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曲柄 机构 装置 设计 整体 总体

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本科毕业设计 外文文献及译文 院 （部）： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 1 外文文献 : 2011) 16:86 89 011 . H. Y. K. . of a is he a a s 25 it an to A is of of a is a To of of we an of is a is to in In an we in up a at we in on on 2 of a we a no or on of a a 1). a of is or of is on on of As 2, is on on is by a DC a of a is an of of s of an to We in on 2 on he of is of in of a in a is a of a is of of a 5 5, 2011 S. *) 271. K. . o. . in at 67 29, 2011 87 of a of is of of be by be it up an 2a, of = 0.3 m = m, is is of of as 3. is m, if it is .1 is a is a is to a is by a I A a is By nd rd is 文文献及译文 3 in nd rd is a AN a of an to of a rd 3 to rd st to nd to on rd to a a of m. of is of a To of of by a 3-D by a 3-D 1. 2. 3rd of a b of is by C on 9 of of of 3. 3D fi of a on a a b 8 to s of by .2 m/.2 m/s m of 4, 5, . of of of to .2 m/s. a of .5 s to a 3D” by a 3D by on 5, we of in D () () ( ( ) ( We fi in of by m of of 文文献及译文 4 of an by on on of a 9 of in to be as of at ni is of of i. be in We of on in by 9 on is on on o it be on an be by of of a a to of on on a BS a of by a .2 m/s2 .2 m/s m of of 7, of (2b). in of of is a in on in in no of to a of n to rd a An by a DC a 24-V at a m/s. of m. 4. 5. 6. of 7. in a b c d 8. he is 8. In 文文献及译文 5 a m, 4 he of a on on an a rd a of on an on rd a a we to in a to . , et 2009) of 009, 1. , et 2006) of of to of of 006 . , et 2006) of on of 267 1268 4. , , , et 2006) of of 006 . , , , et 2005) on a of of 005 . , , , et 2008) of of 008, 60 163 8. , , , et 2010) of a of 010, 55 463 9. , , , et 2010) of a of 文文献及译文 6 中文译文 : 人工生命的机器人（ 2011） 16:8689011 . H. Y. K. . 个新的修剪机器人的实验研究进展 在 日本只有一个商业产品。 这台 机螺旋 地 爬上一棵树使用电锯 修剪树枝 。然而，机器的重量（ 25 公斤）和 缓 慢 的 速度阻碍它 成为解决森林危机的 最佳解决方案。一个轻量级的平台是必需的，因为在日本，大部分山脉有陡峭的山坡，一个修剪机器人运输是一项艰巨的任务。以提前修剪机器人的艺术状态，我们 提出 一 个创新的修剪机器人 对于外面大多数的树都能高效工作 。 它的 轮 系 机构的设计 是为了适应于 混合爬山，即，机器人能够开关之间的直线和螺旋 爬 升。该方法保证了 机器人的 轻量化和高爬的速度特征在早期的出版物，我们介绍了基本的设计概念和描述的原型实验机器人了。此外，混合爬山法已经证明，该修剪机器人可以 高速的 爬上 爬 下 大 树。在这里，我们报告我们开发机器人的进展，专注于直爬， 善于 不平坦的表面上的 工作 ，和修剪。 2 先进的 修剪机器人随着建设轻修剪的终极目标机器人，我们已经开发了一种新型的爬山法，采用无压或抓机制，而是依靠机器人本身的重量，像 日本传统的伐木工不会爬树的时候（图 1）。该用的一套杆和绳子，这是所谓的 不握不住或抓住树 干 ，而他的质量中心位于树。是的，该可以用自己的重量停留在树上。基于这一新的林业产业的设计概念和要求，修剪机器人 有了很大的发展 。如图 2 所示，该机器人配备了四主动轮。轮 1 和 2 位于上侧 ， 轮 3 和 4 位于下侧。每个轮由直流伺服电机、蜗轮驱动 。 摘要 本文介绍了一个伐木工的发展 像修剪机器人。攀登主要是模仿在日本的登方法。机器人的主要功能包括 对 外面的树 进行修剪工作 ，和一个创新的爬山策略融合 直线和螺旋式攀升 的方式 。这种新颖的设计带来了轻量化和高爬升速度特征的修剪机器人。我们报告我们在发展机器人进展，针对直爬，不平坦的表面上的 工作、 修剪。 关键词 修剪机器人 爬壁机器人 1 引言 日本木材工业已经进入下降的原因 ， 木材价格下降和林业工人老龄化迅速。这导致了森林的破 坏 ，导致在暴雨和山体滑坡的 破坏 山村 地区 。然而，在一个适当的配平状态修剪树 是 值得在上面投资的， 因为其 形成 一个美丽的表面形成年轮。 一个修剪机器人的发展 对 可持续森林管理的创新是很重要的。研究开发 的 修剪机器人 15已经很少见了 。 2011 年 2 月 25 日 机械工程系，丰田民族院校丰田 471知县，日本 电子邮件： 崎 . K. 人与信息系统工程系，岐阜大学，岐阜县，日本 限公司，日本 外文文献及译文 7 雪蛤 业有限公司，岐阜县，日本 这部分工作是在第十六届国际研讨会在人工生命与机器人 项目展现的 ，日本，一月 27日 29日 ， 2011 年。 87 电池 ， 质量中心位于一个错误 的边缘 ，由于摩擦系数不明确、质量中心的位置可能被干扰。 例如，机 器人会倾斜，当它爬上一个不均匀的表面。在图 2a，质心定位参数 H = 和W = ，其中 H 为上轮和下侧面之间的距离轮，和 W 的表面之间的距离躯干和质量中心，如图 3 所示。分析表明机器人当 D 为 ，即使它倾斜约 德。控制器使用一个 构成 ， 配备了无线局域网。该控制器能够通信数据 /命令与个人电脑通过无线局域网。每一轮由速度 制。通过一个高通滤波器的速度反馈输入附加。通过与第二个原型比较，第三原型重量轻，除控制器和电池。同时，控制器和电源分布在外部的第二个原型。第三原型也配备一个无 线局域网和电锯。虽然的电锯细节在这里省略了，实验表明一个分支使用第三切削原型。 3 实验 三实验进行评估的第三个原型。第一个实验是对其基本性能。第二个实验是评价其在不平坦的表面 的 性 能。 第三实验表明机器人是否可以修剪树枝。所有的实验使用替代树在室内进行。替代树直径的是 的摩擦系数 有效的替代树大约是 是小于这一自然的树。收集实验数据 包括 ，该电机电流，机器人的位置和方向，机器人的测定 ， 测量电机电流 。 使用分流电阻。测定位置 的 一个三维位置测量装置（ 数字）。用三维定位测量定位传感 器（ 外文文献及译文 8 图 1。爬树方法使用 图 2。第三修剪机器人原型。照片图像。 B 像 还原机制具有非回驾驶性能。每个车轮的转向角度也由直流驱动 ,伺服电机和蜗轮减速机构。 在分析的基础上， 79 质量中心位于外树与控制器的重量 。 图 3。对一棵树的修剪机器人三维图。侧视图 。 俯视图 本性能 直爬实验进行评估 ， 机器人的基本性能。这四个预期的速度轮子是由梯形的简介。加速度 / 速度为 /秒 ， 车轮半径 ， 。 实验结 果显示在图。 4， 5，和 6。图 4 显示了机器人的速度。各自的速度从旋转编码器的值计算出轮。机器人能爬在 /秒。虽然有一个约 于控制法启动延迟，这是一个问题。图 5 显示移动的距离。 它 的 实现 是由一个三维位置测量设备，和移动的距离每轮计算 从价值上的旋转编码器。在图 5 中，我们发现三种类型的错误：在距离误差的感动每一轮的三维位置测量之间装置（ 间的误差；轮 1（或 3）和 2（或轮 4）（ 轮 1 和轮3 之间的误差（误差之间的 2 和 4 轮轮）（ 我们考虑了两这些错误的可能原因。第一个是差异在每一轮的变形。移 动的距离按 的半径为每个车轮 的每一圈 。车轮是由聚氨酯 合成的 管 ， 它是作用在它变形的力。 它的 变形量的大小取决于力。从理论上分析， 79级在第三原型的力量往往是如下。的正常力近质心变得大于在对面的力。因此，填充扶手椅外文文献及译文 9 形 = 认为是，在法国是正常的力的大小第一轮（ （ 以这样解释。我们认为原因是滑移（ 干上的车轮。图 6 显示了电流在轮毂电机，这是由并联测量电阻。理论分析也表明，在下侧切向力大于上面。图 6 倾向于理论分析 ， 不平坦的表面上安全使用的机器人 正常工作 ，它 必须在不平的树是强大的树干。总是会有由增长引起的颠簸一个修剪枝的遗迹。因此，直爬坡实验进行评估颠簸在树干修剪机器人的性 能 。这个实验在一个替代的凹凸进行。采用 料，和大于天然凹凸。在四轮所需的速度是由一个梯形了简介。加速度为 / 速度为 /秒，每 半径的车轮。 实验结果如图 7 所示，其中显示角度 1 的轨迹和 2（参见图 2B）。 2 角旋转对所有病例加方向，指示这个控制箱上升。这意味着，大众走向树中心。质量中心也走向了树当 1 角方向旋转正方向。这意味着减少摩擦力使机器人在树上。然而，在 2 个 轮子的电流和 4 均大于在实验中连续电流。因此，有没有危险的机器人跌倒。此外，这些角度回到原来的方向，即使角度 1 和 2 发生了当一轮了凹凸。这些结果显示了良好 的 性 能。 剪试验 进行实验，发现无论是第三原型可以修剪树枝。一个附加的电锯是由一个 24V 蓄电池直流电机驱动。机器人爬上螺旋的速度在 /秒的直径的树该目标分为 。 图 7。在每一种情况下滚角和俯仰角。一轮 1 过去的凹凸， B 轮 2 通过凹凸， C 轮 3 通过凹凸， D 轮 4 通过凹凸图 8。机器人与修剪修剪试验 ， 实验的场景如图 8 所示。在这个实验中， 树枝被切 断，只留下一个短暂的残这是小于 ，与树干没有受伤。 4 结论 一个伐木工像修剪的发育进程 ， 机器人已经被描述，针对直爬，其在不平坦的表面行为，修剪树枝。的实验表明，直爬第三原型给了一个很好的基本性能。攀爬的结果在不平坦的路面上试验中表现出良好的鲁棒性颠簸，因为真正的树最凸起的小比实验碰撞。此外，修剪试验 还表明第三的原型可以修剪树枝从一棵树。在今后的工作中，我们希望在实际环境中的机器人测试，试着做一些进一步的改进。 外文文献及译文 10 工具书类 1。张军军， 等人 2009 年开发 行道树爬壁机器人 木本 。 2009 促进了 程序， 107 的发展。 2。 ， 等人 2006 年发展了 结构测量 抓树 力 修剪 树，攀爬修剪机器人 木本 （日本）。2006 年开展 程序 与 机器人与机电一体化 会议。 3。 ， 等人 2006 年开发 攀树和修剪机器人木本。执行器布置在臂端 为了 旋转运动（日本）。 促进了 268 4。 , , ， 等人 （ 2006）评 估了 树枝修剪机器人地图构建系统 的绩效 （日本 ） 。 在 2006 年 开展了 程序和机器人机电一体化 会议。 5。 , , ， et 2005） 研究用于机器人的 修剪系统： 发展了 机器人样机 单元 （日本）。 开展了 机器人 2005 日本机械学会与机电一体化 会议。 6。圣隶 工 业。 。 2011 年 5 月可以访问 7。 , , ， 等人 （ 2008）分析与实验新型爬山法。 开展了 2008， 60163 的 议 。 8。 , , ， 等人 （ 2010） 开发 一个用其自身的重量 的 修剪机器人。 促进 455010， 63 行业的发展 9。 , , ，等人（ 2010）开发的一个 利用 自身的重量 的 修剪机器人（日本）。 促进着 古屋 的发展。 山东英才学院 毕业设计 (论文 )任务书 题 目 曲柄滑块机构六组同动装置的设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 王皓 班级学号 12 级普本 4 班 201201010867 指导教师签字 指导教师职称 指导单位 山东英才学院 学院领导签字 日 期 2015 年 12 月 题 目 电 曲柄滑块机构六组同动装置的设计 艺设计艺设计装设计、工艺设计 选题性质 工程设计类 理论研究类 应用研究类 程序软件开发类 实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践 其它 设计内容与技术要求 、 成 果形式 一毕业设计内容 1 本课题主要设计 电磁炉 磁芯装配机械手手爪 曲柄滑块机构六组同动装置 ，保证 电磁炉 6 条 磁芯的 准确抓起和准确放入，实现自动装配 。 2 根据题目和 原始数据 查阅相关资料 ， 准确理解题意， 提出设计方案和技术 路线思路 ， 撰写 2000 字左右的 开题报告。 3 根据任务书 的 要求， 参照电磁炉炉盘和磁芯的 参数 ， 进行 装置 方案设计 、 分析 论证 ，并绘制 装配图 ， 其中， 1 张。 4 零 件设计， 完成 装置 中 设计 零件的强度、刚度计算、校核 及结构设计 ， 其中， 绘制 折合 至少 8 张。 5 利用 成相应 零件 的 设计建模 、 装置 装配。 6撰写 8000 字 以上 的毕业论文，并将题目、摘要和关键词翻译成英文。 7翻译 1500 字以上汉字的英文资料。 8将答辩内容用 作成幻灯片。 9毕业答辩。 二 毕业设计技术要求 1 电磁炉 炉盘 参数（ 参考 ） 电磁炉磁芯重量 : 50g ； 30g 电磁炉磁芯尺寸： 5磁炉炉 盘 尺寸： 另附图纸 、 尺寸 电磁炉底盘重量： 约 200g 2 机械手机构设计参数： （ 参考 ） 自由度数 : 3 机械手坐标型式 : 圆柱坐标 手指开合角度： 50（最大速度为 50 度每秒） 支座旋转角度 : 90（最大速度为 90 度 每秒） 手臂运动参数： 伸缩行程： 100缩速度： 80mm/s 升降行程： 200降速度： 80mm/s 磁芯 定位精度： 动方式：气压传动 控制方式：点位程序控制 (采用 3设计方法要求（参考） 采用现代设计方法，进行必要的方案优化设计；关键零件的可靠性设计、有限元设计； 技术经济分析与 价值分析 等 。 三毕业设计期间基本要求 1 毕业设计对培 养学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力具有十分重要的意义。 参加毕业设计的学生应高度重视毕业设计 教学环节 ， 认真、仔细学习学院有关文件、规定和毕业设计 教学 大纲要求， 自觉锤 炼自己严谨、准确、一丝不苟的学习态度和工作作风。 2 在教师的指导下，独立完成毕业设计任务书中所规定的内容，不得套用和抄袭他人成果。对设计不认真、不努力、敷衍了事、回避指导、抄袭他人成果、未完成各阶段任务及严重违纪者， 将不予 推荐其参加毕业答辩。 3 毕业设计中，要团结 互助，虚心学习，勤于思考，敢于实践，勇于创新， 保质保量的按时完成毕业设计任务。 4 毕业设计期间，实行考勤制度，按学校规定工作和休息，一般不准请假，确因特殊情况需要请假时，与指导教师协商后，按学校有关规定办理。毕业设计期间学生缺勤（包括病、事假）累积超过毕业设计时间 1/3 以上者，取消答辩资格，不予评定成绩，须重新补做。 5 必须按规定的时间和设计进度进行设计。 6 答辩后，将毕业设计资料、其他材料经指导教师审查通过后，按指定的顺序装入档案袋。 7 装入档案袋的材料有毕业设计任务书、 开题报告、 外 文 资料 翻译 、毕 业 设计 （ 论文 ） 、 设计图纸、工作中期检查表、指导记录表、 指导教师评价 表 、评阅 评语 表 、 答辩资格审查表、 答辩记录和成绩 表 等。 四预期成果 通过本课题的设计，完成 电磁炉磁芯装配机械手手爪 曲柄滑块机构六组同动装置 设计 的装配图、部分零件图及 毕业 设计 （论文） 等 。 设计进度 第 1 2 周：熟悉 毕业 设计任务及要求，查阅并分析 有关文献资料， 翻译与本题目相关的外文资料。 准确理解 题意 ， 提出设计方案和技术路线思路 ，撰写开题报告 。 第 3 4 周：毕业实习、构思任务书中规定的设计 装置 图， 第 5 6 周：细化设计方案，学习相关标准，根据产品 结构和技术要求确定 设计 装置 的结构； 绘制 装置 的结构 装配图和相关零件图 。 第 7 8 周： 进行必要的实验及仿真 、 修改， 翻译外文资料 。 第 9 10 周：整理、总结设计结果，撰写毕业 设计（ 论文 ） ，并将题目、摘要和关键词翻译成英文 。 第 11 12 周：修改毕业论文，装订毕业设计论文； 第 13 周：将答辩内容制作 加毕业答辩。 参考资料 1 气动工程手册编委会 M防工业出版社， 1995 2 吴宗泽等 M国电力出版社 2011. 3 张建明等 系统设计 M京理工大学出版社， 2008. 4 陆鑫盛，周洪 M海科学技术文献出版社， 2000. 5 冯清秀 M中科技大学出版社， 2010 6 周丹丹 制的三自由度气动机械手设计 D海电机学院 7 岳庆来 M械工业出版社， 2010. 8 吴宗泽，罗圣国机械设计课程设计手册 M等教育出版社，2006. 9 吴振彪 M中理工大学出版社， 1997 10 成大先 M学工业出版社， 2002 11 周艳琼，白杉 J广东：家电检修技术， 2001 山东英才学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 曲柄滑块机构六组同动装置的设计 学生姓名 杜俊明 班级学号 12 机制普本 4 班201201010867 专业 机械设计制造及其自动化 一、课题选择目的与意意 1曲柄（导杆）滑块机构定义 曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式 ,由若干刚性构件用低副 (回转副、移动副 )联接而成的一种机构。是由曲柄（或曲轴、偏心轮）、连杆、滑块通过移动副和转动副组成的机构 。 2曲柄（导杆）滑块机构的特性及应用 常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动 ;或者将滑块的往复直线运动 转换为曲柄的回转运动。对曲柄滑块机构进行运动特性分析是当已知各构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时 ,研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等 ,从而评价机构是否满足工作性能要求 ,机构是否发生运动干涉等。曲柄滑块机构具有运动副为低副 ,各元件间为面接触 ,构成低副两元件的几何形状比较简单 ,加工方便 ,易于得到较高的制造精度等优点 ,因而在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛的应用，如自动送料机构、冲床、内燃机空气压缩机等。 3曲柄（导杆）滑块机构的研究意义 平面曲柄（导杆）滑块机构是一种常用的机构，有 着广泛的应用。对这个问题做出深入的研究是有意义的。对于给定对应位移的平面曲柄 滑块机构进行综合，通常采用位置矩阵法和图解法。利用位移矩阵法求解，需要求解非线性方程组。不仅要给出迭代初值，而且只能求出一个解。利用几何法作图法对于给定曲柄和滑块两对、三对对应位置关系设计曲柄 滑块机构的问题，可以十分简单地加以解决。而对于复杂的问题，如要求曲柄和滑块实现四对五对对应位置，这时用作图法是难以实现的。在研究用曲柄 滑块机构的相对极与曲柄转角及滑块位移的基础上，采用计算机符号推导，能导出了平面曲柄 滑块机构综合问题的一元三次方程。从而不给初值就可以求出问题的全部解。连续法则通过构造初始方程，采用二次齐化技术求出了全部解。研究该机构的方法众多，不同的方法其侧重点不一样但是都具有很大的研究意义。 二、 发展综述 杆）滑块机构设计的基本问题 曲柄（导杆）滑块机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式，确定各构件 的尺寸，同时还要满足结构设计（如要求存在曲柄、杆长比恰当等），动力条件（如适当 的传动角等）和连续条件等。 根据机械的用途和性能要求的不同，对曲柄滑块机构设计的要求是多种多样的，但这些设计要求可归 纳为以下三类问题： （ 1）满足预定的运动规律要求 如要求连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系；或要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准确地或近似地满足预定的运动规律要求。 （ 2）满足预定的滑块位置要求 即要求连杆能占据一系列的预定位置。因这类设计问题要求机构能引导连杆按一定方位通过预定位置，故又成为刚体引导问题。 （ 3）满足预定的轨迹要求 即要求在机构运动过程中，连杆上某些点的轨迹能符合预定的轨迹要求。曲柄（导杆）滑块机构的设计方法有解析法、作图法、和实验法 。 近年 来对平面曲柄（导杆）滑块机构的研究，不论从研究范上还是方法上都有很大进展。已不再局限于单自由度机构的研究，也已经注意到对多自由度平面机构的研究，并已提出了一些有关这类机构的分析及综合的方法。在设计要求上已不再局限于运动学要求，而是同时兼顾机构的动力学特性，特别是对于高速机械，考虑构件弹性变形的运动弹性动力学也得到很快的发展。在研究方法上，优化方法和计算机辅助设计的应用已成为研究曲柄滑块机构的重要方法，并已相应地编制出大量的，适用范围广、计算机时少、使用方便的通用软件。随着计算机技术的发展和现代数学工具的日益 完善，以前不容易解决的复杂平面曲柄滑块机构的设计问题，正在逐步得到解决。曲柄（导杆）滑块机构是各种机器装置中一种常用的传动机构 机构的运动学性能分析比较困难 ,难以在机构设计完成之后准确判定其性能 以方便的实现机构性能分析和动态仿真 ,降低分析的难度 ,有效提高设计工作效率、产品开发质量 ,降低开发成本 . 为适应生产发展的需要，当前在自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构和机电光液综合机构等的研制声有很大进展。在机械的分析与综合中，也由只考虑 其运动性能过渡到同时考虑其动力性能；考虑到机械在运转时，构件的振动和弹性变形，运动副中的间隙和构件的误差对机械运动及动力性能的影响；以及如何对构件和机械进一步作好动力平衡的问题等等。在连杆机构方面重视了对空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆机构的弹性动力学和连杆机构的动力平衡的研究，而其中就非常重视对曲柄滑块机构的研究。为了获得传动性 能 好的曲柄滑块机构，在曲柄（导杆）滑块机构运动规律的开发、选择和组合上作了很多工作。此外，为了适应现代机械高速度、快节拍、优性能的需要，还发展了高速高定位 精度的分度机构，具有优 良的综合性能的组合机构，以及各种机构的变异和组合等等。 三、 课题设计技术要求 1电磁炉炉盘参数（ 参考） 电磁炉磁芯重量 : 50g ； 30g 电磁炉磁芯尺寸： 5磁炉炉盘尺寸：另附图纸、尺寸 电磁炉底盘重量：约 200g 2 机械手机构设计参数：（ 参考） 自由度数 : 3 机械手坐标型式 : 圆柱坐标 手指开合角度： 50（最大速度为 50 度每秒） 支座旋转角度 : 90（最大速度为 90 度 每秒） 手臂运动参数： 伸缩行程： 100缩速度： 80mm/s 升降行程： 200降速度： 80mm/s 磁芯定位精度： 动方式：气压传动 控制方式：点位程序控制 (采用 3设计方法要求（参考） 采用现代设计方法，进行必要的方案优化设计；关键零件的可靠性设计、有限元设计；技术经济分析与价值分析等。 四、 设计方案与技术路线 1 设计方案 本装配机械手装配元件为电磁炉磁芯，磁芯为小长方体，设计利用振动盘对磁芯进行定 向排列、输送，将杂乱无章的元件按便于机器自动处理的空间方位自动定向排列，为后续的机械手的抓取做准备。元件得到定向的排列之后，将电磁炉底盘固定于可定角度旋转 的夹具上，两边各放一个振动盘对大小两种磁芯进行定向排列。由机械手抓取磁芯并移到底盘相应装配位置，再由气缸推入，实现整个电磁炉磁芯的自动装配。 2 技术路线 1) 收集相关资料，并对现有的资料进行研究，进而分析自己完成本课题还存那方面的困难，除了现有的知识外还应该具备哪些新的知识。 2) 选定自己适合和熟悉的制图软件，对选定的工具进行深入学习以及具体的实践。 3) 对气缸进行仔细的研究，掌握气缸的运动时序。 4) 进行推杆机械结构的分析，根据要求选择合适的传动方式。 5）确定机械手 手爪曲柄滑块 的结构。 6）在调试 后对整个装配机械手进行最后完善。 五、完成的工作量 1 本课题主要设计电磁炉磁芯装配机械手手爪曲柄滑块机构六组同动装置，保证电磁炉 6 条磁芯的准确抓起和准确放入，实现自动装配。 2 根据题目和 原始数据 查阅相关资料 ， 准确理解题意，提出设计方案和技术路线思路，撰写 2000 字左右的 开题报告。 3 根据任务书 的要求， 参照电磁炉炉盘和磁芯的参数， 进行 装置方案 设计 、分析 论证 ，并绘制 装配图 ， 其中， 1 张。 4零件设计， 完成 装置中设计 零件的强度、刚度计算、校核及结构设计 ， 其中， 绘 制折合 至少 8 张。 5 利用 成相应零件的设计建模、装置装配。 6撰写 8000 字 以上 的毕业论文，并将题目、摘要和关键词翻译成英文。 7翻译 1500 字以上汉字的英文资料。 8将答辩内容用 作成幻灯片。 9毕业答辩。 六、 预期成果 通过本课题的设计，完成 电磁炉磁芯装配机械手手爪曲柄滑块机构六组同动装置设计 的装配图、部分零件图及 毕业 设计 （论文）等 。 七、时间安排 第 1 2 周：熟悉设计任务及要求，查阅并分析毕业设计有关文献资料，确定设计方案，撰写开题报告。 第 3 4 周：毕业实 习、构思任务书中规定的设计产品图，翻译外文资料。 第 5 6 周：细化设计方案，学习相关标准，根据产品结构和技术要求确定主机的结构。 第 7 8 周：绘制主机的结构总装配图和相关零件图。 第 9 10 周：整理、总结设计结果，撰写毕业论文，并将题目、摘要和关键词翻译成英文。 第 11 12 周：修改毕业论文，装订毕业设计论文。 第 13 周：将答辩内容制作 加毕业答辩。 八、参考文献 1 气动工程手册编委会 M防工业出版社， 1995 2 吴宗泽等 M国 电力出版社 2011. 3 张建明等 M京理工大学出版社， 2008. 4 陆鑫盛，周洪 M海科学技术文献出版社， 2000. 5 冯清秀 M中科技大学出版社， 2010 6 周丹丹 制的三自由度气动机械手设计 D海电机学院 7 岳庆来 M械工业出版社， 2010. 8 吴宗泽，罗圣国机械设计课程设计手册 M等教育出 版社， 2006. 9 吴振彪 M中理工大学出版社， 1997 10 成大先 M学工业出版社， 2002 11 周艳琼，白杉 J广东：家电检修技术， 2001 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 曲柄滑块机构六组同动 装置的设计 院 论文答辩 目录 第一章 绪论 第二章 总体方案的分析 第三章 带传动的计算 第四章 主轴组件的设计计算 第五章 键的选择与设计 第六章 其他主要部件的设计与校核 第一章 绪论 曲柄滑块机构六组同动装置是在各种条件、环境下测定电磁炉炉芯等的机械性能，在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，曲柄滑块机构是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。 第二章 总体方案的分析 曲柄滑块机构六组同动装置的目的是要将主轴的水平旋转运动转化为上下往复直线运动。运动简图如下： 传动原理图的确定： 12378910111213第三章 带传动的计算 第四章 主轴组件的设计计算 主轴结构的确定 主轴材料的选择及处理 主轴的技术要求 主轴直接的选择 主轴轴承的选择 主轴的验算 第五章 键的选择与计算 1. 带轮 2. 带轮 第六章 其他主要零件的设计与校核 1. 偏心轮尺寸的设计与校核 2. 连接轴（一）的设计与校核 3. 连接轴（二）的设计与校核 4. 连杆的设计与校核 设计心得 经过几个月的努力，并且在指导老师和同学的帮助下完成了此次的毕业设计，从最开始查找各种关于本次毕业设计的资料到确定总体方案，机械传动部件的选型，最后到撰写说明书，这是一个学习的过程，更是一个实践的过程。在大学四年当中，我接触和吸收了大量机械知识，通过此次的毕业设计设计，让我能有机会把学到的理论知识用到实践中。在今后的学习生活中，这次毕业设计的经历将起到重要帮助作用，通过设计使我更加接近生产实际，锻炼了将理论运用于实际的分析和解决实际问题的能力，巩固、加深了有关机械设计方面的知识。 本 科 毕 业 设 计（论 文） 题 目 曲柄滑块机构六组同动装置的设计 专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 二 年 月 日 山东英才学院 毕业设计（论文）原创性声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明 并表示了谢意 。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 要 整机结构主要由电动机、机架、传动带、偏心轮构成。由电动机产生动力通过带轮减速器将需要的动力传递到带轮上，带轮带动 V 带，从而带动整机装置运动。 本论文研究内容： (1) 曲柄滑块机构六组同动装置总体结构设计。 (2) 曲柄滑块机构六组同动装置工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4)对曲柄滑块机构六组同动装置的传动系统、执行部件及机架设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词 ： 曲柄滑块机构六组同动装 置，结构设计 he is of by of to so as to is of (1) of (2) of (3) (4) of (5) of (6) to of of of V 目 录 第 1 章 绪论 1 题研究的目的和意义 1 究内容 1 第 2 章 曲柄滑块机构六组同动装置总体参数的设计 2 统总体 方案的分析 2 动原理图 3 算切削功率所需切削速度的确定 4 切削功率推算许用工作转速 9 第 3 章 带传动的计算 12 传动设计 12 择带型 13 定带轮的基准直径并验证带速 13 定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 14 定带的根数 z 15 定带轮的结构和尺寸 15 定带的张紧装置 16 第 4 章 主轴组件要求与设计计算 18 轴的基本要求 18 旋转精度 18 刚度 18 抗振性 19 温升和热变形 19 耐磨性 19 轴组件的布局 20 轴结构的初步拟定 22 轴的材料与热处理 22 轴的技术要求 23 主轴直径的选择 23 轴前后轴承的选择 24 轴承的选型及校核 25 主轴前端悬伸量 27 主轴支承跨距 28 主轴结构图 28 主轴组件的验算 28 支承的简化 29 主轴的挠度 29 主轴倾角 30 第 5 章 键的选择与校核 38 轮 1 上键的选择与校核 38 的选择 38 键的校核 38 带轮 2 上键的选择与校核 39 键的选择 39 键的校核 40 第 6 章 曲柄滑块机构其他主要零件的设计与校核 41 偏心轮尺寸的设计与校核 41 偏心轮尺寸的设计 41 偏心轮的校核 41 连接轴（一）的设计与校核 42 连接轴的设计 42 连接轴的校核 43 连接轴（二）的设计与校核 47 连杆的设计与校核 48 连杆的设计 48 连杆的校核 48 结 论 50 参考文献 51 致 谢 52 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 1 第 1章 绪论 题研究的目的和意义 曲柄滑块机构六组同动装置 是在各种条件、环境下测定 电磁炉炉芯 等 的机械性 能，在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中， 曲柄滑块机构 是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。 中国 曲柄滑块机构六组同动装置 的现状验机制造行业在旧中国是空白，中华民共和国成立后，党和政府十分重视我国计量检测事业的历史悠久，但试计量检测技术的发展，采取了许多重要措来发展仪器仪表工业。经过五十多年的努力 ，我国 曲柄滑块机构 的制造，从无到有从小到大，从单参数到多参数，从静态到动态，逐步发展成初具规模，负荷 曲柄滑块机构 （如冲击 曲柄滑块机构 和疲劳 曲柄滑块机构 等）的能力，有效地促进了国民经济建设和国防建设的发展。 长期以来， 曲柄滑块机构 也一直是欧美对我国尖端科研课题限制出口的产品。我国的国防科技工业和其它部门的科产业，就必须走自主创新的道路。在新三思集团研院所不能直接进口某些关键材料试验的仪器设备。所以，要发展中国的 曲柄滑块机构 公司为首的中国 曲柄滑块机构 民营企业的不断努力下，中国 曲柄滑块机构 的技术水平得到了长足的进 步，国内与国外的 曲柄滑块机构 技术水平的差距正在逐步的缩小。 该设计培养了学生综合运用各学科的基本理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力，同时还培养学生的独立工作能力、开发创造能力，其就是对学生自身综合素质的考验和提升。 曲柄滑块机构六组同动装置 设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将 各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 究内容 （ 1） 曲柄滑块机构六组同动装置 的需求分析。 （ 2） 曲柄滑块机构六组同动装置 的总体结构设计。 （ 3）确定 曲柄滑块机构六组同动装置 的结构参数，设计主要零部件并进行强度计算。 （ 4）绘制主要零件图和装配图。 （ 5）整理并组织相关材料，完成设计图及设计说明书的撰写。 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 2 第 2章 曲柄滑块机构六组同动装置 总体参数的设计 统总体方案的分析 我们 曲柄滑块机构六组同动装置 的目的是要将主轴的水平旋转运动转化为上下往复直线运动。我们进车间进行实地考 察，询问工人师傅。他们耐心的给我们讲解运动，还拆开主轴部位让我们详细了解。凭借他们多年的操作经验，首先他们对我们改进的课题给予了肯定，之后我们彼此交流了想法。回来之后我们结合所学专业知识分析得如下运动简图： 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 3 图 2体方案分析 动原理图 我们 曲柄滑块机构六组同动装置 的目的是要将主轴的水平旋转运动转化为弹簧的上下往复直线运动（压缩或者伸长），这让我们想到了曲柄滑块机构，如上图 4示，曲柄1 做回转运动，滑块 3 在轨道 4 上作竖直方向往复直线运动，连杆 2 可将曲柄 1 和滑 块 3连接起来，针对上述原理的分析并结合实际考虑强度、便与主轴配合以及使用寿命等等 . 弹簧 曲柄滑块机构的动力由电机输出，将载荷传递到曲柄滑块机构的主动轴上，主动轴上装有曲柄滑块机构，由于曲柄相对很短，在机械设计中一般将其设计成偏心轮机构，偏心轮与驱动杆之间通过连杆铰接在一起。当主动轴带动偏心轮机构转动时，连杆把偏心轮的旋转运动变成为驱动杆的往复直线运动。 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 4 12378910111213图 2柄滑块机构 机械结构 简图 算切削功率所需切削速度的确定 切削速度（ B 点的速度）主要由所设计的偏心轮的转速（主轴的输出转速）、以及转动的位置等决定。经过分析，当转速一定为 N 时，得到一个转速最大的位置，从而分析此位置，并进行计算。 下图 2为机构运动的各个位置图，我们可以借助它来进行分析。 213234567891011121 构运动位置图 我们可以按照机械原理课程设计的方法对机构运动的速度进行分析，从而得到一个最山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 5 大速度的运动点。 经过分析，易得运动左右两部分为对称结构，速度也相互 对称，所以只需要分析一边（取右边）进行。 经过分析得到 B 点的速度可以根据 A 点的速度结合作图的方法求得，公式如下所示 ： = 2 式 4 = + 式 4 方向： 竖直向下 杆 1 杆 2 大小： ？ 2 ？ 1、先分析从 1 点处到 4 点的位置的运动：（ 1 点 0），经过分析它的速度由 0 开始逐渐增大。分析 2 点得各杆位置图如下： 123图 2 点各杆位置图 注： 60 表示偏心轮偏心长度为 60100 表示杆 2 长度为 100 根据 2 点各杆位置图，进行速度分析如下： b 2图 2 点速度多边形分析图 注： 度表示 大小； 60 表示 小，为一个标定值（下同） ，所以 只需要比较 度就可以比较 大小 分析上图 4 3 点得各杆位置图如下： 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 6 123图 2 点各杆位置图 根据 3 点各杆位置图，进行速度分析如下： b 3 图 2 点速度多边形分析图 对比以上两点的 ，由于 所以取 3、 4 点之间的一点再进行分析 对上图 2的 3、 4 中间点进行分析得各连杆的位置图如下： 123图 2、 4 点中间点各杆位置图 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 7 根据 3、 4 中间点各杆位置图，进行速度分析如下： 、 4 点中间点速度多边形分析图 得： 分析上图 4示 4 点位置的运动 对图 4的 4 点进行分析得各连杆的位置图如下： 123图 2 点各杆位置图 注：以上数字所代表的意义同上； 根据 4 点各杆位置图，进行速度分析如下： 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 8 Pa(b)图 2 点速度多边形分析图 说明： 表 小与 表 大小相等、但 b a 重合代表 大小为 0； 所以易得： = 式 6 3、对如图 4的 4 点到 7 点的运动进行分析 据 5 点时各杆的位置图，绘制如下 5 点的速度分析图： a 5图 2 点速度多边形分析图 说明： 段长度代表的是 大小； 根据 6 点的各杆的位置图，绘制如下 6 点的速度图： 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 9 a 6图 2 点速度多边形分析图 分析 7 点易得 值为 0； 对 4、 5、 6、 7 点的 比得：其值在逐渐的减小。 综上 大体变化规律为由如图 6示 13 点时逐渐增大； 3 点到 4 点减小到与 等大小； 4 点到 7 点的过程为一个逐渐递减的过程，直到 7 点减小到 0。 所以，据切削功率的计算公式取最大的切削速度进行计算，故取 3 点的速度大 进行计算： 60 ， 70 ， R=60A = 2 式 4以 : = 切削功率推算许用工作转速 由于带在传动过程中，存在着功率的损失，查机械设计课程设计手册 1 可得， 1 为 V 带的效率 , 2 为第一、二对轴承的效率， 3 为联轴器的效率。 则电机所需功率为 机械设计课程设计手册得： 选择，其铭牌如下表 2 表 2Y 系列三相异步电动机 电动机型号 额定功率 载转速 r/转转矩 /额定最大转矩 /额定质量 东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 10 转矩 转矩 步转速 1500 r/级 1440 1 （ a） （ b） 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 11 图 2电动机的安装及外形尺寸示意图 表 2电动机的安装技术参数 中心高/型尺寸/（ +脚安装 尺寸AB 地脚螺栓 孔直径 K 轴伸尺 寸DE 装键部位 尺寸F32 515 345 315 216 178 12 38 80 10 43 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 12 第 3章 带传动的计算 传动设计 输出功率 P=速 440r/00r/表 3作情况系数原动机 类 类 一天工作时间 /h 10 1016 16 10 1016 16 载荷 平稳 液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（ ）；离心式压缩机；轻型运输机 荷 变动小 带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（ ）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛 荷 变动较大 螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 13 械；纺织机械 载荷 变动很大 破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机 据 V 带的载荷 平稳 ，两班工作制（ 16 小时），查机械设计 4， 取 1 . 1 7 . 5 8 . 2 5 k e P k W 择带型 普通 V 带的带型根据传动的设计功率 小带轮的转速 机械设计 13 11 选取。 图 3型图 根据算出的 小带轮转速 1440r/查图得： 0 100 可知应选取 A 型 V 带。 定带轮的基准直径并验证带速 由机械设计 13 7 查得，小带轮基准直径为 80 100取 075 据 13得） 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 14 表 3 带带轮最小基准直径 槽型 Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211440 = 2 . 8 8 , = 9 0 2 . 8 8 = 2 5 9 . 2 m 所 以 由机械设计 13 “V 带轮的基准直径 ”，得250 误差验算传动比：21250= 2 . 8 3(1 ) 9 0 (1 2 % )d 误（ 为弹性滑动率） 误差112 . 8 3 2 . 8 81 0 0 % 1 0 0 % 1 . 5 8 % 5 %2 . 8 8 误 符合要求 带速 1 9 0 1 4 4 0v = 6 . 7 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 满足 5m/以宜选用 E 型轮辐式带轮。 总之，小带轮选 H 型孔板式结构，大带轮选择 E 型轮辐式结构。 带轮的材料：选用灰铸铁， 定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 算压轴力 由机械设计 13 12 查 得， A 型带的初拉力 面已得到1a =z=4，则1a 1 5 3 . 72 s i n = 2 4 1 3 3 . 4 6 s i n N = 1 0 3 8 . 1 4 z F 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小 , 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 V 带两侧面间的夹角是 40，为了适应 V 带在带 轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通 V 带轮槽角 为 32、34、 36、 38（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表 7在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。 表 3通 V 带轮的轮槽尺寸（摘自 项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 基准线上槽深 h 基准线下槽深 h 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 17 槽间距 e 8 12 15 19 37 第一槽对称面至端面的距离 f 6 7 9 16 23 28 最小轮缘厚 5 6 10 12 15 带轮宽 B B =( z e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 V 带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式： （ 1） 实心带轮：用于尺寸较小的带轮 (3)d 时 )，如图 3 （ 2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮 (300 )，如图 3 （ 3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮 (d) 100 )，如图 3 （ 4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带 轮 ( 500 )，如图 3 （ a） （ b） （ c） （ d） 图 3轮结构类型 根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（ a） ,大带轮选择孔板带轮如图（ c） 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 18 第 4章 主 轴组件要求与设计计算 主轴组件是特殊磨头的执行件，它的功用是支承并带动砂轮旋转，完成表面成形运动，同时还起传递运动和扭矩、承受切削力和驱动力等载荷的作用。由于主轴组件的工作性能直接影响到特殊磨头的加工质量和生产率，因此它是特殊磨头中的一个关键组件。 主轴和一般传动轴的相同点是，两者都传递运动、扭矩并承受传动力，都要保证传动件和支承的正常工件条件，但主轴直接承受切削力，还要带动工件或刀具，实现表面成形运动，因此对主轴有较高的要求。 轴的基本要求 旋转精度 主轴的旋转精度是指主轴在手动或 低速、空载时，主轴前端定位面的径向跳动 r、端面跳动 a 和轴向窜动值 o。如图 2示：图中实线表示理想的旋转轴线，虚线表示实际的旋转轴线。当主轴以工作转速旋转时，主轴回转轴线在空间的漂移量即为运动精度。 主轴组件的旋转精度取决于部件中各主要件（如主轴、轴承及支承座孔等）的制造精度和装配、调整精度；运动精度还取决于主轴的转速、轴承的性能和润滑以及主轴部件的动态特性。各类通用特殊磨头主轴部件的旋转精度已在特殊磨头精度标准中作了规定，专用特殊磨头主轴部件的旋转精度则根据工件精度要求确定。 ao轴的旋转误差 刚度 主轴组件的刚度 K 是指其在承受外载荷时抵抗变形的能力，如图 2示，即 K=F/y（单位为 N/ m），刚度的倒数 y/F 称为柔度。主轴组件的刚度，是主轴、轴承和支承座的刚度的综合反映，它直接影响主轴组件的旋转精度。显然，主轴组件的刚度越高，主轴受力后的变形就越小，如若刚度不足，在加工精度方面，主轴前端弹性变形直接影响着工件的精度；在传动质量方面，主轴的弯曲变形将恶化传动齿轮的啮合 状况，并使轴承产生侧边压力，从而使这些零件的磨损加剧，寿命缩短；在工件平稳性方面，将使主轴在变化的切削力和传动力等作用下，产生过大的受迫振动，并容易引起切削自激振动，降低了工件的平稳性。 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 19 图 4轴组件静刚度 主轴组件的刚度是综合刚度，影响主轴组件刚度的因素很多，主要有：主轴的结构尺寸、轴承的类型及其配置型式、轴承的间隙大小、传动件的布置方式、主轴组件的制造与装配质量等。 抗振性 主轴组件的抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动而 保持平稳运转的能力。在切削过程中，主轴组件不仅受静载荷的作用，同时也受冲击载荷和交变载荷的作用，使主轴产生振动。如果主轴组件的抗振性差，工作时容易产生振动，从而影响工件的表面质量，降低刀具的耐用度和主轴轴承的寿命，还会产生噪声影响工作环境。随着特殊磨头向高精度、高效率方向发展，对抗振性要求越来越高。 评价主轴组件的抗振性，主要考虑其抵抗受迫振动和自激振动能力的大小。 温升和热变形 主轴组件工作时因各种相对运动处的摩擦和搅油等而发热，产生了温升，温升使主轴组件的形状和位置发生畸变，称为热变形。热 变形应以主轴组件运转一定时间后各部分位置的变化来度量。 主轴组件温升和热变形，使特殊磨头各部件间相对位置精度遭到破坏，影响工件加工精度，高精度特殊磨头尤为严重；热变形造成主轴弯曲，使传动齿轮和轴承的工作状态变坏；热变形还使主轴和轴承，轴承与支承座之间已调整好的间隙和配合发生变化，影响轴承正常工作，间隙过小将加速齿轮和轴承等零件的磨损，严重时甚至会发生轴承抱轴现象。 影响主轴组件温升、热变形的主要因素有：轴承的类型和布置方式，轴承间隙及预紧力的大小，润滑方式和散热条件等。 耐磨性 主轴组件的耐磨 性是指长期保持其原始精度的能力，即精度的保持性。因此，主轴组件各个滑动表面，包括主轴端部定位面、锥孔，与滑动轴承配合的轴颈表面，移动式主轴套筒外圆表面等，都必须具有很高的硬度，以保证其耐磨性。 为了提高主轴组件的耐磨性，应该正确地选用主轴和滑动轴承的材料及热处理方法、润滑方式，合理调整轴承间隙，良好的润滑和可靠的密封。 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 20 轴组件的布局 主轴组件的设计，必须保证满足上述的基本要求，从而从全局出发，考虑主轴组件的布局。 特殊磨头主轴有前、后两个支承和前、中、后三个支承两种，以前者较多见。两支承主轴轴承的 配置型式，包括主轴轴承的选型、组合以及布置，主要根据对所设计主轴组件在转速、承载能力、刚度以及精度等方面的要求，并考虑轴承的供应、经济性等具体情况，加以确定。在选择时，具体有以下要求： （ 1）适应刚度和承载能力的要求 主轴轴承选型应满足所要求的刚度和承载能力。径向载荷较大时，可选用滚子轴承；较小时，可选用球轴承。双列滚动轴承的径向刚度和承载能力，比单列的大。同一支承中采用多个轴承的支承刚度和承载能力，比采用单个轴承大。一般来说，前支承的刚度，应比后支承的大。因为前支承刚度对主轴组件刚度的影响要比后支承的大。 表 2示为滚动轴承和滑动轴承的比较。 表 4滚动轴承和滑动轴承的比较 基本要求 滚动轴承 滑动轴承 动压轴承 静压轴承 旋转精度 精度一般或较差。可在无隙或预加载荷下工作。精度也可以很高，但制造困难 单油楔轴承一般，多油楔轴承较高 可以很高 刚度 仅与轴承型号有关，与转速、载荷无关，预紧后可提高一些 随转速和载荷升高而增大 与节流形式有关，与载荷转速无关 承载能力 一般为恒定值，高速时受材料疲劳强度限制 随转速增加而增加，高速时受温升限制 与油腔相对压差有关，不计动压效应时与速度 无关 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 21 抗振性能 不好，阻尼系数D=好，阻尼系数D=好，阻尼系数D=度性能 高速受疲劳强度和离心力限制，低中速性能较好 中高速性能较好。低速时形不成油漠，无承载能力 适应于各种转速 摩擦功耗 一般较小，润滑调整不当时则较大f=小f=身功耗小，但有相当大的泵功耗f=声 较大 无噪声 本身无噪声，泵有噪声 寿命 受疲劳强度限 制 在不频繁启动时，寿命较长 本身寿命无限，但供油系统的寿命有 限 （ 2）适应转速要求 由于结构和制造方面的原因，不同型号和规格的轴承所允许的最高转速是不同的。轴承的规格越大，精度等级越低，允许的最高转速越低。在承受径向载荷的轴承当中，圆柱滚子轴承的极限转速，比圆锥滚子轴承的高。在承受轴向载荷的轴承当中，向心推力轴承的极限转速最高；推力球轴承的次之；圆锥滚子轴承的最低，但承载能力与上述次序相反。因此，应综合考虑转速和承载能力两方面要求来选择轴承型式。 （ 3）适应精度的要求 起止推作用的轴承的布置有三种方式：前端定位 止推轴承集中布置在前支承；后端定位 集中布置在后支 承；两端定位 分别布置在前、后支承。 采用前端定位时，主轴受热变形向