大型四邊形滾動機器人設(shè)計與研究設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

《大型四邊形滾動機器人設(shè)計與研究設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《大型四邊形滾動機器人設(shè)計與研究設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】（40頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 大型四邊形滾動機器人的設(shè)計與研究 學(xué) 號： 姓 名： 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 系 別： 機械工程系 指導(dǎo)教師： 師 教授 二○一五年五月 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 i 摘 要 機械工業(yè)是一個國家的重要產(chǎn)業(yè)，機械工業(yè)的發(fā)展無時不刻都在影響著國家經(jīng)濟的發(fā)展，人類的進步離不開機械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個行業(yè)被其他國家的先進技術(shù)影響的同時，越來越多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經(jīng)成為現(xiàn)實。在新的市場需求的推動下，對大型四邊 形滾動機器人進行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。有大型機器人生產(chǎn)制造企業(yè)對設(shè)備的安全指標(biāo)的有著一定生產(chǎn)的嚴格要求。在生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)，充分考慮到在設(shè)備運行中可能出現(xiàn)的問題，從而減少噪聲污染引起的振動或不當(dāng)操作設(shè)備的現(xiàn)象等。國內(nèi) 大型四邊形滾動機器人 設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟、安全穩(wěn)定主題保持一致。大型四邊形滾動機器人的發(fā)展與人類社會的進步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。 本畢業(yè)設(shè)計的目標(biāo)是設(shè)計一種 大型四邊形滾動 機構(gòu) ， 該機構(gòu) 尺寸為大型，利用 人體操作實現(xiàn)機構(gòu)運動的控制。采用四桿機構(gòu)作為設(shè)計基礎(chǔ) ， 通過 機構(gòu) 設(shè)計與仿真設(shè)計 實現(xiàn) 滾動功能 。 關(guān)鍵詞： 大型四邊形滾動機器人 ；結(jié)構(gòu)；四桿機構(gòu)；曲柄搖桿 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 he of by at to an in a of In is a of of to of of a in of of is a on of In of to in of so as to by or of of of & D of is of of of in is of in of is In if of is of is to so of a be 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 錄 摘 要 ....................................................................................................................... i ............................................................................................................ 錄 ..................................................................................................................... 緒論 ....................................................................................................................... 1 題來歷與研究的目的以及意義 .............................................................. 1 型四邊形滾動機器人的發(fā)展現(xiàn)狀 .......................................................... 2 課題研究的內(nèi)容 ...................................................................................... 5 機器人的 計 ..................................................................... 7 圖繪制 .......................................................................................... 9 準特征，參考幾何體的創(chuàng)建 .................................................... 10 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 ................................................ 11 程圖的設(shè)計 ................................................................................ 12 配設(shè)計 ........................................................................................ 12 2 大型四邊形滾動機器人 總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ............................................ 12 型四邊形滾動機器人的總 體方案圖 ............................................... 12 型四邊形滾動機器人的工作原理 ................................................... 12 3 機械傳動的設(shè)計計算 .................................................................................... 16 服電機的選型計算 ........................................................................... 16 動軸的設(shè)計計算 ............................................................................... 17 承的設(shè)計計算 ................................................................................... 17 4 主要零部件的強度校核 .............................................................................. 18 動軸強度的校核 ............................................................................... 19 承強度的校核計算 ........................................................................... 19 結(jié)論 .................................................................................................................... 19 致 謝 ................................................................................................................ 20 參考文獻 ............................................................................................................ 21 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 錄 一 .................................................................................................................. 32 附錄 二 .................................................................................................................. 40 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1 1 緒論 題的來源與研究的目的和意義 由于機械工程的知識總量 已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能 源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟目標(biāo)和任務(wù)。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機械工程機械和機械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù) 雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。 大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學(xué)和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué) 科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀成為一門獨立的學(xué)科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構(gòu)。在第二 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2 十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達到的峰值。由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第 二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學(xué)科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。 型四邊形滾動機器人的發(fā)展現(xiàn)狀 機器人是最典型的機電一體化 數(shù)字化裝備 ，技術(shù)附加值很高 ，應(yīng)用范圍很廣 ，作為 先進制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè) ，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起越來越重要 的作用。國外專家預(yù)測 ， 機器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計算機之后出現(xiàn)的新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)國際機器人聯(lián)合會（ 統(tǒng)計 世界機器人市場前景看好 ，從 20世紀下半葉起 ， 世界機器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭 。 進入 90年代 ，機器人產(chǎn)品發(fā)展速度 加快 ，年增長率平均在 10% 左右 ， 2000 年增長率上升到 15% ，預(yù)計 21 世紀初 ，作在各領(lǐng)域的工業(yè)機器人將突 破 100萬臺。正如《 2l 世紀日本創(chuàng)建機器人社會技術(shù)發(fā) 展戰(zhàn)略報告》指出 ， 機器人技術(shù) 信息技術(shù)（ 一樣，在強化產(chǎn)業(yè)競爭力 “ 方面是極為重要的戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域。培育未來機器人產(chǎn)業(yè)是支撐 2l 世紀日本產(chǎn)業(yè)競爭力的 產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略之 最近，韓國也將智能機器人作為十大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一列入國家發(fā)展規(guī)劃（ 2003 ～ 2007 年 ），現(xiàn)正在實施中。機器人廣泛應(yīng)用于各行各業(yè) 。主要進行焊接、裝配、搬運 、加工、噴涂、碼垛等復(fù)雜作業(yè)。目前，全球現(xiàn)役工業(yè)機器人 83 萬臺。過去 10 年，機 器人的價格降低約 80% ，現(xiàn)在繼續(xù)下降，而歐美 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3 勞動力成本上漲了 40% 。現(xiàn)役機器人的 平均壽命在 10 年以上，可能高達 15 年 ， 它們還易于重新使用 。 由于機器人及自動化 成套裝備對提高制造業(yè)自動化水平 ， 提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率 、 增強企業(yè)市場競爭力 、 改善勞動條件等起到了重大的作用 ， 加之成本大幅度低和性能的迅速提高 ， 其增長速度 較快 。 據(jù)國際機器人聯(lián)合會及聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會 （ 統(tǒng)計 ， 如表 l 所 示 ， 2001 年機器人安裝量為 臺套 ，年增長率 9% 。 機器人的應(yīng)用主要有兩種 方式 ， 一種是機器人工作單元 ， 另一種是帶機器人的生產(chǎn)線 ， 并且后者在國外已經(jīng)成 為機器人應(yīng)用的主要方式 。 以機器人為核心的自動化生產(chǎn)線適應(yīng)了現(xiàn)代制造業(yè)多品種 、 少批量的柔性生產(chǎn)發(fā)展方向 ， 具有廣闊的市場發(fā)展前景和強勁生命力 ， 已開發(fā)出多種面 向汽車 、 電氣機械等行業(yè)的自動化成套裝備和生產(chǎn)線產(chǎn)品 。 在發(fā)達國家 ， 機器人自動 化生產(chǎn)線已形成一個巨大的產(chǎn)業(yè)，年市場容量約為 1000億美元 。 像國際上著名公司 村田等都是機器人自 動化生產(chǎn)線及物流與倉儲自動化設(shè)備的集成供應(yīng)商。 據(jù)日本工業(yè)機器人協(xié)會統(tǒng)計， 早期的日本工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值約為 50 億日元 ， 經(jīng) 過 70 年代的應(yīng)用期和 80 年代的普及期， 1981 年產(chǎn)值達到 1000 億日元， 1991 年提 到 高到 6000 億日元 ， 到 2000 年 ， 其產(chǎn)值達到 10800 億日元 ， 2005 年將達到 18500億日元。據(jù)國際機器人協(xié)會統(tǒng)計 ， 2003 年工業(yè)機器人發(fā)貨量呈現(xiàn)強勁增長勢頭 。 與 2002 年相比 ， 2003 年全球范圍內(nèi)機器人的訂貨量增長約 10% 以上。預(yù)計，工業(yè)機器人 的世界市場將從 2002 年的 68600 臺套增長到 2006 年的 91100 多臺套，年平均增長 。我國的機器人研究開發(fā)工作始于 20 世紀 70 年代初， 到現(xiàn)在已經(jīng)歷了 30 年的歷 程 。 前 10 年處于研究單位自行開展研究工作狀態(tài) ， 發(fā)展比較緩慢 。 1985 年后開始 列入國家有關(guān)計劃，發(fā)展比較快。特別是在 “ 七五 ” 、 八五 ” 、 九五 ” 機器人 “ “ 技術(shù)國家攻關(guān) 、 “ 863 ”高技術(shù)發(fā) 展計劃的重點支持下，我國的機器人技術(shù)取得了重大 發(fā)展。 在機器人基礎(chǔ)技術(shù)方面 ： 諸如機器人機構(gòu)的運動學(xué) 、 動力學(xué)分析與綜合研究 ， 機 器人運動的控制算法及機器人編程語言的研究 ， 機器人內(nèi)外部傳感器的研究與開發(fā) ， 具 有多傳感器控制系統(tǒng)的研究，離線編程技術(shù)、遙控機器人的控制技術(shù)等均取得長足進展 ， 并在實際工作中得到應(yīng)用。 在機器人的單元技術(shù)和基礎(chǔ)元部件的研究開發(fā)方面 ： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 4 諸如交直流伺服電機及其驅(qū)動 系統(tǒng)、測速發(fā)電機、光電編碼器、液壓（氣動）元部件、滾珠絲杠、直線滾動導(dǎo)軌 、 諧 波減速器 、 速器 、 十字交叉滾子軸承 、 薄壁軸承等均開發(fā)出一些樣機或產(chǎn)品 。 但這些元部件距批量化生產(chǎn)還有一段距離。 在機器人控制裝置的研制方面：已開發(fā)出具有雙 多 分級分層控制的機 器人控制裝置多臺，主控計算機的檔次也逐漸升級。 在機器人操作機研制方面：已開發(fā)出一些先進的操作機和特種機器人，如 動導(dǎo)引車 ），壁面爬行機器人，重復(fù)定位精度為 ± 裝配機器人，可潛入海 底 6000m 的水下機器人，移動機器人，移動遙控機器人，主從操作機器人等，有些已達實 用化水平 并用于實際工程。在機器人的應(yīng)用工程方面 ： 目前國內(nèi)已建立了多條弧焊機器人生產(chǎn)線，裝配機器人 生產(chǎn)線 ， 噴涂生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線 。 國內(nèi)的機器人技術(shù)研發(fā)力量已經(jīng)具備了大型機器人 工程設(shè)計和實施的能力 ， 整體性能已達到國際同類產(chǎn)品的先進水平 ， 而整體價格僅為國 外同類產(chǎn)品的三分之二甚至一半，具有很好的性能價格比和市場競爭力。據(jù)統(tǒng)計，九五 ” 期間，我國工業(yè)機器人的需求量以每年 30 ％以上的速度增長?！?2000 年，我國工業(yè)機器人的擁有量約為 3500 臺，其中以點焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運、沖壓 等各類機器人為主，銷售額為 6 ． 7 億元。 1986 ～ 2000 年產(chǎn)品銷量如表 3 所示。 據(jù)有關(guān)專家預(yù)測 ， 我國機器人 2005 年擁有量將增至 7600 臺 ， 年銷售額為 元 ； 2010 年擁有量為 17300 臺，年銷售額為 元。根據(jù)發(fā)達國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升 級的歷程和工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢，到 2015 年中國機器人市場的容量約達十幾萬臺 套。 我國近幾年機器人自動化生產(chǎn)線已經(jīng)不斷出現(xiàn)，并給用戶帶來顯著效益 。 隨著我國 工業(yè)企業(yè)自動化水平的不斷提高，機器人自動化 線的市場也會越來越大 ， 并且逐漸成為 自動化生產(chǎn)線的主要方式 。 我國機器人自動化生產(chǎn)線裝備的市場剛剛起步 ， 而國內(nèi)裝備 制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝備向先進制造裝備轉(zhuǎn)型的時期 ， 這就給機器人自動化生產(chǎn)線研究開 發(fā)者帶來巨大商機 。 據(jù)預(yù)測 ， 目前我國僅汽車行業(yè)、電子和家電行業(yè) 、 煙草行業(yè) 、 新能源電池行業(yè)等 ，年需求此類自動化線就達 300 多條 ，產(chǎn)值約為 60 多億元人民幣 。 預(yù)計在 2005 年左右需求此類自動化生產(chǎn)線達到 600 條 。 據(jù)初步測算 ，“ 十一五 ” 期 間汽車制造業(yè)的需求市 場容量將達到 800 多億元人民幣。我國現(xiàn)有主要生產(chǎn)工業(yè)機器人廠家其生產(chǎn)規(guī)模較小， 這與當(dāng)前市 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 5 場需求有較大差距。 生產(chǎn)規(guī) 模達到大批量生產(chǎn)能力，才能提高機器人的穩(wěn)定性、可靠性及降低成本 ， 才能占領(lǐng)國內(nèi)市 場 。 目前主要生產(chǎn)第一代示教再現(xiàn)型機器人 。 隨著建筑施工 、 石化 、 食品 、核工 業(yè)、水下、高空及微加工行業(yè)的需求，將推出一批新機型，如大負載、高精度 、 蛇形的 、 無人飛行器以及家用 、 病人護理 、 盲人引導(dǎo)犬等 。 目前正在逐步建立上海 、 沈陽 、 北京機器人及其自動化生產(chǎn)線產(chǎn)業(yè)基地 ， 開發(fā)出一批有市場前景的 ， 具有自主知識產(chǎn)權(quán) 的機器人及其自動化生產(chǎn)線產(chǎn)品 。 進一步加強與外企合作 ， 引入先進技術(shù)及資金使我國 成為國際生產(chǎn)機器人基地，占領(lǐng)國內(nèi)市場，走向世界。 課題研究的內(nèi)容 大型四邊形滾動機器人 的設(shè)計重點是依靠 設(shè)計過程中，了解 大型四邊形滾動機器人 的結(jié)構(gòu)特征和三維軟件的使用要領(lǐng)。 本文的設(shè)計目標(biāo)是 設(shè)計 大型四邊形滾動機器人 。 利用人體操作實現(xiàn)機構(gòu)運動的控制，采用四桿機構(gòu)作為設(shè)計基礎(chǔ) ， 通過 機構(gòu) 設(shè)計與仿真設(shè)計 實現(xiàn) 滾動功能 。 其研究內(nèi)容包括： （ 1）功能分析與方案設(shè)計； （ 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維造型； （ 3）運動仿真； （ 4）控制系統(tǒng)設(shè)計。 機器人的 計 熟悉 工作環(huán)境；了解 握在 存、導(dǎo)入等基本操作，掌握 三維建模流程。 圖繪制 掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 6 準特征 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用 各種參考幾何體。 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。 程圖設(shè)計 靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標(biāo)準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。 配設(shè)計 靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用 活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。 2 大型四邊形滾動機器人總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計 型四邊形滾動機器人總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計 本次設(shè)計的 大型四邊形滾動機器人采取的方案是：采用碳鋼板通過銷軸連接的方式來制作主體，主體里面安裝步進電動機作為動力源，驅(qū)使曲柄連桿機構(gòu)運動，然后曲柄連桿機構(gòu)開始運動，使得我的機器人的步行功效得以實現(xiàn)，其具體 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 7 方案結(jié)構(gòu)圖如下： 型四邊形滾動機器人的工作原理 該大型四邊形滾動機器人采用步進電動機作為動力源，驅(qū)使曲柄連桿機構(gòu)運動，然后曲柄連桿機構(gòu)開始運動，使機器人按照不同的步態(tài)實現(xiàn)滾動功能。其具體步態(tài)規(guī)劃圖如下圖所示： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 8 3 機械傳動的設(shè)計計算 服電機的選型計算 已知整個大型四邊 形滾動機器人的總 重量 130他重量 70G，我們?nèi)】傊亓繛?200動速度為 1~2r/： m m m g = 2 0 0 × 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 / 具體的電機設(shè)計計算如下 : 1、確定運行時間 本次設(shè)計加速時間 01(t 60? m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0?? ?電 機 ? 0 0 / m i 0 0 5電 機 ? ? ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 9 0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9? ? ?? ? ?? N m?? ? ?式中： 啟動轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2? ? ?? ? ?? J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 ? ? 2 . 3 6 .? ? ?T M T L T S S N m 里取 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機型號為 160電機廠家為機電產(chǎn)品。依據(jù)電動機參數(shù)和特性曲線可得： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 10 根據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用電機型號為160機額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 高的轉(zhuǎn)矩是 定的轉(zhuǎn)速是 3000r/下是電動機的效果圖： 外形尺寸 130機輸出軸徑為 25 動軸的設(shè)計計算 軸作為機器的一個關(guān)鍵組成部分，其為各類傳動部件的安裝，傳動的扭矩和旋轉(zhuǎn)運動圍繞軸進行，而且經(jīng)過軸承和機架連接。為了滿足定位軸上的緊固件和 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 11 容易加工和裝配的軸類零件和拆卸，通常軸設(shè)計成階梯軸。軸系的零件是由軸和它上邊的零部件構(gòu)成一個裝配體系，研究軸的過程中不僅要研究軸體自己 的數(shù)據(jù)，還要將系統(tǒng)里的全部零碎部件融合在一起。 因為用于振動的傳遞的軸體不僅要傳送扭矩，還得經(jīng)受住彎矩，是以本人研究的階梯性軸是轉(zhuǎn)動軸。因為確定了小帶輪的參數(shù)，相應(yīng)的大帶輪隨之確定。接下來的工作就是計算軸體的直徑了。軸體的研究需要憑借扭轉(zhuǎn)強度來調(diào)整彎曲的強度，因為可用作軸的原料比較多，所以必須得明確軸的應(yīng)用環(huán)境，還有規(guī)定諸如剛度，強度以及別的機構(gòu)機能?？梢允褂脽崽幚磉@種方法，當(dāng)然也要琢磨怎樣使加工簡單并且花費較少，用研究計算所得的數(shù)據(jù)以確定軸體的用料，故采取 45號鋼當(dāng)成軸體的原料，它需要 40切應(yīng)力 。然后需要做正火或者調(diào)質(zhì)處理來確保它的力學(xué)性能。 1、初步計算軸的直徑 扭轉(zhuǎn)強度估計軸的最小直徑 d，軸的最小直徑? ?633m i n 9 . 5 5 1 00 . 2 ??表 c=112, p= n=851,代入設(shè)計公式得慮鍵槽等要素對軸的影響，軸的直徑應(yīng)增加以彌補軸的鍵槽強度減弱。取軸直徑 d=20是最右邊裝帶輪處直徑等于 20有密封元件和滾動軸承處的直徑，應(yīng)與密封元件和軸承的內(nèi)孔徑尺寸 保持一致。軸體上面存在兩支點的軸承要選用一樣的標(biāo)準，方便加工軸承的座孔。挨著的軸段，應(yīng)使直徑不一樣構(gòu)成軸肩，軸肩在軸體上部件定位以及承受軸向力時要提供相應(yīng)的高度，軸肩的直徑差通常選 5 到10文軸肩處采取 5 毫米的直徑差，接著把每段軸體的長度尺寸匹配到一塊，還要注意軸承座的安裝以及結(jié)構(gòu)是否合理，同樣，螺釘?shù)炔考拈L度和別的的因素，這樣即可確定出軸的各段長度了。 承的設(shè)計計算 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達到或超過規(guī)定壽命的概率）、 靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 12 性大于球軸承）、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設(shè)計的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用調(diào)心滾子軸承，因為調(diào)心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內(nèi)圈，并是可分離的軸承，根據(jù) d=80參考資料 2356 表 7－ 2－ 78 帶緊定套的調(diào)心滾子軸承（ 288選用 2221833+基本額定載荷為 2400322根據(jù)軸承選用配套的軸承座，參考資料 2 7用圓錐孔的異徑孔滾動軸承座 (7813選用 4 主要零部件的強度校核 動軸強度的校核 軸的強度計算一般可分為三種： 1）按扭轉(zhuǎn)強度或剛度計算； 2）按彎扭合成強度計算； 3）精確強度校核計算。 當(dāng)軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強度進行軸的強度計算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設(shè)計中的帶傳動對軸的力，其作用點取在輪緣寬度的中點。計算時，通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的雙支點梁，一般軸的支點近似取為軸承寬度中點。由于本設(shè)計所用軸主要是受彎曲強度，很少的扭轉(zhuǎn)強度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度設(shè)計，應(yīng)校核軸的彎曲強度， 首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。 左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產(chǎn)生作用力時，僅是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在這里，假設(shè)圓錐篩為實心， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 13 對軸的作用力取其重力的 41 。 密度是 ,錐篩大端直徑為 D= 小端直徑是 d=360H=1140 h=510所以錐篩的體積 22( ) ( )3 2 3 2 h??? ? ? ? ? ? 即 2 2 38 5 0 3 6 0( ) 1 1 4 0 ( ) 5 1 0 1 9 8 3 2 7 1 7 2 . 73 2 3 2V m m??? ? ? ? ? ? ?? m ; 所以 ,篩的重力約為 30 . 2 7 . 8 5 1 0 1 5 7 0m V p K g? ? ? ? ? ? 軸徑是按扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計的，所以要校核軸的彎曲強度，軸的強度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 b? 不超過許用 彎曲應(yīng)力 []b? ，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式 ' 2 2()M M T???繪出當(dāng)量彎矩圖，式中 ? 是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，取 11[]= [] ??? ；對于脈動的轉(zhuǎn)矩， 取10[][] ???；對于對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取 1?? 。 1[]b?? 是材料在對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 1[]b?? 是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 0[]b? 是材料在脈動循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 在錐篩的設(shè)計過程中，軸的材料為 45#鋼，其基本參數(shù)為 600B M ? ，1[ ] 2 0 0b M P a? ? ? ， 1[ ] 5 5b M P a? ? ? ， 0[ ] 9 5b M ? ；應(yīng)滿足 下列條件： ''13 []0 . 1?? ? ? 或 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 14 '310 ]?? 軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。 具體受力情況如 下圖： 由材料力學(xué)的相關(guān)知識可得： ? ? ?????? ????? R 解得： 由 21 ?? 得： 可得軸的彎矩圖則如下： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 15 軸所受的轉(zhuǎn)矩如下： ????? 2 5 7 3 00980 轉(zhuǎn)矩圖如下： 11[]= [] ??? =55 ； 所以， ' 2 2()M M T???= 2 ( 0 . 2 7 5 2 5 7 3 0 0 )M? ? ? 所以當(dāng)量彎矩圖為： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 16 可知軸承的危險截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： ? ? P 3' 6 5 4 7 5 ?????? ?? ； 即： ? ? 6 5 4 7 31' ????? ?? 所以：根據(jù)校核，截面強度足夠，其它截面也是足夠安全的。 承強度的校核計算 軸承的選用在以上的說明中已經(jīng)給出，選用的是帶緊定套的滾子軸承，型號為 2221833+基本參數(shù)為主要是額定載荷： 240000N， 0=322000N， e=1 =2 ，假定軸承的壽命為 3年，每天工作 10小時，一年工作 300天，所以軸承的基本額定動載荷可按一下公式進行計算： C= 0h m d f f 其中： C— 基本額定動載荷計算值， N； P— 當(dāng)量動載荷，按式 F 計算， 軸承所受徑向載荷， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 17 軸向動載荷， 壽命因數(shù)，按表 7 速度因數(shù)，按表 7 力矩載荷因數(shù)，力矩較小時 矩較大時 2; 沖擊載荷因數(shù) ,按表 7 溫度系數(shù) ,按表 7 0 軸承尺寸及性能表中所列基本額定動載荷 ; 由表查得 等沖擊） ,; 因為軸向載荷 0，即 / e? ，所以當(dāng)量動載荷 10 Y F? ? ? ? 即 1 F?? ， 2 . 5 2 4 3 6 8 6 0 9 2 0P ? ? ?，1 . 1 9 1 . 5 1 . 2 6 0 9 2 0 3 0 9 2 2 8 . 2 60 . 3 6 6h m f ?? ? ? ?? 0,所以此軸承選的合適 ,能滿足要求。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 18 結(jié)論 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而 且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度，本文所設(shè)計的是大型四邊形滾動機器人的設(shè)計和研究，通過初期的定題，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可能做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 19 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別 高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認真負責(zé)，無私奉獻，寬容豁達的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類大 型四邊形滾動機器人的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 20 參考文獻 [1] 張華 機械設(shè)備設(shè)計 北京：科學(xué)出版社， 2] 李念 大 型四邊形滾動機器人概述 北京：機械工業(yè)出版社， 3] 張棟 大型四邊形滾動機器人的創(chuàng)新設(shè)計 4] 姜繼海，宋錦春，高常識 . 大型四邊形滾動機器人工作原理 5] 張春林，曲繼方，張美麟 機械工業(yè)出版社， 6] 錢平 . 加工專機應(yīng)用技術(shù) 機械工業(yè)出版社， 7] 張遼遠 . 大型四邊形滾動機器人的設(shè)計與實現(xiàn) . 機械工業(yè)出版社， 8] 基恩士傳感器選擇手冊 2010版本 [9] 黃長藝 ，嚴普強 機械工業(yè)出版社， 10] 張桓，陳作模 高等教育出版社， 11] 王昆，何小柏，汪信遠 . 大型四邊形滾動機器人原理 12] 徐錦康 高等教育出版社， 13] 鄧星鐘 華中科技大學(xué)出版社， 14] 劉延俊 機械工業(yè)出版社， 15] 章宏甲，黃誼，王積偉 . 大型四邊形滾動機器人的逆向設(shè)計 16] 胡泓，姚伯威 北京：國防工業(yè)出版社， 17] 陳鐵鳴 大型四邊形滾動機器人的創(chuàng)新 . 高等教育出版社， 18] 孫靖民 機械工業(yè)出版社， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 21 [19] 黃俊 北京 :清華大學(xué)出版社， 20]of a 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 22 附錄 一 is or to It detai