sorting machines, super level of design. The main innovation in design of the traditional owners of a single manual transmission assembly line produced on the basis of address all the space available to the design of various free-control agencies and
5、the increased level of super agencies. Easy for production line workers workpiece flow control. The design of the increase in a certain extent, improve the working environment of workers, the entire production line more humane, pore importantly, it will reduce the assembly time for the operation to
6、improve production efficiency and the utilization of the production line.Keywords： manual assembly line ；double plus conveyor chain ； lead agenciesIII目 录摘 要 IAbstractII第 1 章 绪论 .11.1 课题的来源及意 11.2 手工装配生产线的特点 21.2.1 手工装配生产线的优点 .21.2.2 手工装配生产线的基本结构 .31.3 手工装配生产线相关概念 31.4 本论文研究的主要内容 51.5 课题的主要技术指标 5第 2
7、章 装配生产线的生产节拍设计 .62.1 装配生产线的相关概念 62.2 工序内容与装配时间设计 72.3 装配生产线的生产节拍设计 8第 3 章 装配生产线总体方案设计 .113.1 装配生产线总体尺寸设计 113.2 主传动部分的设计选型 113.2.1 设计方案 .123.2.2 主传动部分电机布局设计 .133.3 装配生产线输送线类型方案选择 143.3.1 输送线方案 I 143.3.2 输送线方案 .153.3.3 输送线方案 .153.3.4 输送线类型方案确定 .163.4 工位设计 17IV3.4.1 工位的定义 .173.4.2 工位设置目的 .173.4.3 工件实现的
8、功能 .173.4.4 设计原理 .17第 4 章 装配生产线总体结构设计 .214.1 主传动部件结构设计 214.2 总体结构设计 22第 5 章 主传动部分设计计算 .245.1 电机的计算机与选择 245.2 主传动轴的设计计算 255.3 链传动设计计算 265.3.1 传 动系统选择 265.3.2 小链轮的设计计算 .275.3.3 大链轮的设计计算 .305.3.4 倍速链链轮的设计计算 .31结 论 .33致 谢 .34参考文献 .35VCONTENTSAbstractIIChapter 1 Introduction .11.1 The source and meaning
9、of the subject.11.2 The characteristics of manual assembly line 21.2.1 The advantages of manual assembly line.21.2.2 The basic structure of manual assembly line .31.3 Manual assembly line concept31.4 In this thesis, the main content51.5 The subject of the main technical indicators.5Chapter 2 Compute
10、r host assembly line takt design 62.1 Computer host assembly line concept.62.2 Process content and the design of assembly time .72.3 Computer host assembly line takt design8Chapter 3 The overall design of the microcomputer assembly line.113.1 The overall size of the computer host assembly line desig
11、n.113.2 The design and selection of the main transmission part .113.2.1 Design 123.2.2 The main transmission part of the motor layout design.133.3 Computer host assembly line conveyor line type options 143.3.1 Transmission line program I 143.3.2 Transport line regimen II .153.3.3 Transmission line r
12、egimen III153.3.4 Transmission line type of program to determine the .163.4 Station design173.4.1 The definition of the station.17VI3.4.2 Station Purpose 173.4.3 Workpiece to achieve the functionality .173.4.4 Design Principles .17Chapter 4 The overall structural design of the computer host assembly
13、 line 214.1 Structural design of the main transmission components.214.2 The overall structural design.22Chapter 5 The main transmission part of the design calculations.245.1 Computer and selection of motor245.2 The design of the main drive shaft255.3 Chain drive design calculations 265.3.1 Transmiss
14、ion system to select265.3.2 The design of small sprocket .275.3.3 The design of the large sprocket 305.3.4 Speed chain sprocket design calculations31Conclusions.33Acknowledgements 34References.351第 1 章 绪论1.1 课题的来源及意发达国家尤其是欧美早在 20 世纪 70 年代就基本实现了制造自动化,目前制造业的自动化已达到了非常高的水平,发展了许多典型的自动化制造系统。以机器人为代表的各种自动化专
15、机及自动化生产线广泛应用在汽车,电子,家电,轻工,机械制造,物流与仓储等行业 ,保证了产品的高质量和生产的高效率,推动了这些行业的快速发展,提升了其制造业的技术水平与创新能力“。从 20 世纪 80 年代开始，我国从国外引进了大量的自动化装备,涉及的行业很多,其中以家电,轻工,电子信息制造行业最为典型,引进的装各涉及模具,专用设各,生产线。但目前自动化装备行业的自主设计开发能力仍然较差。由于装备制造业水平有限,所以手工装配生产线作为技术含量不高的生产模式大量应用于国内各种制造业, 目前国内制造业相当多的产品都是在这种生产方式下装配制造出来的,而且在今后相当长的时期内,这种生产模式仍将继续在国内
16、制造业中发挥重要的作用。图-l、图-2 为典型的手工装配生产线实例。通常在以下情况下考虑采用手工装配生产线进行生产 2:1. 产品的需求量较大图 1-1 液晶显示器生产线 图 1-2 微机主机装配生产线22. 产品相同或相似3. 产品的装配过程可以分解为小的操作工序4. 采用白动化装配在技术上难度较大的或成本上不经济（微机主机）装配的生产符合上述 4 点特征。行业内手工装配生产线的设计及生产主要存在的问题:1. 该类型生产线很多都是依据经验而生产设计的,缺乏有效的设计规划,从而造成能源、材料及人力的浪费;2. 基于以上情况,我选择（微机主机）装配生产线设计作为我的毕业研究课题,符合现实需要,适
17、应当前我国国情的发展。微机主机装配生产线的设计,对减少材料能源消耗、最大限度地节约空间资源、提高生产效率、改善工人工作环境有重要意义。1.2 手工装配生产线的特点1.2.1 手工装配生产线的优点国内之所以仍然大量采用手工生产装配生产线组织生产,主要是因为这种生产方式具有以下特点 2:1. 成本低廉可以充分利用国内大量丰富的劳动力资源,而且由于每一个工人长斯专门从事某项或某几项工序操作,工人的操作可以达到相当熟练的水平并具有相当的技巧。2. 生产组织灵活能够适应多品种小批量生产的需要,某些多品种小批量产品的类型、规格需要经常更换,不适合组织自动化生产。3. 某些产品的制造过程更适合采用手工装配生
18、产线因为手工装配生产线比自动化生产线更容易实现。如果要实现自动化生产,设备的难度将很大,制造成本昂贵。4. 成本最低的制造方法很多情况是自动化生产和人工生产相结合进行的。在实际工程中,市场竞争越来越激烈,用户对产品的要求是质量更高、产品3吏新周期更短、产品价格更低,企业追求的目标始终是时间更短、质量更高、成本更低,降低成本成为企业竞争的重要手段之一。由于某些产品的部分或是全部工序中,采用手工装配生产线的制造成本仍然是最低的,因此很多情况下,成本最低的制造方法经常是白动化生产和入工生产相结合迸行的,即使在目前设备自动化程度较高的企业,也可能是自动化专机、自动化生产和手工装配生产线并存。5. 手工
19、装配生产线是实现自动化制造的基础自动化生产线都是在手工装配生产线的基础上发展起来的,工业发达国家早期的制造业就是大量采用了这种手工装配生产线,之后 9 为了降低人工成本,提高产品质量,再在此基础上逐步发展白动化生产线。手工装配生产线是实现自动化制造的重要基础。1.2.2 手工装配生产线的基本结构所谓手工装配生产线就是在自动化输送装置(如皮带输送线、链条输送线等)基础上由一系列工人按一定的次序组成的工作站系统,每位工人(或多位)作为一个工作站或一个工位,完成产品制造装配过程中的不同工序,当产品经过全部工人的装配操作后即完成全部装配操作,并最终变为成品,如果生产线只完成部分工序的装配检测工作,则生
20、产出来的就是半成品。1.3 手工装配生产线相关概念1. 在手工装配生产线上,产品的输送系统有多种形式,如皮带输送线、倍速链输送线、滚筒输送线、悬挂链输送线等。输送的方式既可以是连续的,也可以是间歇的。2. 工人的操作方式也是多样的,通常有以下方式: 1 (1) 直接在输送线上的产品上进行装配,产品随输送线一起运动,工人随之移动,操作完成后工人再返回原位置;(2) 将产品从输送线上取下,在输送线旁边的工作台上完成装配后再送画到输送线上;(3) 工件通过工装板在输送线上输送,工装板到达装配线位置后停下来重4新走位,由工人进行装配丿装配完成后工装板及工件再随输送线运动。3. 工人的工作既可以坐着进行
21、,例如一些零件较小的小型产品的装配,也可以站立进行,例如在大型产品(如轿车、电冰箱、空调等)的悬挂链输送线(或滚筒输送线)上 ,工人可以在工位的一定区域内活动,边装配边随输送线上的产品同时移动,每个工位的操作工序既可以是工序时间较长的单个工序,也可以是工序时移动位置直到完成装配为止。4. 根据工序所需要的时间长时间较短分为多个工序。5. 每个工序的排列次序是根据产品的生产工艺流程要求经过特别设计安排的,一般不能调换。6. 每个工位既可以是单个工人,也可以是多个工人共同进行操作。7. 工人在操作过程中可以是手工装配,但较多地使用了气动或电动工具。8. 在手工装配生产线上,可以有少数工序是由机器自
22、动完成,或是在工人的辅助下由机器完成。9. 在生产线上如果大部分工序都由机器完成,只采用少数工人迸行辅助工作,这就变成由手工装配与自动化装配设各共同组成的半自动化生产线。如果全部都由机器自动完成,就变成全自动化生产线。10. 根据实际产品的生产工艺,在手工装配生产线上可以进行各种装配操,如焊接、放入零件或部件、螺钉螺母装配禁固、胶水涂布、贴标签条码、压紧、各种检测、包装等。生产线就是通过输送及其他辅助装置,按特定的生产流程,将各种自动化专机连接成一体,通过气动,液压,电机,传感器和电器控制系统使各部分的动作联系起来,使系统按规定的程序自动地工作,连续、稳定地生产出符合技术要求的特定产品,这种工
23、作机械系统称为生产线。这样可以大幅降低整个制造过程的所需要的场地,省掉物料中转所需要的人工,时间和设施，因而可以大幅提高生产效率,降低制造成本,使产品质量更容易得到保证 3。1.4 本论文研究的主要内容论文在查阅大量数据的基础上,完成一套实用有效的微机主机装配生产线的机械设备整体结构的设计工作,并在文中依次阐述生产线设各中各个重要环节的设计过程。主要有以下内容:51. 装配生产线总体结构的设计在对生产实习现场同类型生产线进行分析的基础上,结合造价、技术难度以及用户需求等各个方面的指标,确定微机主机装配生产线的总体布局、主传动方式及主体结构的总体设计。2. 装配生产线工位的设计1.5 课题的主要
24、技术指标装配生产线的类型:手 I 装配生产线:产品计划年产量：20 万件/年;每年计划工作周：50 周;每天计划工作时间：8 小时 2 班工作制。6第 2 章 装配生产线的生产节拍设计2.1 装配生产线的相关概念1. 工位生产线由一系列工位组成,每个工位曲一名工人工作,也可以由多名工人共同完成工作,其工作内容可能为一项装配工序,也可能为多项工序。2. 工艺操作时间某一工位进行装配等作业时实际用于装配作业的时间,一般用 Tsi 表示。显然,根据工序的内容的不同,每个工位的工艺操作时间是不相同的。3. 空余时间在一定的生产节奏(或节拍)下,由于每一工位所需要的装配时间不相同,大部分工位完成工作后尚
25、有一定的剩余时间,该时间通常称为空余时问,一般用表示。后工位的工作需要等待前一工位完成后才能进行，以使整条生产线diT以相同的节奏进行。4. 再定位时间再定位时间包括工人的再定位时间、工件(工装板)的再定位时间或两者之和。尽管每个工位的再定位时间会有所不同,但分析时一般假设各工位上述时间相等而且取各工位上述时间的平均值,通常用 表示。rT5. 总装配时间在生产线上装配产品的各道装配工序时间的总和,一股用 表示,单位:wcTmin。6. 瓶颈工位瓶颈工位决定了整个生产线的节拍速度。一条生产线至少有一个工位为瓶颈工位,它所需要的工作时间最长。而空余时间最短。7. 平均生产效率7平均生产效率是指手工
26、装配生产线单位时间内所能完成产品(或半成品)的件数,一般用 Rp 表示,单位:件/h、件/min。 SHDRap50其中： 平均年产效率,件凡p口年产量计划 ,件/年aD每周工作天数 ,S每天工作时间,Hh8. 节拍时间手工装配生产线在稳定生产前提下每生产一件产品(或半成品)所需要的时间,一般用 Tc 表示” 单位: min/件、s/件。csirditT式中 节拍时间,min/件或 s/件 c各工位工艺操作时间,min/件或 s/件 i=1,2,.,nsiT再定位时间,假设各工位都相等r各工位空余时间,min/件或 s/件 j=12,.ndi工位数量n2.2 工序内容与装配时间设计我这次设计的
27、微机主机装配生产线完成的主机装配零件有:主板、电源CPU、显卡、内存、硬盘、光驱、软驱等。另外,根据设计任务要求,该生产线应有 6 个工位。因此,初步设计出工序内容 i 与装配时间。表 1-1 装配生产线工序表工序 工序内容 工序装配时间（s） 工位 工位装配时间（s）1 准备机箱 1020 1 708082 安装电源 603 安装主板 60 2 604 安装 CUP 605 安装内存 10203 70806 安装显卡 407 安装硬盘 404 808 安装光驱 409 安装软驱 405 8010 插接线路 6011 安装机箱侧板 306 90再定位时间： min16.0sTr2.3 装配生产
28、线的生产节拍设计1. 总装配时间设计（1） 各工作装配工艺时间wcT2060240460347s.8min该生产线设计规格要求：产品生产计划 20 万年/件，每年工作 50 周，每天工作 7.52 小时，生产线的效率在 98%。（2） 为达到年生产量需求的生产效率件/ 小时ap2038.1057DRSH（3） 实际节拍时间件cp6.9.54minT（4） 理论上需要工人数量wc7.4.15W9W 取最小整数 W 取 6 与毕业题目设计要求符合（5） 瓶颈工位的工艺操作时间 1.5406.38minT2 该生产线设计的评价（1）生产线的平衡效率 wcbs7.49.%6138W（2）生产线实际使用
29、效率 =98（3）在定位效率sicrcmax1.540610%98.TT（4）生产线实际需要的工人数 Pwccwcbrbrsb761384RW经过计算，该（微机主机）装配生产线的生产节拍设计的主要参数：总的装配时间： wc7.84minT实际节拍时间： /件c1.5实际需要工人数：W=6 人3生产线节拍及尺寸确定由以上计算和分析：该装配生产线的整体长度初步选择：11800mm；考虑到的正常尺寸大小，560560 尺寸的工装板完全可以满足装配生产的需要，故生产线的宽度初选 630mm；考虑次种类型的生产，工人一般都是站着进行生产操作，所以生产线的高度定为为 860mm;6 个工位的布置为了节省占
30、地空间，分布在生产线的两侧；每 2 个相邻工位的间隔为 1300mm。若由于需求扩而大生产线的，可以采用整个生产线的 U 型布置。如图 1-3 所示。工 位生 产 输 送 线图 1-3 生产线的 U 型布置10第 3 章 装配生产线总体方案设计3.1 装配生产线总体尺寸设计由于本人以前没有接触过该类型的生产线，所以只能以毕业实习时在机械学院 IE 基础实验室的实验用生产线作为参考。初步设计整个生产线的总长度为 11800mm, 6 个工位采用 2 侧分布的形式，每 2 个相邻工位间隔为1300mm。整个生产线的主传动电机安装在生产线的右侧。生产线的输送方向为从尾部到头部（或从左到右）如图 3-
31、1 所示，在生产线头部可能会接有别的设备，诸如自动包装机、检测设备等。 11工 件 输 送 方 向生 产 线 尾 部 生 产 线 头 部工 位 1工 位 2工 位 3工 位 4工 位 5工 位 6图 3-1 微机主机装配生产线总体分布图3.2 主传动部分的设计选型在实际生产中，生产线的主传动种类很多，有带传动、链传动、齿轮传动等等。它们都有其优缺点，也因此应用与不同的场合。3.2.1 设计方案1. 主传动设计方案 I方案 1 采用的是链传动的形式。链传动是应用较广的一种机械传动。它是由链条和主、从动链轮所组成。链条上制有特殊的齿形的齿,依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力 4。链传动是属于
32、带有中间挠性件的啮合传动。与属于摩擦传动的带传动相比,链传动元弹性滑动和打滑现象,因而能保持准确的平均传动比,传动效率很高;作用于轴上的径向压力较小;链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。链传动的主要缺点是:在两根平行轴间只能用于同向回转的运动; 运转时不能保证恒定的瞬时传动比;磨损后易发生跳齿;工作时有噪音; 不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。2, 主传动设计方案方案 2 采用的是带传动的形式。12带传动是由固联于主动轴上的带轮(主动轮)、固联于从动轴上的带轮和紧套在两轮上的传动带组成的。当原动机驱动主动轮转动时,由于带和带轮间的摩擦( 或啮合 ),便拖动从动
33、轮一起转动,并传递一定的动力。如图 3-2 所示。带传动具有结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲吸振等特点。图 3-2 带传动示意图3 主传动设计方案的确定本次设计的微机主机装配生产线的主传动只需要单向、平稳传动,而且转速较低,因此对主传动机构的要求不高。链条传动不需要像带传动那样张得很紧,所以作用与轴上的径向压力较小;在同样使用条件下链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作 c 另外带传动还会出现无弹性滑动和打滑现象。因丽综合比较链传动完全可以满足设计要求。故主传动方案确认采用设计方案。3.2.2 主传动部分电机布局设计考虑到生产线的整体尺寸的限制,电动机和减速器的布局如
34、图 3.3 所示。减速器选用蜗轮蜗杆类型,这样可以大大缩小生产线动力部分所占尺寸,便于生产线的生产、运输和安装。13减 速 器电 动 机图 3-3 主动力部分示意图3.3 装配生产线输送线类型方案选择生产线输送类型很多,根据线型种类选取方式的不同有链条输送线、带输送线、辊子输送线、倍速链输送线等。3.3.1 输送线方案 I输送线方案 I 是选用普通链条输送。链条输送线的特点:1. 承载能力大链条输送线的承载能力比皮带输送线大,所以皮带输送线一股用于输送物质量不大的产品,而链条输送线般用于负载较大的场合,而且结构紧凑。2. 可以在恶劣的环境下运行由于输送线的主要传动部件为输送链条,与链传动的特点
35、类似,链条输送线可以在恶劣的环境下运行。例如高温、灰尘、潮湿的环境,这些环境是皮带输送线所无法进行的,而且链条输送线的维护简单。3. 输送物料灵活4, 输送位置准确链条输送线既可以应用于比较准确的步进输送,也可以在生产线上通过专14门的阻挡气缸,使工件准确停留在需要的位置,而不影响链条的连续运行。3.3.2 输送线方案输送线方案是选用皮带输送。皮带输送线的特点 2:1. 制造成本低廉皮带输送线结构简单,制造成本低廉,在自动化工程设计中最优先选用的连续输送方式。2. 使用灵活方便3. 结构标准化皮带输送线结构相对比较简单, 目前基本上已经是标准化的结构,大部分元件与器材都已经实现标准化并可以通过
36、外购获得,这样就可以实现快速设计、快速制造、低成本制造,提高企业的市场竞争力。3.3.3 输送线方案输送线方案是选用倍速链条输送线。倍速链是一种较为特别的滚子输送链条,在输送线上链条的移动速度俣持不变,但链条上方被输送的工装板及工件可以按照使用者的要求控制移动节拍,在所需要停留的位置停止运动,由操作者进行各种装配操作,完成上述操作后再使工件继续向前移动输送。所以倍速输送链也称为可控节拍输送链、自由节拍输送链、差速链、差动链 9 工程上习惯称作倍速链。图 3-4 为倍速倍速链输链结构图 5。图 3-4 倍速链的结构图倍数链的性能特点：1. 链条以低速运行，而工装版与被输送工件则可以获得成倍于链条
37、速度的移动速度，通常工件版运行速度是链条运行速度的 2.5 或 3 倍，提高了输送效率。2. 由于工装板与滚轮之间是摩擦传动，因此可以利用它们之间可能出现15的滑差，是得当链条以原有速度前进时，让工装板停留在某一位置上，从而按工艺需求控制工件输送的节拍，这正是手工装配生产线或自动化生产线上所需要的特征。由于滚轮与工装板之间为滚动摩擦，所以对倍数链可以起到很好的保护作用，或者说，尽管倍数链条以固定的运动速度连续运行，而让工装板停留在某一位置上并不会损坏链条，这样就非常适应工业生产对输送线的要求。3. 链条质量轻，使整个输送装置轻便，系统启动快捷。4. 因滚动材质为工程塑料，因而链条运行平稳、噪声
38、低、耐磨损、使用寿命长。如需要输送重型物件，可将滚轮及滚子改为钢制滚轮和滚子一提高其强度。如需要在腐蚀或潮湿的条件下使用，链条还可以进行镀镍或改成不锈钢材料。3.3.4 输送线类型方案确定本次毕业设计的电脑主机装配生产线设计有 6 个工位，根据生产需要每个工位应该控制工装板及货物的流动，但同时还不影响整个生产线其它工位的物料流动，但同时还不影响整个生产线其它工位的物料流动。方案选用的倍速链条输送方式不仅可以满足生产线设计要求，还用链条运行平稳、噪声低、耐磨损、使用寿命长等优点。综上比较后，确定方案为最终输送线方案。3.4 工位设计3.4.1 工位的定义为完成一定的工序，一次装夹工件后，工件（或
39、装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。3.4.2 工位设置目的传送带工作过程中，为实现对传送工件的再次加工处理，需要在传动过16程中设计暂停机构即工位，以实现工件的暂停，经再次加工处理后工件仍能够实现正常运动。3.4.3 工件实现的功能本文中工位需要实现的功能是：在工位传动系统的作用下，工位实现上下往复运动，使工件实现循环“停止运动” 。3.4.4 设计原理为实现工件的上下往复运动，设计了工位的机构运动简图，如图所示。构件 1 为原动件，它连接踏板。构件 2 为销轴，起到连接踏板轴与工位轴的作用。构件 3 连接工位轴并使其实现上下往复运动。（1） 机构
40、的运动副当由构件组成机构时，需要一定的方式把各个构件彼此连接起来。被连接的梁构件间仍能产生某些相对运动，这种连接显然不是刚性的。这种由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。而把两构件上能够参加接触而构成的运动副的表面称为运动副元素。可见运动副是组成机构的基本元素之一。图 3-5 工位机构运动简图12317运动副根据构成运动副的两构件的接触情况可以分为低副和高副两类。高副是指两构件通过单一点或线接触而构成的运动副，如两个齿轮相互啮合时构成高副。低副是指两构件通过面接触构成的运动副，如平底凸轮运动时构成低副。（2） 机构具有确定运动的条件为了按照一定的要求进行运动的传递及变换，当机构的原动
41、件按给定的运动规律运动时，该机构的其余构件的运动一般也都是安全确定的。一般机构的原动件都是和机架相连接的，对于这样的原动件，一般只能给定一个独立的运动参数。因此，为使机构具有确定的运动，结构的原动件数目应等于机构的自由度数目。当机构不满足这一条件时，如果机构的原动件数目小于机构的自由度，机构的运动将不完全确定。如果原动件数目大于机构的自由度，则导致机构中嘴薄弱的环节的损坏。综上可知，机构具有确定运动的条件为：有一个机架， 自由度大于零（即：F0） ，原动件数目 =自由度数。（3） 虚约束在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束称为虚约束。机 构 中 的 虚 约 束 常 发 生 在 下 列
42、 情 况 ：1) 在 机 构 中 如 果 两 构 件 用 转 动 副 联 接 其 联 接 点 的 运 动 轨 迹 重 合 ， 则该 联 接 将 带 入 1 个 虚 约 束 。2) 如 果 两 构 件 在 多 处 接 触 而 构 成 移 动 副 ， 且 移 动 方 向 彼 此 平 行 ， 则只 能 算 一 个 移 动 副 。如 果 两 构 件 在 多 处 相 配 合 而 构 成 转 动 副 ， 且 转 动 轴 线 重 合 ， 则 只 能 算一 个 转 动 副 。如 果 两 构 件 在 多 处 相 接 触 而 构 成 平 面 高 副 ， 且 各 接 触 点 处 的 公 法 线 彼此 重 合 ， 则
43、 只 能 算 一 个 平 面 高 副 。3) 在 机 构 运 动 的 过 程 中 ， 若 两 构 件 上 某 两 点 之 间 的 距 离 始 终 保 持 不变 ， 则 如 用 双 转 动 副 杆 将 此 两 点 相 联 ， 也 将 带 入 1 个 虚 约 束 。（4） 自由度1) 自由度定义机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目（亦即为了时机构的位置得以确定，必须给定的独立的广义坐标的数目）称为机构的自由度，18其数目常以 F 表示。2) 自由度的计算由机构的运动简图可知，简图中共有 3 个活动构件，分别为构件1，2，3。3 构件连接处，为保证运动的准确性使用了虚约束，而在进行自由度
44、计算时忽略虚约束的作用。因此，3 构件连接处形成 2 个转动副。此外，机构中还包含 1 个转动副，1 个移动副。根据自由度的计算公式：（3-1）F3(2)lhnP式中，n活动构件的数目；P1低副数目；Ph高副数目。可知，机构的自由度为 F=33-（24）=9-8=1自由度数为 1，由机构具有确定运动的条件可知，此机构具有确定的运动，能够实现所需求的运动，设计合计可靠。因此，为实现工位的上下往复运动，其结构采用平面连杆机构。19第 4 章 装配生产线总体结构设计4.1 主传动部件结构设计如图 4-1 所示主轴部分结构图，该生产线主传动采用链传动的方式。主轴及其相关零部件通过布局在两侧的轴承座固定
45、在生产线支架上。既限制了轴的挡盖固定。挡盖通过平头螺钉与轴相连。图 4-1 主传动轴部分分解结构图如图 4-2 所示主传动导向机构机构图，导轨通过弯板装置与倍速链导轨相固定，实现其导向作用。 倍 速 链 条导 轨 倍 速 链 导 轨图 4-2 主传动导向结构图如图 4-3 所示主传动张紧装置结构图，用螺栓将该部分固定在倍速链内侧导轨上。当倍数链条需要张紧时，将张紧螺栓顺时针旋转：当倍速链条需要放松时，将张紧螺栓逆时针转动即可达到目标的。注意在操作时，精良使两个倍数链链轮处在同义直线上。20图 4-3 所示主传动张紧装置结构图4.2 总体结构设计总体方案确定后，再经过以上的考虑和设计之后，总体的
46、结构图基本上也就出来了，剩下的就是设计一些合理的易于实现和加工的附件，把装置的各个件和传送系统整合起来，成为一个具有主输送和各个工位独立控制的生产线。既我所设计的微机主机装配生产线，总体方案图如图 4-3 所示。图 4-3 微机主机装配生产线总体结构图从上图可以看出，微机主机装配生产线主要由主输送体现，由工位控制生产线的工作节拍，集体的设计尺寸将在后续章节中加以确定。2122第 5 章 主传动部分设计计算工作机一般都需要靠原动机供给一定形式的能量（绝大多数是机械能）才能工作。但是，把原动机和工作机直接连接起来的情况是很少的，往往需要在二者之间加入传递动力或改变运功状态的传动装置。其主要原因是：
47、1. 工作及所要求的速度，一般与原动机的最有速度不相符合，故需要增速或减速（实用中多为减速） 。此外，原动机的输出轴通常只做匀速回转运动，但工作机所需要的运动形式却是多种多样的，如直线运动、间歇运动等。2. 很多工作机都需要根据生产要求而进行速度调整，但依靠调整原动机的速度来达到这一目的往往是不经济的，甚至是不可能的。3. 在有些情况下，需要用一台原动机带动若干个工作速度不同的工作机。4. 为了工作安全及维护方便，或因机器的外廓尺寸受到限制等其他因素，有时不能把原动机和工作机直接连接在一起。因此，传动装置是大多数机器或机组的主要组成部分。实践证明，传动装置在整台机器的质量和成本中占有很大的比例
48、。机器的工作性能和运转费用也在很大程度上取决于传动装置的优劣。因此，不断提高传动装置的设计和制造水平就具有及其重大的意义。235.1 电机的计算机与选择在实际生产过程的设计中，实际选取的电机功率要的于是设计计算功率，以确保满足于生产，所以该微机主机装配生产线的机电功率取 0.75KW。1. 电机选择根据实际工况计算，传送带正常需要的功率均为 ，但实际生产线0.25KW的设计中，选取的电机功率要大于设计计算功率，选择电机功率为 ，1.电机型号为 Y90L-6，额定电压为 ，同步转速为 ，满载时的1.K1r/min效率为 73.5%，功率因数 。cos0722. 减速器选择根据输送带实际运动工况选
49、择 型减速器 1，由机械设计SC8(25)i手册表 可得其额定输入功率为 1.778 。额定输出转矩为10.25KWNm减速器效率: iPnT12407.1=式中 额定输出转矩，Nm2Ti 实际转动比，额定输出功率，KW1P输入轴速度，r/minn 8.0257.1340. =故减速器输出功率 N.8.KWP5.2 主传动轴的设计计算主传动系统中轴的设计计算24按扭转强度条件计算 2:TT3950.2PnWd式中 扭转切应力，TaM轴所受的扭矩 Nm轴的抗扭截面系数，t 3轴的转速，nr/in轴的传递功率 , PK计算截面处轴的直径d由上式可得轴的直径 查文献 2 表 15-3，轴材料选 45 钢 范围为T T2545，本文中取 45 33T950950.329.2.4Pn5.3 链传动设计计算5.3.1 传动系统选择1. 链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮（小链轮和大链轮）组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。链传动在制造中应用广泛. 其特点为：（1） 能保证准确的平均传动比；（2） 传递的功率大
