物料包装线模型码垛推动机构的设计说明书

·毕业设计报告（论文）物料包装线模型码垛推动机构的设计作者所在系部：机械工程系作者所在专业：机械设计制造及其自动化毕业设计（论文）任务书（理工类）毕业设计（论文）题目：物料包装线模型码垛推动机构的设计题目来源教师科研课题纵向课题（）题目类型理论研究（）注：请直接在所属项目括号内打“√”横向课题（）应用研究（）教师自拟课题（√）应用设计（√）学生自拟课题（）其他（）总体设计要求及技术要点：根据码垛机器人的末端执行器工作的任务，设计一款码垛机器人，并且给出该机器人的三维模型，计算出该机器人的自由度，熟悉三维设计软件能能更好的设计出来机器人。1、分析国内外现状，设计一种码垛机器人；2、选择码垛机器人中的各构件的组成材料，选择电机以及齿轮等参数；3、绘制码垛机器人的装配图；工作环境及技术条件：联网计算机一台，solidworks软件，有关的技术手册。工作内容及最终成果：分析国内外现状，设计一种码垛机器人；2、选择码垛机器人中的各构件的组成材料，选择电机以及齿轮等参数；3、绘制码码垛机器人的装配图；预期成果：提供一篇设计论文和给出该机器人的三维模型。时间进度安排：第1-2周查阅资料和阅读参考文献，了解国内外码垛机器人的发展状况，了解码垛机器人的组成原理。同时完成开题报告。第3-4周总体方案确定，确定研究码垛机器人的组成机构，对模型进行总体方案确定。第5-12周得到码垛机器人的三维图。第13-14撰写毕业论文。第15周准备答辩。指导教师签字：年月日教研室主任意见：教研室主任签字：年月日北华航天工业学院毕业论文II=mm，从使加工和装配过程中产生的误差将得到补偿。3.4.4确定齿轮传动的精度根据1988年的国标10095中的规定，齿轮精度共有12级，并从1级到12级逐渐降低，经常从6～9级中选取。这里的齿轮选用的精度为7级。齿轮啮合的几何尺寸：名称公式分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚齿槽宽中心距顶隙3.4.5齿轮的校核齿轮所选定用的材料为45#钢，在加工过程中对齿轮进行渗碳淬火后使其硬度达到，本次设计的齿轮的精度为7级，齿轮表面的粗糙度为，并且这一对的齿轮需要进行校核，齿数分别为，模数为4，传动比，扭矩。.设计准则按齿面设计，再按齿根校核。b.按齿面计算(3-31)式中：—节点区域系数，用来考虑节点齿廓形状对接触应力的影响，取=2.5；—材料系数，单位为MPa，查表3-5，ZE=189.8MPa；—重合度系数，取=0.90；—齿宽系数，查表3-6取=1；u—齿数比，其值为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，u=5。表3-5弹性系数灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢加布胶木锻钢162.0181.4188.9189.856.4铸钢161.4180.5188.0——球墨铸铁156.6173.9———灰铸铁143.7————表3-6齿宽系数齿轮相对于轴承的位置吃面硬度软齿面硬吃面对称布置0.8～1.40.4～0.9非对称布置0.2～1.20.3～0.6悬臂布置0.3～0.40.2～0.25选择材料的接触疲劳极限应力为：选择齿根弯曲疲劳极限应力为：应力循环次数N计算可得=mm(3-32)则=(3-33)查得接触疲劳寿命系数为查得弯曲疲劳寿命系数为查得接触疲劳安全系数1，弯曲疲劳安全系数1.5，又为试验齿轮的应力修正系数，按国家标准取2.0，试选，求许用接触应力和许用弯曲应力：MPa(3-34)(3-35)(3-36)(3-37)将有关值带入公式(3-35)得：则(3-38)(3-39)查图得；查得，查得，取，则(3-40)修正，取标准模数m=2mm，与前面选定的模数相同，所以m=2mm符合要求。c.计算几何尺寸，(3-41)(3-42)d.校核齿根弯曲疲劳强度查得取校核两齿轮的弯曲强度=22.35MPA≤[1](3-43)(3-44)所以齿轮完全达到要求第4章总结码垛机器人在工业领域中扮演着重要的角色，本次毕业设计的目的是设计一个四个自由度的机器人，用于工厂中对货物的搬运工作。说实话，刚接触这个课题，有点抓不着头脑，不知从何入手。虽然在我们去洛阳实习时见过实物，但真正要求自己设计一个机器人，还是有一定难度的。后来意识到自己的不足，我去学校的图书馆，查阅了一些资料。我发现图书馆关于这方面的资料确实不多。所以我就到网络上找资料，发现这方面的东西还真不少，看了几天资料后，渐渐有点入门了。但有些地方还是不明白，例如底座如何驱动腰关节，上杆的内部结构等等，我就跑去请教韩老师，在老师的细心指导下，解决了很多困扰我已久的疑问。在真正动手画图之后，我发觉问题也没有想象的那么困难，每当不懂的地方，我会去寻求老师和同学的帮助或者去网络查找资料，克服困难之后也是挺有成就感的！到了校核轴和齿轮的阶段，记得以前在学习机械设计的时候，进行过一次减速箱的课程设计，里面也有轴和齿轮的校核，这次毕业设计刚好把学过的知识用上了。由于时间有限，本次设计还存在的许多不足，还需要进一步提高，展望如下：（1）本设计中的杆的设计还不够精细，部分零件的结构不够合理，导致质量偏大，转动惯量偏大，因此也只能选择功率比较大的电动机，可能会比较耗电。（2）对于夹持装置，根据以前学习到的知识，我采用了四杆机构。在以后的设计中，可以设计成可以替换的具有通用性的手爪，这样可以在搬运不同类型的工件时只需要更换机械手的手指，从而拓展了机器人的应用范围，这是很重要的待改进的地方。（3）各零件材料的选择可以更多样化，根据不同的性能要求，选择合适的材料，甚至于大胆选用一些新兴材料，方向是质量轻和强度高，因为机器人本身是一个高新产业。致谢随着这2年大学生活的即将结束的脚步，本次毕业设计在导我的导师韩书葵老师的帮助下也接近了尾声。在我的认识中韩老师是一位治学严谨、学识丰富的老师，从开题开始到论文结束给我许多指导，虽然韩老师工作繁忙，但她还是对我的伦文进行了多次修改。这确实是一个艰苦的过程，也是我们对本专业进行系统学习的一次机会，更是一个感恩和互助的过程，在伦文的完成过程中老师给予了我许多的帮助。在今后的学习工作中，我将铭记恩师对我的教诲和鼓励，尽自己最大的努力取得更好的成绩。在此我要向我的指导老师表示由衷的感谢和深深的敬意！在两年的大学学习期间，机械教研室的每位老师对我的学习和生活都给予了许多的帮助和关心，使我在各个方面都得到了很大的提高。衷心感谢参加答辩和论文评阅的各位老师。参考文献[1]李金泉，段冰蕾，南倩.TH50型码垛机器人动态静力学分析[J].2011.504-508.[2]姜永增，姚忠敏，张裕.全自动化肥包装码垛机包装控制单元的设计[J].农机化研究，2013.202-205.[3]张晓莉,王幼华,林和荣.铝锭码垛机械手示教盒的设计[J].机械研究与应用,2006.20-21.[4]王明武，基于PLC的全自动铝锭码垛机设计[J].机床与液压,2012.101-103.[5]刘世奎,徐世许,王栋,李玉兰.线缆卷绕机的PLC控制系统设计[J].机械制造与自动化,2011.121-123.[6]姚猛，韩宝玲，罗庆生，孙样溪，王斌。工业码垛机器人机构设计于运动学分析[J].2011.05.[7]李成伟，朱秀丽，码垛机器人机构设计与控制系统研究[J]，2008(12).[8]王平,黄玉志.基于PLC控制的包装码垛生产线的设计[J].电子设计工程,2011.35-38.[9]吕亭强，姚猛，罗庆生。工业码垛机器人示教技术的研究于改进[J].2011.04.[10]樊斌.红外传感器应用时的自动零位跟踪[J].传感器技术,2001.22-23.[11]李晓刚,刘晋浩.码垛机器人的研究与应用现状、问题及对策[J].包装工程,2011.96-102.[12]朱学建,马永,冯渝,曾繁庄,赵伟.直角坐标机器人瓶坯装箱生产线控制系统[J].食品与机械.2012.187-189.[13]赵伟,梁楠,朱学建,熊艳华.基于盐业成品箱的码垛机设计[J].盐业与化工.2013.31-33.[14]王坤茜，基于人机工程学的数控机床控制面板设计[J].中国制造业信息化：学术版.2003,32(3):94-96.[15]李刚.工业用码垛机器人[J].现代制造,2005(24):40-41.[16]QianLiao,EdwinA.Cowen.TheInformationContentofaScalarPlume-APlumeTracingPerspective[J].EnvironmentalFluidMechanics.2002(1-2).[17]LIJin-quan.DINGHong-sheng.DUANBing-lei.NANQian.FUTieDyamicAnalysisandStructuralOptimizationofaNovelPalletizingRobot[J],2010(3),113-115.[18]LauHC.ChanTM.TsuiWTAnAIapproachforoptimizingmulti-palletloadingopperations[J],2009(3part1).[19]BLOSSRichard.PalletizingCandyOrdersandNevergqueezingthe