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正文內(nèi)容

雙臂式自動(dòng)送料機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-07-14 15:17 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0。P=ΩM (式3. 22)Ω=2πn/60 (式3. 23)P=2πnM/60 (式3. 24)其P為功率單位為瓦,Ω為每秒角速度,單位為弧度,n為每分鐘轉(zhuǎn)速,M為力矩單位為牛頓米P=2πfM/400(半步工作) (式3. 25)其中f為每秒脈沖數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)PPS)本次設(shè)計(jì)選擇電機(jī)型號(hào)為:110BYG260B0602。 螺釘?shù)倪x擇螺栓聯(lián)接通常以螺栓組形式出現(xiàn)。故在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前,先要進(jìn)行螺栓組的受力分析,找出其中受力最大的螺栓及其所受的力,作為進(jìn)行單個(gè)螺栓強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。  對(duì)于承受軸向力(包括預(yù)緊力)作用的受拉螺栓和承受橫向力作用的受剪螺栓(主要是鉸制孔用螺栓),根據(jù)其破壞形式,相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則分別是保證螺栓的拉伸強(qiáng)度和保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。按上述相應(yīng)的強(qiáng)度條件計(jì)算螺栓危險(xiǎn)截面直徑或校核其強(qiáng)度。螺栓其它部分和其它螺紋聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)尺寸,均按螺栓螺紋的公稱(chēng)直徑由標(biāo)準(zhǔn)選定。下面介紹液壓缸螺釘?shù)倪x擇:若近似地把螺栓小徑所對(duì)應(yīng)的剖面視為危險(xiǎn)剖面,則受拉螺栓的約束強(qiáng)度條件為:           (式3. 26)  或           (式3. 27)   式中:Fv為螺栓所受的當(dāng)量拉力;     [s]為螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力。常用材料:Q21Q2325和45號(hào)鋼,對(duì)于重要的或特殊用途的螺紋聯(lián)接件,可選用15Cr ,20Cr,40Cr,15MnVB,30CrMrSi等機(jī)械性能較高的合金鋼。螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)(靜、變載荷) 、聯(lián)接是否擰緊,預(yù)緊力是否需要控制以及螺紋聯(lián)接件的材料、結(jié)構(gòu)尺寸等因素有關(guān)。精確選定許用應(yīng)力必須考慮上述各因素,設(shè)計(jì)時(shí)可參照表選擇。 螺栓、螺釘、螺柱、螺母的性能等級(jí)性 能 級(jí) 別(≤M16)(>M16)螺栓、螺釘、螺柱抗拉強(qiáng)度極限sb /MPa公稱(chēng)300 400 50060080080090010001200min33040042050052060080083090010401220屈服強(qiáng)度極限ss /MPa公稱(chēng)1802403203004004806406407209001080min1902403403004204806406607209401100布氏硬度HBmin90109113134140181232248269312365推薦材料10Q21515Q23510Q215253515Q2354535353545 40Cr15MnVB30CrMnSi15MnVB相配合螺母性能級(jí)別4或54或54或55568或98或991012推薦材料10Q21510Q21510Q21510Q21510Q21515Q21535353540Cr15MnVB 30CrMnSi15MnVB注:≤16mm 的螺栓、螺釘和螺柱。 緊螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力及安全系數(shù)許用應(yīng)力不控制預(yù)緊力時(shí)的安全系數(shù)控制預(yù)緊力時(shí)的安全系數(shù)S [s]=ss /S直徑材料M6~M16M16~M30M30~60不分直徑碳鋼合金鋼4~35~43~24~2~~  注:松螺栓聯(lián)接時(shí),?。篬s]=ss/S,S=~。由上表和公式,選擇液壓缸螺釘為材料20Cr。第四章 實(shí)體設(shè)計(jì)根據(jù)第三章的設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)各個(gè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),參考按照尺寸繪圖工具繪制出各個(gè)零件的實(shí)體圖。 設(shè)計(jì)軟件介紹本次設(shè)計(jì)繪圖所用軟件是ProE,下面介紹一下軟件及其優(yōu)點(diǎn)。ProE是美國(guó)PTC公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡(jiǎn)稱(chēng)。ProE是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(Parametric Technology Corporation,簡(jiǎn)稱(chēng)PTC)的重要產(chǎn)品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件,在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位,并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣,是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一[20]。經(jīng)過(guò)20多年不斷的創(chuàng)新和完善,ProE現(xiàn)在已經(jīng)是三維建模軟件領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊之一,它具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì): 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能 ProE是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng),工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、殼、倒角及圓角,您可以隨意勾畫(huà)草圖,輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。   單一數(shù)據(jù)庫(kù) ProE是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上,不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù),就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù),使得每一個(gè)獨(dú)立用戶(hù)在為一件產(chǎn)品造型而工作,不管他是哪一個(gè)部門(mén)的。換言之,在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng),亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如,一旦工程詳圖有改變,NC(數(shù)控)工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新;組裝工程圖如有任何變動(dòng),也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合,使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。這一優(yōu)點(diǎn),使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化,成品質(zhì)量更高,產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng),價(jià)格也更便宜。   全相關(guān)性:ProE的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改,能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中,同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔,包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙,以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改,卻沒(méi)有任何損失,并使并行工程成為可能,所以能夠使開(kāi)發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用[21]。   基于特征的參數(shù)化造型:ProE使用用戶(hù)熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象,并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如:設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等,它們對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的,因而易于使用。   裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過(guò)給這些特征設(shè)置參數(shù)(不但包括幾何尺寸,還包括非幾何屬性),然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。   數(shù)據(jù)管理:加速投放市場(chǎng),需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率,必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開(kāi)發(fā)研制,正是專(zhuān)門(mén)用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作,由于使用了ProE獨(dú)特的全相關(guān)性功能,因而使之成為可能。   裝配管理:ProE的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀(guān)的命令,例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配起來(lái),同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理,這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。   易于使用:菜單以直觀(guān)的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn),提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng),同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線(xiàn)幫助,這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用[22]。 液壓缸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)為配合取料手及其手臂實(shí)現(xiàn)一定擺角,完成不同位置的螺母取料,同時(shí)要有足夠強(qiáng)度支撐取料手臂重量,此方案選擇液壓支撐長(zhǎng)度200mm,可以最大伸長(zhǎng)約400mm。實(shí)現(xiàn)取料手與手臂間最大角度約150度,取料范圍大概為500mm。: 液壓支撐 取料手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)取料手臂要從高大約一米的料箱內(nèi)取得M6螺母,完成送料。因此將其設(shè)計(jì)成液壓控制可以伸出,縮回以適應(yīng)不同距離的取料。同時(shí),當(dāng)期送料時(shí)要回到初始狀態(tài),完成轉(zhuǎn)動(dòng),將拿到的M6螺母送到儲(chǔ)存螺母的裝置。此設(shè)計(jì)將取料手長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為500mm,初始狀態(tài)成與水平大概60度角。: 電磁吸附取料手 立柱的設(shè)計(jì)立柱是整個(gè)機(jī)構(gòu)的身體,取料手臂送料裝置都要以安裝在立柱上。因此,立柱承受的力及力矩最多也最復(fù)雜,要有足夠強(qiáng)度剛度才能滿(mǎn)足要求。為了適應(yīng)取料和送料工作臺(tái),立柱的高度也要設(shè)計(jì)的盡量適合。本設(shè)計(jì)將立柱高度設(shè)計(jì)為1500mm,中空外徑200mm,同時(shí)為使電機(jī)散熱以保障最佳工作狀態(tài)。在安裝電機(jī)的周?chē)€設(shè)計(jì)了散熱柵格。: 立柱 M6螺母接收裝置設(shè)計(jì)螺母由取料手送至滑道,因?yàn)槿×鲜衷O(shè)計(jì)為電磁吸附手,其到達(dá)預(yù)定送料位置時(shí),放下螺母。根據(jù)螺母尺寸,設(shè)計(jì)一螺母接收裝置,類(lèi)似一個(gè)漏洞。斜面角度45度,螺母與斜面摩擦不會(huì)影響螺母下滑。: 接收裝置 螺母擺正槽設(shè)計(jì)螺母經(jīng)過(guò)接收裝置后是沒(méi)有規(guī)則的向下沿滑道運(yùn)動(dòng)的,但是在工作臺(tái)上螺母要水平放置才能是想要的位置。因此要實(shí)現(xiàn)螺母水平方式送到工作臺(tái),必須在未進(jìn)入工作臺(tái)時(shí)就實(shí)現(xiàn)擺正??紤]到螺母水平放置尺寸比豎直放置尺寸大。滑道設(shè)計(jì)一段槽,當(dāng)螺母水平滑下時(shí)可以順利通過(guò),但是當(dāng)螺母豎直時(shí)由于尺寸比開(kāi)的漏槽尺寸小,則會(huì)落下,下面有螺母回收裝置。槽長(zhǎng)度100mm,寬度為5mm。: 送料槽 送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)此部分采用07級(jí)同學(xué)設(shè)計(jì)的花盤(pán)送料機(jī)構(gòu),利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)花盤(pán)。花盤(pán)設(shè)計(jì)有六個(gè)槽,在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中使螺母以一定時(shí)間間隔送出。: 送料機(jī)構(gòu) 整體裝配圖 整體裝配圖第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)走的最快的總是時(shí)間,來(lái)不及感嘆,美好的大學(xué)生活匆匆過(guò)去,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和工作,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲,由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏,難免有許多考慮不周全的地方,如果沒(méi)有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo),以及周?chē)瑢W(xué)們的支持,想要完成這次設(shè)計(jì)是非常困難的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)題目是雙臂式自動(dòng)送料機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),隨著現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的日益集中化、高效化、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,簡(jiǎn)單的自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)逐漸顯示了它的弊端。所以設(shè)計(jì)一種靈活性高、使用安全的送鉚設(shè)備是非常有現(xiàn)實(shí)意義的。本課題研究雙臂送料機(jī)構(gòu),將克服普通送料機(jī)構(gòu)的弊端,大大提高自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)效率,減少勞動(dòng)成本,提高人身安全,保障生產(chǎn)質(zhì)量。起初對(duì)雙臂式自動(dòng)送料機(jī)器人問(wèn)題和方案比較問(wèn)題不知道如何下手,經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的點(diǎn)播,教我們?nèi)绾谓鉀Q問(wèn)題,如何查閱資料,從哪些方面進(jìn)行比較,這不僅使我們走出了設(shè)計(jì)初期的迷茫,而且對(duì)以后的設(shè)計(jì)起到了很好的指導(dǎo)作用。本次設(shè)計(jì)改變了以往設(shè)計(jì)的作圖模式,全為計(jì)算機(jī)作圖,這不僅要求我有熟練的ProE技能,而且也是對(duì)我的一次考驗(yàn)。在幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi),在老師和同學(xué)的幫助和鼓勵(lì)下,我的設(shè)計(jì)進(jìn)行的有條不紊,雖然有時(shí)也會(huì)遇到困難,但總能及時(shí)的解決,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)的完成了各項(xiàng)任務(wù)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)在某種程度上是一種嘗試,通過(guò)大量查閱有關(guān)自動(dòng)送料設(shè)計(jì)的相關(guān)資料,不僅對(duì)我的設(shè)計(jì)起到了十分重要的作用,而且拓展的我的知識(shí),也為以后的工作打下了很好的基礎(chǔ)。同時(shí),畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)情況的一次檢驗(yàn)。在做這個(gè)課題中,難免的遇到了困難,但好在有老師的幫忙,以及同學(xué)的幫助下,終于把畢業(yè)設(shè)計(jì)最終敲定。在幾個(gè)多月的設(shè)計(jì)中,心得體會(huì)如下:首先,不管是學(xué)習(xí)、工作還是做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì),我們都得用心,學(xué)習(xí)要有學(xué)習(xí)思路,工作要有條理性,畢業(yè)設(shè)計(jì)也得用心去想,去理清自己的思路,該如何去寫(xiě),該如何讓章節(jié)合理順暢,這些都是要用心去想。其次,要有耐心與細(xì)心。畢業(yè)設(shè)計(jì)不是一天兩天就可以完成的,而是耗時(shí)耗力的任務(wù),如果沒(méi)有耐心,那么什么都完成不了,每個(gè)細(xì)節(jié)我們都該去注意,每個(gè)圖我們都該去看,這些無(wú)不要有足夠的耐心與細(xì)心。第三,責(zé)任心。不管是做什么事情,必不可少的就是責(zé)任心,一個(gè)人沒(méi)有責(zé)任心,那么肯定做不成什么事,在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,我也退縮過(guò),我也懶惰過(guò),但我知道,做好一件事,不僅是對(duì)自己負(fù)責(zé),更是對(duì)別人負(fù)責(zé)。第四,要善于溝通。畢業(yè)設(shè)計(jì)遇到的細(xì)節(jié)問(wèn)題其實(shí)我們也可以同學(xué)間的交流和詢(xún)問(wèn)老師來(lái)解決,而這一切,都在于,溝通二字。經(jīng)過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),我對(duì)步進(jìn)電機(jī),電磁吸附原理及液壓缸有一些了解。最后,我們還應(yīng)具有開(kāi)拓進(jìn)取的精神,在設(shè)計(jì)中遇到許多不懂的問(wèn)題是正常的,而這時(shí)候的我們不應(yīng)選擇退卻,而應(yīng)迎難而上,自己查閱書(shū)籍,詢(xún)問(wèn)老師,同學(xué)討論,網(wǎng)上查閱,等等手段都可用來(lái)解決,而這些解決的問(wèn)題就將成為我們的財(cái)富,我們必可受益一生。我們要始終相信“方法總比困難多”,再多的困難總有解決的辦法,我們作為即將離開(kāi)學(xué)校踏上社會(huì)的人,一定要具備這樣的精神,方能在社會(huì)中立足,方能展望未來(lái)。兩個(gè)月的時(shí)間說(shuō)長(zhǎng)不長(zhǎng),說(shuō)短不短,一路走來(lái),有點(diǎn)辛苦,但通過(guò)離校前的最后一件大事,我感覺(jué)成長(zhǎng)了許多,也許這就是真正的生活。對(duì)于即將真正的離校工作,也許我可以從這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中借鑒更多的東西,能讓我更快的適應(yīng)社會(huì),更快的確定自我定位??傊@次畢業(yè)設(shè)計(jì)將是我一輩子的財(cái)富,在發(fā)現(xiàn)自己不足的同時(shí),我卻更加自信,因?yàn)?,我知道,我又可以進(jìn)步了一點(diǎn)!總之,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺,提高了查閱資料能力,提高了分析問(wèn)題的能力,提高的電腦軟件應(yīng)用能力,鞏固了書(shū)本知識(shí),是理論結(jié)合實(shí)踐最好的實(shí)戰(zhàn)演練。致謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以能夠按時(shí)按要求順利完成,其中老師和同學(xué)給予了我莫大的支持和幫助。這里特別感謝邊老師,是邊老師為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了大量
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