【正文】 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 升降臺(tái)上往往還裝有各種平面輸送設(shè)備，作為不同高度輸送線的連接裝置。為適應(yīng)市場(chǎng)的高需求，國(guó)內(nèi)的升降機(jī)生產(chǎn)廠家也在不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改進(jìn)，企業(yè)活力不斷提高，這種良性互動(dòng)使我們的升降機(jī)供求趨于平衡并在穩(wěn)步增長(zhǎng)，一切向好。 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 近 20 年世界工程升降機(jī)行業(yè)發(fā)生了很大變化。 美國(guó)既是工程升降機(jī)的主要生產(chǎn)國(guó)，又是最大的世界市場(chǎng)之一。特雷克斯升降機(jī)公司前身是美國(guó)科林升降機(jī)廠。目前日本 市場(chǎng)年需求量為 3000 臺(tái)左右。 升降機(jī)制造業(yè)中的聯(lián)合之風(fēng)與汽車業(yè)很相似，在汽車行業(yè)中，通用汽車、福特、雷諾、寶馬、梅賽德斯、大眾等大公司都走上了聯(lián)合之路，這兩個(gè)行業(yè)的世界市場(chǎng)已日趨一體化。有 4 家公司已在兩大市場(chǎng)建立了根據(jù)地：格魯夫和特雷克斯在北美與歐洲；多田野在亞洲和歐洲；住友建 機(jī)在亞洲及北美。 3. 綠色化 “綠色”就是要達(dá)到環(huán)保要求，這涉及到兩個(gè)方面，：一是與牽引動(dòng)力的發(fā)展以及制造、輔助材料等有關(guān)，二是與使用有關(guān)。 。 其中升降系統(tǒng)包括為系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩的電機(jī)、減小輸出轉(zhuǎn)速的減速器、帶動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)做升降運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)、以及連接減速器與升降機(jī)構(gòu)的聯(lián)軸器組成。行星 減速器的輸出軸與剛性凸緣聯(lián)軸器相連，而聯(lián)軸器功能只是傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速，因此與聯(lián)軸器另一端相連的滾珠絲桿轉(zhuǎn)速 大小和方向都與行星減速器輸出軸相同。在框架臺(tái)頂部裝有四個(gè)滑輪，通過(guò)將鋼絲繩穿繞在滑輪上來(lái)帶動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。目前機(jī)械控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。 交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，在其額定轉(zhuǎn)速內(nèi)能保持力矩不變，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。例如：用雕刻機(jī)畫一個(gè)圓形，伺服電機(jī)沒(méi)步進(jìn)電機(jī)畫的好。同時(shí)伺服電機(jī)還有高速性能好、抗過(guò)載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短、發(fā)熱和噪音低等優(yōu)點(diǎn)。 減速器選用 2KH(NGW)型傳動(dòng)，傳動(dòng)效率 ～＝n1 ， 行星減速器與滾珠絲桿幅連接所用的聯(lián)軸器傳遞效率為 ~＝n 2 ， 滾珠絲桿幅傳遞效率為 ~＝n 3 ，滾動(dòng)軸承傳遞效率為 ~＝n 4 ，減速器共有滾動(dòng)軸承兩對(duì)。 減速器的設(shè)計(jì) 的選擇 減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的 速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn) 換設(shè)備。 具有體積小、傳遞扭矩大的特點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)比較緊湊，回城間隙小，精度較高，使用壽命長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。 行星減速機(jī)能夠解決伺服電機(jī)定位精度的“高保真”問(wèn)題，同時(shí)具有體積小、扭矩大、高效率、過(guò)載能力強(qiáng)等特性。當(dāng) 5i / ?bag 時(shí)，取 42＝Za ， 63＝Zg ， 168＝Zb 。 ，計(jì)算齒輪的模數(shù) m， 3lim2111FZdYKK aKTKmm fapfF?? ????? (22), 已知 42＝Za ， 340MPa＝δFlim ，小齒輪轉(zhuǎn)矩 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 mNnPT ?????? 0 0 0 5 5 09 5 5 01 11 查表取算式系數(shù) ＝Km ，使用系數(shù) ＝KA ，取綜合系數(shù) ＝K∑F ， 取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) ＝KHP ， 1 .3＝1)1 .5 (K+1＝K HPFP 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 105 得齒形系數(shù) YFA1＝ ，齒寬系數(shù)Φ d＝ ， 3 2 ??? ??????m d1，計(jì)算公式為： uuHdKKKTKdd HPHA11 2lim1 ???? ??? (23) 小齒輪的轉(zhuǎn)矩 T＝ ，對(duì)于鋼對(duì)鋼配對(duì)齒輪副，直齒輪傳動(dòng)算式系數(shù) 768＝Kd ，使用系數(shù) ＝KA ，綜合系數(shù) ＝K ∑H ， ＝KHP ， ＝δd ， ??? ag zzu 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 1400MPa＝δH iml ， 則 4 0 231 ???? ????d 則 ＝/zd＝m 11 ，取模數(shù) m＝ 3． 幾何尺寸計(jì)算： 分度圓直徑計(jì)算公式為 d＝ mz，其中 m 為齒輪的模數(shù)， z 為齒輪齒數(shù)，相互配合的齒輪模數(shù)相同，則模數(shù)都為 m＝ ，則各齒輪的分度圓直徑分別為： 6 3 m m＝421 .5＝Zam＝d ( a ) ? 9 3 .5 m m＝4631 .5＝Zgm＝d ( g ) ? 2 5 2 m m＝1 6 81 .5＝Zbm＝d ( b ) ? 齒頂圓直徑計(jì)算公式為 ??? mha2dda ，對(duì)于太陽(yáng)輪、行星輪 ?ha ＝ 1，內(nèi)齒輪 ?ha ＝ 則有： da(a)＝ 63+2 ＝ 66mm da(g)＝ +2 ＝ da(b)＝ 2522 ＝ 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 齒根圓的直徑計(jì)算公式為 )(2dd f ?? ?? cham? ，負(fù)號(hào)用以外齒合，正號(hào)用于內(nèi)齒合，齒頂系數(shù) ?c ＝ ，則有 df(a)＝ 632 (1+)＝ df(g)＝ (1+)＝ df(b)＝ 252+2 (1+)＝ ， 齒寬系數(shù)在 到 之間，這里選擇齒寬系數(shù)為Φ d＝ ， 行星輪的齒輪寬度為 22 dΦd＝B ? ＝ ＝ 56， 取太陽(yáng)輪和內(nèi)齒輪的寬度分別為 5+B＝B 21 ＝ 61mm， 5B＝B 23 ＝ 51mm。取該段軸的長(zhǎng)度 L2＝ 65mm。 3 段：為了使 2 段的軸與軸承之間不發(fā)生相互摩擦及加工方便，取該段軸的直徑為 d3＝60mm， 長(zhǎng)度為 L3＝ 10mm。 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 3 行星架 齒輪 的 強(qiáng)度校核 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核 強(qiáng)度條件：δ H? δ HP 計(jì)算應(yīng)力 為為： δ H＝?? HHVAEH KKKKuubdFtZZZ ??? 1( 1 （ 24） 許用應(yīng)力δ HP＝limlimHXWLVRNH S ZZZZ? （ 25） 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，由表 取使用系數(shù) KA＝ ， 動(dòng)載系數(shù) Kv＝22121 11 0 0)1( uuVZKbFKKtA ???? 按表 ，取 K1＝ ， K2＝ ， 則 Kv＝ 125 25100 ) ( ?????? ?? ＝ 查表取 KHB＝ KFP＝ 1，取 KHα ＝ KF＝ ，查圖 取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH＝ ，查表 取材料彈性系數(shù) ZE＝ ，取接觸強(qiáng)度重合系數(shù) Zεβ ＝ ，又已知 δ Hlim＝ 1400MPa， h＝ 20200，則 NL＝ 60 2020 20200＝ 81024? ， 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 又因?yàn)?N∞ ＝ 9 710 ,則 NL﹥ N∞ ,則可取 ZN＝ 1， ZLVR 為潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)，取 ZLVR＝，取工作硬化系數(shù) Zw＝ ,接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) Zx＝ 計(jì)算 應(yīng)力 M P aH 152727 ????????????? 許用應(yīng)力 M P aPH 13 3 0 0 ??????? 則 H? PH? ，齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足條件。在 工廠 、自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)等 物流 系統(tǒng)中進(jìn)行垂直輸送時(shí)，升降平臺(tái)上往往還裝有各種平面輸送設(shè)備，作為不同高度輸送線的連接裝置。 類型 各類升降機(jī)構(gòu)的比較 、升降速度快、操作簡(jiǎn)單、同步性好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)易于將平臺(tái)調(diào)平且定位較精準(zhǔn)。但剪叉式升降機(jī)構(gòu) 臺(tái)面在升降過(guò)程中較難實(shí)現(xiàn)勻速，并且升降行程較小 。其采用的鏈條機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性較強(qiáng)，定點(diǎn)定位好，同步精度高，但運(yùn)行平穩(wěn)性較差 。 滾珠絲 桿 的選型 計(jì)算絲桿總長(zhǎng) 滾珠絲桿的轉(zhuǎn)速與行星減速器輸出軸轉(zhuǎn)速相同，為 桿V ＝ 400r/min。 43343 ?????????? （ 216） 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 根據(jù) 39。 偏心距 為： e＝ (Rdo/2)＝ ()＝ 102? mm （ 217） 絲桿內(nèi)徑 為： d1＝ Do+2e+2R＝ 70+2 102? 2＝ （ 218） 則滾珠絲桿幅的 結(jié)構(gòu) 如圖 4。 臨界轉(zhuǎn)速 ncr 驗(yàn)算 絲桿工作時(shí)可能發(fā)生共振，因此需要驗(yàn)算不發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速 ncr， 要求 crmax nn . 臨界轉(zhuǎn)速 為： 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 ncr＝ ? ?2129910uldfe （ 220） 1. 系數(shù) fe 的選取如下 表 8 所示 ： 表 8 系數(shù) fe 安裝方法 固定 自由 固定 支撐 支撐 支撐 固定 固定 系數(shù) fe 因?yàn)闈L珠絲桿下端固定，上端自由，選 fe＝ ， 臨界轉(zhuǎn)速 ncr＝? ? 322212??????? ????uldf e r/min 工作轉(zhuǎn)速為 n＝ 400r/min，則 nncr,滿足要求。 螺桿強(qiáng)度驗(yàn)算 當(dāng)量應(yīng)力 為： ?????????????????? 31221 4 dTdF?? ， （ 224） 若要使強(qiáng)度滿足要求，需要 ][??? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 ， 53][ ?? s?? ， s? 為材料屈服極限，取螺桿材料為 65Mn, s? ＝ 520~600MPa，則 ][? ＝ 120~173MPa， ][??? ，強(qiáng)度滿足要求。bb ?? ? ， 彎曲強(qiáng)度 M P azbd Fhb 0 0033 221 ???? ????? ??， M P ab 1 20]][~[][ 39。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。 ② 可移式聯(lián)軸器。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速低，并且套筒聯(lián)軸器只用于連接兩軸直徑相同聯(lián)軸北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 器，而夾殼聯(lián)軸器穩(wěn)定性差，凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定性高，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，可以連接不同直徑的兩端，并且適應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍大，因此這里選用剛性凸緣聯(lián)軸器。行星減速器的軸端與電機(jī)直接相連，因此行星減速器的高速軸轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同，北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 既有 電機(jī)高速軸 n?n ，行星減速器的傳動(dòng)比為 5，因此減速器的低速軸的轉(zhuǎn)速為m in/n4005n ?? 高速軸低速軸n 。 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第三 章 框架平臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 根據(jù)升降平臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)要求，升降高度為 4000mm，平臺(tái)寬度不能低于 2020mm， 導(dǎo)軌的高度設(shè)計(jì)為 4500mm，距平臺(tái)底部 300mm并且 KR100 機(jī)器人體積龐大，其高度 約為 米，為 了防止機(jī)器人在升降和作業(yè)過(guò)程中與龍門框架發(fā)生碰撞，因此設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)支架的總高度為 6000mm， 設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)的寬度為 2500mm。 圖 7 框 架臺(tái) 考慮到框架結(jié)構(gòu)的兩側(cè)要懸掛相同重量的重物，具有對(duì)稱性的矩形結(jié)構(gòu)比三角形有著更好的穩(wěn)定性，因此框架在設(shè)計(jì)時(shí)為四條腿矩形結(jié)構(gòu)。這里橫梁設(shè)計(jì)為正方形結(jié)構(gòu)，每組橫梁為四根，分別連接于兩端的支架結(jié)構(gòu)。頂蓋設(shè)計(jì)如圖 11 所示。通過(guò)軟件分析，設(shè)計(jì)中所找到的最低安全系數(shù)為 ，大于機(jī)械上框架類結(jié)構(gòu)所需要的最低安全系數(shù) ，因此結(jié)構(gòu)安全。 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 15 框架臺(tái)位移分析 平臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析 平臺(tái)結(jié)構(gòu)用來(lái)安放 KR1000 型機(jī)器人，使機(jī)器人與平臺(tái)在一起做升降運(yùn)動(dòng)，平臺(tái)的長(zhǎng)度與框架結(jié)構(gòu)的寬度相同，為 2500mm，左端的 豎直 板 面 與滾珠滑塊通過(guò)螺栓連接，使平臺(tái)沿著軌道運(yùn)動(dòng)， 在光孔周圍設(shè)計(jì)螺紋孔用來(lái)安裝螺栓。 考慮 到平 臺(tái)結(jié)構(gòu)直接與機(jī)器人相連，因此平臺(tái)的變形會(huì)對(duì)機(jī)器人的定位精度產(chǎn)生很大影響 。因?yàn)榭紤]到在平臺(tái)中央有孔，因此肋板在孔兩端均勻分布，具體位置如圖所示。 圖 16 平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 平臺(tái)的尺寸設(shè)計(jì)如 圖 17 所示 ，平臺(tái)長(zhǎng) 2500mm，與框架臺(tái)的寬度相同， 總寬度為2200mm， 厚度為 30mm， 其中與滑塊相連的豎直板面 寬為， 120mm 厚度為 20mm，在平臺(tái)中