led灯芯自动焊机的旋转上灯架机构设计【字数：15364】
摘 要摘 要随着科技的进步以及社会发展的需要，工业生产朝着自动化方向发展将成为必然趋势。LED自动焊机是工业生产自动化的一种典型的代表。本课题将设计一种旋转上灯架机构，实现LED灯架的自动上料，一方面提高了生产效率和加工精度，另一方面降低了生产成本。首先，本文论述了自动送料技术在实际生产中的意义，然后分别阐述了国内外送料机的发展现状；再根据上灯架机构的设计参数，对机构进行总体的方案设计，选择驱动方案并画出各个部分的机构简图；在总体设计的基础上对机构的各部分进行详细设计；最后利用3D建模软件，建立了上灯架机构的3D模型，并且完成了机构的运动仿真。本文设计的上灯架机构基本达到了LED灯架自动送料的技术要求，为旋转上灯架机构的生产制造提供了理论依据。关键词LED自动焊机；3D建模；机构设计；运动仿真
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 国外研究现状 1
1.2.2 国内研究现状 2
1.3 主要研究内容 2
第二章 上灯架机构的总体设计 4
2.1 上灯架机构的设计思路 4
2.1.1 设计要求 4
2.1.2 设计思路 4
2.2 上灯架机构的设计过程 4
2.2.1 执行机构运动关系的确定 4
2.2.2 动力和执行机构的确定 5
2.3 旋转上灯架机构的设计方案 6
第三章 各模块的详细设计 8
3.1 动力模块的设计 8
3.1.1 电机的选型 8
3.1.2 传动比的分配 9
3.1.3 齿轮的设计 10
3.1.4 槽轮机构的设计 15
3.1.5 传动轴的设计 15
3.1.6 滚动轴承寿命的计算 21
3.1.7 平键强度的校核 22
3.2 支承模块的设计 23
3.2.1 转盘的设计 23
3.2.2 转盘座圈的设计 24
3.2.3 支承横梁的设计 24
3.2.4 支承脚的设计 25
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 3.2.5 约束圈的设计 26
3.2.6 主轴套的设计 27
3.2.7 轴套支撑杆的设计 27
3.2.8 气缸支承梁固定杆的设计 28
3.2.9 气缸支承梁的设计 29
3.3 夹具模块的设计 30
3.3.1 夹具底座的设计 31
3.3.2 夹具外壳的设计 31
3.3.3 夹具转轴的设计 32
3.3.4 拉杆的设计 32
3.3.5 夹具头的设计 33
3.3.6 夹子的设计 33
3.3.7 夹具其他部件的设计 34
3.3.8 单杆气缸的选取与弹簧的设计 35
3.4 气动模块的设计 35
3.4.1 气缸型号的选取 36
3.4.2 其他零部件的设计 36
第四章 机构3D的建模与运动仿真 38
4.1 零件的3D建模与虚拟装配 38
4.1.1 3D建模步骤介绍 38
4.1.2 虚拟装配步骤介绍 41
4.2 机构的运动仿真 44
4.2.1 减速器的运动仿真 44
4.2.2 槽轮机构的运动仿真 45
4.2.3 伞齿轮的运动仿真 46
4.2.4 夹具的运动仿真 47
4.2.5 气动模块的运动仿真 49
4.2.6 整体机构的运动仿真 52
总结与展望 53
致 谢 54
参考文献 55
第一章 绪论
1.1 课题背景
当今社会是一个竞争激烈的时代,劳动力短缺和人工成本的增长是所有企业都必须面临的问题。网络化、自动化与智能化将成为未来制造业发展的必然趋势[1]，因此自动化加工设备的普及也将会越来越完善。在当今社会,越来越多的企业认识到了未来工业发展的趋势，于是采用自动化送料装置来代替以往的人工送料。这种自动送料机不仅精度高速度快, 大大提高了生产效率和合格品率，而且又节约了人工成本，减少了工作人员的劳动强度，真正的做到了低投入, 高效益。所谓送料机，就是输送材料的机器，将材料送至工位完成加工，无论是轻工行业还是重工业，送料机都是必不可缺的生产设备[2]。在传统观念中，送料机是通过机械机构对材料施加外力，迫使材料跟随机构一同运动从而达到对材料进行运输的目的的机器。随着科技的进步，送料机被进一步地改良，开始将气动技术、数控技术和伺服技术等先进的技术用于送料机的设计中，使送料机的性能得到了突飞猛进的发展。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外送料机技术发展很快，一方面送料机的功能实现了多元化，能够一机多用，使送料机的应用范围得到扩大；另一方面送料技术有了突飞猛进的发展，大批先进的新型送料设备层出不穷，特别是远距离、大批量、高速度的大型送料机已经成为未来送料机的发展趋势。这种送料机技术具有以下几种特点：
（1）使用大型送料设备。为了迎合现代生产工业的大批量、高效率的特点，送料技术与送料装备有着向大型化发展的趋势，从而满足年产三百至五百万吨的高效集约化生产的需要。
（2）将送料技术与动态分析技术、自动控制技术和机电一体化技术等高新技术相结合，送料机的工作过程得到了实时的动态监测，提高了设备运转的可靠性和运输效率。
（3）采用多机驱动、中间驱动、功率平衡、变向输送等技术，突破了传统送料机由于技术原因导致的性能上的不足，提高了送料设备的通用性及可靠性。
（4）采用性能好可靠度高的新型关键部件。如大功率驱动装置、调速装置、高寿命高速轴承等。这些新型部件的产生减少了人工作业量、提高了生产效率。
1.2.2 国内研究现状
与国外送料机厂家70年代就起步相比，国内送料机生产企业起步要晚很多[3]。随着社会科技的发展，我国自动化控制技术也取得了较为长远的进步,有些成果已经处于相对成熟。虽然我国自动送料机后期发展迅速，但很多技术、经验相比而言有很大的欠缺，使得目前国内整体送料机行业正处在多而不精，大而不强的发展状态，导致国内不少送料机企业属于停滞状态，产品档次不高，质量、安全、技术、效率等方面都不够到位[4]。但是我们已经意识到了自身的落后，研发人员夜以继日地钻研自动送料技术，终于用不懈地努力换来了许多重大领域的突破，例如：
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 国外研究现状 1
1.2.2 国内研究现状 2
1.3 主要研究内容 2
第二章 上灯架机构的总体设计 4
2.1 上灯架机构的设计思路 4
2.1.1 设计要求 4
2.1.2 设计思路 4
2.2 上灯架机构的设计过程 4
2.2.1 执行机构运动关系的确定 4
2.2.2 动力和执行机构的确定 5
2.3 旋转上灯架机构的设计方案 6
第三章 各模块的详细设计 8
3.1 动力模块的设计 8
3.1.1 电机的选型 8
3.1.2 传动比的分配 9
3.1.3 齿轮的设计 10
3.1.4 槽轮机构的设计 15
3.1.5 传动轴的设计 15
3.1.6 滚动轴承寿命的计算 21
3.1.7 平键强度的校核 22
3.2 支承模块的设计 23
3.2.1 转盘的设计 23
3.2.2 转盘座圈的设计 24
3.2.3 支承横梁的设计 24
3.2.4 支承脚的设计 25
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/> 3.2.5 约束圈的设计 26
3.2.6 主轴套的设计 27
3.2.7 轴套支撑杆的设计 27
3.2.8 气缸支承梁固定杆的设计 28
3.2.9 气缸支承梁的设计 29
3.3 夹具模块的设计 30
3.3.1 夹具底座的设计 31
3.3.2 夹具外壳的设计 31
3.3.3 夹具转轴的设计 32
3.3.4 拉杆的设计 32
3.3.5 夹具头的设计 33
3.3.6 夹子的设计 33
3.3.7 夹具其他部件的设计 34
3.3.8 单杆气缸的选取与弹簧的设计 35
3.4 气动模块的设计 35
3.4.1 气缸型号的选取 36
3.4.2 其他零部件的设计 36
第四章 机构3D的建模与运动仿真 38
4.1 零件的3D建模与虚拟装配 38
4.1.1 3D建模步骤介绍 38
4.1.2 虚拟装配步骤介绍 41
4.2 机构的运动仿真 44
4.2.1 减速器的运动仿真 44
4.2.2 槽轮机构的运动仿真 45
4.2.3 伞齿轮的运动仿真 46
4.2.4 夹具的运动仿真 47
4.2.5 气动模块的运动仿真 49
4.2.6 整体机构的运动仿真 52
总结与展望 53
致 谢 54
参考文献 55
第一章 绪论
1.1 课题背景
当今社会是一个竞争激烈的时代,劳动力短缺和人工成本的增长是所有企业都必须面临的问题。网络化、自动化与智能化将成为未来制造业发展的必然趋势[1]，因此自动化加工设备的普及也将会越来越完善。在当今社会,越来越多的企业认识到了未来工业发展的趋势，于是采用自动化送料装置来代替以往的人工送料。这种自动送料机不仅精度高速度快, 大大提高了生产效率和合格品率，而且又节约了人工成本，减少了工作人员的劳动强度，真正的做到了低投入, 高效益。所谓送料机，就是输送材料的机器，将材料送至工位完成加工，无论是轻工行业还是重工业，送料机都是必不可缺的生产设备[2]。在传统观念中，送料机是通过机械机构对材料施加外力，迫使材料跟随机构一同运动从而达到对材料进行运输的目的的机器。随着科技的进步，送料机被进一步地改良，开始将气动技术、数控技术和伺服技术等先进的技术用于送料机的设计中，使送料机的性能得到了突飞猛进的发展。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外送料机技术发展很快，一方面送料机的功能实现了多元化，能够一机多用，使送料机的应用范围得到扩大；另一方面送料技术有了突飞猛进的发展，大批先进的新型送料设备层出不穷，特别是远距离、大批量、高速度的大型送料机已经成为未来送料机的发展趋势。这种送料机技术具有以下几种特点：
（1）使用大型送料设备。为了迎合现代生产工业的大批量、高效率的特点，送料技术与送料装备有着向大型化发展的趋势，从而满足年产三百至五百万吨的高效集约化生产的需要。
（2）将送料技术与动态分析技术、自动控制技术和机电一体化技术等高新技术相结合，送料机的工作过程得到了实时的动态监测，提高了设备运转的可靠性和运输效率。
（3）采用多机驱动、中间驱动、功率平衡、变向输送等技术，突破了传统送料机由于技术原因导致的性能上的不足，提高了送料设备的通用性及可靠性。
（4）采用性能好可靠度高的新型关键部件。如大功率驱动装置、调速装置、高寿命高速轴承等。这些新型部件的产生减少了人工作业量、提高了生产效率。
1.2.2 国内研究现状
与国外送料机厂家70年代就起步相比，国内送料机生产企业起步要晚很多[3]。随着社会科技的发展，我国自动化控制技术也取得了较为长远的进步,有些成果已经处于相对成熟。虽然我国自动送料机后期发展迅速，但很多技术、经验相比而言有很大的欠缺，使得目前国内整体送料机行业正处在多而不精，大而不强的发展状态，导致国内不少送料机企业属于停滞状态，产品档次不高，质量、安全、技术、效率等方面都不够到位[4]。但是我们已经意识到了自身的落后，研发人员夜以继日地钻研自动送料技术，终于用不懈地努力换来了许多重大领域的突破，例如：
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