机电工
毕业设计说明书
设计题目: 载物码垛机设计
学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师：
2012 年 5 月 19 日
目次
1 前言.......................................................................................................................... 1
1．1课题的背景.................................................................................................... 1 1.2课题的意义...................................................................................................... 1 1.3课题的设计目的.............................................................................................. 2 1. 4课题的主要设计内容.................................................................................... 2 2 设计进度安排和任务书.......................................................................................... 3
2.1设计进度安排.................................................................................................. 3 2.2设计任务分析.................................................................................................. 3
2.2.1本次毕业设计的任务........................................................................... 3 2.2.2码垛机的技术要求............................................................................... 4 2.2.3尺寸及动力分析................................................................................... 4
3 设计方案的确定...................................................................................................... 5
3.1总体方案的论证和选定.................................................................................. 5 3.2主要部件方案的确定...................................................................................... 7
3.2.1水平方向的移动方案........................................................................... 7 3.2.2竖直方向的移动方案........................................................................... 8 3.2.3绕竖直方向的转动方案....................................................................... 8 3.2.4实现载物交错放置的方案确定........................................................... 8
4 设计计算书.............................................................................................................. 9
4.1齿轮传动的设计计算...................................................................................... 9
4.1.1.驱动齿轮传动的电动机的选择.......................................................... 9 4.1.2.选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级........ 错误！未定义书签。 4.1.3.按齿根弯曲强度设计........................................ 错误！未定义书签。 4.1.4.计算大小齿轮的几何尺寸参数........................ 错误！未定义书签。 4.2 丝杠的设计与校核......................................................................................... 6
4.2.1，螺杆和螺母材料的选择.................................. 错误！未定义书签。 4.2.2.螺杆螺纹数据的初步设计与校核.................... 错误！未定义书签。 4.2.3.螺母的参数选择及设计校核............................ 错误！未定义书签。 4.3 驱动丝杠螺母传动的齿轮的设计与校核................................................... 19
4.3.1驱动齿轮的电动机的选择................................................................. 19 4.3.2.选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级........................................ 19 4.3.3按齿根弯曲强度设计......................................................................... 19 4.3.4计算大小齿轮的几何尺寸参数......................... 错误！未定义书签。 4.4驱动手爪上下移动的齿轮齿条传动机构的设计与计算............................ 20
4.4.1.驱动蜗杆传动的电动机的选择........................................................ 23 4.4.2选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级......................................... 20 4.4.3.校核齿轮的齿根弯曲强度................................................................ 21 4.4.4.计算齿轮的几何尺寸参数................................................................ 22
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4.4.5齿条的设计计算................................................................................. 22 4.5间歇机构（不完全齿轮）的设计与计算.................................................... 22
4.5.1.驱动齿轮传动的电动机的选择........................................................ 22 4.5.2.不完全齿轮布满齿后的齿轮传动的设计与计算............................ 23
4.5.2.1.选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级............................. 23 4.5.2.2按齿根弯曲强度设计.............................................................. 23 4.5.2.3.计算大小齿轮的几何尺寸参数............................................. 29
4.5.3不完全齿轮的周节数K值与首，末齿齿顶高系数has,ham的确定........................................................................................................................ 26 4.5.4.连续传动性能的校核........................................................................ 27 4.5.5.锁止弧的设计.................................................................................... 27 4.5.6.主动轮在相邻两锁止弧之间的齿数z1............................................ 31 4.5.7.不完全齿轮静止时间tj和运动时间td的确定 ................................ 31
4.5.8.绘制工作图........................................................................................ 32 4.6 轴的设计与校核........................................................................................... 32 5 设备的安装与调试................................................................ 错误！未定义书签。
5.1 设备的安装................................................................... 错误！未定义书签。 5.2设备的调试.................................................................................................... 39 6 设备的维护与保养................................................................ 错误！未定义书签。 毕业设计总结.............................................................................. 错误！未定义书签。 致谢.............................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。
** II
1 前言
1．1课题的背景
近几年来，码垛机市场发展十分迅速。随着科技的发展，码垛机也经过了几年的快速发展，世界自动化码垛行业已经形成了一定的产业规模，与码垛机产业相关的产业也都日渐完善，但是我国的码垛机市场还远没有发展成熟，并且有很大的发展空间。同一些发达国家相比，我们国家在这方面还有很大的差距。随着科技的进步，市场经济在快速发展，市场经济体制也在不断地完善，码垛机技术水平在提高、产品质量在上升，应用领域在不断扩展，因此我国的码垛机市场将会有更光明的前景。
现今，大多数用户企业使用的码垛方式有四种：一种是人工码垛；第二种是使用传统方式的码垛机码垛；第三种是使用码垛机器人的方式码垛；第四种是使用全自动的码垛设备来完成码垛工作。由于一些经济和技术条件的原因，现在的企业使用比较多的还是传统的码垛方式，但就长远发展趋势来看，全自动码垛机器人的发展空间不容小视。
码垛机的使用可大大地减少劳动人员的数量和降低劳动强度，能最大限度的节省空间。在当今竞争如此激烈的社会里，码垛机是生产线中的一套非常必要的重要设备。
1.2课题的意义
①节省劳动力，把人从繁琐而单调的工作中解放出来。 ②有较高的效率，带来大的经济效益
1.3课题的设计目的
两年的机械类基础知识和一年半专业知识的学习，使我们拥有了一定的机械知识。毕业设计的目的就是让我们充分运用学过的知识来完成自己所选题目所要求的设计，并对我们三年半的学习成果做一个检测。我选择的课题是码垛机设计，是工程机械类设计，就是运用机械设计，机械原理，机械控制，机械制图等知识来完成码垛机的驱动系统，控制系统，执行系统的结构设计及一些校核计算等工作，温习和巩固我们学过的知识，并且培养我们设计简单机械的能力。另外，可以培养我们在生产实践中学会进行调查研究、收集资料以及整理、分析、利用资料的能力；培养我们在生产实践中学会查阅外有关的技术文献并利用这些文献的能力，从而提高自学能力。还能够很好的培养我们积极主动完成设计任务的责任心和敢于创新的精神。
1. 4课题的主要设计内容
本课题是码垛机设计，主要的设计要求有
采用直角坐标形式，X方向1500mm，Y方向1100mm，Z方向1200mm，水
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平旋转+-360度；最大负载重量为125KG，额定负载重量为100KG；层与层间成90度交叉排放。每垛9层，最高1000mm。最快码垛速度为1000mm/s，平均速度为500mm/s，完成码垛机机械部分的设计。
2 设计进度安排和任务书
2.1设计进度安排
表2-11
2.2设计任务分析
2.2.1本次毕业设计的任务
①该课题将要完成码垛机设计，该机用于将码垛堆垛。需要设计机械结构实现码垛操作，包括动力传递、摆放机构等的设计，也包括电气控制元件的选型。②整机机械结构设计，完成总装图的设计、主要部装和零件图。③ 使学生经历机械设计的综合训练，回顾以前所学知识，并综合利用所学知识。本课题内容包括机械传动和机械结构设计，没有参考图纸和资料，根据功能要求进行设计，完成规定任务。
2.2.2码垛机的技术要求
X方向1500mm，Y方向1100mm，Z方向1200mm，水平旋转+-360度；最大负载重量为125KG，额定负载重量为100KG；层与层间成90度交叉排放。每垛9层，最高1000mm。最快码垛速度为1000mm/s，平均速度为500mm/s 2.2.3尺寸及动力分析
码垛机的运动由X方向的移动，Y方向的移动，Z方向的移动和手爪的间歇转动动。根据工作要求，设计码垛机的总体尺寸X方向的臂长为1800mm;Y方向的臂长为1400mm，Z方向的臂长为1500mm;
整个码垛机需要四个电动机来驱动，根据工作需求都选用自带减速器的减速电机，自行选择减速电机的各项参数，具体位置电机的选择见后面的计算。
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码垛机设计毕业设计说明书
