帶式滾動廣告屏整體結(jié)構(gòu)設(shè)計含6張CAD圖
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LOGO 帶式式滾動廣告屏整體廣告屏整體結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計n班班級：XXXn學學生：生：XXn學號學號：XXn學學院：院：XXn指指導教教師：XX背景背景 中國處于經(jīng)濟發(fā)展的上升期，一線城市已經(jīng)加入智能化元素，但剛發(fā)展或者還未發(fā)展的小鄉(xiāng)鎮(zhèn)依然采用了落后的廣告宣傳方式在電線桿、墻壁上張貼的廣告，人工派送宣傳單，靜態(tài)的宣傳欄等等，現(xiàn)在的廣告也以靜態(tài)廣告為主，不像動態(tài)廣告缺少畫面動與靜的結(jié)合，無法利用動態(tài)畫面增強刺激性，引起觀眾的注意。Company Logo國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 戶外廣告繁多的城市景象是經(jīng)濟高速成長過程中的典型表現(xiàn)，以上海為例，戶外廣告的形式已超過40種，不僅在上海這樣的一線城市，戶外廣告也越來越深入到小鄉(xiāng)鎮(zhèn)去。隨著科技的發(fā)展，不斷融入現(xiàn)代科技手段去創(chuàng)新廣告媒體形式，誕生了電子廣告牌、觸摸互動屏等安全性高、接受度大又有利于提升都市色彩的新型廣告媒體。Company Logou國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀u首先選擇離中國較近日本來對比下廣告業(yè)的發(fā)展。巨型戶外廣首先選擇離中國較近日本來對比下廣告業(yè)的發(fā)展。巨型戶外廣告也不少，甚至地鐵的吊環(huán)、電梯的扶手上都能發(fā)現(xiàn)廣告的蹤告也不少，甚至地鐵的吊環(huán)、電梯的扶手上都能發(fā)現(xiàn)廣告的蹤影。日本的土地狹小，戶外廣告可利用的地點有限，因此戶外影。日本的土地狹小，戶外廣告可利用的地點有限，因此戶外廣告稱得上是寸土必爭、毫不相讓。在相同的面積中，東京戶廣告稱得上是寸土必爭、毫不相讓。在相同的面積中，東京戶外廣告數(shù)量之多、密度之大、更新之快，堪稱世界之最。外廣告數(shù)量之多、密度之大、更新之快，堪稱世界之最。Company Logo設(shè)計方案方案 帶式滾動廣告屏也稱作換畫燈箱，原理是利用電機驅(qū)動的滾動系統(tǒng)帶帶式滾動廣告屏也稱作換畫燈箱，原理是利用電機驅(qū)動的滾動系統(tǒng)帶動畫面間隔轉(zhuǎn)動，以達到在一個燈箱內(nèi)安裝多幅畫面的效果，配上定時動畫面間隔轉(zhuǎn)動，以達到在一個燈箱內(nèi)安裝多幅畫面的效果，配上定時控制的照明裝置，來增加視覺上的吸引力。根據(jù)實際情況選擇材料決定控制的照明裝置，來增加視覺上的吸引力。根據(jù)實際情況選擇材料決定尺寸，再進行整體設(shè)計、零件設(shè)計，最后編撰畢業(yè)論文。進行皮帶式滾尺寸，再進行整體設(shè)計、零件設(shè)計，最后編撰畢業(yè)論文。進行皮帶式滾動廣告屏的原理設(shè)計、皮帶式滾動廣告屏機構(gòu)設(shè)計，提交皮帶式滾動廣動廣告屏的原理設(shè)計、皮帶式滾動廣告屏機構(gòu)設(shè)計，提交皮帶式滾動廣告屏零件圖、裝配圖繪制。告屏零件圖、裝配圖繪制。Company Logo研究方法研究方法網(wǎng)絡(luò)查閱資料是最快速能查到最新資料的方式，根據(jù)生活網(wǎng)絡(luò)查閱資料是最快速能查到最新資料的方式，根據(jù)生活中已有的廣告屏，了解到大致可以制作出來長度和高度。中已有的廣告屏，了解到大致可以制作出來長度和高度。根據(jù)轉(zhuǎn)軸的負載和速度就能計算出有效功率，再根據(jù)有效根據(jù)轉(zhuǎn)軸的負載和速度就能計算出有效功率，再根據(jù)有效功率對電機、減速器進行選型。功率對電機、減速器進行選型。通過在圖書館查找設(shè)計手冊來完成軸跟帶輪的設(shè)計，同時通過在圖書館查找設(shè)計手冊來完成軸跟帶輪的設(shè)計，同時在充分利用運用網(wǎng)上豐富的資源以及所學的機械原理、機在充分利用運用網(wǎng)上豐富的資源以及所學的機械原理、機械設(shè)計、機械制圖、理論力、械設(shè)計、機械制圖、理論力、UGUG等課程的專業(yè)知識和基礎(chǔ)等課程的專業(yè)知識和基礎(chǔ)理論，進行系統(tǒng)的分析和整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以達到預期的理論，進行系統(tǒng)的分析和整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以達到預期的目的并盡快進行推廣和利用。目的并盡快進行推廣和利用。Company Logo成本相對較高；帶式滾動廣告屏設(shè)計尚未形成規(guī)模和系列；如今基于互聯(lián)網(wǎng)廣告層出不窮，給廣告屏帶來一定沖擊；存在的問題存在的問題Thanks.And Your Slogan Here.
摘 要: 論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于帶式滾動廣告屏整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成的基本工作如下：通過對國內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析，為裝置關(guān)鍵部件和試驗研究等層面提供了性能依據(jù)，在經(jīng)過理論的指導合理的設(shè)計出機械裝置的結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計包括有結(jié)構(gòu)設(shè)計，電機選擇，強度校核等，通過對各工作部件的理論分析,進而對帶式滾動廣告屏整體結(jié)構(gòu)和性能作出優(yōu)化設(shè)計，廣告屏在高效利用空間的前提下節(jié)省了人力，同時美化了城市容貌。
關(guān)鍵詞：廣告屏 結(jié)構(gòu) 機械裝置
Abstract: On the principle of saving materials, low cost, safe and simple, and high efficiency, the text is based on the overall structural design of the belt rolling advertising screen. The basic work is as follows: through the sampling and analysis of domestic and foreign technical investigations, the key components of the device and The experimental research and other aspects provide the performance basis. After the theoretical guidance, the structure of the mechanical device is designed reasonably. The main design includes structural design, motor selection, strength check, etc., through theoretical analysis of each working part, and then The overall structure and performance of the scrolling advertising screen are optimized, and the advertising screen saves manpower under the premise of efficient use of space, and at the same time beautifies the urban appearance.
Keywords: Advertising screen Structure mechanical Device
III
目錄
1 緒論 1
1.1 課題的背景及研究目的 1
1.2 研究目的 1
1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 2
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀 2
1.3.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 2
1.4主要研究內(nèi)容 3
1.5 研究方法 3
2 整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計 4
2.1傳動方案的選擇 4
2.1.1鏈傳動的選擇 4
2.2.2電動機的選擇及調(diào)速方式 5
2.2 選擇電動機類型 6
2.2.1確定電機工作時的功率 7
2.2 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計 8
2.2.1軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計 8
2.2.2 轉(zhuǎn)軸的強度校核 8
2.3 帶輪與皮帶的設(shè)計 9
2.3.1 內(nèi)部帶輪與皮帶的參數(shù)設(shè)計 9
2.3.2 調(diào)整帶輪與皮帶參數(shù) 12
2.4 心軸的設(shè)計 14
2.4.1 心軸的尺寸設(shè)計 14
2.4.2 心軸的強度校核 15
4 滾動廣告屏控制系統(tǒng)設(shè)計 4
4.1 電器控制系統(tǒng)的設(shè)計 16
4.2 電器控制系統(tǒng)的主要步驟 16
4.3 需求分析 16
4.4 I/O分配表及PLC型號選擇 18
結(jié)論 20
參考文獻 21
致謝 22
ii
1 緒論
1.1 課題的背景及研究目的
在當今社會，廣告已成為一種公開的信息傳播手段。廣告已經(jīng)成為在生產(chǎn)者，經(jīng)營者和消費者之間傳遞信息的重要手段。行業(yè)內(nèi)部和行業(yè)之間的競爭越來越激烈了。過去“酒不怕巷子”的狀態(tài)消失了。在所謂的“媒體大戰(zhàn)”中，市場競爭繼續(xù)升級，廣告持續(xù)增長。滾動廣告屏的出現(xiàn)是廣告媒體發(fā)展的結(jié)果。它也已成為最有效和最具成本效益的推廣方式。滾動廣告屏幕在我們的生活中隨處可見。滾動電子屏幕作為顯示信息的新興媒介進入我們的日常生活。它由大量的LED組成?？梢酝ㄟ^LED點矩陣顯示數(shù)字，圖像和文本。滾動電子廣告牌無處不在，它們?yōu)槲覀兊纳钐峁┝嗽S多便利。這也是一種直接有效的信息交流方式。當車站嘈雜時，通過觀看滾動廣告屏幕，我們可以清楚地知道要乘坐的車輛的運動。有時在購物時會出現(xiàn)引人注目的電子廣告牌，吸引顧客以達到預期的業(yè)務(wù)效果。滾動電子顯示廣告作為一種新型的電子動態(tài)文本，是一種可以連續(xù)工作的信息發(fā)布媒體，并且是吸引消費者眼球的消費前沿。什么樣的個人和品牌公司可以使用滾動電子顯示屏來吸引客戶，介紹產(chǎn)品，和促銷活動，并為公司創(chuàng)造更多的財富。
1.2 研究目的
該研究的主要目的是設(shè)計一種帶式滾動廣告屏，以更有效地利用社會資源。這種效率還為消費者提供了更大的活動空間。從消費者的角度來看，我們更愿意選擇寬敞舒適的生存空間。如果我們使用技術(shù)來減少生命力，那么長期生活在城市中的人們更傾向于農(nóng)村的自然生活。用科學產(chǎn)品換取每個人都期望的自然性，為什么不這樣做呢，所以我想設(shè)計一個廣告屏，它依靠電動機來驅(qū)動減速器和皮帶，以基于現(xiàn)有知識和對數(shù)據(jù)的訪問來實現(xiàn)滾動停止。由于商家通常選擇更顯眼的促銷方式，并且固定的靜態(tài)廣告屏定期更換所需的人力，物力和時間空間，因此滾動廣告屏的設(shè)計可以減少這些資源的浪費，不僅可以提高效率，而且可以改善資源利用率。為此主題設(shè)計的滾動廣告屏主要是為了解決戶外廣告的需求，當然可以根據(jù)室內(nèi)環(huán)境進行修改。
1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
Cree成立于1987年，總部位于美國加利福尼亞州?；谔蓟瑁⊿iC），氮化鎵（GaN），硅（Si）和相關(guān)化合物的材料和設(shè)備的開發(fā)和制造。該公司的產(chǎn)品包括綠色，藍色和紫外線LED，近紫外激光器，RF和微波半導體器件，功率轉(zhuǎn)換器件和集成半導體芯片。這些產(chǎn)品的目標應(yīng)用包括固態(tài)照明，光學存儲，無線基礎(chǔ)設(shè)施和電路轉(zhuǎn)換。該公司的大部分利潤來自生產(chǎn)LED產(chǎn)品以及SiC，GaN材料，這些產(chǎn)品銷往北美，歐洲和亞洲。目前，使用460 nm LED，外部量子效率為47％。例如，在巴黎，廣告被拆分。不同的城市將有不同的景觀分區(qū)，并將根據(jù)這些分區(qū)的要求進行廣告宣傳。他們有關(guān)于如何應(yīng)用景觀規(guī)劃要求，廣告許可和禁止廣告設(shè)置，廣告顏色以及光源使用的詳細規(guī)則。戶外廣告是景觀規(guī)劃中的重要因素。巴黎的戶外廣告特別強調(diào)城市環(huán)境與藝術(shù)的交匯處。戶外廣告展示位置應(yīng)與景觀特征保持一致。從這個角度來看，我們可以自我檢查一下，我們的廣告活動似乎并沒有太多地關(guān)注文化的結(jié)合。盡管中國商人已開始實現(xiàn)文化與文化的結(jié)合，但他們大多專注于廣告本身，很少考慮廣告能否與周圍環(huán)境成功整合。這時，戶外廣告的表現(xiàn)是豐富多彩的，特別是高空球廣告和燈箱廣告的發(fā)展，使戶外廣告更具特色。這些戶外廣告與城市風貌融為一體，并在美化城市環(huán)境中發(fā)揮作用。但是，其當前的大多數(shù)戶外廣告廣播都是基于本地封閉系統(tǒng)，并且實時訪問廣告仍然非常少見，因此靜態(tài)廣告仍然是主流。
1.3.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
經(jīng)過幾年的發(fā)展，中國的滾動顯示產(chǎn)業(yè)已基本形成了一批具有一定規(guī)模的重點企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，到2019年底，年銷售額超過1000萬元的企業(yè)有200多家，總銷售額約6億元，占市場總量的85％以上。全國有超過100家從事滾動顯示屏的企業(yè)。年銷售近6000名員工近8億元。 2017年和2018年的增長率約為40％。在國內(nèi)市場上，國內(nèi)滾動顯示屏的市場份額接近100％，國外基本上沒有同類產(chǎn)品。第43屆世界乒乓球錦標賽的主要場館是天津體育中心，京九鐵路，北京西站，首都機場，浦東機場等，均由國內(nèi)企業(yè)代表。在中標之后，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷融合現(xiàn)代技術(shù)來創(chuàng)新廣告媒體的形式，誕生了電子廣告牌，觸摸屏和其他具有較高安全性的新型安全媒體，從而接受并推廣了城市色彩。但是，如上所述，靜態(tài)廣告仍然是主流。由于中國正處于發(fā)展的上升階段，一線城市已經(jīng)加入了智能化元素，但是剛剛發(fā)展或尚未發(fā)展的小城鎮(zhèn)仍然采用落后的廣告方式。電線桿，在墻上張貼的廣告，傳單的手動傳遞，靜態(tài)的公告板等都不利于維護城市形象，也不利于資源的合理利用。
1.4主要研究內(nèi)容
皮帶滾動廣告電子屏幕也被稱為燈箱，原理是使用電動滾動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)動畫表面，以達到在一個燈箱中安裝多個圖像的效果，并增加控制照明的時間以增加視覺效果，更具代表性的是，例如新的多屏滾動燈箱報紙專欄，它充分利用了現(xiàn)代科學技術(shù)。首先，根據(jù)市場需求確定任務(wù)，然后在廣告屏幕上執(zhí)行功能分析，以提出可能的解決方案。最后，通過選擇最佳解決方案，根據(jù)實際情況選擇材料，確定尺寸，然后進行總體設(shè)計，零件設(shè)計，最后確定畢業(yè)論文。提出了帶式滾動廣告屏的原理設(shè)計，帶式滾動廣告屏的機構(gòu)設(shè)計，帶式滾動廣告屏的零件圖，裝配圖，等關(guān)鍵性步驟設(shè)計。
1.5 研究方法
通過查找文獻和其他參考資料，研究方法主要以借助互聯(lián)網(wǎng)和其他媒介為主，通過搜集方法為主要手段，著眼于滾動廣告屏的研究方法為主要目標，主要方法主要分為以下幾個方面：
(1) 文獻研究法：根據(jù)研究主題，通過搜索文檔獲取技術(shù)數(shù)據(jù)，通過以往的研究成果分析出最佳技術(shù)方案。
(2) 定量分析法：根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出技術(shù)攻關(guān)，依據(jù)工作原理制定出力學或者材料學分析論證。
(3) 模擬法：通過使用3D建模平臺組裝零件，創(chuàng)建類似的模型，然后用于研究機械模型的一些基本特征。
2 整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計
2.1傳動方案的選擇
2.1.1鏈傳動的選擇
傳送裝置中的驅(qū)動力是靠電動機來實現(xiàn)的，電動機與主動軸之間的距離較遠，由此選定合適的傳動方案對后面的設(shè)計尤為重要。下表為幾種常見的傳動類型差異性對比，如表2.1所示。
表2.1幾種常見的傳動類型
從上面的優(yōu)點和缺點可以看出，同步齒輪傳動和鏈傳動都是將電動機的扭矩傳遞到驅(qū)動軸的理想選擇。但是，由于滾動廣告屏的工作環(huán)境多為露天，經(jīng)常暴露在陽光和雨水中灰塵多，工作環(huán)境惡劣。為了延長滾動廣告屏的使用壽命周期，鐵套管鏈比同步皮帶更合適。由于較大的傳動強度和扭矩，為此目的使用了一組重復的鏈條。相關(guān)參數(shù)參照下表2.2所示。
表2.2套筒鏈參數(shù)
ISO鏈號：
12A
外或中鏈板高度：h2max|mm
15.62
鏈條通道高度：h1min|mm
18.24
節(jié)距：
p|mm
19.05
過渡鏈節(jié)尺寸①：l1min|mm
7.9
測量力|雙排：
N
560
滾子直徑：d1max|mm
11.91
過渡鏈節(jié)尺寸①：l2min|mm
9.14
抗拉載荷|雙排：min|kN
62.2
內(nèi)節(jié)內(nèi)寬：b1min|mm
12.57
過渡鏈節(jié)尺寸①：c|mm
0.1
銷軸全寬|雙排：b5max|mm
49.8
銷軸直徑：d2max|mm
5.96
排距：
pt|mm
22.78
內(nèi)鏈板高度：h2max|mm
18.08
套筒孔徑：d2min|mm
5.98
內(nèi)鏈節(jié)外寬：b2max|mm
17.75
外鏈節(jié)內(nèi)寬：b2min|mm
17.81
運輸鏈負責承載運輸廣告屏，需要較大的抗拉載荷系數(shù)，選用的是單排滾子鏈，采用中碳鋼淬火處理，硬度>40 HRC～45HRC,，相關(guān)參數(shù)見下表2.3所示。
表2.3單排滾子鏈參數(shù)
ISO鏈號：
64B
外或中鏈板高度：h2max|mm
90.17
鏈條通道高度：h1min|mm
91.08
節(jié)距：
p|mm
101.6
過渡鏈節(jié)尺寸①：l1min|mm
47.07
測量力|雙排：
N
7960
滾子直徑：d1max|mm
62.5
過渡鏈節(jié)尺寸①：l2min|mm
47.07
抗拉載荷|單排：min|kN
1120
內(nèi)節(jié)內(nèi)寬：b1min|mm
60.96
過渡鏈節(jié)尺寸①：c|mm
0.2
銷軸全寬|單排：b5max|mm
120.9
銷軸直徑：d2max|mm
29.4
排距：
pt|mm
119.89
內(nèi)鏈板高度：h2max|mm
90.17
套筒孔徑：d2min|mm
29.45
內(nèi)鏈節(jié)外寬：b2max|mm
92.02
外鏈節(jié)內(nèi)寬：b2min|mm
92.15
2.2.2電動機的選擇及調(diào)速方式
這種調(diào)速方法是通過改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)從而達到調(diào)速目的，該方式特點如下：
(1) 具有較優(yōu)良的機械特性，穩(wěn)定性良好；
(2) 無轉(zhuǎn)差損耗，具有效率高優(yōu)點；
(3) 接線較為簡單、容易控制、價格相對低； 有級調(diào)速，級差較大，不易獲得平滑調(diào)速； 如圖2.1所示。
圖2.1電動機調(diào)速方法
本方法適用于不需要無級調(diào)速的機械設(shè)備，如廣告電子屏、風機、等。
2.2 選擇電動機類型
表2.4電動機參數(shù)
型 號
拖動電動機功率（KW）
額定轉(zhuǎn)矩（N.m）
調(diào)速范圍（r/min）
轉(zhuǎn)速變化率（%）
重量（kg）
CT200
4B
7.5
47.7
1250-125
<2.5
224
機座號
A
A/2
WB
WC
D
E
基本尺寸
基本尺 寸
基本尺寸
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極 限
偏 差
基 本
尺 寸
極 限
偏 差
200
-4B
218
159
256
50
±15
28
+0.018
+0.002
110
±0.42
機座號
安裝尺寸
外形尺寸
F
G
H
K
AB
AC
AD
HD
L
基本尺寸
極限
偏差
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
位置度偏差
200
-4B
10
0
-0.026
22
0
-0.2
200
0
-0.5
19
+0.42
0
1.5
410
420
225
485
860
2.2.1確定電機工作時的功率
由于大多數(shù)戶外廣告是可以根據(jù)商家提供的圖片像素或者商家的要求來制作，因此廣告布的尺寸并無需考慮太多，所以前期擬定的尺寸為900mm×1200mm，是屬于常規(guī)型尺寸，根據(jù)廣告布是0.9m×1.2m的尺寸，假設(shè)一幅廣告完整地呈現(xiàn)在人們面前需要5.0s，則廣告布的速度是V布=0.24m/s。預設(shè)心軸的直徑為30mm，則所需的轉(zhuǎn)速為：n軸≈120r/min。因為廣告屏的體積并不大，因此預選PL120行星減速機，工作要求：軸24小時/天，一年工作365天，減速器輸出扭矩T減=150N·m，根據(jù)綜合計算減速比為8。
已知公式
P=T×n/9550 （3-1）
得減速機所需功率: P減=T減·n軸/9550
=140×120/9550=1.76kw
聯(lián)軸器效率：ηc=0.99
閉式齒輪傳動效率：ηg=0.97
帶輪的傳動效率：ηg＇＝0.98
一對軸承的效率：ηb=0.99
電動機有效功率: Pd=P減/（ηcηg2ηb3）
=1.73/（0.99×0.972×0.993）=1.91kw
由于額定功率大于有效功率，即Pe>Pd，選擇Pe=2.2kw
電動機轉(zhuǎn)速為: nd=9×n軸=9×120=1180r/min
選擇型號為Y100L1-4的電動機，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速為1420r/min。
2.2 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計
2.2.1軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計
軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決于以下因素：（1）軸葉片的類型：（2）軸力的大小及其分布;（2）軸上零件的位置，軸的性質(zhì)和固定;（4）軸承的類型，尺寸和位置;（5）加工方法，裝配方法和其他特殊軸要求?？梢钥闯?，影響軸的結(jié)構(gòu)和尺寸的因素很多。在設(shè)計桿時，有必要綜合考慮各種因素。秸稈打包機中的主動軸材料為碳鋼，承受拉力F=1000 N,軸上的載荷FQ=1500 N,軸的類型和尺寸如圖2.2 所示。
圖2.2 軸的類型及尺寸
2.2.2 轉(zhuǎn)軸的強度校核
45號鋼的密度ρ=7.85×103kg/m3
齒輪的體積V齒=π（mnZ1/2）2×b
=3.14×(2×45/2)2×36=228.906×10-6m3
齒輪的質(zhì)量m齒=ρV齒
=7.85×103×228.906×10-6=1.7979kg
根據(jù)平衡方程：
∑FY=0, FNV1+FNV2-2m齒g=0
∑MD=0，-m齒g×0.033-m齒g×0.069+FNV2×0.102=0
解得支座反力：FNV1=1.7998N
FNV2=1.794N
M1=m齒g×0.033=1.7969×0.033
=59.2977×10-3N·m
M2=m齒g×0.069=1.7969×0.069
=123.9861×10-3N·m
故WL4=πd43/32-bt（d4-t）2/（2d4）
=4.626×10-3m3
σca=√[M22+(αT轉(zhuǎn))2]/WL4
=√[（123.9861×10-3）2+(1×137.58)2]/4.626×10-3=29.741MPa
已知45號鋼[σ-1]=60MPa，σca＜[σ-1]，故軸能夠滿足安全要求。
2.3 帶輪與皮帶的設(shè)計
2.3.1 內(nèi)部帶輪與皮帶的參數(shù)設(shè)計
已知轉(zhuǎn)軸上的功率是P轉(zhuǎn)=1.7KW，轉(zhuǎn)速n軸=118r/min，
表2.5 其中同步帶型號的主要參數(shù)
帶型號
節(jié)距
Pb（mm）
基準寬度
ba0（mm）
拉力
T（N）
質(zhì)量
（kg/m）
帶寬
ba（mm）
MXL
2.032
6.4
3.0 4.8 6.4
XL
5.080
9.5
50.17
0.022
12.7 19.1 25.4
L
9.525
25.4
244.46
0.095
12.7 19.1 25.4
H
12.700
76.20
2100.85
0.448
19.1 25.4 38.1 50.8 76.2
XH
22.225
101.6
4048.90
1.484
50.8 76.2 101.6
XXH
31.750
127.0
6398.03
2.473
50.8 76.2 101.6 127.0
表2.6 帶輪最少需用齒數(shù)
帶輪轉(zhuǎn)速
（r/min）
帶型號
MXL
XL
L
H
XH
XXH
900以下
10
10
12
14
22
22
900-1200以下
12
10
12
16
24
24
1200-1800以下
14
12
14
18
26
26
1800-3600以下
16
12
16
20
30
-
3600-4800以下
18
15
18
22
-
-
根據(jù)P轉(zhuǎn)，以及n軸查得用H型帶輪，從表3-1中可知H型帶輪的節(jié)距：Pb=12.700mm
拉力：T輪=2100.85N
質(zhì)量：m=0.448kg/m
基準寬度：ba0=76.20mm
最少需用齒數(shù)是Zmin=14
載荷修正系數(shù)K=1.7
同步帶設(shè)計功率：Pd=KP轉(zhuǎn)
=1.7×1.7=2.89KW
帶輪節(jié)圓直徑：d=PdZ/π
=12.7×14/3.14=56.62mm
則可以計算出帶輪的角速度ω=2πdn軸/60
=2×3.14×56.62/60=699.29rad/s
兩個帶輪的中心距：a=1200mm
輔助角：φ=arcsin[(d1-d2)/(2a)]
=arcsin[(56.62-56.62)/(2×1200)]=0
則皮帶的節(jié)線長度：Lp=2acosφ+π(d1+d2)/2+πφ(d1-d2)/180
=2×1200×1+3.14×56.62+0=2577.79mm
同步帶齒數(shù)：Zb=Lp/Pb=2577.79/12.700=203
同步帶線速度:v=ωPbZ×10-3/(2π)
=708×2.89×14×10-3/(2×3.14)=20.04m/s
計算H型同步帶的基準額定功率Po：
P0=(T-mv2)v/1000
=(2100.85-0.448×20.042)×20.04/1000=38.50KW
嚙合齒數(shù)Zm=Z1/2-PdZ1(Z2-Z1)/(2π2a)
=14/2=7
確定實際帶寬，根據(jù)公式
P≈P0KzKw （3-6）
其中，P：帶所能傳遞的功率；
Kz：嚙合系數(shù)，因為Zm＞6，故Kz=1；
Kw：（ba/ba0）1.14
實際帶寬：ba≥ba0(Pd/Kz/P0)1/1.14
=76.20×(2.89/1/38.50)1/1.14=7.78mm
取標準寬度ba=19.1mm
則Kw=（19.1/76.20）1.14=0.207
驗算：
P=(KzKwT輪-ba/ba0mv2)v/1000
=(1×0.207×2100.85-19.1/76.20×0.448×20.042)×20.04/1000
=7.811KW
故P＞Pd=2.89KW。
即額定功率大于設(shè)計功率，帶的傳動能力已經(jīng)足夠，所選參數(shù)合格。
2.3.2 帶輪與皮帶參數(shù)
考慮到轉(zhuǎn)軸安裝帶輪的軸段的直徑d4=40mm，適當增加帶輪的齒數(shù)，令Z=22，以擴大帶輪的節(jié)圓直徑，根據(jù)公式
d=PdZ/π （3-7）
故d=12.7×22/3.14≈89mm
根據(jù)公式
Lp=2acosφ+π(d1+d2)/2+πφ(d1-d2)/180 （3-8）
同步帶節(jié)線長度Lp=2×1200×1+3.14×88.98+0=2679.40mm
根據(jù)公式
Zb=Lp/Pb （3-9）
同步帶齒數(shù)Zb=2679.40/12.7≈211
則同步帶線速度v=ωPbZ×10-3/2π
=708×12.700×22×10-3/2/3.14=31.50m/s
基準額定功率P0=(T-mv2)v/1000
=(2100.85-0.448×31.502)×31.50/1000=52.17KW
嚙合齒數(shù)：Zm=Z/2-PdZ1(Z2-Z1)/(2π2a)
=11
Zm＞6，因此Kz=1
ba≥ba0(Pd/Kz/P0)1/1.14
=76.20×(2.89/1/52.17)1/1.14=6.03mm
取標準帶寬bm=19.1mm
Kw=（ba/ba0）1.14
=（19.1/76.20）1.14=0.207
P=(KzKwT輪-ba/ba0mv2)v/1000
=(1×0.207×2100.85-19.1/76.20×0.448×31.502)×31.50/1000=10.19KW
調(diào)整結(jié)果仍然合格。
設(shè)計結(jié)果：
皮帶：選用H型同步帶，Pd=12.700mm
Zb=211
Lp=2679.40mm
帶輪：Z=22，d=89mm
圖2.5 內(nèi)部傳動同步輪
2.4 心軸的設(shè)計
2.4.1 心軸的尺寸設(shè)計
已知心軸的轉(zhuǎn)速為：n軸=118r/s，其功率為P心=1.6kw，轉(zhuǎn)矩T心=129.49N·m，
因為心軸與轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器銜接，因此其最小軸徑應(yīng)取dmin=30mm，由于廣告布尺寸寬900mm，為避免與軸承發(fā)生接觸摩擦，損壞廣告布，應(yīng)將此軸段兩邊預留對稱空隙設(shè)計大于等于10mm，其長度L2=380mm。同時，確保軸承定位，需設(shè)置軸肩，設(shè)計尺寸如圖2.6所示。
圖2.6 心軸外形設(shè)計
2.4.2 心軸的強度校核
設(shè)廣告布質(zhì)量為：m布=4kg，則其在心軸上的均布載荷為：
q=m布g/0.9=43.56N/m
根據(jù)平衡方程：
∑FY=0, FNV1+FNV2-m布g=0
∑MD=0，-m布g×0.47+FNV2×0.94=0
解得支座反力：Fnv1=FNV2=19.6N
最大彎矩：Mmax=q×0.45×0.245=4.803N·m
根據(jù)第三強度理論校核：σca=√[M2+(αT)2]/W≤[σ-1],取α=1，軸段L2是均勻的圓軸，故根據(jù)公式
W=πd3/32 （3-10）
WL2=πd23/32=5.4×10-6m3
σL2=√[Mmax2+(αT心)2]/WL2
=√[（4.803）2+(1×129.49)2]/5.4×10-6=25.00MPa
σL2≤[σ-1]，故滿足強度要求
軸段L4有一8mm×7mm的鍵槽，故最大扭矩Tmax在軸段L4處，
WL4=πd43/32-bt（d4-t）2/（2d4）
=2.289×10-6m3
用第三強度理論校核：
σL4=Tmax/WL4=129.49/2.289×10-6m3=56.571MPa
σL4≤[σ-1]，故軸段L1也滿足強度要求。
4 滾動廣告屏控制系統(tǒng)設(shè)計
4.1 電器控制系統(tǒng)的設(shè)計
PLC控制系統(tǒng)由PLC，輸入/輸出（I / O）電路和外圍組件組成。系統(tǒng)的大小根據(jù)實際需要而定，可以大可小，圖4.1顯示了PLC端子的整體示意圖。在栗子脫殼裝置中，由于時間控制不正確，可以大大減少工作時間的浪費。與計算機控制系統(tǒng)相比，PLC電氣控制系統(tǒng)的最大優(yōu)勢是實時性和高可靠性。由于控制器基于自動控制串聯(lián)，因此信號處理時間間隔非常短，速度也很快。正常的處理時間可以精確到10ms至20ms。同時，PLC系統(tǒng)采用獨特的抗干擾技術(shù)，抗干擾能力非常強，易于使用，與機械系統(tǒng)在電源控制下相比，可編程邏輯控制系統(tǒng)（PLC）具有相對優(yōu)勢。具有以下顯著特征的巨大優(yōu)勢；
（1） 可靠性強，抗干擾能力強，接口模塊功能強、品種多；
（2） 硬件配套較為齊全，使用方便快捷，適應(yīng)性強；
（3） 編程方法簡單、直觀；
（4） 系統(tǒng)的設(shè)計/安裝、調(diào)試工作量少；
（5） 維修工作量小、維護方便，體積小、耗能低、重量輕；
4.2 電器控制系統(tǒng)的主要步驟
電氣控制系統(tǒng)主要分為以下步驟。圖4.1說明了整個PLC規(guī)模。設(shè)置控制時間后，以下兩個附加繼電器組閉合：（M35，M21，M16，M1），（常開觸點M27，M15和M1之一），附加繼電器接線片M54合上電氣，帶繼電器閉合Y21開路觸點通常被鏈接起來，以便自動激活并鎖定Y31輸出繼電器，并打開電燈開關(guān)。需要手動控制時，只要合上SB9按鈕，X10合上，Y21輸出繼電器被激活并自動閉合，并且鍵處于打開狀態(tài)。到達檢入時間后，以下兩個附加繼電器組：（M35，M22，M16，M1），（M27，M17，M1）具有一組常開觸點閉合，M55繼電器凸耳閉合電氣并產(chǎn)生掃描周期。脈沖信號使常開觸點與Y21輸出線圈快速串聯(lián)斷開，Y21輸出繼電器關(guān)閉，燈熄滅。需要手動關(guān)閉燈泡時，只需按SB10按鈕，然后合上X11，則激活附加的M203松馳調(diào)節(jié)器，并停用連接到輸出繼電器鏈的常開觸點，從而釋放輸出繼電器Y21。
圖4.1 PLC控制器總梯形圖
如圖4.2為 PLC終端示意圖，首先制定被控對象的的分析和描述，得到系統(tǒng)方案論證，根據(jù)電器元件和機械設(shè)備的總體分布情況，制定系統(tǒng)的總體設(shè)計方案如下所示。
(1) 設(shè)計硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，根據(jù)元件的布置圖和電氣原理繪制接線圖，然后檢查和測試相關(guān)系統(tǒng)是否正確，適當根據(jù)各線路圖的反饋情況予以記載和改善，進一步細致化，使整個系統(tǒng)更加完善化。
(2) 現(xiàn)場安裝并測試電器設(shè)備是否符合相關(guān)標準，通過一定的測試和分析，達到目標要求，從而對設(shè)計編寫說明書等相關(guān)說明。
相關(guān)步驟圖如圖4.3所示，從圖中我們可以清晰的看出設(shè)計的關(guān)鍵步驟情況，設(shè)計時根據(jù)先關(guān)的步驟一步一步的進行調(diào)試，最終能夠達到預期的效果。
圖4.2 PLC終端示意圖
圖4.3 設(shè)計主要步驟
4.3 需求分析
該控制系統(tǒng)是用來控制霓虹燈按照規(guī)定的閃光燈。輸入程序之后能夠經(jīng)過硬件發(fā)生燈的主動閃爍，從而達到目的，在4.2中，8個字可以按照規(guī)定進行閃爍，而且邊框燈可以一起的隔位的閃動。
圖4.4效果分析圖
通過PLC來對霓虹燈的廣告屏操縱,它的要求：廣告畫面的8個燈發(fā)出的"明”，之后"德”，之后"格”亮一直到"用”亮，間隔一秒，全部燈亮，出現(xiàn)十秒，再反過來從"用”字到"致”字一直到"明”字順序熄滅。之后，停亮2S之后，然后從"用”之后亮起來，順序點亮了"用”到"明”，間隔為1秒，之后顯示達到20s。然后再從"明”到"用”一次滅燈.全部滅掉后,停止了2S,然后重新開始執(zhí)行,周而復始，廣告屏周圍流水燈有24個,4個1對,一共有6對,每對燈之間1S可以前進移動一下,而且1到6之間每隔一對霓虹燈閃爍,而且1和3亮;之后2和4亮;之后3和5亮；之后4和6亮。移動一陣時間之后,反向移動過來,即從；6和4亮后5和3亮；之后4和2亮，然后3和1…,如此周而復始，系統(tǒng)具有單步/連續(xù)控制，白幟燈電壓，系統(tǒng)的霓虹燈和供電的電源都是220V。
4.4 I/O分配表及PLC型號選擇
按照操作要求,滾動廣告屏幕的輸入和輸出地址編程在下表中,它的SA1是運作的開關(guān),SA2為休止開關(guān),SAa是單步持續(xù)抉擇開關(guān),SB為步進按鈕控制。Y0到Y(jié)7決定全部燈顯示,通過LED1到LED8虛擬顯示,則Y10到Y(jié)15操縱6對霓虹燈,這是通過LEDQ,模擬出來。在表4.1中顯示。
表4.1 模擬分析
PLC的選擇：因為全部都是通過14個端口輸出的，所以它們可以通過AC，然后選擇使用FX2N-48MR-001。它的重要技術(shù)價值是：輸入繼電器共有二十四個點，輸出公共繼電器有二十四個點。電源電壓為AC100—240V50 / 60Hz。此過程由STL編寫。打開工作開關(guān)后，兩個程序一起工作，指示燈閃爍，邊緣邊框指示燈閃爍。首先，霓虹燈閃爍：按下運行按鈕，這8個字都是基于設(shè)置的閃爍，基本上是一個定時器來控制整個過程，S20，S21，前者是正負順序的光，后者是反向的明亮而積極的順序。說到水燈的閃爍，它的形狀很多，每種明亮的形式都是一種狀態(tài)，然后有六種形式，然后再工作后，三十秒鐘后，讓正序光變成反向順序。反向順序打開30秒鐘，所有更改為正序指示燈，計數(shù)器操作30秒鐘。由于每個操作重復六秒鐘，因此三十秒鐘是五次。計數(shù)五次后，可能會出現(xiàn)正序和負序。
結(jié)論
本論文本著節(jié)省材料，成本低廉，安全簡便，效率高的原則，設(shè)計了一款基于皮帶滾動廣告屏的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計?；竟ぷ魅缦拢和ㄟ^對國內(nèi)外技術(shù)調(diào)查，設(shè)備關(guān)鍵部件和實驗研究的抽樣分析。相等的水平提供了性能基礎(chǔ)，并且在理論的指導下合理設(shè)計了機械裝置的結(jié)構(gòu)。主要設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計，電機選擇，強度檢查等，通過對每個工作部件的理論分析，然后進行皮帶滾動。優(yōu)化廣告屏的整體結(jié)構(gòu)和性能。廣告屏在有效利用空間的前提下節(jié)省了人力，同時美化了城市外觀。
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致謝
這篇論文是在尹老師的指導下撰寫完成的，論文中定有不足之處，尚待完善，愿聆聽老師的教誨。
不積跬步無以至千里，本課程設(shè)計能夠順利完成，得益于指導老師尹開勤老師，本論文是在尹老師悉心的指導下完成的，尹老師擁有豐富的學術(shù)經(jīng)驗和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，在課程設(shè)計題目制定時，他首先肯定了我的研究課題，同時給了極大的勇氣，幫我具體的分析利弊使我最終選取了帶式滾動廣告屏整體結(jié)構(gòu)設(shè)計這個課題，使我在研究時有了具體方向。當論文開題后時，具體的設(shè)計不是很清楚，在老師的幫助下，我的設(shè)計有了明確的方向，初稿完成后，老師仔細檢查了我的寫作并指出了我的問題，為接下來的改進提供了方向，在此十分感謝老師的細心指導，才能讓我順利完成畢業(yè)論文的寫作，其次，感謝機電工程學院的全體領(lǐng)導和老師，在他們認真的教導下，我學到了很多專業(yè)性知識，掌握了扎實的專業(yè)技能，為論文的寫作奠定了堅實的基礎(chǔ)。
感謝我的同學、朋友給予我的幫助和鼓勵，使這次畢業(yè)設(shè)計順利完成，感謝參與本論文的批閱，和對本論文提出寶貴意見的老師和領(lǐng)導。
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