【正文】 頻特性 ： 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會急劇下降，步進(jìn)電機(jī)在高速時(shí)力矩會很小 。其參數(shù)如下： 表 1 電機(jī)參數(shù) 額定轉(zhuǎn)速 ne （ rmp） 軸高 SH （ mm） 額定功率（ kw） 額定轉(zhuǎn)矩 Me 額定電流 Ie （ A） 相對數(shù) 2020 63 3 所得 電機(jī)轉(zhuǎn)矩 mNNmnPT ed . 0 0 5 5 09 5 5 0 30 ??????? ?， （ 21） 說明 符合要求 。經(jīng)過比較后決定使用使用行星輪減速器 精密行星減速 器 主要為伺服電機(jī) /步進(jìn)電機(jī)專用，最大特點(diǎn)是定位精度和重復(fù)定位精度精準(zhǔn)。 1 段：該段軸共有三個(gè)分出軸端，分別與三個(gè)行星輪相連，三個(gè)軸完全相同，軸的直徑為 d1＝ 40mm，軸的長度 L1 比行星輪厚度略大，取 L1＝ 65mm， 2 段：該段軸用以對太陽輪、行星輪、內(nèi)齒輪的軸向固定，因此它的直徑 d 只是略小于內(nèi)齒輪的外徑，取 d2＝ 250mm，厚度為 L2＝ 15mm。 剪叉式升降機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載量大、驅(qū)動(dòng)裝置通過性強(qiáng)和操控性好的特點(diǎn)，因而在各種場合中得 到了廣泛應(yīng)用。 表 7 滾珠絲桿參數(shù) 公稱外徑 （ mm） 導(dǎo)程 （ mm） 珠徑 （ mm） 根徑 （ mm） 動(dòng)載荷 C （ kgf） 靜載荷 C0 (kgf) 70 10 9688 37516 即 Do＝ 70mm， Ph＝ 10mm，滾珠直徑 do＝ ，滾道半徑 R＝ ＝ ＝。 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 選擇聯(lián)軸器種類 聯(lián)軸器 用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械 零件 。 滾珠螺母通過螺栓與升降平臺固定，因此升降臺的升降速度為 4m/min，方案理論上可以實(shí)現(xiàn)。 4＝ ，在 simulation 軟件中對框架臺上的四個(gè)凸臺上分別施加 的縱向力如圖 12 所示： 圖 12 框架臺受力圖 選擇材料 在施加載荷之后，需要選擇框架結(jié)構(gòu)的材料，這里選擇合金鋼材料，合金鋼材料的力學(xué)性能如下 表 10 所示： 名稱 數(shù)值 單位 彈性模量 +011 N/m^2 泊松比 NA 抗剪模量 +010 N/m^2 質(zhì)量密度 7700 kg/m^3 張力強(qiáng)度 +008 N/m^2 屈服強(qiáng)度 +008 N/m^2 熱擴(kuò)張系數(shù) /Kelvin 熱導(dǎo)率 50 W/() 比熱 460 J/() 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 表 10 合金鋼力學(xué)性能 劃分網(wǎng)格 在選擇材料之后需要對框架臺做網(wǎng)格劃分，劃分時(shí)選擇網(wǎng)格參數(shù)大小為 58mm，完成網(wǎng)格劃分之后的框架臺如圖 13 所示： 圖 13 框架臺網(wǎng)格劃分 應(yīng)力分析 在對框架臺網(wǎng)格劃分完成之后便 可以仿真模擬，查看結(jié)構(gòu)變形，通過軟件運(yùn)算，得到框架臺的應(yīng)力分布 如 圖 14 所示。平臺上用來與滾珠螺母相固定的光孔直徑為 70mm，距離平臺右端距離為 離為 700mm， 在平臺的下方設(shè)有 10 根肋板，每根肋 寬 50mm，高 80mm。因?yàn)樵陧斏w上需要安裝四個(gè)滑輪，因此在頂蓋上的四個(gè)角上設(shè)計(jì)常委 216mm 寬 115mm 高5mm的凸臺結(jié)構(gòu)。 YLD10 聯(lián)軸器參數(shù)如表 9 所示 ： 表 9 聯(lián)軸器參數(shù) 公稱轉(zhuǎn)矩 [T] r/min 許用轉(zhuǎn)速 [n] r/min 軸孔直徑 d mm 軸孔長度 L mm D mm b mm 1600 6000 48/50/55/56 84 160 40 L0 mm 重量 m kg 螺栓數(shù)量 n 螺栓直徑 d3 mm D1 mm s mm 163 4 M12 100 8 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 1126 知，與減速器相連一端轂的深度為 ，寬度為 18mm，與滾珠絲桿相連一端轂的深度為 ，寬度為 20mm，聯(lián)軸器的二維圖如 圖 6所示 : 圖 6 聯(lián)軸器 方案的理論計(jì)算 由設(shè)計(jì)要求可知，本方案要實(shí)現(xiàn)以 4m/min 的方案 使裝載機(jī)器人的平臺 升降 4000mm的高度，所選電機(jī)轉(zhuǎn)速為 2020n/min，行星減速器的傳動(dòng)比為 5，而滾珠絲桿的導(dǎo)程為10mm。 彎曲強(qiáng)度需要滿足的條件為 ][ 39。 表 3 載荷系數(shù) 載荷性質(zhì) 無沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn) 一般運(yùn)轉(zhuǎn) 有沖擊和振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn) FK 1～ ～ ～ 表 4 硬度系數(shù) 滾道實(shí)際硬度 ≥ 58 55 50 45 40 HK 表 5 精度系數(shù) 精度等級 C、 D E、 F G H AK KR1000 機(jī)器人抓取物重量最大為為 1000kg，則取 Fm＝ 10KN, 滾珠絲桿計(jì)算載荷 MAHFc FKKK＝F ??? ＝ 10＝ 12KN （ 215） 各類機(jī)械預(yù)期工作時(shí)間如 表 6 所示： 表 6 工作時(shí)間 機(jī)械種類 普通機(jī)械 普通機(jī)床 數(shù)控機(jī)床 精密機(jī)床 演示機(jī)床 航空機(jī)械 時(shí)間（ h） 500010000 1000020200 20200 20200 15000 10000 取滾珠絲桿使用壽命 Lh＝ 20200h，最大轉(zhuǎn)速 nm＝ 400n/min， 額定動(dòng)載荷 為： KNLnLnFcCa hmhm 39。柔性傳動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括鋼絲繩升降機(jī)構(gòu)、鏈條式升降機(jī)構(gòu)。 ，設(shè)計(jì)三個(gè)軸段，零件圖形如 圖 2 所示 1 段：該段是與電機(jī)的連接端，設(shè)計(jì)為中空形式，通過使電機(jī)軸插入該段軸來使行星減速器與電機(jī)連接，取該段的外徑 d1＝ 48mm，內(nèi)徑 d1’ ＝ 35mm,長度 L1＝ 60mm. 2 段：取 2 段之間的軸肩高度為 ，則該段直徑為 d2＝ 48+2 ＝ 51mm， 因?yàn)樵谠摱屋S上要安裝軸承，軸承取能承受較大軸向力的圓錐滾子軸承，軸承代號為 30211，內(nèi)徑 d＝ 51mm，外徑 D＝ 100mm，寬度 B＝ 21mm。但是減速器一般對于安裝方面比較麻煩。 則提升功率 Ｗ6 6 7＝0 . 0 6 6 71 0 0 0 0＝Fv＝p w ?？刂朴秒姍C(jī)的種類包括伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、自整角機(jī)、測速發(fā)電機(jī)。主要規(guī)格和技術(shù)參數(shù)為 平臺提升高度 為 4000mm， 平臺運(yùn)動(dòng)速度 4m/min， 提升平臺寬度 ≥ 2020mm， 提升平臺工作面最低工作點(diǎn) 500mm， 提升平臺靜止定位精度177。自 1992 年以來，由于受日元升值、國內(nèi)基建投資下降和亞洲金融危機(jī)影響，年產(chǎn)量呈下降趨勢。 隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)，國內(nèi)市場對升降機(jī)的需求還在不斷升溫，這是推動(dòng)升降機(jī)行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿??！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 。 研究意義 .................................................................... 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................................. 1 國內(nèi)發(fā)展情況 .......................................................... 1 國外發(fā)展情況 .......................................................... 2 升降設(shè)備發(fā)展趨勢 ............................................................ 2 系統(tǒng)的技術(shù)分析 .............................................................. 3 技術(shù)要求 .............................................................. 3 系統(tǒng)組成 .............................................................. 3 工作原理 .............................................................. 3 第 二 章 升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析 ......................................................... 4 電機(jī)的選型 .................................................................. 4 伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)比較 ................................................ 5 電機(jī)型號的選擇 ........................................................ 5 減速器的設(shè)計(jì) ................................................................ 5 減速器種類的選擇 ...................................................... 5 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................... 6 齒數(shù)的選配條件 ........................................................ 6 齒輪參數(shù)的計(jì)算 ........................................................ 7 齒輪軸的尺寸設(shè)計(jì) ...................................................... 9 行星架的尺寸設(shè)計(jì) ..................................................... 10 齒輪的強(qiáng)度校核 ....................................................... 10 太陽輪軸的強(qiáng)度校核 ................................................... 12 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................................. 12 升降機(jī)構(gòu)的種類 ....................................................... 13 滾珠絲桿 的選型 ....................................................... 14 絲桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算 ..................................................... 17 臨界轉(zhuǎn)速 ncr 驗(yàn)算 ..................................................... 17 don 值驗(yàn)算 ........................................................... 18 絲桿幅效率驗(yàn)算 ....................................................... 18 螺桿剛度驗(yàn)算 ......................................................... 18 螺桿強(qiáng)度驗(yàn)算 ......................................................... 19 螺桿螺牙紋強(qiáng)度校核 ................................................... 19 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) .............................................................. 20 選擇聯(lián)軸器種類 ....................................................... 20 北京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................... 21 方案的理論計(jì)算 .....................