電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人設(shè)計-X方向運動系統(tǒng)設(shè)計含SW三維及10張CAD圖,電梯,平衡,補償,盤繞,機(jī)器人,設(shè)計,方向,運動,系統(tǒng),sw,三維,10,cad 電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人設(shè)計-X方向運動系統(tǒng)設(shè)計 摘要：隨著世界經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，城市建設(shè)的不斷完善和人口的增多，城市中建筑的高度越來越高。作為建筑中的核心代步工具——電梯，將會普及到每一個建筑之中。同樣的，作為電梯組成成分中最重要的一個部分——電梯平衡補償鏈的市場需求將會越來越大。但目前我國生產(chǎn)電梯平衡補償鏈的企業(yè)還處于人力階段，依靠大量的人力來完成補償鏈的堆疊。效率低，成本高，人力浪費嚴(yán)重。 本論文從補償鏈的堆疊方式，設(shè)備的占地面積，流水線的一體化等方面，經(jīng)過實地考察，研究出一套可以自行運行的電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人，使用少量人力即可完成從補償鏈生產(chǎn)到堆疊到成型的全部成產(chǎn)過程，極大的節(jié)省了補償鏈生產(chǎn)上的人力成本和時間成本。本次設(shè)計的是盤繞機(jī)器人X向運動系統(tǒng)部分，作為盤繞機(jī)器人行程最長的方向，需要具有穩(wěn)定的運行速度和準(zhǔn)確的運行精度，還要具有提升機(jī)器人整體的效率的作用。本論文對未來電梯平衡補償鏈的生產(chǎn)方式有一定的參考價值。 關(guān)鍵詞：電梯；電梯平衡補償鏈；盤繞機(jī)器人；X向運動系統(tǒng) Elevator Balanced Compensation Chain Coiled Robot Design-X-direction Motion System Design Abstract：With the rapid development of world economic modernization, the continuous improvement of urban construction and the increase of population, the height of buildings in cities is getting higher and higher. Elevator, as the core means of transport in buildings, will be widely used in every building. Similarly, as the most important part of elevator components, the market demand of elevator balance compensation chain will be increasing. But at present, the enterprises producing elevator balance compensation chain in China are still in the stage of manpower, relying on a large number of manpower to complete the stacking of compensation chains. Low efficiency, high cost and serious manpower waste. In this paper, from the aspects of the stacking mode of the compensation chain, the floor space of the equipment, and the integration of the assembly line, after field investigation, a set of elevator balancing compensation chain coiling robots that can operate on their own is developed, and a small amount of manpower can be used to complete the compensation chain. The entire production process from production to stacking and molding saves labor costs and time costs on compensation chain production. The part of the X-direction motion system of the coiling robot is designed. As the longest direction of the coiling robot, it needs to have a stable running speed and accurate running accuracy, and has the effect of improving the overall efficiency of the robot. This paper has certain reference value for the production method of the elevator balance compensation chain in the future. Key Words: elevator, elevator balance compensation chain, coiling robot，X-direction motion system 目 錄 摘要 I Abstract. I 目 錄 I 1 緒論 1 1.1 電梯平衡補償鏈簡介 1 1.2 研究背景 1 1.3 研究目的和意義 1 1.4 課題的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 1 1.5 設(shè)計目標(biāo) 1 1.6 課題欲解決的問題 1 1.7 應(yīng)用價值 1 2 設(shè)計方案的確定 1 2.1 電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人設(shè)計方案 1 2.2 方案的原理 1 2.3 方案的特點 1 2.4 方案的選擇依據(jù) 1 2.5 任務(wù)書要求 1 2.6 設(shè)計步驟 1 3 選型與計算 1 3.1 X方向電機(jī)選型 1 3.1.1 電機(jī)類型簡介及選擇 1 3.1.2 伺服電機(jī)選型計算 1 3.2 X方向減速機(jī)選型 1 3.3 X方向齒輪齒條與路軌選型 1 4 盤繞機(jī)器人X向運行裝置零部件設(shè)計 1 4.1 X向小車系統(tǒng)設(shè)計 1 4.2 車架設(shè)計 1 4.3 滾輪軸系統(tǒng)設(shè)計 1 4.3.1 滾軸承端蓋設(shè)計 1 4.3.2 滾輪軸設(shè)計 1 4.3.3 滾輪軸套設(shè)計 1 4.4 電機(jī)安裝系統(tǒng)設(shè)計 1 4.4.1 電機(jī)調(diào)節(jié)底座設(shè)計 1 4.4.2 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座設(shè)計 1 4.4.3 電機(jī)安裝座設(shè)計 1 4.4.4 電機(jī)座設(shè)計 1 4.4.5 電機(jī)支座——銷設(shè)計 1 4.4.6 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘設(shè)計 1 4.4.7 電機(jī)支座——螺釘座設(shè)計 1 4.4.8 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷設(shè)計 1 設(shè)計小結(jié) 1 參 考 文 獻(xiàn) 1 致 謝 1 V 1 緒論 1.1 電梯平衡補償鏈簡介 在電梯運行過程當(dāng)中，轎廂側(cè)和對重側(cè)的鋼絲繩的長度在不斷轉(zhuǎn)變，從而引發(fā)曳引輪雙側(cè)鋼絲繩重量的轉(zhuǎn)變。當(dāng)轎廂位于最低層站時，鋼絲繩的重量集中于轎廂側(cè)；當(dāng)轎廂位于最高層站時，鋼絲繩的重量集中于對重側(cè)。由于電梯的不斷運行，這種電梯重量不平衡現(xiàn)象會隨著電梯的高度而急速升高，使電梯的平穩(wěn)性下降，產(chǎn)生震動，影響使用體驗。因此，當(dāng)電梯運行達(dá)到一定高度時，必須通過電梯平衡補償鏈來補償重量小的一側(cè)，同時補償鏈的長度要適中，過短會拖曳護(hù)欄，過長則會刮碰對重隔障護(hù)欄發(fā)出碰撞聲[1]，因此使用適中長度的補償鏈作用于電梯兩側(cè)，使電梯兩側(cè)的重量趨于一直，以此來提升電梯運行的平穩(wěn)性。 1.2 研究背景 隨著世界經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，城市建設(shè)的不斷完善和人口的增多，城市的各種建筑已經(jīng)從橫向發(fā)展演變成縱向發(fā)展，建筑的高度越來越高，以提高建筑的有效使用高度來緩解建筑自身的占地面積問題，從而節(jié)約地皮成本。而中國作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，世界上人口最多的國家，隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，城市化將會進(jìn)一步提高，作為建筑中的核心代步工具——電梯，將會遍及到每個建筑物當(dāng)中。 現(xiàn)代的電梯是以電機(jī)驅(qū)動的垂直升降機(jī)，裝有箱狀的吊艙，一般用于在建筑中運載人或貨物。電梯通常分為兩種，即曳引式電梯與液壓式電梯，電梯的轎廂和對重通過曳引繩連接，并纏繞在導(dǎo)向輪和曳引輪上[2]，曳引電動機(jī)經(jīng)由減速器帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，依托曳引繩與曳引輪之間摩擦產(chǎn)生的牽引力，帶動轎廂完成和對重間的起落運動，達(dá)到運輸目的。 目前國內(nèi)普遍使用的是曳引式電梯。如圖1-1所示，曳引式電梯一般由以下幾個基本的組成部件：1曳引鋼絲繩、2對重、3補償鏈、4轎廂、5隨行電纜。 1—曳引鋼絲繩 2—對重 3—補償鏈 4—轎廂 5—隨行電纜 圖1-1 電梯組成部件示意圖 現(xiàn)代電梯中，重量平衡系統(tǒng)是維持電梯平穩(wěn)運行的關(guān)鍵部位，該系統(tǒng)的主要功能是平衡轎廂與對重之間的重量,使電梯的轎廂與對重間的重量差保持在限定范圍之內(nèi),保證電梯曳引傳動的正常。該系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。 經(jīng)分析，今后電梯將成為使用率極高的工具，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。目前電梯技術(shù)已經(jīng)成熟，而電梯平衡補償鏈的生產(chǎn)車間中的堆疊依然處于半智能化階段，市面上存在的自動堆疊機(jī)器目前還沒有理想的功能。 1.3 研究目的和意義 由于目前的電梯平衡補償鏈的生產(chǎn)車間中使用的依舊是半智能化或純?nèi)斯さ纳a(chǎn)線，每個補償鏈在鍍皮時由于高溫而處于柔軟狀態(tài)，此時需及時的對補償鏈進(jìn)行堆疊，防止補償鏈隨著溫度的降低變硬而扭曲不直，影響使用效果，并且由于在堆疊時的堆疊路徑存在圓周部分，堆疊時會對補償鏈?zhǔn)┘右欢ǖ呐ぞ?，?dāng)扭矩達(dá)到一定程度時，補償鏈會產(chǎn)生嚴(yán)重偏離預(yù)定堆疊路線的現(xiàn)象，這時就需要進(jìn)行人工的糾正，堆疊效果不理想，如圖1-2所示。 圖1-2 人工堆疊狀況圖 并且補償鏈在堆疊時，會進(jìn)行高度的提升，這時如果補償鏈在其中一層的堆疊存在誤差，在后續(xù)堆疊時將會倒塌。 本課題中所研制的盤繞機(jī)器人尚屬國內(nèi)首部專用盤繞裝備，通過研究電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人在X方向的運動，使盤繞機(jī)器人在X向的運動精度達(dá)到理想精度，使補償鏈的堆疊效果趨于理想狀態(tài)，如圖1-3。并使補償鏈的生產(chǎn)線從純?nèi)斯るA段過渡到自動化階段，降低人力成本，使我國具有自主設(shè)計的電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人，填補國內(nèi)空白。 （a）第一層鏈堆的尺寸要求；（b）鏈堆的第一層；（c）為逐層堆放的幾何關(guān)系； （d）完整鏈堆 圖1-3 理想堆疊狀況圖 1.4 課題的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 行業(yè)數(shù)據(jù)表明，2014年上半年我國電梯產(chǎn)量增長超過10%，同時全年的產(chǎn)銷量增長速度維持在10%左右，增長速度相比上一年有所平緩。但全年電梯生產(chǎn)總量將突破70萬，全國電梯將達(dá)到350萬臺以上。我國已經(jīng)成為全世界最大的電梯生產(chǎn)和消費市場，世界上主要的電梯品牌企業(yè)均在我國建立獨資或合資企業(yè)，是電梯領(lǐng)域的世界工廠和制造中心。全世界70%的電梯在中國制造，60%至65%的電梯出售在中國市場。 但是現(xiàn)階段，國內(nèi)外的電梯平衡補償鏈主要是采用人工盤繞的方式，堆疊時使用的是平面堆疊，由于人工盤繞時是以工人按照地面劃定的路線用步行的方式帶動鏈條盤放，鏈條的擺放無法達(dá)到平直狀態(tài)，而是彎曲的曲線，在冷卻后過于彎曲影響使用效果。而通過在路軌上安裝齒條，盤繞機(jī)器人則可以根據(jù)直線路軌的路徑，利用齒輪齒條嚙合帶動小車沿直線路軌做標(biāo)準(zhǔn)的直線運動[3]，使補償鏈嚴(yán)格按照直線路軌的路徑進(jìn)行堆放，從而得到筆直的補償鏈，提升補償鏈的質(zhì)量。 目前的發(fā)展趨勢則是提高裝置的運行精度，防止鏈條滑落；降低直線路軌的直線度誤差與兩路軌之間的平行度誤差，提高小車運行的平穩(wěn)性；對齒輪齒條采用最優(yōu)的設(shè)計參數(shù)，以提高齒輪齒條的齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度[4]，提高齒輪齒條機(jī)構(gòu)的耐沖擊性；提高齒輪齒條嚙合系統(tǒng)的安裝精度，避免齒輪的錯位影響使用壽命[5]；采用開式齒輪的潤滑方式[6]，降低磨損[7]。 本課題是在盤繞機(jī)器人的X向運行中采用含有齒條的路軌軌道形式，通過X向小車底部的齒輪帶動小車沿直線路軌運行。 1.5 設(shè)計目標(biāo) 設(shè)計出傳動精度高，運行平穩(wěn)，安裝精度高，使用壽命長，高直線度、高平行度的直線路軌和通過齒輪齒條傳動運行的小車，來完成盤繞機(jī)器人X方向的精準(zhǔn)運行。 1.6 課題欲解決的問題 使用最優(yōu)的齒輪齒條傳動系統(tǒng)和高平行度的雙直線路軌[8]，使盤繞機(jī)器人在堆疊時可以嚴(yán)格按照直線運行，得到高質(zhì)量電梯平衡補償鏈，替代工人繁瑣的工序，增加企業(yè)的效率。 1.7 應(yīng)用價值 通過直線路軌的限制作用，使補償鏈在X方向沿直線堆疊，使平衡鏈的堆疊更筆直，消除堆疊過程中的人為糾正過程，減少整體的運行成本，提高生產(chǎn)效率，應(yīng)用更廣泛，降低工作人員的操作難度，縮短生產(chǎn)周期，提高企業(yè)利潤。通過文獻(xiàn)查閱和專利查詢可知，目前國內(nèi)電梯平衡補償鏈都是使用人工堆疊，本課題設(shè)計的高精度電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人無需人工校準(zhǔn)盤繞，避免了高溫PVC等復(fù)合材料所釋放的有害氣體對工人健康的損害，保護(hù)了職業(yè)健康。提高了盤繞精度，保證了自然冷卻定型后的補償鏈產(chǎn)品具有良好的平直性品質(zhì)，提高了高速電梯運行的平穩(wěn)性、舒適性和安全性；大大提高了產(chǎn)生效率，為電梯及電梯配件產(chǎn)業(yè)集群的技術(shù)進(jìn)步和核心競爭力的提升提供了良好的技術(shù)支撐，具有良好的經(jīng)濟(jì)和應(yīng)用前景。 2 設(shè)計方案的確定 2.1 電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人設(shè)計方案 電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人設(shè)計圖如圖2-1所示 1-機(jī)架，2-補償鏈，3-支撐輪，4-托輥，5-X向路軌，6-X向小車，7-Y向橫梁，8-Y向路軌， 9-Y向小車，10-摩擦輪系統(tǒng)，11-變層系統(tǒng)，12-機(jī)械指系統(tǒng)。 圖2-1 電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人總圖 電梯平衡補償鏈盤繞機(jī)器人是用于及時盤繞剛剛加工好的電梯平衡補償鏈，趁補償鏈未冷卻變硬時，將補償鏈按規(guī)定路線堆疊。機(jī)器人分為若干部分，本次設(shè)計部分為X向運動系統(tǒng)設(shè)計，主要由X向小車和X向路軌組成，作用為帶動架在X向小車頂部的Y向運動系統(tǒng)進(jìn)行X向的移動，從而帶動補償鏈沿X向移動。 2.2 方案的原理 X向運行系統(tǒng)發(fā)大圖如圖2-2所示 1-X向路軌，2-X向小車，3-Y向橫梁 圖2-2 X向運行系統(tǒng) 原理：X向運行系統(tǒng)主要由圖2-2中的1-X向路軌和2-X向小車組成。小車頂部搭載3-Y向橫梁，用于放置Y向運行系統(tǒng)。當(dāng)已知補償鏈的堆疊路徑時，只需伺服系統(tǒng)中設(shè)置好預(yù)定路線，然后啟動伺服電機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)過減速機(jī)后將低轉(zhuǎn)速傳遞給小車內(nèi)的齒輪，齒輪通過和圖2-2中1位置路軌上的齒條嚙合來帶動2位置的X向小車，使小車沿著X向路軌進(jìn)行移動。 X向小車通過伺服電機(jī)驅(qū)動，改變伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速則可以改變齒輪的轉(zhuǎn)速，來控制X向小車的運行速度，根據(jù)補償鏈的擠出速度確定X向小車的運行速度后，在通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到補償鏈的擠出速度與堆疊速度一致的情況。而齒輪齒條的傳動可以精確地執(zhí)行直線運動，不會發(fā)生定位不準(zhǔn)確，行程不足等問題。 2.3 方案的特點 特點：齒輪齒條嚙合精度高，便于制造。齒條與路軌便于安裝，機(jī)構(gòu)簡單?？梢詫崿F(xiàn)往復(fù)的直線運動，運行速度快，壽命長[9]。 2.4 方案的選擇依據(jù) 選擇依據(jù)：齒輪齒條的高精度嚙合便于控制盤繞速度，直線路軌可以實現(xiàn)X向小車的往復(fù)直線運動。 2.5 任務(wù)書要求 （1）電梯平衡繩的規(guī)格和生產(chǎn)參數(shù)： 表2-1 平衡鏈規(guī)格 平衡鏈規(guī)格 擠出產(chǎn)品時速 外徑 每米質(zhì)量 擠出長度 總質(zhì)量 極限 代號 （米/時） (mm) (kg/m) （萬米） （噸） 最小 WFBS6 400 24 0.89 1 8.9 最大 WFBS16 100 56 5.95 0.2 1.2 （2）堆鏈設(shè)備總高≦5m。 （3）堆鏈軌跡如圖所示，其中堆鏈高H=0.8m、外圈最大直徑D≦2.5m、內(nèi)圈最小半徑R=0.25m （4）平板小車長8m、寬2.5m、高0.4m。 堆疊形式及平板小車如圖2-3所示 圖2-3 平板小車 2.6 設(shè)計步驟 1. 分析齒輪齒條的使用情況，確定模數(shù)等參數(shù) 2. 通過齒條寬度確定直線路軌高度，并根據(jù)堆放鏈條的平板小車大小確定直線路軌長度，擬定路軌厚度和兩直線路軌間距[10]。 3. 將齒條固定在路軌上，設(shè)計出相應(yīng)直線路軌 4. 根據(jù)路軌厚度和兩路軌間距，設(shè)計出相應(yīng)X向小車 5. 繪制各零件草圖 6. 繪制裝配圖 3 選型與計算 3.1 X方向電機(jī)選型 3.1.1 電機(jī)類型簡介及選擇 目前的控制電動機(jī)分為步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)是通過脈沖信號進(jìn)行運動，每收到一個脈沖信號，電機(jī)自身的轉(zhuǎn)子則轉(zhuǎn)過一個固定的角度，即“步距角”，所以可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制電機(jī)所驅(qū)動運動元件的位置。同時可以變更脈沖的頻率來轉(zhuǎn)變速度以及加速度。由于步進(jìn)電機(jī)只負(fù)責(zé)接收脈沖信號，并沒有反饋進(jìn)程，所以步進(jìn)電機(jī)是處于開環(huán)狀態(tài)運行的。 伺服電機(jī)是通過接收伺服系統(tǒng)發(fā)出的電信號，轉(zhuǎn)換成電機(jī)的角位移。同時伺服電機(jī)內(nèi)部自帶編碼器，每次接收電信號并轉(zhuǎn)動一定角度之后，電機(jī)內(nèi)部的編碼器都會反饋給驅(qū)動器一個信號，驅(qū)動器通過反饋的信號與目標(biāo)值進(jìn)行比較，來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)角。由于存在反饋系統(tǒng)，所以伺服電機(jī)屬于閉環(huán)控制。 與不進(jìn)電機(jī)相比，伺服電機(jī)有以下優(yōu)點：1.步進(jìn)電機(jī)為開環(huán)控制，啟動頻率過高會丟步，負(fù)載過大又會堵轉(zhuǎn)，高轉(zhuǎn)速急停時會過沖。而伺服電機(jī)通過閉環(huán)控制則可以避免。2.低速運行時步進(jìn)電機(jī)易發(fā)生低頻震動現(xiàn)象，而伺服電機(jī)的運行則十分平穩(wěn)。3.步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會隨著轉(zhuǎn)速升高下降，伺服電機(jī)屬于恒力矩運行。4.伺服電機(jī)具備過載能力而步進(jìn)電機(jī)則不具備。5.伺服電機(jī)的啟動通常只需幾毫秒，步進(jìn)電機(jī)則需要上百毫秒。 綜上所述，在電機(jī)選擇上伺服電機(jī)更有優(yōu)勢。 3.1.2 伺服電機(jī)選型計算 由任務(wù)書要求可知，補償鏈的生產(chǎn)規(guī)格，當(dāng)生產(chǎn)最小尺寸的WFBS6系列電梯平衡補償鏈時，擠出速度為400m/h，補償鏈密度0.89kg/m。同時各部件重量如表3-1所示， 表3-1 盤繞機(jī)器人各部分的重量 序號 名稱 數(shù)量 單重 總重g kg Z向系統(tǒng) 合計： 286.8117668 天輪系統(tǒng) 合計： 884.1824501 Y向行走系統(tǒng) 合計： 985.4211957 X向行走系統(tǒng) 橫梁主支架焊件1（X向小車內(nèi)面板） 2 54248.231 108496.4616 108.4964616 橫梁主支架焊件2（X向小車上立面板） 2 11232.000 22464 22.464 橫梁主支架焊件3（X向小車上平面板） 2 7020.000 14040 14.04 橫梁主支架焊件4（X向小車立面底塊） 2 23767.911 47535.8216 47.5358216 橫梁主支架焊件5（X向小車下立面板） 2 8125.234 16250.4684 16.2504684 橫梁主支架焊件6（X向小車平面底塊） 2 4090.047 8180.0948 8.1800948 橫梁主支架焊件7（X向小車外面板） 2 54561.8173 109123.6346 109.1236346 橫梁主支架焊件8 2 1148.6448 2297.2896 2.2972896 橫梁主支架焊件9（X向小車頂面板） 2 13841.5938 27683.1876 27.6831876 橫梁主支架焊件10（外面板與減速器安裝座連接塊） 2 3054.9134 6109.8268 6.1098268 減速機(jī)安裝座 2 13148.1609 26296.3218 26.2963218 滾輪中心軸（車輪軸） 4 3862.9835 15451.934 15.451934 軸承6210（車輪軸承） 8 683.314 5466.512 5.466512 滾輪（車輪） 4 6484.1048 25936.4192 25.9364192 滾輪中心軸端蓋1 （軸承內(nèi)圈端蓋） 2 105.3078 210.6156 0.2106156 滾輪中心軸端蓋2（軸承外端蓋） 2 291.7558 583.5116 0.5835116 標(biāo)準(zhǔn)件M8螺栓（端蓋螺釘） 12 2.3252 27.9024 0.0279024 滾輪中心軸蓋板 4 87.2051 348.8204 0.3488204 滾輪中心軸上軸套 4 39.3985 157.594 0.157594 軸承隔離套筒 4 221.9565 887.826 0.887826 X向行走傳動齒輪 2 2684.9857 5369.9714 5.3699714 行走電機(jī)軸軸承擋圈 2 315.6208 631.2416 0.6312416 標(biāo)準(zhǔn)件-軸承2206（側(cè)輪） 4 358.4507 1433.8028 1.4338028 電動機(jī)減速器 2 X向合計： 444.9832578 X向電機(jī)承擔(dān)質(zhì)量總計 2601.39867 通過功率計算公式 P=Fv……………………………………（3.1） 式中：P——功率，單位W， F——拉力，單位N， v——速度，單位m/s P=2601.39kg÷2×10N/kg×400m/h×1/3600h/s P=1445.2W 因為Y向電機(jī)的位置有時靠近X向電機(jī)1號，有時靠近X向電機(jī)2號，所以2個X向電機(jī)并不是均勻承擔(dān)重量。因此取極限情況，全部質(zhì)量均由單個單機(jī)承擔(dān)，此時的功率 P=1445.2W×2=2890.4W 加之預(yù)算摩擦力影響， 通過功率P額≥P，取P額=3.5kW。 選擇三菱品牌的交流伺服電機(jī)，根據(jù)使用情況選擇中慣性，中容量的HG-SR系列，根據(jù)額定功率3.5kW，實際選擇型號為HG-SR353J型號的伺服電機(jī)。 HG-SR353J型號說明：額定功率：3.5kW 額定轉(zhuǎn)速：3000r/min 符號J：可附帶減速機(jī) HG-SR353J伺服電機(jī)實物圖如圖3-1所示， 圖3-1 HG-SR353J伺服電機(jī)實物圖 3.2 X方向減速機(jī)選型 減速機(jī)是一種在封閉的殼體內(nèi)通過齒輪-齒輪，蝸桿或者兩者結(jié)合傳動的方式，通過改變嚙合齒輪之間的齒數(shù)比，來改變傳動比。減速機(jī)工作時，輸入軸上的小齒輪和輸出軸上的大齒輪相嚙合，來達(dá)到降低轉(zhuǎn)速的目的。一般用于電機(jī)和工作件之間，起到匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。 減速機(jī)按照傳動方式可分為齒輪減速機(jī)和蝸桿減速機(jī)。蝸桿減速機(jī)體積大，傳動精度不高，效率低；齒輪減速機(jī)壽命長，傳動精度高，傳動功率高，性能優(yōu)越。因此首先選擇通過齒輪傳動的齒輪減速機(jī)。 齒輪減速機(jī)又分為立式，臥式，圓柱齒輪減速機(jī)，行星齒輪減速機(jī)，錐齒輪減速機(jī)，斜齒輪減速機(jī)等，其中行星齒輪減速機(jī)具有精度高，質(zhì)量小，傳動比范圍大，運行平穩(wěn)，噪音低等優(yōu)點，適合在高精度的場合工作，因此首選行星齒輪減速機(jī)。 綜合考慮，因PLF系列精密行星齒輪減速機(jī)可以直接安裝到伺服電機(jī)上，所以采用PLF系列減速機(jī)，該系列減速機(jī)同時還具有體積小，高精度，高效率，多段減速比等優(yōu)點，符合使用條件。為使齒輪轉(zhuǎn)速不過快，使補償鏈平穩(wěn)堆疊，采用3級減速機(jī)，有效降低輸出轉(zhuǎn)速，同時選擇3級減速機(jī)里80的傳動比，大的傳動比可以在功率不變的情況下， 根據(jù)公式 P=Tω………………………………………（3.2） 式中：T——轉(zhuǎn)矩，單位N·m ω——轉(zhuǎn)速，單位rad/s 可知，轉(zhuǎn)速降低的同時，會提高輸出軸的轉(zhuǎn)矩，即齒輪的轉(zhuǎn)矩，使齒輪在低速狀態(tài)下有足夠的力去帶動補償鏈運動。 因此減速機(jī)的選型為PLF115-32減速機(jī)。實物圖如圖3-2所示 圖3-2 PLF115-32減速機(jī)實物圖 3.3 X方向齒輪齒條和路軌選型 齒輪齒條的傳動是將齒輪的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成沿齒條運行的直線運動，具有傳遞動力大，效率高，工作平穩(wěn)，壽命長等優(yōu)點。X向小車在X方向的運行上可以通過集成在直線路軌的齒條，來做標(biāo)準(zhǔn)的直線運動，此種傳動方式速度快，精度高，也是自動化領(lǐng)域廣泛使用的傳動方式。 關(guān)于齒輪齒條的設(shè)計，通過《機(jī)械設(shè)計》教材上的方式進(jìn)行，為防止齒輪加工過程中出現(xiàn)根切現(xiàn)象，影響齒輪壽命，設(shè)計時齒輪齒數(shù)Z≥17即可。 1.選定齒輪齒條類型，精度，材料，齒數(shù)。 1）采用直齒圓柱齒輪 2）低速情況下選6級精度（GB10095-88）。 3）材料選擇。齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)后表面淬火)，硬度為250-300HBS，齒條材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。 4）預(yù)選齒輪齒數(shù)Z1=25，齒條齒數(shù)Z2=∞。 2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計計算 由公式 d1t ≥2.323KtT1φd ?u+1u (ZEσH)2…………………………（3.3） (1) 確定公式各數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù)Kt =1.3。 2） 計算齒輪的轉(zhuǎn)矩。 …………………………（3.4） …………（3.5） 式中n1——齒輪轉(zhuǎn)速，單位r/min， P1——電動機(jī)額定功率，單位kW。 3) 查《機(jī)械設(shè)計手冊》得齒寬系數(shù)φd=0.5。 4）查《機(jī)械設(shè)計手冊》得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa12。 5）按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=600MPa;齒條的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2=550MPa。 6）取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1.7。 7）計算齒面接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 σH1=KHN1σHlim1S=1.7×600MPa=1020MPa………………（3.6） (2) 計算 1） 計算小齒輪分度圓直徑d1t。 ……（3.7） 2）計算圓周速度v。 ………………（3.8） 3）計算齒寬b。 ……………………（3.9） 4）計算齒寬與齒高之比bh 。 模數(shù) …………………………（3.10） 齒高 ……………………（3.11） 得 5）計算載荷系數(shù)。 根據(jù)v=0.124m/s,6級精度，查得動載荷系數(shù)KV=1; 齒輪為直齒輪，KHα=KFα=1; 查得使用系數(shù)KA=1.5; 用插值法查得6級精度、小齒輪為懸臂布置時KHβ=1.250。 由，KHβ=1.250查圖10-13得KFβ=1.185；故載荷系數(shù) K=KAKVKHαKHβ=1.5×1×1×1.250=1.875…………（3.12） 6）計算實際分度圓直徑，由式 …………………（3.13） 7）計算模數(shù)m。 …………………………（3.14） 3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 由公式 …………………………（3.15） 其中 （1） 確定公式內(nèi)數(shù)值 1） 查《機(jī)械設(shè)計手冊》得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE1=500MPa;齒條的彎曲強(qiáng)度極限σFE2=380MPa； 2） 取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=1.1，KFN2=1.2; 3） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得 σF1=KFN1σFE1S=1.1×5001.4=392.86MPa………………（3.16） σF2=KFN2σFE2S=1.2×3801.4=325.71MPa………………（3.17） 4）查得齒形系數(shù) YF1=2.65,YF2=2.06。 5）計算齒輪齒條的并加以比較。 因為,所以取。 （2） 計算 由于開式齒輪的模數(shù)m主要由彎曲疲勞強(qiáng)度決定，并將計算結(jié)果適當(dāng)放大，所以實際m取4mm。 根據(jù)公式 d1=mZ1=4×25=100mm 齒寬b就近圓整為整數(shù)40mm。 綜上所述，設(shè)計出的齒輪參數(shù)如下： 模數(shù)m=4mm，齒數(shù)Z1=25，分度圓直徑d=100mm，齒寬b=40mm。 表3-2 齒輪參數(shù) 名稱 符號 公式 結(jié)果 齒距 p p=πm 12.57mm 齒數(shù) Z 25 模數(shù) m 4mm 分度圓 d d=mz 100mm 齒頂圓 da da=d+2ha=m（Z+2） 108mm 齒根圓 df df=d-2hf=m（Z-2.5） 90mm 齒高 h h=ha+hf=2.25m 9mm 齒頂高 ha ha=ha*m=m 4mm 齒根高 hf hf=（ha*+c*）m=1.25m 5mm 齒厚 s s=p/2=πm/2 6.28mm 綜合考慮到齒輪齒寬和減速機(jī)伸出軸的長度，設(shè)計齒輪如圖3-3所示。 圖3-3 齒輪 齒條和齒輪嚙合，采用相同模數(shù)，m=4，齒條齒數(shù)通過路軌長度確定，齒條用螺釘連接在直線路軌外側(cè)，運行時齒輪在路軌外側(cè)嚙合，便于維修。 路軌按運動軌跡可分為直線路軌，圓周路軌。因為X向小車的運動軌跡為往復(fù)直線運動，所以選擇直線路軌。直線路軌又稱線軌，滑軌?？煞譃闈L輪直線路軌、圓柱直線路軌、滾珠直線路軌，用于引導(dǎo)部件運動。按摩擦性質(zhì)又可以分為滑動摩擦路軌和滾動摩擦路軌?；瑒幽Σ谅奋壏譃殪o壓路軌，動壓路軌，普通滑動路軌，其接觸面直接接觸，靠潤滑油潤滑，潤滑條件較為復(fù)雜，由于本路軌安裝位置過高不便于經(jīng)常人工涂抹潤滑油。滾動摩擦路軌接觸面的摩擦方式是滾動摩擦，其摩擦系數(shù)可降低至滑動摩擦的1/20~1/40，本次設(shè)計的小車底部滾輪軸套充當(dāng)滾動摩擦路軌的滾輪，在路軌上滾動運行?；瑒勇奋夁€具有低摩擦阻力，可長時間維持精度的優(yōu)點。 路軌圖如圖3-4所示 A） B） C） D） A）路軌部件圖，B）路軌安裝座，C）齒條，D）直線路軌 圖3-4 路軌部件圖 路軌整體采用“工”字形設(shè)計，路軌頂部平板與滾輪軸套接觸，起到引導(dǎo)X向小車運行方向的作用，安裝在X小車底部的滾輪軸套則起到“輪胎”的作用，通過滾輪軸套的滾動減小與路軌的摩擦，起到保護(hù)路軌，平穩(wěn)運行的作用。直線路軌中間部分安裝有齒條，齒條長度短于路軌長度，以防止小車運行時距離計算失誤，發(fā)生小車掉落的事故。直線路軌的長度根據(jù)電梯平衡補償鏈堆疊處平板小車的長度選擇，并適當(dāng)加長長度，防止堆疊補償鏈時長度不足無法按規(guī)定規(guī)格堆疊。 將齒條固定在路軌上后，如圖3-5所示 圖3-5 齒條與路軌關(guān)系圖 4 盤繞機(jī)器人X向運行裝置零部件設(shè)計 X向運動系統(tǒng)為2個帶著各自電機(jī)和減速機(jī)的小車，與固定在路軌上的齒條組成。兩條路軌通過首尾的兩根橫梁固定，橫梁和路軌的長度根據(jù)平板小車確定，并留有一定的安全長度。X向運行裝置總體裝配圖如圖4-1所示 1-支撐架墊高塊，2-電機(jī)減速機(jī)，3-齒條，4-路軌，5-X向小車 圖4-1 X向運動系統(tǒng)裝配圖 其中2個X向的小車分別安裝在左右兩側(cè)的兩個路軌上，路軌與齒條通過螺釘固定，小車頂部承載Y向運動系統(tǒng)，X向運動系統(tǒng)的電機(jī)在盤繞機(jī)器人中占據(jù)首要位置。 4.1 X向小車系統(tǒng)設(shè)計 X向小車系統(tǒng)設(shè)計如圖4-2所示 1—滾輪軸系統(tǒng)，2—電機(jī)座系統(tǒng)，3—電機(jī)減速機(jī) 4—車架，5—齒輪 圖4-2 X向小車系統(tǒng)圖 盤繞機(jī)器人X向運行是通過安放在X向路軌上的小車完成的，X向運動系統(tǒng)由2條直線路軌和2個X向小車組成，X向小車內(nèi)部安裝電機(jī)和減速機(jī)，安裝方式為立式安裝，齒輪則安裝在減速機(jī)的伸出軸端，減速機(jī)帶動齒輪和齒條傳動，使小車完成運動。考慮到安裝的便攜性與整體重量的控制，小車車架電機(jī)的位置采用開式設(shè)計，既便于電機(jī)和電機(jī)座等零件的安裝，又可以減輕總體的質(zhì)量。小車側(cè)面是封閉的連接方式，只留有一個供路軌通過的開口，主要是為了提高小車整體的剛性，讓小車的整體更加堅固可靠。 4.2 車架設(shè)計 車架圖如圖4-3所示 圖4-3 車架 車架由一塊大梯形鋼板，一塊小梯形鋼板和一塊不規(guī)則形狀鋼板組成，兩塊小鋼板通過鋼筋焊接在大鋼板上，焊接時保證鋼板之間處于平行狀態(tài)，兩塊小鋼板之間的空間負(fù)責(zé)安放電機(jī)和減速機(jī)。 車架整體不易過重，因此采用梯形設(shè)計，減去車架上部不必要的部分，減輕重量。車架頂部蓋板留有6個M16螺紋孔，負(fù)責(zé)與Y方向路軌連接。車架前后共開有4個φ8通孔，目的在于安放滾輪軸系統(tǒng)。 4.3滾輪軸系統(tǒng)設(shè)計 滾輪軸系統(tǒng)圖如圖4-4所示 a）滾輪軸系統(tǒng)二維圖 1—滾軸承端蓋，2—6306型號軸承，3—滾輪軸套 4—6007型號軸承，5—滾輪軸 b）滾輪軸系統(tǒng)三維圖 圖4-4 滾輪軸系統(tǒng) 滾輪軸系統(tǒng)是安放在車架上，負(fù)責(zé)和路軌配合運行的系統(tǒng)。安裝時，小車底部齒輪和直線路軌上的齒條嚙合，小車內(nèi)部的滾輪軸系統(tǒng)則架放在直線路軌上，起到支撐小車運行的作用。滾輪軸系統(tǒng)設(shè)計的主要目的是在保證低摩擦的情況下同時具有支撐車架以及安裝于X向小車頂部的Y向運行系統(tǒng)的作用。其內(nèi)部有一對稱安裝的深溝球軸承，此處安放的軸承不僅起到降低摩擦的作用，同時擁有固定滾輪軸系統(tǒng)的滾輪軸套的作用，使得滾輪軸套的位置始終處于滾輪軸系統(tǒng)的正中央。滾輪軸兩側(cè)的軸承也是深溝球軸承，此處軸承設(shè)計的目的首先在于連接滾輪軸系統(tǒng)與車架，其次是在X向小車運行時分擔(dān)滾輪軸系統(tǒng)內(nèi)部中心軸承的工作壓力，在小車運行時，內(nèi)部軸承首先開始轉(zhuǎn)動以配合系統(tǒng)的運作，之后安裝于滾輪軸系統(tǒng)兩端的輔助軸承開始轉(zhuǎn)動，起到降低中心軸承轉(zhuǎn)速的作用，通過安裝兩對軸承來降低軸承整體的平均轉(zhuǎn)速，以此提高滾輪軸系統(tǒng)的使用壽命。 4.3.1滾軸承端蓋設(shè)計 滾軸承端蓋如圖4-5所示 圖4-5 軸承端蓋 軸承端蓋材料為45鋼，表面發(fā)黑處理，軸承端蓋中心孔為φ72，通過6306號深溝球軸承與滾輪軸相配合，軸承端蓋大端一側(cè)圍繞φ100開有4×φ8.5均布的孔，并通過螺栓連接安裝在車架上。為方便擰緊螺母，并使螺母與邊緣留有一定距離，使軸承端蓋大端直徑為φ120。 4.3.2 滾輪軸設(shè)計 滾輪軸如圖4-6所示 圖4-6 滾輪軸 滾輪軸采用階梯軸設(shè)計，材料為45鋼。滾輪軸兩端φ30軸段安裝6306型號深溝球軸承，并通過軸承與滾軸承端蓋相配合。中間部分φ35軸段安裝6007型號深溝球軸承，并通過軸承與滾輪軸套相配合。軸的整體長度應(yīng)略小于車架寬度，以便于軸的安裝。 4.3.3 滾輪軸套設(shè)計 滾輪軸套如圖4-7所示 圖4-7 滾輪軸套 滾輪軸套材料為45鋼，內(nèi)部安放滾輪軸，并通過6007號深溝球軸承配合。軸套中部的孔徑略大于與之配合處的軸頸，若孔徑與軸頸差值過大，則安防軸承后，整體的剛度會很低。軸套兩端靠近邊緣處開有寬2.2mm的φ66.2mm溝槽，里面安裝擋圈，負(fù)責(zé)阻擋軸承軸向移動。滾輪軸套則安放在直線路軌之上，通過軸套外部凹陷處與直線路軌配合。凹陷處設(shè)計的目的在于當(dāng)小車運行時，防止因計算失誤或者外力的影響使小車偏離預(yù)計軌道，發(fā)生小車掉落的事故，提高安全性。而凹陷的深度則應(yīng)適當(dāng)，若滾輪軸套兩端突起太高，則會產(chǎn)生與之下方齒條碰撞的安全隱患。 4.4電機(jī)安裝系統(tǒng)設(shè)計 電機(jī)安裝圖如圖4-7所示， 1—電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座，2—電機(jī)安裝座，3—電機(jī)支座——銷， 4—電機(jī)調(diào)節(jié)底座，5—電機(jī)，6—減速機(jī)，7—電機(jī)座， 8—電機(jī)支座——螺釘座，9—電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘，10—齒輪 圖4-8 電機(jī)安裝圖 電機(jī)安裝系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)承載電機(jī)，起到連接電機(jī)和其他部件的作用。作為一個中轉(zhuǎn)站，首先要具有一定的剛度和安裝以及拆解的便攜性，還要具有良好的互換性，盡量做到維修方便，零部件替換性好。電機(jī)安裝系統(tǒng)整體安裝在X向小車內(nèi)部，通過螺栓將電機(jī)以及減速機(jī)固定在電機(jī)座上，連接方便可靠，電機(jī)安裝系統(tǒng)左側(cè)有調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)電機(jī)的橫向位置，右側(cè)也具有調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)電機(jī)的前后位置，使得電機(jī)帶動的齒輪可以和齒條良好的嚙合，保證中心距，運行平穩(wěn)。 4.4.1 電機(jī)調(diào)節(jié)底座設(shè)計 電機(jī)調(diào)節(jié)底座如圖4-9所示 圖4-9 電機(jī)調(diào)節(jié)底座 電機(jī)調(diào)節(jié)底座材料為45鋼，調(diào)節(jié)底座通過焊接方式與車架相連。調(diào)節(jié)底座左端留有3×M8螺紋孔，與電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座使用螺栓連接。其主要功能是確定電機(jī)和齒輪與車架的整體位置關(guān)系，是電機(jī)系統(tǒng)與車架連接的紐帶。 4.4.2 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座設(shè)計 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座如圖4-10所示 圖4-10 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座材料為45鋼，設(shè)計為長方體形狀。豎直面上開有3個φ8.5通孔，通過M8調(diào)節(jié)螺栓擰在電機(jī)調(diào)節(jié)底座上，通過調(diào)節(jié)螺栓擰入的深度調(diào)節(jié)電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座與電機(jī)調(diào)節(jié)底座之間的距離。調(diào)節(jié)座側(cè)面開有2×M6的螺紋孔，通過2個M6螺釘與旁邊的點擊安裝座相連，螺釘擰入電機(jī)安裝座，使電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座與電機(jī)安裝座處于同一高度。因為豎直方向上φ8.5的孔為光孔，孔徑大于與之配合的M8螺栓，不施加外部支撐的情況下，電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座會產(chǎn)生移動無法固定，因此2個M6的螺釘也起到固定電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座的作用。 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座安裝后如圖4-11所示 圖4-11 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座安裝圖 該部分零件安裝后僅起到固定電機(jī)安裝——調(diào)節(jié)座橫向位置的作用，限制電機(jī)安裝——調(diào)節(jié)座的轉(zhuǎn)動，使調(diào)節(jié)座的一側(cè)與電機(jī)調(diào)節(jié)底座的一側(cè)共面。由于調(diào)節(jié)座上鉆的孔徑大于與其配合螺栓的公稱直徑，故起不到限制調(diào)節(jié)座縱向移動的作用。此設(shè)計的目的是防止多重限制，影響調(diào)節(jié)座的安裝精度。因此還需設(shè)計限制調(diào)節(jié)座縱向移動的零件。下面介紹該限制零件。 4.4.3 電機(jī)安裝座設(shè)計 電機(jī)安裝座如圖4-12所示 圖4-12 電機(jī)安裝座 電機(jī)安裝座材料為45鋼，安裝時放置在電機(jī)調(diào)節(jié)底座之上，電機(jī)安裝座上加工有4×M8螺紋孔，擰入4個M8的調(diào)節(jié)螺釘，螺釘?shù)撞宽斣陔姍C(jī)調(diào)節(jié)底座上，通過調(diào)節(jié)擰入電機(jī)安裝座的調(diào)節(jié)螺釘長度，來調(diào)節(jié)電機(jī)安裝座和電機(jī)調(diào)節(jié)底座之間的距離。電機(jī)安裝座表面開有4個環(huán)形的孔，孔里除了安裝M12的螺釘來固定高度外，還通過M12的螺釘來進(jìn)行橫向移動。即電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座側(cè)面擰入的2個M6螺釘，使螺釘擰入電機(jī)安裝座不同的深度，使電機(jī)安裝座進(jìn)行橫向平移，調(diào)節(jié)電機(jī)安裝座和電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座之間的距離。電機(jī)安裝座右側(cè)焊接有七棱柱，七棱柱內(nèi)部有φ25通孔，負(fù)責(zé)與電機(jī)座通過電機(jī)支座——銷相連。 電機(jī)安裝座安裝后如圖4-13所示 圖4-13 電機(jī)安裝座安裝圖 電機(jī)安裝座左側(cè)的兩個M6螺釘孔的作用就是為限制電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座縱向移動而設(shè)計的，擰入2個M6螺釘，起到完全固定電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座的作用，同時也依靠調(diào)節(jié)座的橫向移動已被固定，來固定電機(jī)安裝自身的橫向移動，起到相互固定的作用。電機(jī)安裝座自身擰入的M8螺釘不起固定作用，只起調(diào)節(jié)自身高度作用。而M12的螺釘，起的是增加剛度兼導(dǎo)向作用，可以讓電機(jī)安裝座在移動時是沿著自身上已經(jīng)開好的環(huán)形孔移動。 4.4.4 電機(jī)座設(shè)計 電機(jī)座如圖4-14所示 圖4-14 電機(jī)座 電機(jī)座材料為45鋼，其主要功能是承載并固定電機(jī)和減速機(jī)。電機(jī)座左側(cè)有一半圓形突出平臺，用于和電機(jī)安裝座右側(cè)突出相結(jié)合，并在孔內(nèi)插入電機(jī)支座——銷，使得電機(jī)座與電機(jī)安裝座相連接，并能繞結(jié)合處的電機(jī)支座——銷適當(dāng)轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)齒輪和齒條的距離。電機(jī)座右側(cè)肋板用銑刀銑一槽，槽起到插入電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖饔谩? 4.4.5 電機(jī)支座——銷設(shè)計 電機(jī)支座——銷的零件圖如圖4-15所示 圖4-15 電機(jī)支座——銷 電機(jī)支座——銷的材料為45鋼，其主要作用是連接電機(jī)座和電機(jī)安裝座，并能使電機(jī)座繞自身適當(dāng)轉(zhuǎn)動，用以調(diào)節(jié)齒輪和齒條的中心距。電機(jī)支座——銷的頂部直徑為φ31，略大于銷的公稱直徑，放置銷安裝后從φ25孔掉落，銷底部開有φ5通孔，銷插入后，孔會露出，并在孔內(nèi)插入φ5的圓柱銷，起到加固連接的作用。 電機(jī)支座——銷安裝后的部分裝配圖如圖4-16所示。 圖4-16 電機(jī)座安裝圖 電機(jī)座安裝圖中，電機(jī)插入減速機(jī)中，減速機(jī)底部通過螺釘連接，這種連接的好處是電機(jī)減速機(jī)被固定在電機(jī)座上，而電機(jī)座可以繞著左側(cè)的電機(jī)支座——銷轉(zhuǎn)動。從而電機(jī)的位置也會變得可調(diào)，但是這種安裝方式還需要增加一固定裝置，對電機(jī)座的位置加以固定，否則電機(jī)座不斷轉(zhuǎn)動，設(shè)備無法運行。下面介紹固定裝置。 4.4.6 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘設(shè)計 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘?shù)牧慵D如圖4-17所示 圖4-17 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘?shù)牟牧蠟?5鋼，右側(cè)開有φ8通孔，插入電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷后和電機(jī)支座——螺釘座連接，可以左右轉(zhuǎn)動，方便調(diào)節(jié)螺釘插入電機(jī)安裝座右側(cè)的槽內(nèi)。調(diào)節(jié)螺釘左側(cè)設(shè)計為M12的螺紋，在其邊緣擰入螺母，螺母和電機(jī)安裝座右側(cè)肋板之間放入彈簧，通過彈簧彈力壓緊電機(jī)安裝座。 4.4.7 電機(jī)支座——螺釘座設(shè)計 電機(jī)支座——螺釘座零件圖如圖4-18所示 圖4-18 電機(jī)支座——螺釘座 電機(jī)支座——螺釘座材料為45鋼，螺釘座右側(cè)開有2×φ6.5的通孔，通過M6的螺栓固定在車架上。螺釘座左側(cè)開有φ8的通孔，將電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘插入螺釘座的凸臺，通過電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷和電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘連接。 4.4.8電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷設(shè)計 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷零件圖如圖4-19所示 圖4-19 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷的材料為45鋼，主要作用是連接電機(jī)支座——螺釘座和電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷。其頂部直徑φ14，略大于公稱直徑φ8，起到防脫落的作用。銷底部鉆φ2的通孔，孔在銷插入會露出裝配體，在孔內(nèi)插入φ2的圓柱銷，起到加固的作用。 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座部分裝配圖如圖4-20所示 1—電機(jī)座，2—電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘——銷，3—電機(jī)支座—螺釘座，4—電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘 圖4-20 電機(jī)支座——調(diào)節(jié)座裝配圖 本部分零件安裝后古城電機(jī)支座調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其主要作用是通過彈簧的彈力改變電機(jī)座的位置，使電機(jī)座可以繞著電機(jī)支座——銷做圓周運動，改變電機(jī)座一側(cè)的位置。并把電機(jī)座上與減速機(jī)連接的齒輪通過彈簧的彈力壓緊在齒條上，保證齒輪齒條系統(tǒng)的中心距在運行過程中維持不變。 該系統(tǒng)的好處是： 1.可以調(diào)節(jié)齒輪齒條嚙合的壓力，還具有緩震作用。電機(jī)支座調(diào)節(jié)螺釘上的螺母可以調(diào)節(jié)位置，改變彈簧的預(yù)壓縮量，在盤繞機(jī)器人處于不同負(fù)載的情況下，調(diào)節(jié)螺母的位置來調(diào)節(jié)彈簧的彈力，同時彈簧的彈性性質(zhì)還使得該系統(tǒng)具有一定的緩震功能，使X向的運行系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 2.安裝拆卸方便。電機(jī)支座——調(diào)節(jié)螺釘可以繞銷旋轉(zhuǎn)，安裝時可以先安裝電機(jī)座，在把調(diào)節(jié)螺釘旋轉(zhuǎn)到預(yù)定位置，并通過彈簧固定。拆卸時可以不拆電機(jī)支座調(diào)節(jié)座，只需旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，即可方便拆卸電機(jī)座。 設(shè)計小結(jié) 這次的畢業(yè)設(shè)計是從理論知識過渡到實踐的重要方式，讓我對工業(yè)設(shè)計內(nèi)容有了深入的了解，這次的論文從選題到設(shè)計再到最后的論文編寫都經(jīng)過了認(rèn)真的考慮。在畢業(yè)設(shè)計過程中，還存在著許多的難題，但在導(dǎo)師的幫助和自己的努力下，都得到了解決，讓我也有了很大的進(jìn)步。本次畢業(yè)設(shè)計采用了CAD繪制二維圖紙，SolidWorks繪制三維圖紙，最后用office軟件撰寫說明書，也讓我更加熟練的掌握了這三款軟件。 這次畢設(shè)是對電梯一個部件生產(chǎn)方式的改革，對電梯的高效生產(chǎn)有著一定的意義。首先畢業(yè)設(shè)計對我來說也是一次重要的經(jīng)歷，了解了當(dāng)前工廠的生產(chǎn)情況，對社會的認(rèn)識也有了一定了解。其次，這次的畢業(yè)設(shè)計讓我學(xué)會了論文的書寫方式以及如何去設(shè)計一個自己想要的工具。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我明白了自身依然存在許多的不足，在設(shè)計過程中雖然有所進(jìn)步，但是依然只是出于初學(xué)者階段，還有許許多多的知識需要去學(xué)習(xí)。畢業(yè)設(shè)計的3個月中，我也收獲了許多，也讓我明白了只有擁有豐富的知識量，才能設(shè)計出一個可以投入生產(chǎn)使用的安全工具。這次設(shè)計可能還存在一些不足，以后的日子還需要不斷努力學(xué)習(xí)。 參 考 文 獻(xiàn) [1]張鵬，朱昌明，楊廣全.曳引繩繞行運動動態(tài)模型[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2007，41(03)：461~464. 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