摘 要

本设计的目的是要设计连杆自动线回转式托盘交换器总体方案和结构，托盘自动交换装置,简称（APC）。该机构要能实现托盘之间的位置互换，完成需要加工的工件和已加工好的工件之间的自动交换。具体实施是阅读文献，对国内外现状进行分析研究，设计和计算出托盘交换器的结构，然后利用计算出的结果绘制出托盘交换器的总体方案布局图、动力传动原理图、总装图、部件图和零件图。本设计最终实现了通过使托盘上升下降，回转机构的转动是托盘上面已加工零件和待加工零件的位置互换，以及回转机构自动锁紧托盘。本设计的说明书，总装图，零件图，部件图和传动原理图清楚地说明了该交换器的工作原理和设计的全过程。

关键词：柔性；托盘；随行；系统

ABSTRACT

The purpose of this design is to design a tray Automatic switching device ,(APC) which is often used for machining center. The agency should realize the automatic exchange and  tray transmission, and complete the exchange between the machining and already machining of automatic. The method is refering material, analysing the domestic and international situation  and designing and calculating  the tray switch  structure design .And finally, using the calculated results rendering the tray of assembly drawings exchange organization and some important parts of the assembly drawing. The design and ultimately the plank rises drop and rotary and the pallet to drive the clamping fixture and processed and the exchange between the workpiece to be.This design specifications, drawings, parts drawing and hydraulic figure have described the institutions of the working principle and the whole design of the shield in detail.

Key words: Flexible; Trays; Accompanying; System

目 录

第1章 绪 论 5

1.1概述 5

1.1.1选题背景 5

1.1.2托盘交换器现在的研究状况 5

1.1.4研究对象 7

第2章 总体方案的确定 9

2.1工作台驱动机构的选择 9

2.2 本章小结 13

第3章 控制系统的设计 13

3.1液压传动原理 13

3.2液压缸型号的选择 14

3.3主要参数计算 15

3.4活塞杆的校核 16

3.5电动机型号确定 16

3.6键的选择与校核 17

3.6.1键的选择 17

3.6.2键强度校核 17

3.7本章小结 17

第4章 托盘交换器工作部分设计 18

4.1传动系统方案 18

4.2锥齿轮的结构设计 19

4.2.1模数的选择 19

4.2.2锥齿轮参数计算 19

4.2.3锥齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 21

4.3圆柱齿轮的设计 23

4.3.1直齿圆柱齿轮的设计计算 23

4.3.2直齿圆柱齿轮参数计算 24

4.4 托盘定位拉紧一体化技术 25

4.4.1定位拉紧机构的设计 25

4.4.2夹紧机构强度校核 26

4.5 回转体 27

4.5.1轴的设计与计算 27

4.5.2滑动轴承的选择 27

4.6工作台底座设计 29

4.6.1材料选择 29

4.6.2壁厚选择 30

4.6.3制造方法 30

4.7本章小结 30

第5章 总结 30

参考文献 32

致 谢 32

第1章 绪 论

1.1概述

1.1.1选题背景

本文主要研究了连杆自动线上的两工位回转式托盘交换器，此机构能有效的减少加工时间，显著提升加工效率。回转式托盘交换器是自动线上机床与传送带之间的桥梁和接口，能起到暂时储存工件的作用，连接机床与传送带和防止输送系统阻塞的作用。对于小工件来说，交换器的作用更加明显，无论是金属切割加工还是电加工，可以一次装卡多个工件，大大的减少了换刀时间以及刀具快进快退时间，生产时间大大缩短，特别是批量生产，而且在满足生产需求的情况下减少了设备总量，节约了成本，提高了效益，交换器同时还能减少工件的装夹次数，避免因多次定位产生的误差积累降低产品质量，从而实现生产效率高，生产质量好。此课题对于今天机械行业竞争压力巨大的市场背景下，科技发达的社会背景下，为提高工厂效益，意义重大。

1.1.2托盘交换器现在的研究状况

随着生产线一体化，在整个柔性制造系统中，各单元要求高度统一，所以托盘交换器也要求能配合所有的加工中心，也就是说托盘交换器的工作高度能随时变化以配合不同加工中心所需，其与加工中心连接位置通用化，工作台与各加工中心实现系统化，能达到配合，换句话说，一个交换器能安装在不同的加工中心上正常使用，同时，交换器还要能实现自动化，没有人在场时也能正常运转。在托盘交换器出现了很长时间的今天，为了提升产品竞争力，要优化托盘交换器的结构，使之工作更加可靠，工时更加短，重复操作精度更加高，安装维护更加简便，成本更低。

由松下公司发明的一种托盘交换器，专利号为美国8821101，安置有一组托盘的托盘更换器，每个托盘各自有一组水平方向延伸的突起以便水平方向进出；托盘固定部分允许多个突起连接多个凹陷部分来水平固定托盘上面装有上托盘固定部份的托盘固定工作台。托盘固定部份水平固定的托盘被水平转向和移动去交换托盘固定台和托盘更换器之间几个托盘。

由瑞典的托比昂发明的一种自动托盘交换器，深入了柔性制造系统，各个加工中心均可与之连接，可随时根据需要随意更换各个交换器在系统中的位子，这样避免了在某一个交换器损坏时，该加工中心只能停止工作的窘状，我们只需将其他某个暂时不需要工作的加工中心的交换器拆卸下来安装即可立即开启加工。

1.1.3研究前景