托盘输送机设计论文[带图纸].doc

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1、西安文理学院机械电子工程系本科毕业设计（论文）题 目 托盘输送机设计 专业班级机械设计制造及其自动化08级2班 学 号 08102080204 学生姓名 杜 勇 指导教师 周毓明 设计所在单位 机械电子工程系 2012年5月托盘输送机设计摘要：现代企业的生产流水线一般都采用国际的先进的流水线。与生产相配合的运送系统要以至相适用。在生产压力的作用下，需要更加现代输送系统。许多企业的物流水平还是停留在人工搬运的原始状态，为了改变这种人员劳动强度大现状，设计垂直输送机来代替人工从高楼搬运到地面的高强度工作。有利于人员的身心健康和寿命。本文概述了输送机的工作原理，对常用输送机进行了说明，并详细分析了各

2、自的特点，然后针对各种方案的优缺点，设计了适用范围比较大的输送机，按其工作方式说明输送系统所涉及各个零件的参数选取依据和连接方法，最后得出整个系统的装配图。垂直输送机还可以搬运人员无法搬运的物品，而且在环境保护方面有利的，在生产方面可以提高劳动生产率，改善生产环境，降低生产成本，降低劳动强度。从垂直定向输送既自身内部的特点：机构简单、制造成本低、高效率连续垂直输、送占地面积少、安全可靠、自动输入和输出、可双向运行、全自动控制，来分析可以证明设计制造垂直定向输送机是有利于企业的生存和命运。关键词：输送机 输送系统 垂直定向Pallet conveyer designAbstract：Modern

3、 enterprise production lines typically use the international advanced assembly line. Combined with production of transport system which is suitable to that. The effects of stress in production, need more modern transportation system. Many enterprise logistics level or stay in artificial handling of

4、the original state, in order to change this personnel labor strength present situation, the design vertical conveyor to replace artificial from tall buildings to the ground handling the high strength. To the physical and mental health of the staff and service life.This paper summarizes the principle

5、 of work of the belt conveyor, belt conveyor to commonly used were explained, and detailed analysis of the features of the various solutions then for the advantages, disadvantages and design the application range of the big conveyor, according to the work involved explains conveying system of the va

6、rious parts of the parameter selection basis and the connection method, and then the whole system of the assembly drawing. Vertical conveyor also can carry personnel cant handle items, and in protecting environment beneficial, in production can improve labor productivity, improve the production envi

7、ronment, to reduce the production cost, the reduction of labor intensity. From the vertical orientation conveying both inside features: simple structure, low cost, high efficient manufacturing for vertical lose, send covers an area of less, safe and reliable, automatic input and output, two-way oper

8、ation, automatic control, analysis can prove to design manufacturing vertical orientation conveyor belt conveyor is benefit to the enterprises survival and destiny. Key words： conveyor Conveying system Vertical orientation目 录第一章 绪论11.1选题目的和意义11.2本课题在国内外的研究状况及发展趋势11.3 主要研究内容1第二章 概述32.1垂直托盘式输送机32.1.1

9、托盘式输送机的分类32.1.2 应用范围及主要优缺点32.1.3 布置形式42.1.4 主要部件42.2底板52.3.驱动装置52.4张紧装置52.5机架5第三章 设计方案的确定63.1设计目的63.2设计方案6第四章 设计计算94.1确定链条参数94.1.1 链节参数94.1.2 输送功率94.1.3 链条长度114.2确定链轮及轴的参数124.2.1 链轮的参数124.2.2 链轮轴的参数134.3 确定运输单元参数154.4 确定托板参数164.5 确定连接器194.6 确定链条轴销204.7 确定水平滚动装置214.8确定轴承、轴承盖及润滑224.8.1 确定轴承：224.8.2 确定

10、轴承盖：234.8.3 润滑方式及润滑油的选择：234.9 确定电动机244.10 确定机架244.10.1 机架的结构选择244.10.2 机架的制造和材料254.10.3 机架的结构参数254.11 确定联轴器264.12 确定张紧装置26第五章 输送机安装与调整285.1安装顺序285.2 安装技术要求295.2.1 机架的安装295.2.2 轨道的安装295.2.3 主要部件的安装295.3 输送机的调整30总结31致谢32参考文献33附录34第一章 绪论1.1选题目的和意义本课题研究的是托盘输送机的设计，能培养我们独立解决实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一

11、次综合应用，也使我们的设计，计算和绘图能力得到全面提高，熟悉托盘输送机的各部分功能与作用，对主要部件进行设计用于计算，解决在实际使用中容易出现的问题并大胆的进行创新设计。目前，国内企业的物流相对一些工业不是很发达的国家来说是比较快的，物流只有考快速的运输，输送有很多种，而在企业中往往不能缺少的是仓库的物流运输，为了满足市场出现高峰期、良好的物流条件、企业利润更高及员工舒适、安全生产的目的；采用垂直输送机的自动控制进行物品运送，既可以提高整个企业的生产效率，又有利于企业仓库的物流管理和工人舒适安全生产。1.2本课题在国内外的研究状况及发展趋势随着科学技术的迅速发展，市场竞争日趋激烈，在机械制造中

12、，运输工业已成为国民经济支柱产业之一，其在国民经济中所占比重和作用越来越重要，世界各国经济发展历程证明了这一点。改革开放以来，随着市场经济的发展，商品流通的增加，物质的不断丰富，生活水平的提高，人们在追求商品外在质量提高的同时，主要还是追求商品内在质量提高，保证内在质量就需要快速的运输来实现。近年来人们的消费需求的扩大，运输工业随之迅速发展，在我国国民生产总值中已占到10%以上，与经济发达国家的差距正在逐步缩小。我国的运输机械发展起步与20世纪40年代末，从改革开放前少数几种水平落后的单机起，到70年代，在借鉴进口设备和技术的基础上，运输机械的生产发生了一个巨大的变化，大量填补国内空白的运输机

13、械问世，品种规格不断增加，出现了大量专业的运输机械生产企业，形成了一批专业化生产的骨干企业。许多研究机构着手研究运输机械，大专院校也纷纷设立运输专业，先后成立了全国性的协会、学会、标准化机构，出版了各种专业期刊，形成了一个独立的运输行业部门，也是原机械工业部管理的14个大行业之一。进入20世纪80年代，除继续增加新品种外，在产品的技术水平和内在质量、性能等方面有了很大进步，从注重数量向注重质量和性能方面发展，产品的技术水平与国外先进水平的差距在缩小。 纵观世界各国运输机械的发展的现状，对今后的动向，可归纳如下：1.大型化；2.重视“三化”，逐步采用国际标准；3.实现产品的机电一体化；4.人机工

14、程学的应用。 1.3 主要研究内容1.总体设计和传动部分的设计，拟订传动方案、并对传动方案进行对比，优化设计;2.输送机输送能力与托盘宽度及提升速度的计算;3.用AutoCAD及相关绘图软件绘制输送机的工程图及总体布置图;4.撰写毕业论文第二章 概述目前，国内企业的物流相对一些工业不是很发达的国家来说是比较快的，在快速的物流中，应用手段可以满足企业要求呢？显然，物流只有考快速的运输为了满足市场出现高峰期、良好的物流条件、企业利润更高及员工舒适、安全生产的目的，可以采用垂直输送机的自动控制进行物品运送。既可以提高整个企业的生产效率，又有利于企业仓库的物流管理和工人舒适安全生产。下面介绍一些垂直托

15、盘输送机的情况。2.1垂直托盘式输送机2.1.1 托盘式输送机的分类托盘式输送机的结构型式多样。按JB238978规定，托盘式输送机一般可按下述分类：（1） 按输送机的安装形式可以分为固定式和移动式；（2） 按输送机的布置形式可以分为垂直型、倾斜型、垂直倾斜型、垂直倾斜垂直型等等；（3） 按牵引构件的结构型式可以分为套筒滚子链式、冲压链式、铸造链式、环链式及可拆链式等；（4） 按牵引链的数量可以分为单链式和双链式；（5） 按底板的结构型式可以分为鳞板式（有挡边波浪型、无挡边波浪型、有挡边深型等）和平板式（有挡边平板型和无挡边平板型）；（6） 按输送机的运行特征可以分为连续式和脉动式；（7） 按

16、驱动方式可以分为电力机械驱动式及液力驱动式。2.1.2 应用范围及主要优缺点托盘式输送机在啤酒、饮料、烟草、医药、家电、机械制造及国民经济的其他工业部门中均得到了广泛的应用。它可沿垂直或倾斜方向输送各种散状物料和成件物品；也可用于流水生产线中运送成件物。由于它的承载部分和运行部分均用金属材料构成，因而与其他连续运输机械相比，它可输送比较沉重的，粒度较大的、磨琢性强的物料或成件物，并且适宜输送600700的高温物料或成件物。托盘式输送机有以下优点：（1） 应用范围广。除黏度特别大的物料以外，一般固态物料和成件物均可用它输送。（2） 输输送能力大。特别使鳞板式输送机的生产能力可高达1000t/h。

17、（3） 牵引力的强度高，可用作长距离输送。目前国内托盘式输送机的使用长度以可达到200m；国外已使用的托盘式输送机中有的长达1000m以上。（4） 输送线路布置灵活。与带式输送机相比，托盘式输送机可在较小的倾角和较大的弯曲半径的条件下输送，因此布置的灵活性较大。托盘式输送机的倾角可达3035，弯曲半径一般约为150300。（5） 在输送过程中可进行分类、干燥、冷却或装配等各种工艺加工。（6） 运行平稳可靠。托盘式输送机有以下缺点：（1） 由于托盘式输送机的所有部件用的都是金属材料，而且其底板和牵引链自重大，故金属材料消耗多，机体笨重，且空载功率大。（2） 底板和牵引链的磨损快，润滑和维修不便，

18、而且有一定的噪声。（3） 结构较复杂，制造工作量大，加之自重大，因而造价高。2.1.3 布置形式选择和确定托盘式输送机的布置形式，应考虑以下几个方面。（1） 须满足工艺要求。即应符合工艺提出的运输路线、输送量和需要在其上面完成的工艺作业等要求。（2） 在满足工艺要求的前提下，应力求最简单的布置形式。布置形式越简单，输送机线路的转折越少，其运行阻力就越小，从而可降低制造成本，提高其使用的经济性。（3） 布置时，应充分考虑输送机与各有关专业工种的关系，如安设在地坑中的托盘式输送机，容易和土建、水道、通风及除尘等设施发生矛盾，故应综合研究各个方面的情况，求得整体布置得合理性和经济性。（4） 输送机在

19、作倾斜输送时，不得超越允许得倾角范围。2.1.4 主要部件托盘式输送机由主动轮装置、鳞板链条装置、从动轮张紧装置、机架和驱动装置组成。主动链轮经驱动后，鳞板链条装置中得牵引链与链轮相啮合，带动整个鳞板沿输送机得纵向中心线运动，而链轮则沿着固定在机架上的轨道行走，从而完成输送工作。一.牵引链（1）片式链片式链条耐冲击，运动平稳，工作可靠。它因滚轮安装位置的不同，分为两种结构型式：一种是滚轮在内链片中间，滚轮既是行走构件，又是传动构件，而其滚轮与套筒之间是滑动摩擦，因而阻力系数较大；另一种是滚轮装在外链片的外侧，这样，滚轮仅支承底板上的负载，其结构尺寸相应就可减小，且滚轮内装有滚动轴承，因而阻力系

20、数较小。后一种形式的片式链已广泛应用。（2）冲压链由于构造上的不同，冲压链条与片式链相比，其摩损较快。但这种链条结构简单，加工容易，重量小，现已被广泛应用。（3）铸造链铸造链的构造与冲压链一样，不同的是它是铸造的，一般用球墨铸铁制造，也有的用可锻铸铁或高牌号的灰铸铁制造。由于铸铁的抗拉强度低，故铸造链截面尺寸和重量均较大。配有这种链条的托盘式输送机已用于国内一些铸造厂。（4）环形链环形链链条简单易制，在垂直和水平面内均可弯曲，因此弯曲托盘式输送机已用它作牵引构件。其缺点式环节间的接触面磨损较快，使链条节距变大，链条伸长，因而输送机的运行不平稳。 （5）可拆卸链可拆卸链条用可锻铸铁制成，更多的使

21、用钢材冲压制造。其最大优点是装拆极为方便，但托盘式输送机目前极少采用这种链条。2.2底板底板是托盘式输送机的承载构件。一般可分为鳞板和平板两种。采用螺栓或焊接与牵引构件联接在一起。它的结构型式取决于被输送的物料或成件物品的输送量、物理特性和它在底板上的放置形式；其材质则取决于被输送的物料或成件物品的化学、物理特性及受力情况。例如，输灼热物品的输送机，宜用钢或铸铁制的波浪型鳞板；输送易碎物品的垂直输送机，则宜采用木质的有挡边的托盘平板。2.3.驱动装置由于托盘式输送机的速度低，只靠减速器不易满足大减速比的要求，因此，一般均采用综合式的传动机构（减速器和电动机综合在一起），有时除减速器外，还需要配

22、置齿轮等减速设备构成的开式传动机构。在一般的情况下，托盘式输送机大多采用多速度。运输工艺的变速要求在减速装置中安设变速机构。托盘式输送多用单驱动，只有对特别高重载输送机，才采用多点驱动。2.4张紧装置螺旋张紧装置是托盘式输送机常用的张紧形式。这种装置突出的优点是结构简单、尺寸紧凑，缺点是需定期检查和张紧。张紧行程一般有200、320、500和800四种。2.5机架托盘式输送机的机架有主动轮装置支架、从动轮装置支架、中间支架等，输送机中间的供滚轮行走用的水平支承轨道，一般每13m制成一节。托盘式输送机都是采用叠加式的机架机构。用于生产水平线中的托盘式输送机，在操作区段上往往还装设各种形式的栏杆，

23、以保证安全.第三章 设计方案的确定3.1设计目的现代企业的生产流水线一般都采用国际的先进的流水线。与生产相配合的运送系统要以至相适用。在生产压力的作用下，需要更加现代输送系统。在当今计算机技术、自控技术和数显技术大发展的年代里，更新换代的重要标志是实现产品的机电一体化。在运输机械上应用计算机技术，可以提高作业性能，增加安全性，以至实现无人自动操作。许企业的物流水平还是停留在人工搬运的原始状态，为了改变这种人员劳动强度大现状，设计垂直输送机来代替人工从高楼搬运到地面的高强度工作。有利于人员的身心健康和寿命。垂直输送机还可以搬运人员无法搬运的物品，而且在环境保护方面有利的，在生产方面可以提高劳动生

24、产率，改善生产环境，降低生产成本，降低劳动强度。3.2设计方案图3.1 Z型方案方案（一）：Z型对于生产线上有限空间的连续输送场合，连续垂直托板输送机是最佳的选择。垂直升降机以其安全可靠、运输平稳、工作效率高、占地面积少而广泛用于啤酒、饮料、烟草、医药、家电组装等行业。 Z型连续循环垂直托板输送机适用于输送量大（高达2000箱/时）、连续升降的垂直升降场合，常用于输送物件上车进行物件外流或楼层之间的物件调度输送。 Z型连续循环垂直托板输送机设计时不需要考虑托板返回时与物件的干涉问题。Z型连续循环垂直托板输送机特点：机构简单、制造成本低高效率连续垂直输送占地面积少 安全可靠 自动输入和输出 可双

25、向运行 全自动控制图3.2 C型方案方案（二）：C型连续循环垂直托板输送机适用于驳接流水作业生产线及其他需要连续、自动地垂直输送箱体货物，具有安全可靠、运货量大、运输平稳、安装占地少，可双向运行、自动输入和输出等特点，配以自动控制系统，可完全实现箱体货物垂直输送的连续化和自动化，广泛用于啤酒、饮料、烟草、医药、家电组装等行业。C型连续循环垂直托板输送机适用于楼层之间的物件调度输送，与Z型相比具有以下特点：机构更复杂、检测更困难高效率连续垂直输送占地面积比前者大 安全可靠 自动输入和输出 可双向运行，而且链条间有一定干涉性 可全自动控制存在托板与物件干涉问题，较难实现设计、制造较难，制造成本较高

26、 图3.3 E型方案方案（三）：E型连续循环垂直托板输送机适用于多层楼房库的成件物进行任意楼层的之间的垂直输送及其他需要连续、自动地垂直输送箱体货物，具有安全可靠、运货量大、运输平稳、安装占地少，多层双向运行、自动输入和输出等特点，配以自动控制系统，可完全实现箱体货物垂直输送的连续化和自动化，广泛用于啤酒、饮料、烟草、医药、家电组装等等混合仓库。 E型连续循环垂直托板输送机与前两种相比具有以下特点：机构较复杂、检测困难不能高效率连续垂直输送占地面积比前两者多，重量比前两者重 安全可靠，输送物件重量可以比前两种重 自动输入和输出 可双向运行，而且链条间干涉性大 可全自动控制，稳定性差多层楼任意调

27、度存在多层干涉问题，很难实现设计、制造困难，制造成本高 输送功率大，提升速度不能过快，一般在0.4m/s左右根据上述三种方案的比较，选择方案（一）为最佳，因为它的适应范围比较大，而方案（二）用于输送物件上车进行物件外流时，汽车必需开入室内，给工业储仓带来管理困难和浪费空间和资源；方案（三）的效率低；机构较复杂、检测困难；存在多层干涉问题，很难实现；设计、制造困难，制造成本高等缺陷。第四章 设计计算4.1确定链条参数4.1.1 链节参数 因为输送速度V=0.5米/秒，可知它属于低速链传送。根据V（6575）9.86 N=38224410 N理想实际总输送功率：P= FV（38224410）0.5

28、=19112205 W设计理想输送功率要大于理想实际总输送功率，取设计理想输送功率P1=2500W。输送机输送时的阻力功率P2，其阻力计算如下：1.直线段压阻力计算对于承载分支： Wz=（q0+qM）（Lhz）g (式4.1)向上输送时取“”号，向下输送时取“+”号。对于空载分支： Wz=q0（Lhz）g 向上输送时取“”号，向下输送时取“+”号。 式中Wz 承载分支直线段运动阻力，N；Wz 空载分支直线段运动阻力，N；L 直线段的水平投影长度，m，根据图形可得L=1.26 m；hz 直线段的提升高度，m； 直线段内行走部分的运动阻力系数，阻力系数于结构型式和工作条件有关，可按文献2式（13-

29、19）或按文献2表13-10、表13-11选取=0.12；q0 行走部分单元长度的质量，kg/m，可按文献2式（13-15）近似计算；式（13-15）：q060B+AB 底板宽度，m；A 低板重量系数，见文献2表13-9，根据要求查得A=45q060B+A=600.7+45=87 kg/mqM 底板上单元长度物料得质量，kg/m，对于成件物品qM=Gv/aGv 成件物品的单件质量，kg， 取平均值Gv=70kg；a 成件物品的间距，m， 经过计算可得a=2.5m。 qM=Gv/a=70/2.5=28 kg/m 则考虑极限值。当承载且向下输送时最大，输送机在载荷作用下的工作条件良好，其摩擦系数为

30、=0.05，g=9.8 m /s W1=Wz=（q0+qM）（Lhz）g=0.05（87+28）（0.121.26+15）9.8=853.77012N阻力功率：P11 =FV=853.770120.5=426.88506 W2.曲线段压阻力计算对于承载分支： Wq=Sq(-1)+（q0+qM）（Lqhq）g (式4.2)向上输送时取“+”号，向下输送时取“-”号。对于空载分支： Wq=q0（Lqhq）g 向上输送时取“+”号，向下输送时取“-”号式中Wq 承载分弯曲段运动阻力，N；Wq 空载分支直线段运动阻力，N；Lq 直线段的水平投影长度，m，根据图形可得L=194.59/2=0.09729

31、5 mSq 弯曲段绕入点张力，N，Sq=7000 N；hq 弯曲段的提升高度，m， 根据图形可得hq= L=0.097295 m 阻力系数，见文献2表13-13或按文献2式（13-22）计算；查表得=1.083则考虑极限值当承载且向下输送时 ，输送机在载荷作用下的工作条件良好，其摩擦系数为=0.05。W2=Wq= Sq(-1)+（q0+qM）（Lqhq）g=0.057000(1.083-1)+（87+28）（0.120.0972950.097295）9.8=35.19048204 N因为有7段弯曲段，则阻力功率：P12 =7FV=735.190482040.5=123.167 W3.导料装置得

32、阻力计算可以能量来计算：W=Pt=m=70=8.75 J一般情况在0.5m/s的输送速度下要求低于0.1s 的时间内完成加速到与链板同速的任务。则可以得出阻力功率P13W/t=8.75/0.1=87.5 W，在正常得情况下不会太大，一般在输送很重的物品时才能达到500 W以上。这样选择功率P1P11+ P12+ P13=426.88506+123.167+87.5=637.55 W考虑链条的摩擦、物件进入输送阶段的阻力、链板的绕度的影响等等其他的影响，为了克服它的影响取P1=1000 W 的功率。则取实际总输送功率P=3500 W=3.5kW，因此设计功率Pd=KAP查机械设计手册表13-2-

33、3得，表4.3工作情况系数KA载荷种类工作机原动机-电动机平稳载荷轻型输送机1.0由于Vn48，强度要求满足，链条输送安全。4.1.3 链条长度根据设计尺寸要求：提升高度H=15米，平台伸出量为L3=1.2米左右，平台的厚度为500mm，每各板面的宽度为0.8米0.7米，如图4.1可得内、外链条的长度L。 图4.1 链条简化结构精确提升高度数值是由链条的节距决定的，15米的高度时的链条节数为n1=（15000194.6）/25.4=582.890节，则取n1=583节，精确提升高度实际数值为L2=58325.4+194.6=15.0028米。平台伸出量也是由链条的节距决定的，1.2米的伸出量的

34、链条节数为n2=1200/25.4=47.244节，则取n2=47节，实际平台伸出量为L3=4725.4=1.1938米。平台的厚度也是由链条的节距决定的，500mm的平台的厚度时的链条的节数为n3=（500194.6）/25.4=12.024节，则取n3=12节，实际平台的厚度为L4=1225.4+194.6=499.4。输送单元的宽度为b=762，则链条的节数为n4=30节。链条绕过链轮啮合的链条节数为n5=6节。为了有利于调整链条和简化结构，在总体设计时有一定的链条长度不能设计机构的尺寸相吻合，经图4.1几何计算得n6=15.323节，取n6=16节。由图4.1的几何关系可得链条总的节数

35、：n=2n1+2n2+2n3+2n4+6n5+n6=1396节链条的长度L=n=139625.40=35.4584米。4.2确定链轮及轴的参数4.2.1 链轮的参数1.链轮的直径由于结构可以看出链条与链轮的啮合的角度是90，即1/4节圆。由上述可得啮合时链轮的节圆的周长为： L4(35)25.40=304.8508mm 由圆的周长公式：L=2r=d可以得 d=L/(304.8508)/=97.021161.701mm 由节圆直径公式：d=/sin(180/Z)可以得sin(180/Z)= / d12时R=3p=325.40=76.20，取R=76齿沟角： p/d1=25.4/15.88=1.5

36、9940稳定载荷冲击载荷KF1.051.15根据条件可知KF=1.05作用在轴上的力F=KFFt=1.057kN=7.35kN用力学方法解决轴的规格尺寸问题，其单轮模型为： 77图4.2 单轮模型 按照设计要求外链与规定板之间的悬臂梁的极限长度为l=20mm，而作用在轴上的力为F=7.35kN。查机械零件设计手册得，平稳输送扭矩系数Kn=0.3，启动时轴的瞬时扭矩为 T=KnFtr=0.37194.59/2=204.320Nm轴的弯矩为M=Fl=7.3520=147Nm查材料力学得，材料为45钢的许应力=85Mpa按照第三强度理论的强度条件： （式4.3）W=d0/32 （式4.4）因此 d032/ （式4.5） d030.163mm综合上述，链轮轴孔为：30.163d0115mm同理可得当为双轮时，链轮轴孔为：65.859d0115mm2）主动链轮轴的参数确定：模型为： 7 7 7 7 图4.3主动链轮轴模型按照设计要求外链与轴承盖之间的悬臂梁的极限长度为l=20mm，而作用在轴上的力为F=7.35kN，轴的扭矩为 T=4Ftr=47194.59/2=2724.26Nm输送单元的参数：d1=10mm，d2=20mm，a=860 mm轴的危险截面的弯矩为M=1430-710=350Nm