摘要:在现在的工业生产中，钢管扮演着一个举足轻重的地位，本设计就是在这样的一个背景下，对钢管自动喷标设备进行研究。本次的设计大概分成两个部分，第一部分是钢管自动喷标的设计，设计包括机械设计和PLC方面的设计，中间包括了小车的横移机构、喷头的升降机构、PLC自动编程等，横向移动是通过伺服电机主轴上的齿轮和横梁上的齿条相互啮合实现的，喷头升降包括气缸和丝杆副两个部分实现。悬臂梁部分包括了悬臂梁的选择及强度校核等，横梁上的齿轮齿条还有限制小车自由度的滚动直线导轨副。

关键词：钢管；自动喷标；横梁；伺服电机

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1冶金行业的背景-1

1.1.1中国钢铁行业的发展历程-1

1.1.2钢管的重要性-1

1.2 喷标系统的开发现状-2

1.3 课题的来源-3

1.4 论文的主要工作-3

2 喷标系统总体设计-4

2.1 喷标系统设计要求-4

2.2喷标系统总体设计-4

2.2.1系统组成-4

2.2.2工作过程-5

3喷标小车设计-6

3.1横移机构的设计-7

3.1.1滚动直线导轨副设计-7

3.1.2简述滚动直线导轨副的结构和特点-7

3.1.3导轨选用计算-8

3.1.4伺服电机的选择-9

3.2喷头升降机构的设计-10

3.2.1喷头的选择-11

3.2.2气缸的选择-11

3.2.3气缸与喷头之间的配合-11

3.2.4气缸的固定-13

3.3锥齿轮副的设计-13

3.3.1直齿锥齿轮主要参数计算-14

3.3.2背锥和当量齿轮-14

3. 3. 3 直齿锥齿轮传动的运动设计-15

3.3.4直齿锥齿轮传动的强度计算-15

3.3.5齿面接触疲劳强度计算-16

3.3.6齿根弯曲疲劳强度计算-17

3.4丝杆副设计及其校核-17

3.4.1校核自锁-18

3.4.2.螺杆强度-18

3.4.3.螺纹牙强度校核-18

3.4.4.螺杆刚度-19

3.5气路设计-19

3.5.1 气动回路-19

3.6轴的分析-21

4横梁相关设计-22

4.1横梁设计及其校核-22

4.1.1悬臂梁结构的确定和强度校核-22

4.1.2悬臂梁的强化设计-24

4.2齿轮齿条设计-24

4.2.1几何计算-25

4.2.2齿面接触疲劳强度计算-25

4.2.3校核计算-26

4.2.4齿根弯曲疲劳强度计算-27

5喷标控制系统设计-28

5.1 控制系统的组成-28

5.2 PLC的定义-28

5.3喷标流程设计-28

5.4伺服电机的控制-32

6结论-33

致谢-34

参考文献-35

附录-36