循跡物料搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-10-02 12:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 介質(zhì)，來源方便，工作壓力較低，用后可直接排入大氣而無污染，處理方便，潔凈環(huán)境； 與液壓傳動相比，氣壓傳動反應(yīng)快、動作迅速、維護(hù)簡單、工作介質(zhì)清潔、管 路不易堵塞，不存在工作介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充和更換等問題；而且成本低，能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。但因空氣的可壓縮性較大，使系統(tǒng)的動作和工作速度穩(wěn)定性受負(fù)載變化的影響大，運(yùn)動平穩(wěn)性較差，不易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的速度控制和很高的定位精度；而且氣動裝置的體積與液壓傳動相比較大，產(chǎn)生的推力小。其主要原因是氣壓系統(tǒng)工作壓力低（ ~），不易獲得較大的輸出力或轉(zhuǎn)矩。 （ 3） 齒輪齒條嚙合傳動 特點(diǎn)：齒輪齒條傳動將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，它傳遞的功率大，速度范圍廣，效率高，工作可靠，壽命長，機(jī)構(gòu)緊湊，能保證恒定的傳動比。但是，這樣的運(yùn)動也可以 反向驅(qū)動，也就是齒條作直線運(yùn)動來帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，適合大距離的傳遞 ，如機(jī)床導(dǎo)軌底下帶動托板箱移動的就是齒輪齒條傳動，齒輪齒條機(jī)構(gòu)需要外加鎖緊裝置，因?yàn)橹撝礄C(jī)構(gòu)不能自鎖，并且齒輪齒條不適用于兩軸中心距過大的傳動及振動沖擊較大的場合。 （ 4） 絲杠螺母傳動 特點(diǎn)： 用于距離較短的高精度定位 ； 電機(jī)和滾珠絲杠只用聯(lián)軸 器 連接，沒有間隙。 R 方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的設(shè)計(jì) （ 1） 擺動氣（液）缸 特點(diǎn)： 擺動氣缸是利用壓縮空氣驅(qū)動輸出軸在一定角度范圍內(nèi)作往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的氣動執(zhí)行元件。用于物體的轉(zhuǎn)位、翻轉(zhuǎn)、分類、夾緊、閥門的開閉以及 機(jī)器人的手臂動作等。 （ 2） 齒輪傳動 特點(diǎn)：功率和速度范圍大，通用性強(qiáng)，工作可靠，效率高，對中心距誤差的敏感性小，易于制造和精確加工，可進(jìn)行變?yōu)榍邢骱托扌小? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 9 （ 3） 蝸桿傳動 特點(diǎn)：蝸桿傳動能實(shí)現(xiàn)傳動比大，傳動平穩(wěn)，但效率較低，適用于中小功率或間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的場合；當(dāng)它與齒輪傳動同時(shí)應(yīng)用時(shí)，若蝸桿傳動布置在高速級，使其傳遞較小的轉(zhuǎn)矩，以減小蝸輪尺寸，節(jié)約有色金屬，且傳動效率較高。若蝸桿傳動布置在低速級，則齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩較小，而是整個(gè)傳動裝置的尺寸減小。（ 4） 帶傳動 特點(diǎn)：帶傳動靠摩擦力工作，承載能力較小，傳遞相 同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動形式大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，應(yīng)布置在高速級，使所傳遞的轉(zhuǎn)距小。 （ 5） 鏈傳動 特點(diǎn)： 鏈傳動由于多邊形效應(yīng)，瞬時(shí)傳動比不斷變化，產(chǎn)生沖擊、振動，而使轉(zhuǎn)速不均勻，故不宜用于高速級，應(yīng)布置在低速級。 通過以上，綜合考慮，因?yàn)閿[動的力矩不是很大，而且擺動只是一個(gè)固定角度 90? ，所以 R方向旋轉(zhuǎn)傳動選擇 90? 擺動氣缸。 本章小結(jié) 本章主要內(nèi)容是對循環(huán)物料機(jī)器人 運(yùn)動形式進(jìn)行分析 ，并通過對現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn) 中常見的各種運(yùn)動傳遞方式進(jìn)行分析與比較 ， 確定了該工業(yè)機(jī)器人三個(gè)方向上的運(yùn)動的傳遞 方式 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 10 第三章 循環(huán)物料機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過上一章對該物料搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動形式部分進(jìn)行分析，確定了該機(jī)器人在三個(gè)方向上傳遞運(yùn)動的方式，本章就對這三種傳遞運(yùn)動方式進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì) 下圖 31是對該機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)。 圖 31 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)裝配圖 1 伺服電機(jī) 2馬達(dá)支架 3軸承蓋 4軸承 5滑板 6螺帽 7機(jī)身支架 8滑塊 9導(dǎo)軌 10底板 11墊板 12CR1擺動氣缸 13鍵 *40 14支撐架板 15工字型板 16軸 套筒 17真空吸盤接線管 18固定擋板 19六角厚螺母 20真空吸盤 21平鍵套筒聯(lián)軸器 22十字開槽緊定螺釘 23圓柱導(dǎo)向軸 24 壓扎滾珠絲杠 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 11 25步進(jìn)電機(jī) 26馬達(dá)支架 27軸 28帶座雙軸承座 29角型支座 30齒條固定座 31齒條 32直齒輪 33彈簧墊圈 M30 34螺母 M30 35帶座軸承 36機(jī)箱 37機(jī)座 R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動設(shè)計(jì) 由上文可知橫向 R向旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動 采用 90? 擺動氣缸 傳動方式來實(shí)現(xiàn)。 R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動驅(qū)動力計(jì)算 首先進(jìn)行粗略的估算，或類比同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運(yùn)動參數(shù)初步確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸，再進(jìn)行校核計(jì)算，修正設(shè)計(jì)。如此反復(fù)，繪出最終的結(jié)構(gòu)圖。 圖 32 R向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 1CR1 擺動氣缸 2支撐架板 3軸套筒 4工字型 鋼 板 5固定擋板 6真空吸盤 7工程石板 作 R 向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 的擺動氣缸的驅(qū)動力，應(yīng)根據(jù)氣壓缸運(yùn)動時(shí)所要克服工程石板和機(jī)器本身 重力所產(chǎn)生的扭矩等幾個(gè)方面的阻力進(jìn)行確定。 1， 計(jì)算幾個(gè)重要零部件的質(zhì) 量 作 R 向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 的擺動氣缸運(yùn)動時(shí)所要克服 的阻力 就是由 幾個(gè)零部件的重力和工程石板的重力產(chǎn)生的扭矩。 由圖上可知，當(dāng) 擺動氣缸旋轉(zhuǎn) 90? 后，此時(shí)擺動氣缸所受到的扭矩主要由 固定 擋、 工程石板和工字型板的重力產(chǎn)生的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 12 （ 1） 固定擋板 質(zhì)量 圖 33固定擋板設(shè)計(jì)參數(shù) 該板材的質(zhì)量為： M=V*ρ =a*b*h*ρ 其中 a—— 固定板的長度（ 300mm）； b—— 固定板的寬度 (50mm)； h—— 固定板的高度 (15mm)； ρ—— 固定板材 (鋼材 )密度 (^3)； 所以板材的質(zhì)量： M1= KG （ 2） 工字型鋼板（鋼材） 的質(zhì)量 圖 34工字型鋼板 設(shè)計(jì)參數(shù) 由上文的公式可以算的， 該工字型鋼板的質(zhì)量： M2= KG 重力所產(chǎn)生的扭矩 又由上文可知： 工程石板 （ 長 a=800mm,寬 b=400mm，高 c=30mm，重 M=20kg） （假定） 所以擺動氣缸的受力分析如圖 35 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 13 圖 35 擺動氣缸的受力分析 當(dāng)擺動氣缸由圖 32的位置旋轉(zhuǎn) 90? 的時(shí)候，此時(shí) 擺動氣缸受到的力矩最大。 且此時(shí)： 圖中扭矩 M1是由槽鋼的重力產(chǎn)生： M1=*10*=44 N*m 圖中扭矩 M2是由槽鋼的重力產(chǎn)生： M2=20*10*+*10**4=29 N*m 所以擺動氣缸受到總的扭矩： M0=M1M2=15 N*m 擺動氣缸類型表格 當(dāng)取安全系數(shù)為 ，則選擇型號為 CRB1雙葉片式擺動氣缸， 如圖標(biāo)記為黃色的所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 14 擺動氣缸軸上鍵的選擇 鍵主要是用來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動。 因?yàn)殒I的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化了。選擇的方法是先按照軸徑的 d的 大小從標(biāo)準(zhǔn)中選出平鍵的寬度和高度尺寸 b*h，然后按照輪轂寬度 B從標(biāo)準(zhǔn)中選出鍵的長度 L， L應(yīng)小于或等于輪轂寬度，且不大于 （ L=）。 所以經(jīng)查表得鍵的各尺寸為： 寬 b （ mm） 高 h （ mm） 長 L
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