摘 要

本文对一个应用于搬运发动机主减速器的高精度平面环形定位轨道系统的设计进行了说明。这个系统的功能是在一个加工发动机主减速器的生产线上将待加工的零部件由一个工位运输到下一个工位，并在指定位置实现精确的定位。在轨道上运动的部件需要频繁地有节奏地启动和停止，它的运转速度可以在一定的范围内进行调节来适应生产节拍的变化。此外系统还需要有定位机构，能够实现精度较高的定位，为生产中的下一步工序提供良好的条件。为了实现上述功能，需要对这个环形轨道系统进行设计的内容包括对此系统负载的计算，根据负载和运动的要求对驱动电机、驱动机构进行选择和设计，制定传动系统的方案并进行合理的选择，轨道系统的设计和选择，系统的整体框架结构的设计以及定位机构的设计。

关键词：轨道系统；定位；生产节拍；环形轨道

Abstract

In this paper, a high precision plane circular slideway system which applied in transporting a main speed reducer is designed. The function of the system is transporting the part which waiting to be processed from a stage to the next stage in a processing line that processes of main reducer parts, and to achieve precise positioning in the location specified.The slideway parts need to be alternative with the takt time, the start and stop, its running speed can be adjusted in a certain range to fit the variation of takt time of the processing line.The System also needs to have position fixing,it can achieve high precision positioning, provide good conditions for the next step in the production process.In order to realize the function, the contents of this circular slideway system design including the system’s load calculation, according to the requirement of the load and the motion to select and design of drive motor, drive mechanism, make schemes og the drive system and make a reasonable choice, design and selection of this slideway system, the design of the whole frame structure and design the mechanism of positioning.

Key Words：slideway system；position fixing；takt time；circular slideway

目录

1绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2研究现状 1

2设计方案的拟定 3

2.1整体结构的设计 3

2.2传动机构方案的设计 3

3驱动装置的设计 5

3.1功率的计算 5

3.2力矩的计算 5

3.3电动机的选择 5

3.4减速器的选择 6

3.5联轴器的选择 7

4轨道的设计及选型 8

4.1圆弧轨道部分的设计及选型 8

4.2直线轨道部分的设计及选型 9

5滑台及其相关组件的设计 11

5.1滚轮的相关设计 11

5.2滑台的结构设计 11

5.2.1外形尺寸 11

5.2.2滚轮安装位置 12

5.2.3浮动滚轮机构的设计 14

5.3其他装配在滑台上的零件 16

5.3.1滑台与同步带的连接零件 16

5.3.2夹具 16

5.3.3定位零件 17

6框架的设计 18

6.1直线轨道部分的承载 18

6.2圆弧轨道部分的承载 18

6.3支撑腿及横梁 19

7定位机构的设计 20

8总结 22

参考文献 23

致谢 24

1绪论

1.1目的及意义

伴随着电子技术和信息技术水平的不断发展，人类在社会生产实践中不断追求的工业制造自动化程度越来越高。各种各样的装料、卸料、定向整理、夹紧握持、运送、识别、测量等自动化机构的设计和制造，影响了进一步实现工业制造自动化的进程。其中，高精度平面环形定位轨道系统广泛地应用于各相关领域，例如，在加工、物料传输、刀具、装等配的自动化技术中，此类系统都有着重要的作用。

现代化工厂中应用的自动化流水线主要分为直线式、非循环的流水线和循环式流水线。相比之下循环式的流水线可以在较小的车间面积内更多地排布工位，对于生产效率的提高有很大的帮助。而循环式流水线如果要进一步提高它的效率，高精度平面环形定位轨道系统将扮演重要的角色。一条高效率的流水线需要把多个不同工位接合在一起，并尽量缩短从一个工位移动到下一个工位的时间；同时需要在到位之后，执行某些加工、装配或者检测等动作，这就需要运动系统有较高的刚性并且可以实现精确定位，这类需求往往要通过轨道系统实现。因此轨道式的环形流水线的设计和应用显得格外重要。这种环形轨道系统以环形轨道为基础，可以由同步带或链条等传动结构或者更复杂的齿轮机构驱动，再加上伺服控制系统以及相关的定位机构和其他零部件构成。

本次设计的高精度平面环形轨道系统就是应用于某汽车发动机主减速器的生产线的。该系统需要将主减速器从一个工位运输到下一个工位，两工位之间的位置大致需要一个长度约为2.2米，宽度约0.8米的闭合环形轨道系统。滑台在轨道上运动的最大速度可以达到1.6m/s左右，且可以随着生产节拍的变化而进行一定幅度的调节。主减速器的质量大约为20kg。最终设计出的轨道系统应满足以上相关的条件。

1.2研究现状

目前国内外对应用于机械制造生产的环形定位轨道系统的研究都有不低的水平，也都有了很成熟的、应用广泛的产品。目前应用最为广泛的是V型槽导滚轮导轨，这类导轨系统在滑台上安装若干个V型槽滚轮（一般是对称安装），使滚轮在有V型凸缘的轨道上滚动，以此实现滑台在导轨上的各种规格的复合直线圆弧轨迹的运动。这种V型槽滚轮轨道系统不仅有刚度高、定位精度高的优点，还有良好的抗污染能力，可以在相对恶劣的条件下工作，V型滚轮和V型导轨面之间的刮擦可以确保导轨面的清洁，与其他形状的滚轮或者滚珠等轨道

系统相比，有着很明显的优势。目前此类产品中，英国的hepco是市场占有率最高的品牌，他们的轨道系统已经实现了系列化和标准化。国内有一些厂家就是参考他们的产品而开发出自己的产品。