180°自动翻转台设计【字数：11895】
摘 要本课题主要是以实现机械加工制造中大型工件180°翻转为目的，进行大型翻转机的设计。首先对翻转台的目的、意义、国内外研究现状进行了介绍；然后根据市场对比筛选出了C型和O型两种方案进行比较选择，最终确定O型为最优方案。根据所选方案进行翻转机主驱动系统设计，夹装系统设计，主体结构设计等；再根据翻转机的工作原理进行PLC控制系统编程来实现翻转机的自动运行；最后用solid works软件自带插件对驱动系统的传动轴与传动齿轮进行静力学分析，校核其强度。
目录
1 绪论 1
1.1本课题的目的与意义 1
1.2翻转机的概述 1
1.3翻转机国内外现状与发展 2
1.3.1国外现状 2
1.3.2 国内现状 4
1.3.3国内外存翻转机的的发展方向 6
1.4本课题涉及主要内容 6
1.4.1初始参数 6
1.4.2主要内容 6
2 翻转机设计方案 6
2.1翻转机技术指标 6
2.1.1 设备用途 6
2.1.2 工装结构要求 7
2.2 方案概述 7
2.3方案分析 7
2.3.1 方案一 L型液压传动翻转机 7
2.3.2 方案二 O型齿轮传动翻转机 8
2.4 方案确定 9
2.5翻转机工作原理 9
3 主体结构设计与建模 11
3.1主要结构简介 11
3.2 主车体部分设计 12
3.3夹紧系统 13
3.4运输小车的设计 15
3.5基础底座及支持系统 15
3.6传动系统设计 16
3.6.1传动齿轮与齿条参数的确定与校核 17
3.6.2轴相关参数的确定与校核 21
3.6.3联轴器选型 29
3.6.4减速器选型 30
3.6.5电动机选型 31
4 控制系统 32
4.2 输入输出列表 32
4.3 接线图 34
4.4 PLC程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
34
5 传动齿轮与传动轴的静力学分析 36
5.1 传动齿轮的静力学分析 36
5.2 传动轴的静力学分析 39
总结 41
参考文献 42
1 绪论
1.1本课题的目的与意义
本课题主要针对的是国内核电站设备生产体系中所用到的一些大型工件，如顶盖、筒节工件（如图1.1）等。这些工件体型庞大，十分沉重，翻转吊装十分困难。然而根据工序要求，立车加工、焊接装配、探伤等工序过程中都需要对工件进行180°的翻转变位，国内大部分生产重型设备的制造厂家，都都是使用两根钢索与天车配合的翻转方法来进行对大型工件的翻转。（如图1.2）。操作成功，工件是可以成功翻转，但是一旦有操作偏差，工件在翻转的过程中刮伤甚至掉落，导致工件的报废甚至人员伤亡，给企业带来严重的损失。这种方法不但费时费力，工作人员的人身安全也得不到完全的保障，一不小心会造成人员的伤亡，提高企业发生生产事故的风险率。这些问题都严重的降低了大型工件的产能，限制了整个行业的发展。因此，大部分生产重型设备的制造厂家就迫切需要一种既省力又安全可靠的重载翻转机，来优化完善传统翻转工艺，提高产业产能。
/ /
图1.1 筒节件 图1.2 筒节件翻转现场
本课题设计的翻转机就是为了保证工件质量的情况下更高效的完成大工件的加工，装配，焊接，组装，无损探伤等，缩短加工周期，减少加工危险程度。
1.2翻转机的概述
翻转机是一种相对特殊的生产辅助机器，其主要用途就是在生产过程中对一些需要通过翻转来调整相对位姿的工件进行翻转。翻转机需要一定的通用性，能够满足不同尺寸、形状工件的翻转需求，能够帮助工业生产工艺完成安全高效的产出。翻转机被大量运用在各行业生产加工中，是自动化生产中不可或缺的辅助设备。
1.3翻转机国内外现状与发展
1.3.1国外现状
现今，国外翻转机的生产技术已经比较成熟，涵盖了上百种系列及型号的翻转机产品，包括有CL型翻转机（如图 1.3所示）、L型液压翻转机、O型翻转机等。翻转承压能力范围也比较广，小至100千克，大到120吨。
/
图1.3 CL型翻转机
美国MITILT公司所研制的集装箱翻转机（如图 1.4所示）是国外重型翻转机的代表产品。该集装箱主要实现的是对集装箱进行90度翻转，方便卡车的装卸货。其底部装有滚轮，整体可移动，驱动源全部是液压驱动。翻转机自带压力传感器，让装载货物的人员可以直观看到货物重量，以便及时调整。整个翻转过程除了对集装箱进行固定时会有人员干预，其他工作全是自动完成。
/
图1.4 集装箱翻转机
日本的羽岛HAHSIMA HR5050翻转机则是轻型翻转机的代表。这种翻转机用在服装厂的生产线上，直接与传送带融为一体，通过传送带给与袋装衣服的动能及一块挡板来实现衣服的180°翻转。这种轻型翻转结构不留意很难发现其奥妙，但是这种翻转结构效率高且精准，是很多服装厂保证生产效率的保障。
德国机械加工业发达，其有一款大型焊接翻转机（如图 1.5所示）就是机械加工中的利器。它有四个轴向夹紧平台，每个平台都有压力传感器，夹紧载荷在4000N左右，每个平台上有两组共计八组径向夹紧组件。为了保证精度其翻转时是由工作人员进行按钮控制，夹紧时也必须由工作人员完成。未能实现自动化，但是其适用范围广。
/图 1.5 大型焊接翻转机
目前，国外企业研发的各类翻转机产品，变位精度都比较高，工作范围也比较广，通用度好。
目录
1 绪论 1
1.1本课题的目的与意义 1
1.2翻转机的概述 1
1.3翻转机国内外现状与发展 2
1.3.1国外现状 2
1.3.2 国内现状 4
1.3.3国内外存翻转机的的发展方向 6
1.4本课题涉及主要内容 6
1.4.1初始参数 6
1.4.2主要内容 6
2 翻转机设计方案 6
2.1翻转机技术指标 6
2.1.1 设备用途 6
2.1.2 工装结构要求 7
2.2 方案概述 7
2.3方案分析 7
2.3.1 方案一 L型液压传动翻转机 7
2.3.2 方案二 O型齿轮传动翻转机 8
2.4 方案确定 9
2.5翻转机工作原理 9
3 主体结构设计与建模 11
3.1主要结构简介 11
3.2 主车体部分设计 12
3.3夹紧系统 13
3.4运输小车的设计 15
3.5基础底座及支持系统 15
3.6传动系统设计 16
3.6.1传动齿轮与齿条参数的确定与校核 17
3.6.2轴相关参数的确定与校核 21
3.6.3联轴器选型 29
3.6.4减速器选型 30
3.6.5电动机选型 31
4 控制系统 32
4.2 输入输出列表 32
4.3 接线图 34
4.4 PLC程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
34
5 传动齿轮与传动轴的静力学分析 36
5.1 传动齿轮的静力学分析 36
5.2 传动轴的静力学分析 39
总结 41
参考文献 42
1 绪论
1.1本课题的目的与意义
本课题主要针对的是国内核电站设备生产体系中所用到的一些大型工件，如顶盖、筒节工件（如图1.1）等。这些工件体型庞大，十分沉重，翻转吊装十分困难。然而根据工序要求，立车加工、焊接装配、探伤等工序过程中都需要对工件进行180°的翻转变位，国内大部分生产重型设备的制造厂家，都都是使用两根钢索与天车配合的翻转方法来进行对大型工件的翻转。（如图1.2）。操作成功，工件是可以成功翻转，但是一旦有操作偏差，工件在翻转的过程中刮伤甚至掉落，导致工件的报废甚至人员伤亡，给企业带来严重的损失。这种方法不但费时费力，工作人员的人身安全也得不到完全的保障，一不小心会造成人员的伤亡，提高企业发生生产事故的风险率。这些问题都严重的降低了大型工件的产能，限制了整个行业的发展。因此，大部分生产重型设备的制造厂家就迫切需要一种既省力又安全可靠的重载翻转机，来优化完善传统翻转工艺，提高产业产能。
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图1.1 筒节件 图1.2 筒节件翻转现场
本课题设计的翻转机就是为了保证工件质量的情况下更高效的完成大工件的加工，装配，焊接，组装，无损探伤等，缩短加工周期，减少加工危险程度。
1.2翻转机的概述
翻转机是一种相对特殊的生产辅助机器，其主要用途就是在生产过程中对一些需要通过翻转来调整相对位姿的工件进行翻转。翻转机需要一定的通用性，能够满足不同尺寸、形状工件的翻转需求，能够帮助工业生产工艺完成安全高效的产出。翻转机被大量运用在各行业生产加工中，是自动化生产中不可或缺的辅助设备。
1.3翻转机国内外现状与发展
1.3.1国外现状
现今，国外翻转机的生产技术已经比较成熟，涵盖了上百种系列及型号的翻转机产品，包括有CL型翻转机（如图 1.3所示）、L型液压翻转机、O型翻转机等。翻转承压能力范围也比较广，小至100千克，大到120吨。
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图1.3 CL型翻转机
美国MITILT公司所研制的集装箱翻转机（如图 1.4所示）是国外重型翻转机的代表产品。该集装箱主要实现的是对集装箱进行90度翻转，方便卡车的装卸货。其底部装有滚轮，整体可移动，驱动源全部是液压驱动。翻转机自带压力传感器，让装载货物的人员可以直观看到货物重量，以便及时调整。整个翻转过程除了对集装箱进行固定时会有人员干预，其他工作全是自动完成。
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图1.4 集装箱翻转机
日本的羽岛HAHSIMA HR5050翻转机则是轻型翻转机的代表。这种翻转机用在服装厂的生产线上，直接与传送带融为一体，通过传送带给与袋装衣服的动能及一块挡板来实现衣服的180°翻转。这种轻型翻转结构不留意很难发现其奥妙，但是这种翻转结构效率高且精准，是很多服装厂保证生产效率的保障。
德国机械加工业发达，其有一款大型焊接翻转机（如图 1.5所示）就是机械加工中的利器。它有四个轴向夹紧平台，每个平台都有压力传感器，夹紧载荷在4000N左右，每个平台上有两组共计八组径向夹紧组件。为了保证精度其翻转时是由工作人员进行按钮控制，夹紧时也必须由工作人员完成。未能实现自动化，但是其适用范围广。
/图 1.5 大型焊接翻转机
目前，国外企业研发的各类翻转机产品，变位精度都比较高，工作范围也比较广，通用度好。
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