大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】
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購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究 學(xué) 號(hào): 姓 名: 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系 別: 機(jī)械工程系 指導(dǎo)教師: 師 教授 二○一五年五月 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 i 摘 要 機(jī)械工業(yè)是一個(gè)國家的重要產(chǎn)業(yè),機(jī)械工業(yè)的發(fā)展無時(shí)不刻都在影響著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類的進(jìn)步離不開機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下,中國各個(gè)行業(yè)被其他國家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時(shí),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(shí)。在新的市場需求的推動(dòng)下,對(duì)大型四邊 形滾動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。有大型機(jī)器人生產(chǎn)制造企業(yè)對(duì)設(shè)備的安全指標(biāo)的有著一定生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。在生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè),充分考慮到在設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題,從而減少噪聲污染引起的振動(dòng)或不當(dāng)操作設(shè)備的現(xiàn)象等。國內(nèi) 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人 設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展與人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種 大型四邊形滾動(dòng) 機(jī)構(gòu) , 該機(jī)構(gòu) 尺寸為大型,利用 人體操作實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制。采用四桿機(jī)構(gòu)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ) , 通過 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn) 滾動(dòng)功能 。 關(guān)鍵詞: 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人 ;結(jié)構(gòu);四桿機(jī)構(gòu);曲柄搖桿 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)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(jì)文檔后加 費(fèi)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(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀 .......................................................... 2 課題研究的內(nèi)容 ...................................................................................... 5 機(jī)器人的 計(jì) ..................................................................... 7 圖繪制 .......................................................................................... 9 準(zhǔn)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(jì) ................................................................................ 12 配設(shè)計(jì) ........................................................................................ 12 2 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人 總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................ 12 型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的總 體方案圖 ............................................... 12 型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的工作原理 ................................................... 12 3 機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................................................... 16 服電機(jī)的選型計(jì)算 ........................................................................... 16 動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................... 17 承的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................................................... 17 4 主要零部件的強(qiáng)度校核 .............................................................................. 18 動(dòng)軸強(qiáng)度的校核 ............................................................................... 19 承強(qiáng)度的校核計(jì)算 ........................................................................... 19 結(jié)論 .................................................................................................................... 19 致 謝 ................................................................................................................ 20 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 21 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 錄 一 .................................................................................................................. 32 附錄 二 .................................................................................................................. 40 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)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(jī)械工程的知識(shí)總量 已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有,一些專業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識(shí)分割,使視野狹隘,可以多多參加技術(shù)交流,和參加科研項(xiàng)目,縮小范圍,提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)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(shí)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(jì)第二十年代末,出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹碓街匾暬A(chǔ)理論,拓寬領(lǐng)域,對(duì)專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),并研制和發(fā)展新的機(jī)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(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)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(jī)械工程機(jī)械和機(jī)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(shí)。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(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件,人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng),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(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中,以及在每個(gè)人的成長過程中,大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 大腦和手之間的人工智能和機(jī)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(jī)械制造。在過去,各種機(jī)械離不開人類的操作和控制,反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)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(jìn),計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行,將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì),機(jī)械工程的知識(shí)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(gè)世紀(jì)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì),隨著機(jī)械工程和知識(shí)增長的發(fā)展開始分解,機(jī)械工程專業(yè),有分支機(jī)構(gòu)。在第二 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 十世紀(jì)中期趨勢(shì)分解,在時(shí)間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個(gè)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(shí)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(jìn)步和整個(gè)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(shí)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(jì)第 二十年代末,出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹碓街匾暬A(chǔ)理論,拓寬領(lǐng)域,對(duì)專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識(shí)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(shí)的專家,也有綜合的知識(shí)了解不夠,看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個(gè)整體,從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機(jī)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(shí),包括社會(huì)科學(xué),自然科學(xué)和工程技術(shù),有一個(gè)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(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀 機(jī)器人是最典型的機(jī)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(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè) ,將對(duì)未來生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起越來越重要 的作用。國外專家預(yù)測(cè) , 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)( 統(tǒng)計(jì) 世界機(jī)器人市場前景看好 ,從 20世紀(jì)下半葉起 , 世界機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢(shì)頭 。 進(jìn)入 90年代 ,機(jī)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(jì) 21 世紀(jì)初 ,作在各領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人將突 破 100萬臺(tái)。正如《 2l 世紀(jì)日本創(chuàng)建機(jī)器人社會(huì)技術(shù)發(fā) 展戰(zhàn)略報(bào)告》指出 , 機(jī)器人技術(shù) 信息技術(shù)( 一樣,在強(qiáng)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(jī)器人產(chǎn)業(yè)是支撐 2l 世紀(jì)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(jī)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(shí)施中。機(jī)器人廣泛應(yīng)用于各行各業(yè) 。主要進(jìn)行焊接、裝配、搬運(yùn) 、加工、噴涂、碼垛等復(fù)雜作業(yè)。目前,全球現(xiàn)役工業(yè)機(jī)器人 83 萬臺(tái)。過去 10 年,機(jī) 器人的價(jià)格降低約 80% ,現(xiàn)在繼續(xù)下降,而歐美 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 勞動(dòng)力成本上漲了 40% ?,F(xiàn)役機(jī)器人的 平均壽命在 10 年以上,可能高達(dá) 15 年 , 它們還易于重新使用 。 由于機(jī)器人及自動(dòng)化 成套裝備對(duì)提高制造業(yè)自動(dòng)化水平 , 提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率 、 增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力 、 改善勞動(dòng)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(jī)器人聯(lián)合會(huì)及聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì) ( 統(tǒng)計(jì) , 如表 l 所 示 , 2001 年機(jī)器人安裝量為 臺(tái)套 ,年增長率 9% 。 機(jī)器人的應(yīng)用主要有兩種 方式 , 一種是機(jī)器人工作單元 , 另一種是帶機(jī)器人的生產(chǎn)線 , 并且后者在國外已經(jīng)成 為機(jī)器人應(yīng)用的主要方式 。 以機(jī)器人為核心的自動(dòng)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(qiáng)勁生命力 , 已開發(fā)出多種面 向汽車 、 電氣機(jī)械等行業(yè)的自動(dòng)化成套裝備和生產(chǎn)線產(chǎn)品 。 在發(fā)達(dá)國家 , 機(jī)器人自動(dòng) 化生產(chǎn)線已形成一個(gè)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(jī)器人自 動(dòng)化生產(chǎn)線及物流與倉儲(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的集成供應(yīng)商。 據(jù)日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì), 早期的日本工業(yè)機(jī)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(dá)到 1000 億日元, 1991 年提 到 高到 6000 億日元 , 到 2000 年 , 其產(chǎn)值達(dá)到 10800 億日元 , 2005 年將達(dá)到 18500億日元。據(jù)國際機(jī)器人協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì) , 2003 年工業(yè)機(jī)器人發(fā)貨量呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長勢(shì)頭 。 與 2002 年相比 , 2003 年全球范圍內(nèi)機(jī)器人的訂貨量增長約 10% 以上。預(yù)計(jì),工業(yè)機(jī)器人 的世界市場將從 2002 年的 68600 臺(tái)套增長到 2006 年的 91100 多臺(tái)套,年平均增長 。我國的機(jī)器人研究開發(fā)工作始于 20 世紀(jì) 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(jì)劃,發(fā)展比較快。特別是在 “ 七五 ” 、 八五 ” 、 九五 ” 機(jī)器人 “ “ 技術(shù)國家攻關(guān) 、 “ 863 ”高技術(shù)發(fā) 展計(jì)劃的重點(diǎn)支持下,我國的機(jī)器人技術(shù)取得了重大 發(fā)展。 在機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)方面 : 諸如機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué) 、 動(dòng)力學(xué)分析與綜合研究 , 機(jī) 器人運(yùn)動(dòng)的控制算法及機(jī)器人編程語言的研究 , 機(jī)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(jī)器人的控制技術(shù)等均取得長足進(jìn)展 , 并在實(shí)際工作中得到應(yīng)用。 在機(jī)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(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 4 諸如交直流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電編碼器、液壓(氣動(dòng))元部件、滾珠絲杠、直線滾動(dòng)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(jī)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(jī)器人控制裝置的研制方面:已開發(fā)出具有雙 多 分級(jí)分層控制的機(jī) 器人控制裝置多臺(tái),主控計(jì)算機(jī)的檔次也逐漸升級(jí)。 在機(jī)器人操作機(jī)研制方面:已開發(fā)出一些先進(jìn)的操作機(jī)和特種機(jī)器人,如 動(dòng)導(dǎo)引車 ),壁面爬行機(jī)器人,重復(fù)定位精度為 ± 裝配機(jī)器人,可潛入海 底 6000m 的水下機(jī)器人,移動(dòng)機(jī)器人,移動(dòng)遙控機(jī)器人,主從操作機(jī)器人等,有些已達(dá)實(shí) 用化水平 并用于實(shí)際工程。在機(jī)器人的應(yīng)用工程方面 : 目前國內(nèi)已建立了多條弧焊機(jī)器人生產(chǎn)線,裝配機(jī)器人 生產(chǎn)線 , 噴涂生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線 。 國內(nèi)的機(jī)器人技術(shù)研發(fā)力量已經(jīng)具備了大型機(jī)器人 工程設(shè)計(jì)和實(shí)施的能力 , 整體性能已達(dá)到國際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平 , 而整體價(jià)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(jià)格比和市場競爭力。據(jù)統(tǒng)計(jì),九五 ” 期間,我國工業(yè)機(jī)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(jī)器人的擁有量約為 3500 臺(tái),其中以點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運(yùn)、沖壓 等各類機(jī)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(cè) , 我國機(jī)器人 2005 年擁有量將增至 7600 臺(tái) , 年銷售額為 元 ; 2010 年擁有量為 17300 臺(tái),年銷售額為 元。根據(jù)發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升 級(jí)的歷程和工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì),到 2015 年中國機(jī)器人市場的容量約達(dá)十幾萬臺(tái) 套。 我國近幾年機(jī)器人自動(dòng)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(dòng)化水平的不斷提高,機(jī)器人自動(dòng)化 線的市場也會(huì)越來越大 , 并且逐漸成為 自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要方式 。 我國機(jī)器人自動(dòng)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(jìn)制造裝備轉(zhuǎn)型的時(shí)期 , 這就給機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線研究開 發(fā)者帶來巨大商機(jī) 。 據(jù)預(yù)測(cè) , 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(dòng)化線就達(dá) 300 多條 ,產(chǎn)值約為 60 多億元人民幣 。 預(yù)計(jì)在 2005 年左右需求此類自動(dòng)化生產(chǎn)線達(dá)到 600 條 。 據(jù)初步測(cè)算 ,“ 十一五 ” 期 間汽車制造業(yè)的需求市 場容量將達(dá)到 800 多億元人民幣。我國現(xiàn)有主要生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人廠家其生產(chǎn)規(guī)模較小, 這與當(dāng)前市 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 5 場需求有較大差距。 生產(chǎn)規(guī) 模達(dá)到大批量生產(chǎn)能力,才能提高機(jī)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(jī)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(jī)型,如大負(fù)載、高精度 、 蛇形的 、 無人飛行器以及家用 、 病人護(hù)理 、 盲人引導(dǎo)犬等 。 目前正在逐步建立上海 、 沈陽 、 北京機(jī)器人及其自動(dòng)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(shí)產(chǎn)權(quán) 的機(jī)器人及其自動(dòng)化生產(chǎn)線產(chǎn)品 。 進(jìn)一步加強(qiáng)與外企合作 , 引入先進(jìn)技術(shù)及資金使我國 成為國際生產(chǎn)機(jī)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(dòng)機(jī)器人 的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是依靠 設(shè)計(jì)過程中,了解 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)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(jì)目標(biāo)是 設(shè)計(jì) 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人 。 利用人體操作實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制,采用四桿機(jī)構(gòu)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ) , 通過 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn) 滾動(dòng)功能 。 其研究內(nèi)容包括: ( 1)功能分析與方案設(shè)計(jì); ( 2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維造型; ( 3)運(yùn)動(dòng)仿真; ( 4)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 機(jī)器人的 計(jì) 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(diǎn)、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(jí)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(shí)體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具;能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 6 準(zhǔn)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(yùn)用各種建立基準(zhǔn)點(diǎn)的方法;靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)軸方法;靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)面的方法;靈活運(yùn)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(yùn)用拉伸特征的概念與建立方法;靈活運(yùn)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(yùn)用放樣特征的概念與建立方法;通過實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征,靈活運(yùn)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(shí)體。 程圖設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用用戶自定義工程圖格式文件的方法;靈活運(yùn)用建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖,剖視圖,斷面圖,局部圖,輔助視圖等方法;靈活運(yùn)用各種注釋的方法。 配設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用自底向上的裝配方法;靈活運(yùn)用生成裝配體爆炸圖的方法;靈活運(yùn)用 活運(yùn)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(jì)子裝配體;靈活運(yùn)用干涉檢查;靈活運(yùn)用自上向下的裝配方法;靈活運(yùn)用在裝配模型工程圖中添加零件序號(hào);靈活運(yùn)用生成裝配體材料明細(xì)表的方法。 2 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)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(jìn)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源,驅(qū)使曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),然后曲柄連桿機(jī)構(gòu)開始運(yùn)動(dòng),使得我的機(jī)器人的步行功效得以實(shí)現(xiàn),其具體 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 7 方案結(jié)構(gòu)圖如下: 型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的工作原理 該大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源,驅(qū)使曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),然后曲柄連桿機(jī)構(gòu)開始運(yùn)動(dòng),使機(jī)器人按照不同的步態(tài)實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)功能。其具體步態(tài)規(guī)劃圖如下圖所示: 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 8 3 機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 服電機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)大型四邊 形滾動(dòng)機(jī)器人的總 重量 130他重量 70G,我們?nèi)】傊亓繛?200動(dòng)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(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)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(jī) ? 0 0 / m i 0 0 5電 機(jī) ? ? ? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)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(dòng)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(jī)型號(hào)為 160電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。依據(jù)電動(dòng)機(jī)參數(shù)和特性曲線可得: 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 10 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表,我們選用電機(jī)型號(hào)為160機(jī)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(dòng)機(jī)的效果圖: 外形尺寸 130機(jī)輸出軸徑為 25 動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸作為機(jī)器的一個(gè)關(guān)鍵組成部分,其為各類傳動(dòng)部件的安裝,傳動(dòng)的扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圍繞軸進(jìn)行,而且經(jīng)過軸承和機(jī)架連接。為了滿足定位軸上的緊固件和 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)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(jì)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(gè)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?yàn)橛糜谡駝?dòng)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(dòng)軸。因?yàn)榇_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(jì)算軸體的直徑了。軸體的研究需要憑借扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來調(diào)整彎曲的強(qiáng)度,因?yàn)榭捎米鬏S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(qiáng)度以及別的機(jī)構(gòu)機(jī)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(fèi)較少,用研究計(jì)算所得的數(shù)據(jù)以確定軸體的用料,故采取 45號(hào)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(jì)算軸的直徑 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估計(jì)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(jì)公式得慮鍵槽等要素對(duì)軸的影響,軸的直徑應(yīng)增加以彌補(bǔ)軸的鍵槽強(qiáng)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(dòng)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(diǎn)的軸承要選用一樣的標(biāo)準(zhǔn),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(shí)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(jì)計(jì)算 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個(gè)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(dá)到或超過規(guī)定壽命的概率)、 靜載荷、動(dòng)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(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 12 性大于球軸承)、軸向游動(dòng)、安裝和拆卸。因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)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(duì)中性差的問題,所以選用調(diào)心滾子軸承,因?yàn)檎{(diào)心磙子軸承主要承受徑向載荷,也可同時(shí)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(dòng)軸承座 (7813選用 4 主要零部件的強(qiáng)度校核 動(dòng)軸強(qiáng)度的校核 軸的強(qiáng)度計(jì)算一般可分為三種: 1)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算; 2)按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算; 3)精確強(qiáng)度校核計(jì)算。 當(dāng)軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點(diǎn)及載荷種類均已確定,支撐反力及彎矩可求得時(shí),可按照彎曲或者彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮,如本設(shè)計(jì)中的帶傳動(dòng)對(duì)軸的力,其作用點(diǎn)取在輪緣寬度的中點(diǎn)。計(jì)算時(shí),通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的雙支點(diǎn)梁,一般軸的支點(diǎn)近似取為軸承寬度中點(diǎn)。由于本設(shè)計(jì)所用軸主要是受彎曲強(qiáng)度,很少的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度,是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì),應(yīng)校核軸的彎曲強(qiáng)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(duì)軸的力,中間是軸承座的兩個(gè)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(duì)軸產(chǎn)生作用力時(shí),僅是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在這里,假設(shè)圓錐篩為實(shí)心, 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 13 對(duì)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(qiáng)度初步設(shè)計(jì)的,所以要校核軸的彎曲強(qiáng)度,軸的強(qiáng)度校核也就是找出危險(xiǎn)截面,看危險(xiǎn)截面是否滿足軸徑條件,如果危險(xiǎn)截面滿 足,那么別的軸徑肯定滿足;根據(jù)軸的實(shí)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(jì)算危險(xiǎn)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(jì)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(diǎn)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(duì)于不變的轉(zhuǎn)矩,取 11[]= [] ??? ;對(duì)于脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩, 取10[][] ???;對(duì)于對(duì)稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取 1?? 。 1[]b?? 是材料在對(duì)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(dòng)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(jì)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(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 14 '310 ]?? 軸的受力,軸左端是錐篩對(duì)軸的力也就是錐篩的重力,右端是帶輪對(duì)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(shí)可得: ? ? ?????? ????? R 解得: 由 21 ?? 得: 可得軸的彎矩圖則如下: 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)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(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 16 可知軸承的危險(xiǎn)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(qiáng)度足夠,其它截面也是足夠安全的。 承強(qiáng)度的校核計(jì)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(hào)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(shí),一年工作 300天,所以軸承的基本額定動(dòng)載荷可按一下公式進(jìn)行計(jì)算: C= 0h m d f f 其中: C— 基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值, N; P— 當(dāng)量動(dòng)載荷,按式 F 計(jì)算, 軸承所受徑向載荷, 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 17 軸向動(dòng)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(shí) 矩較大時(shí) 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(dòng)載荷 ; 由表查得 等沖擊) ,; 因?yàn)檩S向載荷 0,即 / e? ,所以當(dāng)量動(dòng)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(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 18 結(jié)論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì),使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟,不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí),而 且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示,在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì),會(huì)遇到不清楚的作業(yè),老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo),確保設(shè)計(jì)進(jìn)度,本文所設(shè)計(jì)的是大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)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(shí)的重要性,從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易,需要不斷鉆研,不斷進(jìn)取才可能做的好,總之,本設(shè)計(jì)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(jì)文檔后加 費(fèi)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(dòng),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?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo),才讓我學(xué)到了很多知識(shí)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(duì)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(shí),同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么,不再是過去的那個(gè)愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格,認(rèn)真負(fù)責(zé),無私奉獻(xiàn),寬容豁達(dá)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(jì)計(jì)算,查找各類大 型四邊形滾動(dòng)機(jī)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?yàn)槲沂窃趺聪氲?,這是我付出的汗水獲得的成果,是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活,不僅豐富了我的知識(shí),而且鍛煉了我的個(gè)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(shí),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(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 20 參考文獻(xiàn) [1] 張華 機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) 北京:科學(xué)出版社, 2] 李念 大 型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人概述 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 3] 張棟 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 4] 姜繼海,宋錦春,高常識(shí) . 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人工作原理 5] 張春林,曲繼方,張美麟 機(jī)械工業(yè)出版社, 6] 錢平 . 加工專機(jī)應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社, 7] 張遼遠(yuǎn) . 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 機(jī)械工業(yè)出版社, 8] 基恩士傳感器選擇手冊(cè) 2010版本 [9] 黃長藝 ,嚴(yán)普強(qiáng) 機(jī)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(yuǎn) . 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社, 15] 章宏甲,黃誼,王積偉 . 大型四邊形滾動(dòng)機(jī)器人的逆向設(shè)計(jì) 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(dòng)機(jī)器人的創(chuàng)新 . 高等教育出版社, 18] 孫靖民 機(jī)械工業(yè)出版社, 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)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(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 22 附錄 一 is or to It detai- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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