首页 人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 重型轴类形状零件双Z轴桁架自动化系统【优秀毕业课程设计含CAD图纸+说明书论文】
设计说明书.doc

重型轴类形状零件双Z轴桁架自动化系统【优秀毕业课程设计含CAD图纸+说明书论文】

收藏

压缩包内文档预览：(预览前20页/共41页)
预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图
编号：815629    类型：共享资源    大小：11.83MB    格式：ZIP    上传时间：2016-10-02 上传人：小*** IP属地：福建
50
积分
举报
举报 版权申诉
版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载
关 键 词：
重型 形状 零件 桁架 自动化 系统 优秀 优良 毕业 课程设计 cad 图纸 说明书 仿单 论文
资源描述：

!【包含文件如下】【机械设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[13000字，41页]【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat

双轴桁架.dwg

导轨滑块.dwg

支架.dwg

桁架自动线竖直轴装配图.dwg

外文翻译.doc

设计说明书.doc[13000字，41页]


摘要

凸轮轴桁架自动化系统是工业制造上不可缺少的一部分，作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作，这些优点就是桁架机械手能够快速良好发展的根本，机械手能够代替人力，更能够准确的去完成工作。在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而生产的。机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。通过对加工中心生产线的加工布局的分析，确定了桁架机械手输送的方案，即桁架机械手输送缸体的输送程序，输送方法和桁架机械手的结构；实现了桁架机械手在专机输送上的应用，达到了快速，柔性输送缸体的目的，提高了机床的性能、可靠性和自动化程度；从根本上解决加工中心生产线的生产节拍长的难题。


关键词：加工中心生产线；桁架自动化系统机械手；伺服驱动；生产节拍；



Abstract


Truss automation system of mechanical hand is part of the manufacturing industry is indispensable, flexible, motion inertia small, general strong, can grab near the base of the workpiece, and can work around obstacles between the body and the mechanical work, these advantages is the mechanical hand can quickly speed and good development of the fundamental, the mechanical hand to replace human, can be more accurate to complete the work. In the modern industry, the production process of mechanization, automation has become a prominent theme. Automatic continuity of the chemical production process has been basically resolved. Special machine is an effective method for mass production automation; control of machine tools, CNC machine tools, machining centers, automated machinery is an important way to effectively solve the many varieties of small batch production automation. But in addition to cutting itself, there are a large number of loading and unloading, handling, assembly operations, further realizes mechanization, the industry manipulator is to realize the automation of these processes and production. Mechanical hand is able to mimic the part of the human upper limb function can carries on the automatic control of the scheduled in accordance with the requirements of transportation products or tools to maintain the operation of automated production equipment. Truss manipulator delivery scheme is determined through analysis of processing production line processing layout, namely truss manipulator conveying cylinder transportation procedure, conveying method and truss manipulator structure; to realize application in the conveying plane truss manipulator, achieves the quick speed, flexible conveying cylinder and improve the machine performance, reliability and degree of automation; fundamentally solve problems of long production cycle of processing production line.


Keyword: processing production line；automation system; truss manipulator; servo drive; production cycle；



目 录

  

  引言 1

  第一章前言 2

  1.1 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统概述件的功用 2

  1.2 凸重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的组成及作用 2

   1.2.1 各重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的组成 2

   1.2.2 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的作用 2

  第二章重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的传动系统设计 4

  2.1 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的设计关键技术参数要求 4

   2.1.1  X轴横梁的相关计算 4

   2.1.2 导轨滑块承载能力计算 7

   2.1.3移动速度计算 8

  2.2 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的传动方案设计 9

  2.3 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的驱动电机选择 10

   2.3.1 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的驱动电机额定转速选择 10

   2.3.2 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的驱动电机额定功率选择 11

  2.4 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的导轨选择 13

  2.5 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的齿轮齿条选择 14

  第三章重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的主体部分结构设计 23

  3.1 夹手部分基座的结构设计结构 23

   3.1.1 概述 23

   3.1.2 手部的结构和手指形状的确定 23

  3.2 重型轴类形状零件双Z轴桁架系统的走线系统结构设计 24

   3.2.1 拖链选择的技术条件 24

   3.2.2 根据拖链选择设计拖链槽结构 25

  第四章基于solidworks双Z轴桁架系统的建模及装配 26

  4.1 solidworks软件建模与装配概述 26

  4.2 运用SolidWorks软件进行零件设计 26

  4.3 运用SolidWorks软件进行零件装配 28

  第五章CAD绘图简单说明 29

  结论 30

  致谢 32


内容简介：
外文翻译译文 机械设计基础 机械设计基础是指机械的装置和机械系统 机器、产品、结构、设备与仪器的设计。大部分机械设计需要利用的数学、材料科学和工程力学的知识。 我们对整个设计过程感兴趣。它是怎样开始的呢？工程师是不是仅仅坐在铺着白纸的桌旁就可以开始设计了呢？当他记下一些设想后，下一步应该做些什么？什么因会影影响或者控制着应该做出的决定？最后，这一设计过程是怎样结束的呢？ 有时，虽然并不总是如此，工程师认识到一种需要并且决定对此做一些工作时，设计就开始了。认识到这种需要，并用语言将其清楚地叙述出来，常常 是一种高度创造性的工作。因为这种需要可能只是一个模糊的不满，一种不舒服的感觉，或者是感觉到了某些东西是不正确的。 这种需要往往不是很明显的。例如，对食品包装机械进行改进的需要，可能是由于噪音过大、包装重量的变化、包装质量的微小的但是能够察觉得出来的变化等表现出来的。 叙述某种需要和随后要解决的问题之间有着明显的区别。要解决的问题是比较具体的。如果需要干净的空气，要解决的问题可能是降低发电厂烟囱的排尘量，或者是降低汽车排除的有害气体。 确定问题阶段应该制订设计对象所有的要求。这些设计要求包括输入量、输出两特性 、设计对象所占据的空间尺寸以及这些参量的所有制约因素。我们可以把设计对象看作是黑箱中的某种东西。在这种情况下，我们必须具体确定黑箱的输入和输出，以及它们的特性和制约因素。这些设计要求将规定生产成本、产量、预期寿命、工作范围、操作温度和可靠性。 还存在着许多由于设计人员所处的特定环境或者由于问题本身的性质所产生的隐含设计要求。某个工厂中可利用的制造工艺和设备会对设计人员的工作有所限制，因而成为隐含的设计要求的一部分。例如，一个小工厂中可能没有冷变形加工机械设备。因此，设计人员就必须选择这个工厂中能够进行的其他 的金属加工方法。工人的技术水平和市场上的竞争情况也是隐含的设计要求的组成部分。 在确定了要解决的问题，并且形成了一系列的书面的和隐含的设计要求之后，设计工作的下一阶段是进行综合以获得最优的结果。因为只有通过对所设计的系统进行分析，才能确定其性能是否满足设计要求。因此，不进行分析和优化就不能进行综合。 设计工作是一个反复进行的过程。在这个过程中，我们要经历几个阶段，在对结果进行评价后，再返回到前面的阶段。因此，我们可以先综合系统中的几个零件，对它们进行分析和优化，然后再进行综合，看它们对系统的其他部分有时么影 响。分析和优化都要求我们建立或者做出系统的抽象模型，以便对此进行数学分析。我们将这些模型称为数学模型。在建立数学模型时，我们希望能够找到一个可以很好地模拟实际物理系统的数学模型。 评价是整个设计过程中的一个重要阶段。评价是对一个成功的设计的最后检验，通常包括样机的实验室实验。在此阶段我们希望弄清楚设计能否真正满足所有的要求。它是否可靠？在与类似的产品的竞争中它能否获胜？制造和使用这种产品是否经济？它是否易于维护和调整？能否从它的销售或使用中获得利润？ 与其他人就设计方案进行交流和沟通是设计过程的最后和关键阶 段。毫无疑问，有许多伟大的设计、发明或创造之所以没有为人类所利用，就是因为创造者不善于或者不愿意向其他人介绍自己的成果。提出方案是一种说服别人的工作。当一个工程师向经营、管理部门或者其主管人员提出自己的新方案时，就是希望向他们说明或者证明自己的方案是比较好的。只有成功地完成这项工作，为得出这个方案所花费的大量时间和精力才不会被浪费掉。 人们基本上只有三种表达自己思想的方式，即文字材料、口头表述和绘图。因此，一个优秀的工程师除了掌握技术之外，还应该精通这三种表达方式。如果一个技术能力很强的人在上述三种表达方式 中的某一种的能力较差，他就会遇到很大的困难。如果上述三种能力都很差，那将永远没有人知道他是一个多么能干的人！ 一个有能力的工程师不应该害怕在提出自己的方案时遭到失败的可能性。事实上，偶然的失败肯定会发生的，因为每一个真正有创造性的设想似乎总是有失败或批评伴随着它。从一次失败中可以学到很多东西，只有不怕遭受失败的人们才能取得最大的收获。总之，决定不把方案提交出来，才是真正的失败。 机械设计概论 机械设计是一门通过设计新产品或者改进产品来满足人类需求的应用技术科学。它是一个广阔的工程技术领域，不仅要研究产品在尺 寸、形状和详细结构等方面的基本构思，还要考虑产品在制造、销售和使用等方面的有关问题。 进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创新性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺等方面具有深厚的基础知识。 如前面所述，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科学知识本身并不一定能给人类带来益处，只有当它们被用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到再一个特定产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。 应当把机械设计看成是设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制订产品的制造工艺的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以再一个好的设计中做出所需的全部决定。另一方面，应该认真精确地进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。 一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就恢复采用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许 多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人易于墨守成规，这样做并不是一件容易的事情。以为设计工程师应该不断的探索改进现有产品的办法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。 新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的办法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新办法。 在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造 性，不受各种约束。即使产生了许多不切合实际的想法，也会在设计的早期，即绘制生产图纸之前被改正掉。只有这样， 才不至于堵塞创新得思路。通常要提出几套设计方案 然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中 采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。 另一个应该被认识到的重要问题是，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和沟通。在开始阶段，设 计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和沟通，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了有效地进行交流，需要解决下列问题 : （ 1） 所要设计的这个产品是否真正为人们所需要？ （ 2） 此产品与其他公司的现有产品相比有无竞争能力？ （ 3） 生产这种产品是否经济？ （ 4） 产品的维修是否方便？ （ 5） 产品有无销路？是否可以盈利？ 只有时间才能对上述问题给出正确的答案。但是，产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行沟通。 通常，在制造过程中会 出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些修改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的修改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装配外运前的试验中才发现设计中的某些缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。 机械加工 车削 普通车床作为最早的金属切削机床中的一种，目前仍然有许多有用的和为人们所需要的特性。现在，这些机床主要用在规模较小的工厂中，进行小批量的生产，而不是进行大批量的生产 。 在现在的生产车间中，普通车床已经被种类繁多的自动车床所取代，诸如自动仿形车床，六角车床和自动螺丝车床。现在，设计人员已经熟知先利用单刃刀具去除大量的金属余量，然后利用成型刀具获得表面光洁度和精度这种加工方法的优点。这种加工方法的生产速度与现在工厂中使用的最快的加工设备的速度相等。 普通车床的加工偏差主要依赖于操作者的技术熟练程度。设计工程师应该认真地确定由熟练工人在普通车床上加工的试验零件的公差。在把试验零件重新设计为生产零件时，应该选用经济的公差。 六角车床 对生产加工设备来说，目前比过去更着重评 价其是否具有精确的和快速的重复加工能力。应用这个标准来评价具体的加工方法，六角车床可以获得较高的质量评定。 在为小批量的零件（ 100 200 件）设计加工方法时，采用六角车床时最经济的。为了在六角车床上获得尽可能小的公差值，设计人员应该尽量将加工工序的数目减至最少。 自动螺丝车床 自动螺丝车床 通常被分为以下几种类型：单轴自动、多轴自动和自动夹紧车床。自动螺丝车床最初是被用来对螺钉和类似的带有螺纹的零件进行自动化和快速加工的。但是，这种车床的用途早就超过了这个狭窄的范围。现在，它在许多种类的精密零件的大批 量生产中起者重要的作用。工件的数量对采用自动螺丝车床所加工 零件的经济性有较大的影响。如果工件的数量少于 1000 件，在六角车床上进行加工比在自动螺丝车床上加工要经济得多。如果计算出最小经济批量，并且针对工件批量正确地选择机床，就会降低零件的加工成本。 自动仿形车床 因为零件的表面粗糙度在很大程度上取决于工件材料、刀具、进给量和切削速度，采用自动仿形车床加工得到的最小公差不一定是最经济的公差。 在某种情况下，在连续生产过程中，只进行一次切削加工时的公差可以达到 于某些零件，槽宽的公差可以达 到 孔和采用单刃刀具进行精加工时，公差可达到 希望获得最大产量的大批量生产中，进行直径和长度的车削时的最小公差值为 是最经济的。 铣削 除了车削和钻削，铣削无疑是应用最广泛的金属切削方法。铣削非常适合于而且也易于应用在任何数量的零件的经济生产中。在产品制造过程中，许许多多种类的铣削加工是值得设计人员认真考虑和选择的。 与其他种类的加工一样，对于进行铣削加工的零件，其公差应该被设计或铣削生产所能达到的经济公差。如果零件的公差设计得比需要的要小，就 需要增加额外的工序，以保证获得这些公差 这将增加零件的成本。 磨削 磨削是一种应用最广泛的零件精加工方法，用来获得非常小的公差和非常低的表面粗糙度。目前，几乎存在着适合于各种磨削工序的磨削。零件的设计特征在很大程度上决定了需要采用的磨削的种类。当加工成本太高时，就值得对零件进行重新设计，使其能够通过采用既便宜又具有高生产率的磨削方法加工出来，以获得经济效益。尽管通常认为磨削适用于精加工工序，对那些适合于采用磨削来完成粗、精加工工序的工件，也经常采用磨削方法完成全部加工工作，而不采用车削或者其他加工方法。 因此，许多种类的锻件和其他零件，可以采用磨削的方法完成其从毛坯到成品的全部加工，这可以显著地节约时间和费用。 磨床有以下几种类型：外圆磨床、无心磨床、内圆磨床、平面磨床和工具磨床。 外圆磨床和无心磨床是用来磨削圆柱形工件或者圆锥形工件的。因此，花键轴、轴和其他类似的零件是采用普通的外圆磨床，或者采用无心磨床进行加工的。 螺纹磨床用来磨削螺纹量规上的精密螺纹和用来磨削螺纹的中径与轴的同心度公差很小的精密件上的螺纹。 内圆磨床用来磨削精密的孔、汽缸孔以及各种类似的，需要进行精加工的孔。 平面磨床用来对各种平面工 件，或者带有平面的工件进行精加工。可以采用砂轮的边或者砂轮的端面进行磨削。这类机床上装有往复式工作台或者回转式。 外文原文 of of a is of to it at a of as he or to be an a to do of it in so a be a a of of a is is at to do a be by by in by in of or is a of of is If is be of or of of is to be of on We to be as in a In we of to be s or of of a on a s a of A be in a of in is of an be to is an in we to an of we of a to to on of we or of of We In it is we is a of is of a of a in we to if or Is it it Is it to to Is it a be or to is in to or to to is a a to or is to or to to is a be on of to be in of A in of is If in is no be of of in a In be or to is a to be a by to In in to at is of to or of It is a of of in of in of of or is a in to a a in of of As of is to a a by do if a a be It be a be a is be to be an to to a of a is to be It is to of no or be to to a On be if a is an to a of is be a is no of a be is to A to an be be or be of be is a a at It be if a be of of be to a of it is to in of by In is up to be It is in of as to to It is of to to to is an is no be is a be to to if to be a to is by in To be (1) a (2) it be of (3) Is it to (4) it be (5) it a to be to of a It be a is in or of a so it be in of be by so be In a in or to is a is a to do it he of a of in in s by a of as of of at s on a on on of be in of an on by a In an be be in of to of a a In 00 00 it is to In on a of of of a in of a of an in of on to up on on 000 be to up on on of be if is is be on Is in be on be On is a is on of of is of to of of of of of As in to be be be in If is to be to of is of of to of of a to a of proc 沈阳化工大学科亚学院 本科毕业设计 题 目 重型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统 院 系 沈阳化工大学科亚学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1203 学生姓名： 杨光 指导教师： 王楠 论文提交日期： 2016 年 5 月 30 日 论文答辩日期： 2016 年 6 月 6 日 毕业设计（论文）任务书 机械设计制造及其自动化专业 1203 班 学生： 杨光 毕业设计（论文）题目： 重型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统 毕业设计（论文）内容： 重型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统由结构框架、 Y 轴组件、 Z 轴组件、工装夹具以及控制柜，六部分组 成 ， 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 等。 毕业设计（论文）专题部分： 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 ， 重型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的主体部分结构设计 起止时间： 2016 年 2 月 29 日至 2016 年 6 月 5 日 指导教师： 签字 2016 年 6 月 6 日 摘要 凸轮轴桁架自动化系统是工业制造上不可缺少的一部分，作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作 ，这些优点就是桁架机械手能够快速良好发展的根本，机械手能够代替人力，更能够准确的去完成工作。在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化 ,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而生产的。机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要 求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。通过对加工中心生产线的加工布局的分析，确定了桁架机械手输送的方案，即桁架机械手输送缸体的输送程序，输送方法和桁架机械手的结构；实现了桁架机械手在专机输送上的应用，达到了快速，柔性输送缸体的目的，提高了机床的性能、可靠性和自动化程度；从根本上解决加工中心生产线的生产节拍长的难题。 关键词： 加工中心生产线；桁架自动化系统机械手；伺服驱动；生产节拍； of is of is of is of to be to In of a of is an of is an to of in to a of is to of is to of on of in of or to of is of to in of of of 目 录 引言 . 1 第一章 前言 . 2 型轴类形状零件双 . 2 重型轴类形状零件双 . 2 重型轴类形状 零件双 . 2 型轴类形状零件双 . 2 第二章重 型 轴类形状零件双 . 4 型轴类形状零件双 求 . 4 . 4 轨滑块承载能力计算 . 6 . 8 型轴类形状零件双 . 9 型轴类形状零件双 . 10 型轴类形状零件双 . 10 型轴类形状零件双 . 10 型轴类形状零件双 . 12 型轴类形状零件双 . 14 第三章重型轴类形状零件双 . 24 手部分基座的结构设计结构 . 24 述 . 24 部的结构和手指形状的确定 . 24 型轴类形状零件双 . 24 链选择的技术条件 . 24 据拖链选择设计拖链槽结构 . 26 第四章基于 轴桁架系统的建模及装配 . 27 4.1 . 27 用 . 27 用 . 29 第五章 . 30 结论 . 31 致谢 . 33 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 引言 1 引言 毕业设计的关键是结束的大学生 在学校期间 ,这是一个综合考试的知识 ,也是我们的实际设计过程 ,模拟真实的环境 ,这使得本专业设计工作我们有一个更深刻的理解 ,因此 ,为未来的工作奠定了坚实的基础。 为了有效地完成毕业设计 ,我们把之前的生产现场的实际情况 ,并通过查找大量的资料和其他教科书和参考书 ,写这个夹具设计规范。它通过程序的设计 ,进一步机车阀导块的过程。通过编写夹具、测量工具、刀具设计规范 ,进一步说明了设计理念 ,巩固学到各种各样的知识。这个设计编译一组批生产过程规划。简单实用的夹具设计更多的反映了经济技术指标在设计中的重要地位。 设计工作是 一个细致、困难、复杂 ,涵盖非常广泛 ,它不仅巩固了所学的知识 ,更多的提高和锻炼我们的综合能力 ,如计算能力、图形功能。但是因为我的学校和水平有限 ,难免有缺点和错误的设计 ,请在这里老师评论。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 前言 2 第一章前言 型轴类形状零件双 凸桁架式机器人是一种综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能等多学科而形成的高新技术产品。是一种能进行自动控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作设备。随着国内企业用人成本的不断增加，桁架式工业机器人在制造业中实现规模化生 产、摆脱单调重复的体力劳动、提高产品质量方面具有明显的优势，在高温、有毒场合具有人工无法替代的作用，在机械加工业具有广泛的运用，了解和掌握桁架式机器人的特点、结构和设计，对推动我国机器人的运用具有现实指导意义。重型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统是一种建立在直角 X， Y，Z 三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备。 重型轴类形状零件双 重型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的组成 重型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统由结构框架、 X 轴组件、 Y 轴 组件、 Z 轴组件、工装夹具以及控制柜，六部分组成。 型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的作用 系统可以实现多自由度运动，每个运动自由度之间的空间夹角为直角。自动控制的，可重复编程，所有的运动均按程序运行。一般由控制系统、驱动系统、机械系统、操作工具等组成。灵活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。可用于恶劣的环境，可长期工作，便于操作维修。各个机器人行走轴，均可采用 滚轮导轨 ，具有可高速运行，安装调试方 便，适合长行程应用，可用于恶劣环境等优点。并且高效，其各轴以极高的速度直线运行，可用伺服电机快速响应；结构稳定，极小的重复性误差，最高可达 强度， 7时工作，不需要吃饭、睡觉、抽烟等；高精度定位精沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 前言 3 度可达 于制作成本原因，可根据使用工况适当放大定位精度）；性价比高相比关节机器人，其负载重量大，制作成本低，适合于 “中国智造 ”基本国情； 操作简单，基于直角坐标体系，其运动参数较为简单。重型轴类形状零件双 大限度的提高了桁架自动化系统的 应用，对于设计加工具有重大意义。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 4 第二章重 型 轴类形状零件双 根据书籍的设计思想的原始数据 ,以确定生产的类型。根据设计规范给出根据车间的工作情况和工件的重量 ,根据生产可分为单位生产、小批量生产、批量生产和批量生产。金属机械加工工艺人员手册检查表 15 - 5 部分体重 48 公斤 100 公斤 ,年产量 3000 件 ,属于批量生产。 轴桁架系统的设计关键技术参数要求 轴横梁的相关计算： 根据 X 轴横梁的布局形式可将横梁按两点支承结构计算横梁的相关参数，包括：剪切力 Q、弯 矩 M。 (1) 横梁及导轨自身质量 (2) 托板及其上的包含 Z 轴部件的总重量 (3) 抓手自身质量 (4) 工件自身质量 (5) 重力加速度： g； 2 F=3+向垂直向下。横梁不考自重时计算示意图见图 示 : 图 横梁不考自重时计算示意图 图中 l 为横梁的总有效跨度； 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 5 托板左侧导向滑块距横梁左端尺寸； 板右侧导向滑块距横梁右端尺寸； Z 轴托板上两导向滑块之间距离； q 外：除横梁自重之外所有外 力所产生的均布载荷， 表 桁架机器人在外力作用下的设计计算公示 名称 计算条件 计算公式 剪力 0 x 外 =q 外 l3/l(l2+) x(l1+Q 外 =q 外 l3/l(l2+)(l1+ xl Q 外 = l3/l(l1+) 弯矩 x=l1+l3/l(l2+) =l(l2+)(2，由横梁自身质量产生的载荷 q 自沿横梁全长作用， w1/l，且均匀分布。 表 桁架机器人在自重作用下的设计计算公式 名称 计算条件 计算公式 剪力 Q 自 =q 自 l/2 x 弯矩 x=l/2 q 自 横梁实际工作中所受作用力是自重和外力共同作用的结果，是上述两种状态计算参数的矢量叠加，见表 表 横梁实际工作中所受作用力是自重和外力共同作用的结果 名称 计算公式 剪力 Q 总 =Q 外 +Q 自 弯矩 M 总 外 自 、横梁弯矩强度校核 （ 1）横梁可以等效为一个等截面中心对称的杆件结构，对整个横梁截面来说，最大应力发生在弯矩最大的截面上。其值为： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 6 /m a x M m a x W z 总 式中： 抗弯截面系数。 （ 2）强度条件：产生最大弯矩的截面称为危险截面，危险截面上产生最大应力的点称为危险点。即： / m a x M m a x W z总 式中： 为材料的许用应力。 = 0/n 0 为材料的极限应力。对于脆性材 料： 0=b;对于塑性材料： 0=s。 n 为安全系数。对于脆性材料： n=于塑性材料： n= （ 3）横梁剪切强度校核：最大弯曲剪切应力通常发生在截面中性轴处，该处的正应力为零，最大剪切应力作用点处于纯剪切应力状态。横梁是一个等截面直梁，最大弯曲剪切应力发生在剪力最大的截面上。最大弯曲剪切应力不得超过材料在纯剪切时许用剪应力。 即： m a xm a x z m z 总 式中： Q 总 发生在截面上的最大剪切力： 所求应力点外的面积到中性轴的静面矩，静面矩 S=应力点面积 A应力点面积形心对某轴的标矩； 横梁截面对中性轴 Z 的惯性矩； b 是横梁截面的宽度； 是材料的剪切许应力，它与材料的许用用力 之间，存在如下关系： 对于塑性材料： =;对于脆性材料： = 轨滑块承载能力计算： 导轨滑块是 X 轴运动时的导向机构，它由两根导轨和四只滑块组成。两导轨固定在横梁侧面的安装面上，四只 滑块与托板固定联接，托板上装有 X 轴驱动部件、 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 7 轴驱动部件、整个 Z 轴部件、轨道润滑装置等。 1. 初始条件： 工件质量 托板自身质量 托板上负载的质量 括 X 轴驱动部件、 Z 轴驱动部件、整个 Z 轴部件、轨道润滑装置等； 重力加速的： g； 2 见图 示： 图 算模式 图中： g：滑块所受总负载； 滑块水平方向中心线之间的距离； 两导轨垂直方向中心线之间的距离； 滑块所受负载几何中心与托板水平几何中心线水 平方向的距离； 块所受总负载几何中心与导轨几何中心线前后水平方向的距离； 块 1、滑块 2、滑块 3、滑块 4 分别所受径向力见图 阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 8 图 1T、 块 1、滑块 2、滑块 3、滑块分别所受侧向力 表 4 计算公式 名称 计算公式 径向力 2=4=向力 4T=+23T=2 动速度计算 “移动速度 ”是桁架机器人的主要参数之一，桁架机器人运动速度的快慢直接影响机器人工作的节拍，从而决定机器人的工作效率。 桁架机器人的工作方式： 机器人在某一位置处于静止状态； 当电气控制系统接受到某一控制信号后桁架带动机械手由静止状态开始加速启动； 机械手按某一运动轨迹运动到特定位置执行特定的运动。 运动特点：上述运动过程可分解三个部阶段 机械手由静止到匀速运动中的加速度阶段； 机械手匀速运动阶段； 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 9 机械手匀速运动到特定位置停止的减速阶段； 2 （ 1）机械 手开始处于静止状态，初始运动速度 ； （ 2）机械手由静止到匀速运动过程中的加速度 a 加； （ 3）机械手由静止到匀速运动过程中的加速度时间 t 加； （ 4）机械手匀速运动时的速度 V, （ 5）机械手由匀速运动到静止过程中的加速度 a 减， （ 6）机械手由匀速运动到静止过程中的减速度 t 减， 加速过程： v=v0+a 加 t 加 减速过程： v= t 减 型轴类形状零件双 在机器人驱动系统中，电气驱动是利用各种电动机产生的力或力矩，直接或经过减速机构去驱动机器人的关 节，来获取动力。电气驱动主要有步进电机、直流伺服电机、交流电机、直线电动机以及最近几年出现的超声波电机和 动机【 10】等几种。 步进电机是一种用脉冲信号控制，每输入一个脉冲，步进电机就进行回转一定的角度，脉冲数与角度数成正比，旋转方向取决于输入脉冲的顺序。步进电机可在很宽的范围内，通过脉冲频率同步，能够按照脉冲要求进行启动、停止、反转和制动变速，有较强的阻碍偏离稳定的能力。在机器人中位置控制系统中得到了极大的应用。主要有永磁式、反应式、永磁感应子式三种。 直流伺服电机是用直流电供电的电动机。其功能是将输 入的受控电压 /电流能量转换为电枢轴上的角位移或角速度输出。直流伺服电机的工作原理和基本结构均与普通动力用直流电机相同。特点是稳定性好、可控性好、响应迅速、转矩大。一般有永磁式和电磁式，在机器人驱动系统中多采用永磁式直流伺服电机。 交流伺服电机的使用情况与直流伺服电机相同，但交流伺服电机与直流伺服电机沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 10 相比，结构简单、工作可靠、功率大、过载度能力强、无电刷、维修方便，因而交流伺服电机是今后机器人用电流的主流。 低速电机主要用于系统精度要求高的机器人。为了提高功率效率比，伺服电机制成高转速，经齿轮减速后带动机械负 载。由于齿轮传动存在间隙，系统精度不易提高，若对功率效率比要求不十分严格，而对于精度有严格的要求，则最好取消减速齿轮，采用大力矩的低速电机，配以高分辨力的光电编码器及高灵敏度的测速发动机，实现直接驱动。环形超声波电动机具有低速大转矩的特点，使用在机器人的关节处，不需齿轮减速，可直接驱动负载，因而可大大改善功率重量比，并可利用其中空结构传递信息。 动机是一种小型大转矩（大推力）的电动机，电动机可直接与负载连接，可应用在系统定位精度要求高的机器人产品中。 通过上述对几种机器人常用电机的分析和比较，综合考虑本 文桁架机器人臂并不要求有很高的扭矩，但是要求有较高精度并要求能够快速启动和制动，所以选择应用较为广泛的步进电机作为驱动电机。 型轴类形状零件双 型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的驱动电机额定转速选择 对于机械手的抓取操作及其在上料和卸料的时候，考虑对其工件的精准性，所以提供的动力源也要运行精确，保证加工的产品在规定时间内，在保证其质量的情况下，快速的完成，为人工师傅们节约更多的时间， 根据本次设计要求 电机的转移量为 1/P 电机的最大转速 N /N V P 根据设计要求的电机品牌，按照计算的参数，选择合适的驱动电机额定转速，再结合转矩等参数要求，确定具体电机。 型轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的驱动电机额定功率选择 1、驱动电机扭矩计算： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 11 驱动电机是驱动横梁上运动部件的动力源，由于桁架机器人对运动部件的运动速度和重复定位精度有相应的要求，驱动电机均采用伺服电机，伺服电机驱动力的大小一般由电机的额定扭矩来决定。因此，设计时需要计算驱动电机的扭 矩。 2、 初始条件 （ 1）电机驱动的总载荷量 G（托板上所有零件及 Z 轴自重 爪质量 件质量 （ 2） G=（ 3）驱动齿轮的直径 D， （ 4）电机中心到上轨道中心距离 （ 5）电机中心到轨道中心距离 （ 6）轨道运动式的摩擦系数 u 3、 计算模型 图 计算模型 在总载荷 G 的作用下运动部件在上下轨道上所受的力可以分解为径向力和侧向力，运动时所受的滑动摩擦力是上述两种力共同作用的结果，上轨道所受摩擦力u(2T+2),下导 轨上所受的摩擦力 F2=u(4T+4)。上下轨道上所受滑动摩擦力的合力与电机转动时作用在齿轮齿侧面分度圆上的传动力大小等，方向相反，即： 1+动部件启动和停止时由于加速度的存在，运动部件存在惯性力，加速度时惯性力与运动方向相同为正，减少时惯性力与运动方沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 12 向相反为负 234F M a W W W a 惯 （ ） 在运动部件启动时，运动部件加速度 F 总 =F 惯 +时电机需输出最大的驱动力才能驱动运动部件运动。 电机输出功率计算： / 1 0 0 0P F v 总 式中： P：电机的输出功率； v:运动部件匀速运动时的速度； ：运动时的机械效率 伺服电机扭矩的计算： 9550 /T P n 式中： P：电机的输出效率； v: 电机运动时的转速； T：电机的输出扭矩； 电机型号的确定：根据计算电机的输出扭矩，选择所需的电机。 /T T i n T n i 额 式中： T 额：电机的额定输出扭矩； i：与电机相连的减速器的减速比； T：电机的输出扭矩； n：电机运行时的安全 系数； 型轴类形状零件双 根据给定的工作载荷 估算的 算导轨的静安全系数 0/P,式中： 导轨的基本静额定载荷， 作载荷 P=z+W);般运行状况 )， 行时受冲击、振动）。根据计算结果查有关资料初选导轨： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 13 选 线滚动导轨， E 级精度。查得， ,. 工作寿命每天 8 小时，连续工作 5 年， 250/年，额定寿命为： ()5 2 5 0 8 1 0 0 0 0 , 82 6 0 / 1 0 3 2 0 . 3 1 8 6 0 3 8 4 0 0 / 1 0 3 1 1 4 2 8L h h n zL l s n Z L h k m 每 分 钟 往 复 次 数（ ）计算四滑块的载荷，工作台及其重物约为 4000N 计算需要的动载荷 1 1 0 / 4 2 7 . 5 / 5 0 1 / 3 2 0 8a f W P f h f t f c f a L N （ ）由机械电子工程专业课程设计指导书表 3选用 线滚动导轨副，其 06N,45N 基本参数如下： 导轨的额定动载荷 7500N 依据使用速度 V（ m/初选导轨的基本动额定载荷 N)验算导轨的工作寿命 额定行程长度寿命： / 2 0 0 0 / 4 5 0 0T s K f H f T f C f w C a M M 1 , 2 , 0 . 8 1 , 1f T f w f C f H , / 0 5 0/ 3 5 0 / 1 1 0 . 8 1 1 7 5 0 0 / 2 5 0 0 3 1 4 2 4 0 9 . 5 8( ( ) ( ) )K R K f H f T f C C a f W F k m 导轨的额定工作时间寿命： 001 0 3 / 21 0 3 / 2 4 9 4 4 7 7 1 5 0 0 0T H T S l T S l n h T h 导轨的工作寿命足够 滚动导轨间隙调整 预紧可以明显提高滚动导轨的刚度，预紧采用过盈配合，装配时，滚动体、滚道及导轨之间有一定的过盈量。 润滑与防护 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 14 润滑：采用脂润滑，使用方便，但应注意防尘。 防护装置的功能主要是防止灰尘、切屑、冷却液进入导轨，以提高导轨寿命。防护方式用盖板式。 型轴类形状零件双 择 度等级、材料及齿数 b货叉为一般工作机械，速度不高，故选用 7 级精度（ 095 c材料选择。选择齿轮材料为 40质），硬度为 280条材料为 45 钢（调质），硬度为 240d初选齿轮齿数为 Z=20。 计算公式为 23 21 Z E 12 . 3 2 H d t= 5349 5 . 5 1 0 4 0 1 02 6 / m i 4 7 1 0 m m d= E=2 00条的接触疲劳强度极限 50 条接触疲劳寿命系数 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 15 取失效概率为 1%,安全系数 S=1，由公式 /H k H N 求得：齿轮的接触疲劳许用应力 540H M P a ,齿条的接触疲劳许用应力 5 2 2 . 5 .H M P a （ 1） 计算齿轮的分度圆直径 23 22432112 . 3 21 + 1 1 8 9 . 8 1 . 4 7 1 02 . 3 21 5 2 2 . 5 13 6 . 5Z E k （ 2） 计算圆周速度 . 0 5 /6 0 1 0 0 0tn （ 3） 齿宽 0 . 4 5 3 6 . 5 1 6 . 4 2 5b d d t m m （ 4） 计算齿宽与齿高之比 /数 / 3 6 . 5 / 2 0 1 . 8 2 5m t d t z m m 齿高 h 2 . 2 5 2 . 2 5 1 . 8 2 5 4 . 1 1m t m m / 1 6 . 4 2 5 / 4 . 1 1 3 . 9 9 6 (5)计算载荷系数 根据 v=s,7 级精度，由图可查得动载荷系数 齿轮， 由表查得使用系数 表查得 7 级精度，齿轮悬架布置时， b/h=得 故载荷系数 1 . 0 0 2 1 1 . 2 5 1 1 . 1 8 9 6 9 . 2 2 2K K A K v K H K H m m (6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由公式得： 33 1 . 4 8 93 6 . 5 3 9 . 2 2 21 . 2Kd t m （ 7）计算模数 / 3 9 . 2 2 2 / 2 0 1 . 9 6m m d z m m 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 16 弯曲强度的实际公式为 3 22Y F a Y S a K d Z a. 确定公式内各参数的值 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限 00条的弯曲疲劳强度极限80 查得齿轮的弯曲疲劳寿命系数 条的弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=公式得： 齿轮的许用应力 1 1 0 . 8 3 5 0 0 2 9 6 . 4 31 . 4K F N F p 齿条的许用应力 2 2 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 61 . 4K F N F p 计算载荷系数 K 1 . 0 0 2 1 . 2 5 1 . 1 4 1 . 4 2 8K K A K v K F K F 查取齿形系数 查得齿轮的齿形系数 查取应力校正系数 查得 计算 2 . 8 0 1 . 5 5 0 . 0 1 4 6 43 0 3 . 5 7Y F a Y S b. 设计计算 433 222 2 1 . 4 2 8 1 . 4 7 1 0m 0 . 0 1 4 6 4 1 . 5 10 . 4 5 2 0Y F a Y S a K T d Z 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 重 型 轴类形状零件双 Z 轴桁架系统的传动系统设计 17 模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮 直径（即模数与齿数成积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 m=2接触强度算得的分度圆直径d=出齿轮齿数 z=d/m=20 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 2 2 0 4 0d m z m m b 计算齿轮齿条宽度 0 . 4 5 4 0 1 8 ,b d d m m 取齿轮宽度 B=17条宽度为 B=16c 计算齿顶圆直径 2 4 0 2 2 4 4D a d h a m m m d 计算齿根圆直径 2 4 0 2 1 . 2 5 2 3 5d f d h a c m m m e 计算齿轮齿条的节距 2 f 计算齿顶高 1 2 2h a h a m 1 0 . 2 5 2 2 . 5h f c h a m 竖直方向运动机械部件的计算 步进电机的选型 计算所 需的转矩： 式中： 沈阳化工大学科亚学院学士
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
提示  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
关于本文
本文标题：重型轴类形状零件双Z轴桁架自动化系统【优秀毕业课程设计含CAD图纸+说明书论文】
链接地址：https://www.renrendoc.com/p-815629.html

官方联系方式

网站客服网站客服      侵权投诉侵权投诉
1:下载资料失败解决办法   
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰   
点击下载此资源
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

网站客服QQ：2881952447     

copyright@ 2020-2025  renrendoc.com 人人文库版权所有   联系电话：400-852-1180

备案号:蜀ICP备2022000484号-2       经营许可证: 川B2-20220663       公网安备川公网安备: 51019002004831号

本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接被用户下载，本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私，请立即通知人人文库网，我们立即给予删除！