拋光機(jī)器人動力機(jī)械臂設(shè)計(jì)【開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報(bào)告</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化</p><p>　　拋光機(jī)器人動力機(jī)械臂設(shè)計(jì)</p><p>　　一、選題的背景與意義 </p><p>　　伴隨著生活水平的提高工業(yè)產(chǎn)品的類型越來越多，需要拋光的工件種類不斷增多。在工業(yè)的生產(chǎn)活動中拋光越來越成為一個不可

2、或缺的環(huán)節(jié)。而拋光用拋光機(jī)由于其工件的多樣性所以在市面上的拋光機(jī)也是多種多樣，對應(yīng)于不同的產(chǎn)品要有特定的拋光機(jī)才能進(jìn)行拋光。復(fù)雜形狀的產(chǎn)品需要多次的裝夾加工甚至不能用機(jī)械拋光只能人工手動進(jìn)行拋光。例如轉(zhuǎn)椅的五腳型架，需要拋光的面為整個工件的空間曲面。面對該類工件只能運(yùn)用人工拋光的手段才能進(jìn)行拋光。然而人工拋光的缺陷也是顯而易見的，首先，在無法自動加工的情況下人工拋光耗費(fèi)了大量的人力勞動資源。其二，拋光作業(yè)對人體的危害。拋光過程中產(chǎn)生的大

3、量粉塵在工人加工過程中不可避免的會被吸入從而對人員健康產(chǎn)生極大地危害。第三，人工拋光其質(zhì)量的不可靠性。由手動拋光完成的產(chǎn)品受到工人本身工作技術(shù)的影響，其質(zhì)量很難得到保證，即使同一工人的工作也很難保證其拋光的穩(wěn)定性。第四，人工拋光的效率問題。受到人的限制，手動拋光的生產(chǎn)效率不會有大幅度提升的空間，這對提高生產(chǎn)效率十分不利。</p><p>　　因此人們不斷的設(shè)計(jì)出各種不同類型的拋光機(jī)用以提高拋光的效率和質(zhì)量。梁秀春

4、曾提出過木工用拋光機(jī)的設(shè)計(jì)來解決家具工業(yè)化生產(chǎn)后的大批量拋光問題[15][1]。而杜書娟，郭忠達(dá)，余孝軍在“觸摸屏與PLC在磁流變拋光機(jī)的應(yīng)用”[13]中提及PLC技術(shù)在拋光機(jī)中的運(yùn)用將自動控制技術(shù)融入拋光機(jī)中以求達(dá)到拋光生產(chǎn)的高效與自動化。隨著自動化要求的不斷提高，更多的新興技術(shù)必將融入拋光機(jī)中從而使拋光作業(yè)由繁至簡達(dá)到一類拋光機(jī)的多種拋光應(yīng)用。而設(shè)計(jì)一種動力機(jī)械手臂盡量多的完成各類工件的拋光工作對于提高拋光工藝的效率等方面的意義是十

5、分重大的。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)設(shè)想運(yùn)用機(jī)械相關(guān)理論，設(shè)計(jì)出拋光機(jī)的動力機(jī)械臂配合機(jī)床的運(yùn)動達(dá)到多個自由度使拋光機(jī)在拋光作業(yè)時能更為靈活。從而可以加工多類形狀各異的工件達(dá)到簡化拋光機(jī)種類提高工作效率的目的。</p><p>　　二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題：</p><p><b>　　研究的基本內(nèi)容：</b></p>

6、;<p>　　1了解拋光機(jī)與動力機(jī)械臂的基本工作原理。</p><p>　　2 拋光機(jī)機(jī)械臂工作運(yùn)動實(shí)現(xiàn)分析。</p><p>　　3 拋光機(jī)機(jī)械臂運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析。</p><p><b>　　擬解決的主要問題：</b></p><p>　　1拋光機(jī)動力臂的工作的運(yùn)動分析。</p><

7、;p>　　2 拋光機(jī)機(jī)械動力臂的參數(shù)計(jì)算。</p><p>　　三、研究的思路與技術(shù)方案：</p><p><b>　　研究的思路：</b></p><p>　　查閱機(jī)械期刊等相關(guān)參考資料，了解拋光機(jī)工作原理；收集國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)的研究情況和動力臂的參考資料；查閱機(jī)械結(jié)構(gòu)的相關(guān)文獻(xiàn)確定合適的動力臂結(jié)構(gòu)；通過計(jì)算，確定完成動力臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其

8、他零部件的選用；最終畫出零件圖和總裝圖。</p><p><b>　　主要技術(shù)方案：</b></p><p>　　1查閱相關(guān)的機(jī)械文獻(xiàn)期刊和參考資料，了解拋光機(jī)的工作原理，明確該機(jī)械臂對應(yīng)的工作類型。</p><p>　　2收集國內(nèi)外相關(guān)拋光機(jī)的研究情況和動力機(jī)械臂的參考資料，了解拋光機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r并比較其優(yōu)缺點(diǎn)，提出自己的設(shè)計(jì)方案。</p

9、><p>　　3參考相關(guān)機(jī)械書籍，找到合適的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，匹配的電機(jī)動力源，確定機(jī)械臂的基本結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4計(jì)算各項(xiàng)數(shù)據(jù)，確定機(jī)構(gòu)中的參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)選用設(shè)備。</p><p>　　四、研究的總體安排與進(jìn)度：</p><p>　　2010年11月： 論文選題 </p><p>　　2010年11月23日：指導(dǎo)教

10、師下達(dá)畢業(yè)論文任務(wù)書、收集資料，完成文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告，提交論文研究框架等；</p><p>　　2010年12月22日：開題論證會之后撰寫論文、修改、定稿、填寫論文手冊</p><p>　　2011年3月份之前：完成兩篇外文文獻(xiàn)翻譯</p><p>　　2011年3月：完成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿</p><p>　　2011年5月：畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿，完成

11、、設(shè)計(jì)說明書等</p><p>　　第八學(xué)期（102學(xué)期）第七周前：第一輪答辯結(jié)束。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] Allen Y. Yi a Mike Hezlep b Tom Pol b A computer controlled optical pin polishing machi

12、ne[J] Journal of Materials Processing Technology 146 (2004) 156–162.</p><p>　　[2] Liang Liao a, Fengfeng (Jeff) Xi a,_, Kefu Liu b Modeling and control of automated polishing/deburring process using a dual

13、-purpose compliant toolhead [J] International Journal of MachineTools&Manufacture 48 (2008) 1454– 1463</p><p>　　[3] Xiang Zhang Carsten Krewet Bernd Kuhlenko¨tter Automatic classification of defe

14、cts on the product surface in grinding and polishing[J] International Journal of Machine Tools & Manufacture 46 (2006) 59–69.</p><p>　　[4] 楊小芳 史耀耀 段繼等 整體葉盤五坐標(biāo)數(shù)控拋光機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J] 科學(xué)技術(shù)與工程 第10卷第9期2010年3月 1671-18

15、15( 2010) 09-2061-05。</p><p>　　[5] 劉濤 高慧瑩 羅楊 費(fèi)玖海 PG- 510 型單面拋光機(jī)的研制[J] 電子工業(yè)專用設(shè)備</p><p><b>　　總第187 期。</b></p><p>　　[6] 王武剛 呂玉山 擺式拋光機(jī)的運(yùn)動摩擦學(xué)分析 [J] 現(xiàn)代制造工程 2009年第1期。</p>

16、<p>　　[7] 胡曉珍 李偉 超精密雙面拋光機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J] 制造技術(shù)與機(jī)床 2009年第3期。</p><p>　　[8] 湯迎紅 吳運(yùn)新 周鵬 陶瓷拋光機(jī)磨頭凸輪的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J] 機(jī)械工程師 2006 年第3 期。</p><p>　　[9] 衛(wèi)振峰 張維林 陳萬仰等 行星拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及改進(jìn)意見[J] 紡織器材 第1期第21卷。</p><

17、;p>　　[10]呂惠澤 自動砂帶曲軸拋光機(jī)的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)分析[J] 設(shè)計(jì)與研究 1992年第12期。</p><p>　　[11] 劉偉 王偉 李和仙等 行星式研磨拋光機(jī)的設(shè)備改造設(shè)計(jì)[J] 機(jī)電技術(shù) 2010 年第1 期。</p><p>　　[12] 陳麗芬 王志堅(jiān) 陶瓷拋光機(jī)磨頭及其驅(qū)動部件的建模與動態(tài)特性分析[J] 中國陶瓷工業(yè) 2008年10月第15卷第5期。 </p

18、><p>　　[13] 杜書娟 郭忠達(dá) 余孝軍 觸摸屏與PLC在磁流變拋光機(jī)中的應(yīng)用[J] 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè) 第19卷第9期。</p><p>　　[14]王會強(qiáng) 孫維連 溫新林等 國內(nèi)外金相試樣拋光機(jī)的發(fā)展概況[J] 熱處理 2007年第22卷 第3期。</p><p>　　[15] 梁秀春 木工用拋光機(jī)的設(shè)計(jì)[J] 機(jī)械工程與自動化 第6 期( 總第139 期)。<

19、;/p><p>　　[16] 馮申 吉曉丹 陳敏 加工小型零件的磁力拋光機(jī)的設(shè)計(jì)[J] 機(jī)床與液壓20051No12。</p><p>　　[17] 鄭曉斌 薛毓強(qiáng) 新型柔性拋光機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J] 電工電氣 2010 No.1。</p><p>　　[18]何峰 基于PLC的曲軸拋光機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J] 機(jī)車車輛工藝 第2期 2010年4月。</p>

20、;<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化</p><p>　　拋光機(jī)器人動力機(jī)械臂設(shè)計(jì)</p><p><b>　　１　文獻(xiàn)綜述正文</b></p><p>　　摘要：本文首先介紹了拋光機(jī)的工作原理，然后通過概述目前國內(nèi)外的拋光機(jī)的發(fā)展

21、狀況，比較提出其自身存在的一些優(yōu)點(diǎn)和缺陷，最后按照本次的設(shè)計(jì)要求提出自己的設(shè)計(jì)思路。</p><p>　　關(guān)鍵詞：拋光機(jī)；動力臂；自動化。</p><p><b>　　.　 引言：</b></p><p>　　拋光機(jī)是一種電動工具，在工業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)過程中需要對完成加工的零件進(jìn)行有效的表面處理。是工件符合裝配的要求或者使用的需要。因此幾乎任何機(jī)

22、械的生產(chǎn)都需要有拋光工件這一步驟，而拋光質(zhì)量的好壞直接影響到該機(jī)械的最終功能。所以對不同的工件設(shè)計(jì)出合適的拋光設(shè)備對保證其機(jī)械功能是十分重要的。</p><p>　　2　拋光機(jī)的工作原理</p><p>　　拋光機(jī)是一種電動工具，拋光機(jī)由底座、拋盤、拋光織物、拋光罩及蓋等基本元件組成。 電動機(jī)固定在底座上，固定拋光盤用的錐套通過螺釘與電動機(jī)軸相連。拋光織物通過套圈緊固在拋光盤上，電動機(jī)通過

23、底座上的開關(guān)接通電源起動后，便可用手對試樣施加壓力在轉(zhuǎn)動的拋光盤上進(jìn)行拋光。拋光過程中加入的拋光液可通過固定在底座上的塑料盤中的排水管流入置于拋光機(jī)旁的方盤內(nèi)。 拋光罩及蓋可防止灰土及其他雜物在機(jī)器不使用時落在拋光織物上而影響使用效果[1][2]。</p><p>　　拋光機(jī)操作的關(guān)鍵是要設(shè)法得到最大的拋光速率，以便盡快除去磨光時產(chǎn)生的損傷層。同時也要使拋光損傷層不會影響最終觀察到的組織，即不會造成假組織。前者要

24、求使用較粗的磨料，以保證有較大的拋光速率來去除磨光的損傷層，但拋光損傷層也較深；后者要求使用最細(xì)的材料，使拋光損傷層較淺，但拋光速率低[3][4]。 </p><p>　　解決這個矛盾的最好的辦法就是把拋光分為兩個階段進(jìn)行。粗拋目的是去除磨光損傷層，這一階段應(yīng)具有最大的拋光速率，粗拋形成的表層損傷是次要的考慮，不過也應(yīng)當(dāng)盡可能??；其次是精拋(或稱終拋)，其目的是去除粗拋產(chǎn)生的表層損傷，使拋光損傷減到最小。拋光機(jī)拋

25、光時，試樣磨面與拋光盤應(yīng)絕對平行并均勻地輕壓在拋光盤上，注意防止試樣飛出和因壓力太大而產(chǎn)生新磨痕。同時還應(yīng)使試樣自轉(zhuǎn)并沿轉(zhuǎn)盤半徑方向來回移動，以避免拋光織物局部磨損太快在拋光過程中要不斷添加微粉懸浮液，使拋光織物保持一定濕度。濕度太大會減弱拋光的磨痕作用，使試樣中硬相呈現(xiàn)浮凸和鋼中非金屬夾雜物及鑄鐵中石墨相產(chǎn)生“曳尾”現(xiàn)象；濕度太小時，由于摩擦生熱會使試樣升溫，潤滑作用減小，磨面失去光澤，甚至出現(xiàn)黑斑，輕合金則會拋傷表面。為了達(dá)到粗拋的

26、目的，要求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低，最好不要超過600r/min；拋光時間應(yīng)當(dāng)比去掉劃痕所需的時間長些，因?yàn)檫€要去掉變形層。粗拋后磨面光滑，但黯淡無光，在顯微鏡下觀察有均勻細(xì)致的磨痕，有待精拋消除[5][7]。 </p><p>　　精拋時轉(zhuǎn)盤速度可適當(dāng)提高，拋光時間以拋掉粗拋的損傷層為宜。精拋后磨面明亮如鏡，在顯微鏡明視場條件下看不到劃痕，但在相襯照明條件下則仍可見到磨痕。拋光機(jī)拋光質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響試樣的組織結(jié)構(gòu)，已逐步

27、引起有關(guān)專家的重視。近年來，國內(nèi)外在拋光機(jī)的性能上作了大量的研究工作，研究出不少新機(jī)型、新一代的拋光設(shè)備，正由原來的手動操作發(fā)展成為各種各樣的半自動及全自動拋光機(jī)[8][9][13]。 </p><p><b>　　3　拋光機(jī)的發(fā)展</b></p><p>　　作為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的生產(chǎn)設(shè)備，拋光機(jī)在生產(chǎn)活動中被頻繁的應(yīng)用。因此如何提高拋光機(jī)的工作效率以及在生產(chǎn)中

28、解放人工的勞動以達(dá)到半自動乃至全自動將會成為拋光機(jī)發(fā)展的趨勢。從簡單的手動拋光器械（圖１）到半自動（圖2）以及全自動拋光設(shè)備 [14]（圖3）</p><p>　　圖一 圖二 圖三</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)要求的不斷提高，拋光機(jī)的更新也在不斷進(jìn)行以適應(yīng)各類工件的要求。</p><p>　　

29、例如，結(jié)構(gòu)簡單的砂帶傳動拋光機(jī)，蝸桿拋光機(jī)等。馮申，吉曉丹，陳敏提到的加工小型零件的磁力拋光機(jī)[15]。磁性研磨廣泛用于零件的拋光與研磨。復(fù)雜小型零件或棱角去毛刺及倒棱等研磨加工當(dāng)不能使用滾筒時大都采取手工作業(yè)而用滾筒時又有研磨不到的地方。研磨復(fù)雜小型零件的磁性研磨裝置可以解決這個問題。對于磁極形狀比較復(fù)雜或者氣隙較大時采用磁場圖法計(jì)算電磁感應(yīng)器的磁路該種方法在工程中得到應(yīng)用。用以拋光小型零件。隨著人們的生活水平的不斷提高，家具等以前人

30、工定制的產(chǎn)品，由于其需求的不斷增大也已轉(zhuǎn)化為工業(yè)化批量生產(chǎn)。為解決家具產(chǎn)品的拋光問題梁秀春曾提出過木工用拋光機(jī)的設(shè)計(jì)，用以解決該類問題[16]。</p><p>　　伴隨著拋光工藝的進(jìn)步以及對生產(chǎn)效率的要求PLC控制技術(shù)等數(shù)控技術(shù)也被運(yùn)用于大型的拋光機(jī)中，以達(dá)到高效自動的要求。杜書娟，郭忠達(dá)，余孝軍在“觸摸屏與PLC在磁流變拋光機(jī)的應(yīng)用”中提及PLC技術(shù)在拋光機(jī)中的運(yùn)用。觸摸屏以界面形式使操作狀態(tài)、當(dāng)前過程值以及

31、連接的PLC 的故障可視化,并通過組態(tài)變量建立觸摸屏與PLC 的通訊,使觸摸屏上的各項(xiàng)設(shè)定值輸入PLC ,同時PLC 接收現(xiàn)場各狀態(tài)檢測信號,按預(yù)先編寫的程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算和控制輸出功能,從而實(shí)現(xiàn)對拋光機(jī)整個運(yùn)動過程的控制。由此可以大大的節(jié)省人工勞動以達(dá)到較高的自動化程度。隨著拋光機(jī)不斷融合更多的高新控制技術(shù)，其自動化發(fā)展必將日新月異。就現(xiàn)階段而言拋光機(jī)的自動化依然有限。只有某一產(chǎn)品有大量的需求時才會單一開發(fā)該類產(chǎn)品的自動化拋光機(jī)。但是大多數(shù)

32、的設(shè)計(jì)都具有單一性只適合一類產(chǎn)品，所以能夠設(shè)計(jì)出多用途的高自動化拋光機(jī)是很有意義的[17][18]。</p><p>　　4　本次拋光機(jī)器人機(jī)械臂的設(shè)計(jì)</p><p>　　很大一部分的拋光機(jī)由于其加工工件類型的關(guān)系并不需要機(jī)械臂。但對于一些產(chǎn)品由于其形狀原因普通的拋光機(jī)不能很好的進(jìn)行拋光，可能需要多次的裝夾或者特殊的裝夾器械。導(dǎo)致效率底下成本上升。因此設(shè)計(jì)具有一定功能的動力臂來實(shí)現(xiàn)該類產(chǎn)

33、品的拋光動作是十分必要的（圖4，5）。</p><p>　　圖四 圖五 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)的拋光動力臂配合機(jī)床的運(yùn)動期望能夠達(dá)到多個自由度，使拋光機(jī)能夠進(jìn)行更為靈活的拋光動作以便拋光多種形狀各異的工件。拋光臂由兩臺電機(jī)帶動分別負(fù)責(zé)動力臂的擺動以及控制砂輪的轉(zhuǎn)動。根據(jù)所需動力的大小按各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算得到合適的電機(jī)，

34、確定機(jī)械臂的基本結(jié)構(gòu)能夠確保負(fù)載其本身重量便于加工?？傮w來講，本次設(shè)計(jì)一類簡單的有一個自由的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)在機(jī)床的輔助運(yùn)動下可以完成較靈活的加工，達(dá)到節(jié)約成本改善拋光機(jī)械的目的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] Allen Y. Yi a Mike Hezlep b Tom Pol b A computer controll

35、ed optical pin polishing machine[J] Journal of Materials Processing Technology 146 (2004) 156–162.</p><p>　　[2] Liang Liao a, Fengfeng (Jeff) Xi a,_, Kefu Liu b Modeling and control of automated polishing/

36、deburring process using a dual-purpose compliant toolhead [J] International Journal of MachineTools&Manufacture 48 (2008) 1454– 1463</p><p>　　[3] Xiang Zhang Carsten Krewet Bernd Kuhlenko¨tter Au

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38、科學(xué)技術(shù)與工程 第10卷第9期2010年3月 1671-1815( 2010) 09-2061-05。</p><p>　　[5] 劉濤 高慧瑩 羅楊 費(fèi)玖海 PG- 510 型單面拋光機(jī)的研制[J] 電子工業(yè)專用設(shè)備總第187 期。</p><p>　　[6] 王武剛 呂玉山 擺式拋光機(jī)的運(yùn)動摩擦學(xué)分析 [J] 現(xiàn)代制造工程 2009年第1期。</p><p>　

39、　[7] 胡曉珍 李偉 超精密雙面拋光機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J] 制造技術(shù)與機(jī)床 2009年第3期。</p><p>　　[8] 湯迎紅 吳運(yùn)新 周鵬 陶瓷拋光機(jī)磨頭凸輪的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J] 機(jī)械工程師 2006 年第3 期。</p><p>　　[9] 衛(wèi)振峰 張維林 陳萬仰等 行星拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及改進(jìn)意見[J] 紡織器材 第1期第21卷。</p><p>　　[10]

40、 呂惠澤 自動砂帶曲軸拋光機(jī)的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)分析[J] 設(shè)計(jì)與研究 1992年第12期。</p><p>　　[11] 劉偉 王偉 李和仙等 行星式研磨拋光機(jī)的設(shè)備改造設(shè)計(jì)[J] 機(jī)電技術(shù) 2010 年第1 期。</p><p>　　[12] 陳麗芬 王志堅(jiān) 陶瓷拋光機(jī)磨頭及其驅(qū)動部件的建模與動態(tài)特性分析[J] 中國陶瓷工業(yè) 2008年10月第15卷第5期。 </p><p

41、>　　[13] 杜書娟 郭忠達(dá) 余孝軍 觸摸屏與PLC在磁流變拋光機(jī)中的應(yīng)用[J] 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè) 第19卷第9期。</p><p>　　[14] 王會強(qiáng) 孫維連 溫新林等 國內(nèi)外金相試樣拋光機(jī)的發(fā)展概況[J] 熱處理 2007年第22卷 第3期。</p><p>　　[15] 梁秀春 木工用拋光機(jī)的設(shè)計(jì)[J] 機(jī)械工程與自動化 第6 期( 總第139 期)。</p>&

42、lt;p>　　[16] 馮申 吉曉丹 陳敏 加工小型零件的磁力拋光機(jī)的設(shè)計(jì)[J] 機(jī)床與液壓20051No12。</p><p>　　[17] 鄭曉斌 薛毓強(qiáng) 新型柔性拋光機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J] 電工電氣 2010 No.1。</p><p>　　[18] 何峰 基于PLC的曲軸拋光機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J] 機(jī)車車輛工藝 第2期 2010年4月。 </p><

43、p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　拋光機(jī)器人動力機(jī)械臂設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　摘要：本文簡述了拋光機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，同時敘述了拋光機(jī)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)

44、對于拋光機(jī)合理加工簡化加工流程以及提高工作效率的重要作用，列舉幾個拋光機(jī)具體事例的應(yīng)用，通過介紹各類型拋光機(jī)總結(jié)出本次設(shè)計(jì)的拋光機(jī)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)。敘述了設(shè)計(jì)的基本思路。在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料后初步確定了拋光機(jī)的基本數(shù)據(jù)，通過確定普通拋光機(jī)的拋光功率與拋光轉(zhuǎn)速確定拋光機(jī)所選用的電機(jī)型號。在選定電機(jī)的情況下估算拋光功率，以及傳動機(jī)構(gòu)形式。選用多軸傳動來傳遞轉(zhuǎn)矩。初步確定拋光機(jī)各軸最小直徑以及軸承等配件型號。通過焊接連接兩手臂轉(zhuǎn)動部分使其達(dá)到周向的轉(zhuǎn)

45、動。同時在轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的考慮下選用蝸桿渦輪來降低轉(zhuǎn)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，提高電機(jī)功率。最后通過校核確定各部件的強(qiáng)度合理。列出個部分的尺寸以便作圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：拋光機(jī)；機(jī)械臂；多軸傳動。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　ABSTRACT:This paper briefly describes th

46、e polisher wide application in industrial production,also describes the important role of the polishing machine mechanical arm institutions in polishing machine’s reasonable processing simplified process and enhance work

47、 efficiency. Lists several polishing machine concrete examples of applications, through the introduction of the various types of polishing machine summarizes the design of polishing machine mechanical arm structure that

48、we will do. Talking </p><p>　　KEYWORDS:polishing machine；mechanical arm；Multi-axle transmission.</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　摘　要12</b></p><p&

49、gt;　　Abstract13</p><p><b>　　目　錄14</b></p><p><b>　　1前言17</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)的背景意義17</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)的目的17</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)的內(nèi)容與主要

50、問題18</p><p>　　1.3.1設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：18</p><p>　　1.3.2主要解決問題：18</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)的思路與解決方案18</p><p>　　1.4.1設(shè)計(jì)的思路18</p><p>　　1.4.2解決方案18</p><p>　　

51、2總體設(shè)計(jì)方案19</p><p>　　2.1方案119</p><p>　　2.2方案219</p><p>　　2.3方案選擇20</p><p>　　3電機(jī)的選擇20</p><p>　　4齒輪與蝸桿渦輪的參數(shù)計(jì)算21</p><p>　　4.1錐齒輪的基本參數(shù)計(jì)

52、算21</p><p>　　4.1.1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算22</p><p>　　4.1.2按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.1.3齒輪校核24</p><p>　　4.2蝸桿渦輪的參數(shù)計(jì)算24</p><p>　　4.2.1蝸桿蝸輪粗算24</p><p&g

53、t;　　4.2.2蝸桿渦輪的主要參數(shù)與幾何尺寸25</p><p>　　4.2.3校核26</p><p>　　5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算27</p><p>　　5.1軸1的設(shè)計(jì)計(jì)算27</p><p>　　5.1.1設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.1.2校核.28</p><p&g

54、t;　　5.1.3軸承與鍵的選擇29</p><p>　　5.2軸2的設(shè)計(jì)計(jì)算29</p><p>　　5.2.1設(shè)計(jì)29</p><p>　　5.2.2校核30</p><p>　　5.2.3軸承與鍵的選擇31</p><p>　　5.3軸3的設(shè)計(jì)計(jì)算31</p><p&g

55、t;　　5.3.1設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.3.2校核32</p><p>　　5.3.3軸承與鍵的選擇34</p><p>　　5.4軸4的設(shè)計(jì)計(jì)算34</p><p>　　5.4.1設(shè)計(jì)34</p><p>　　5.4.2校核35</p><p>　　5.4.

56、3鍵與軸承的選擇36</p><p>　　6機(jī)械臂聯(lián)接結(jié)構(gòu)37</p><p>　　6.1軸1外殼37</p><p>　　6.2錐齒輪外殼37</p><p>　　6.3軸2外殼37</p><p>　　6.4聯(lián)軸器外殼37</p><p>　　6.5空心軸3和43

57、7</p><p><b>　　總結(jié)38</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p>　　附錄錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)的背景意義</

58、b></p><p>　　伴隨著生活水平的提高工業(yè)產(chǎn)品的類型越來越多，需要拋光的工件種類不斷增多。在工業(yè)的生產(chǎn)活動中拋光越來越成為一個不可或缺的環(huán)節(jié)。而拋光用拋光機(jī)由于其工件的多樣性所以在市面上的拋光機(jī)也是多種多樣，對應(yīng)于不同的產(chǎn)品要有特定的拋光機(jī)才能進(jìn)行拋光。復(fù)雜形狀的產(chǎn)品需要多次的裝夾加工甚至不能用機(jī)械拋光只能人工手動進(jìn)行拋光。例如轉(zhuǎn)椅的五腳型架，需要拋光的面為整個工件的空間曲面。面對該類工件只能運(yùn)用人

59、工拋光的手段才能進(jìn)行拋光。然而人工拋光的缺陷也是顯而易見的，首先，在無法自動加工的情況下人工拋光耗費(fèi)了大量的人力勞動資源。其二，拋光作業(yè)對人體的危害。拋光過程中產(chǎn)生的大量粉塵在工人加工過程中不可避免的會被吸入從而對人員健康產(chǎn)生極大地危害。第三，人工拋光其質(zhì)量的不可靠性。由手動拋光完成的產(chǎn)品受到工人本身工作技術(shù)的影響，其質(zhì)量很難得到保證，即使同一工人的工作也很難保證其拋光的穩(wěn)定性。第四，人工拋光的效率問題。受到人的限制，手動拋光的生產(chǎn)效率

60、不會有大幅度提升的空間，這對提高生產(chǎn)效率十分不利。</p><p>　　因此人們不斷的設(shè)計(jì)出各種不同類型的拋光機(jī)用以提高拋光的效率和質(zhì)量。梁秀春曾提出過木工用拋光機(jī)的設(shè)計(jì)來解決家具工業(yè)化生產(chǎn)后的大批量拋光問題[15][1]。而杜書娟，郭忠達(dá)，余孝軍在“觸摸屏與PLC在磁流變拋光機(jī)的應(yīng)用”[13]中提及PLC技術(shù)在拋光機(jī)中的運(yùn)用將自動控制技術(shù)融入拋光機(jī)中以求達(dá)到拋光生產(chǎn)的高效與自動化。隨著自動化要求的不斷提高，更多

61、的新興技術(shù)必將融入拋光機(jī)中從而使拋光作業(yè)由繁至簡達(dá)到一類拋光機(jī)的多種拋光應(yīng)用。而設(shè)計(jì)一種動力機(jī)械手臂盡量多的完成各類工件的拋光工作對于提高拋光工藝的效率等方面的意義是十分重大的。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)設(shè)想運(yùn)用機(jī)械相關(guān)理論，設(shè)計(jì)出拋光機(jī)的動力機(jī)械臂配合機(jī)床的運(yùn)動達(dá)到多個自由度使拋光機(jī)在拋光作業(yè)時能更為靈活。從而可以

62、加工多類形狀各異的工件達(dá)到簡化拋光機(jī)種類提高工作效率的目的。可以盡量的減少人工拋光的工作量，降低拋光條件給操作人員帶來的健康危害。</p><p>　　設(shè)計(jì)的內(nèi)容與主要問題</p><p><b>　　設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：</b></p><p>　　1了解拋光機(jī)與動力機(jī)械臂的基本工作原理。</p><p>　　2 拋光機(jī)機(jī)

63、械臂工作運(yùn)動實(shí)現(xiàn)分析。</p><p>　　3 拋光機(jī)機(jī)械臂運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析。</p><p><b>　　主要解決問題：</b></p><p>　　1拋光機(jī)動力臂的工作的運(yùn)動分析。</p><p>　　2 拋光機(jī)機(jī)械動力臂的參數(shù)計(jì)算。</p><p>　　設(shè)計(jì)的思路與解決方案</p&g

64、t;<p><b>　　設(shè)計(jì)的思路</b></p><p>　　查閱機(jī)械期刊等相關(guān)參考資料，了解拋光機(jī)工作原理；收集國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)的研究情況和動力臂的參考資料；查閱機(jī)械結(jié)構(gòu)的相關(guān)文獻(xiàn)確定合適的動力臂結(jié)構(gòu)；通過計(jì)算，確定完成動力臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其他零部件的選用；最終畫出零件圖和總裝圖。</p><p><b>　　解決方案</b><

65、;/p><p>　　1查閱相關(guān)的機(jī)械文獻(xiàn)期刊和參考資料，了解拋光機(jī)的工作原理，明確該機(jī)械臂對應(yīng)的工作類型。</p><p>　　2收集國內(nèi)外相關(guān)拋光機(jī)的研究情況和動力機(jī)械臂的參考資料，了解拋光機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r并比較其優(yōu)缺點(diǎn)，提出自己的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　3參考相關(guān)機(jī)械書籍，找到合適的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，匹配的電機(jī)動力源，確定機(jī)械臂的基本結(jié)構(gòu)。</p>&l

66、t;p>　　4計(jì)算各項(xiàng)數(shù)據(jù)，確定機(jī)構(gòu)中的參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)選用設(shè)備。</p><p>　　5 畫出機(jī)械臂裝配圖以及若干零件圖。</p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中涉及機(jī)械臂的整體結(jié)構(gòu)，傳動電機(jī)位置以及在扭矩變換電機(jī)減速裝置的選擇、設(shè)計(jì)等方面有較多的不同。在比較各種方案的可行性后從中選出一種最優(yōu)

67、方案作為本次設(shè)計(jì)的主體思路。</p><p><b>　　方案1</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)在于由兩臺電機(jī)的動力輸出分別控制機(jī)械臂的拋光動作和整體機(jī)械臂的轉(zhuǎn)向動作。由于兩臺電機(jī)的功用不同其轉(zhuǎn)速與扭矩要求不盡相同。通過查閱文獻(xiàn)可知，一般較小型拋光機(jī)的功率約為1200W，轉(zhuǎn)速1500r/min。在設(shè)計(jì)其傳動結(jié)構(gòu)時，為拋光機(jī)的加工方便通過多軸的傳遞使拋光機(jī)機(jī)

68、械臂成幾字狀。如圖</p><p><b>　　圖2-1 方案一</b></p><p>　　通過電機(jī)1傳動控制拋光機(jī)的拋光盤轉(zhuǎn)動，已達(dá)到拋光的效果。電機(jī)2負(fù)責(zé)控制整個機(jī)械臂的緩慢擺動，在加工時便于拋光盤的位置擺正。同時可為電機(jī)2安裝一減速器或蝸桿蝸輪在降低電機(jī)2轉(zhuǎn)速的同時提高其扭矩。</p><p><b>　　方案2</b&

69、gt;</p><p>　　兩方案中拋光機(jī)電機(jī)的基本數(shù)據(jù)一致。在設(shè)計(jì)傳動機(jī)構(gòu)時為傳動的簡便與效率考慮將電機(jī)安裝于第二軸末端，減少電機(jī)功率在傳動時的損耗，同時便于安裝。如圖</p><p><b>　　圖2-2 方案二</b></p><p>　　在電機(jī)2的輸出軸上安裝一減速器或者蝸桿蝸輪一提高其扭矩降低其轉(zhuǎn)速。</p><p

70、><b>　　方案選擇</b></p><p>　　在選擇過程中考慮到方案2的設(shè)計(jì)傳動方式相較于方案一更加合理。在較少的傳遞軸的傳動下電機(jī)的功率能更好的被用于拋光作業(yè)。通過選擇的電機(jī)顯示，由于電機(jī)1的重量比較小將電機(jī)1安裝于軸2末端不會給機(jī)械臂的擺動帶來過大的扭矩負(fù)擔(dān)。同時兩部電機(jī)安裝于不同層面上也避免了在安裝結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜設(shè)計(jì)。</p><p>　　在電機(jī)2的減

71、速裝置選擇方面。通過計(jì)算比較發(fā)現(xiàn)該處減速裝置的減速比需要達(dá)到25才能有效的提高電機(jī)2轉(zhuǎn)矩。在相同的傳動比下齒輪減速器的設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)如此大的傳動比。同時蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)由于其特殊的自鎖特性非常適用于機(jī)械臂擺動停止時防止回落的要求。</p><p>　　綜上所述本次設(shè)計(jì)的最終方案為：方案2的傳動機(jī)構(gòu)與電機(jī)安裝方式。同時選擇更加適合于機(jī)械臂結(jié)構(gòu)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)作為其減速裝置。通過選定方案插于相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算各相關(guān)零件。<

72、;/p><p><b>　　電機(jī)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)以上條件的判定可得，至電機(jī)部分傳動電機(jī)所需的輸出功率經(jīng)過各級傳動消耗約為P=1200/(0.98*0.98)=1250W。通過查閱有關(guān)資料在此選取的電機(jī)為130BC3100三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。其具體參數(shù)尺寸如下：</p><p>　　電機(jī)型號：130BC3100 相數(shù)：3

73、 相電流A:8.0 電阻： 0.28歐 電感：11mh步距角： 0.6/1.2 保持轉(zhuǎn)矩：12n.m 轉(zhuǎn)動慣量:10.5kg.cm^2 重量：10kg</p><p><b>　　圖5-1電機(jī)正視圖</b></p><p>　　由于機(jī)械手的轉(zhuǎn)動頻率與速度不大，電機(jī)重量僅10kg為安裝方便，電機(jī)一安裝于負(fù)責(zé)機(jī)械手臂旋轉(zhuǎn)軸的外殼之上，在機(jī)械手臂轉(zhuǎn)動時

74、隨著手臂一起轉(zhuǎn)動。負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)動的電機(jī)為求方便等因素影響，而且也符合轉(zhuǎn)矩要求故也取為130BC3100。</p><p>　　齒輪與蝸桿渦輪的參數(shù)計(jì)算</p><p>　　錐齒輪的基本參數(shù)計(jì)算</p><p>　　該錐齒輪負(fù)責(zé)軸1 與軸2 之間的傳動轉(zhuǎn)向，取其傳動比為1 ，設(shè)齒輪齒數(shù)為40. </p><p>　　按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 </

75、p><p>　　由設(shè)計(jì)計(jì)算公式: （3-1）</p><p><b>　　確定個系數(shù)值</b></p><p><b>　　（1）初選載荷系數(shù)</b></p><p>　　(2)計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　　T1=</b>

76、;</p><p><b>　　（3）齒寬系數(shù)</b></p><p>　?。?）材料彈性影響系數(shù) 　　　 (9]表10——6)</p><p>　?。?）齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 （查[19]圖10——21d）</p><p>　?。?）應(yīng)力循環(huán)系數(shù)N=60njlh=4.147。</p><

77、p>　　(7) 接觸疲勞壽命系數(shù)khn=0.9。</p><p>　?。?）計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力安全系數(shù)為S=1 （查[19]10——21）</p><p><b>　　計(jì)算</b></p><p>　?。?）試算齒輪分度圓直徑d1，帶入</p><p><b>　　mm</b>&l

78、t;/p><p>　?。?）圓周速度V </p><p>　?。?）計(jì)算齒寬b mm</p><p>　　模數(shù)m m=d1/z=67.280/40=1.68mm</p><p>　　齒高 n n=2.2m=3.696mm</p><p><b>　　（4）計(jì)算載荷系數(shù)</b>

79、;</p><p>　　根據(jù)v=5.281m/s。7級精度。由圖10-8查得動載系數(shù)kv=1.15</p><p>　　錐齒輪 由表10-2得 KA=1。.</p><p><b>　　由表10-9 。</b></p><p>　　K=KA*KV**=2.588</p><p><b>

80、;　　根據(jù)修正公式</b></p><p>　　(5)d=d1=67.280*mm。 （3-2）</p><p><b>　?。?）計(jì)算模數(shù)m</b></p><p>　　m=d/z=64.047/40=1.6</p><p><b>　　按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b&

81、gt;</p><p>　　有彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式 (3-3)</p><p>　　確定公式中個計(jì)算數(shù)值的值</p><p>　?。?）有圖10-20c查得齒輪的彎曲強(qiáng)度極限</p><p>　?。?）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)kfn=0.85.</p><p>　　（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)

82、s=1。由式（查[19]10——12）得</p><p>　?。?）計(jì)算載荷系數(shù)k=ka*kav*kf*kf=1*1.15*1*2.25=2.588</p><p>　?。?）取齒形系數(shù)，查表10-5得 Y</p><p>　　(6) 取應(yīng)力校正系數(shù)，查表10-5得 Y</p><p><b>　?。?）計(jì)算 。</b&g

83、t;</p><p><b>　　計(jì)算：</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　對比計(jì)算結(jié)果，由接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)。由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.25

84、mm就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)只1.5mm接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=64.047.得出齒輪齒數(shù)。Z=43。.</p><p>　　則錐齒輪基礎(chǔ)幾何尺寸為：</p><p>　　分度圓直徑d=z*m=64.5mm 齒根角 錐距R=m 分錐角。齒寬b=。</p><p>　　由此可以得出軸1與軸2之間的傳動錐齒輪。圖示：</p><p><b&

85、gt;　　圖3-1 錐齒輪</b></p><p><b>　　齒輪校核</b></p><p>　　由于在計(jì)算過程中是根據(jù)錐齒輪所受最大扭矩，通過計(jì)算其齒根齒面疲勞強(qiáng)度公式得出的錐齒輪基本數(shù)據(jù)故其強(qiáng)度無需校核。</p><p><b>　　蝸桿渦輪的參數(shù)計(jì)算</b></p><p>&

86、lt;b>　　蝸桿蝸輪粗算</b></p><p>　　初步估算機(jī)械臂整體重約80kg，折合施軸上的轉(zhuǎn)矩為200n.m。取電機(jī)為130BC3100。其保持轉(zhuǎn)矩為12n.m。選定蝸桿渦輪傳動比i=25蝸桿頭數(shù)為2,。渦輪齒數(shù)為50,。</p><p><b>　　計(jì)算：由式傳動中心</b></p><p><b>　　

87、（3-4）</b></p><p>　　(1)確定作用于渦輪的轉(zhuǎn)矩為T=250n.m 按Z=2，取效率為0.8。</p><p>　?。?）確定載荷系數(shù)K</p><p>　　因工作載荷穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)；由表11-5選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)；則</p><p>　　K==1*1.15*1.

88、05=1.21 (3-5)</p><p>　　（3）確定彈性影響系數(shù)Ze</p><p>　　選用鑄錫磷青銅渦輪和45鋼蝸桿相配，故取Ze=160MPa。</p><p>　?。?）確定接觸系數(shù)Zp</p><p>　　假設(shè)我剛分度圓直徑d1和傳動中心距a的比值為0.35，從圖11-18中可查得zp=2.9。.</p><

89、;p>　　(5)確定許用接觸應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)渦輪的材料，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC,從表11-7查得渦輪的基本許用應(yīng)力=268MPa。</p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60*j*n2*Lh=4.32*10^7</p><p>　　壽命系數(shù) Khn==0.8328</p><p>　　

90、則 = Khn*=0.8328*268=223MPa</p><p>　?。?）計(jì)算中心距=109.4mm</p><p>　　取中心距a=125mm。由表11-2中得模數(shù)m=4mm，蝸桿分度圓直徑d=40mm。由圖11-18中得Zp=2.65 Zp<Zp計(jì)算結(jié)果可用。</p><p>　　蝸桿渦輪的主要參數(shù)與幾何尺寸</p>

91、<p><b>　　（1）蝸桿 </b></p><p>　　軸向齒距Pa=mm。直徑系數(shù)q=10。</p><p>　　齒頂圓直徑da1=d1+2ha*m=46mm。</p><p>　　齒根圓直徑df1=d1-2（ha*m+c）=30mm。</p><p><b>　　分度圓導(dǎo)程角</b&g

92、t;</p><p>　　蝸桿軸向齒厚sa=1/2=6.28mm。</p><p><b>　　模數(shù)m=4mm</b></p><p><b>　?。?）渦輪</b></p><p>　　渦輪齒數(shù)Z2=51。 </p><p>　　

93、變位系數(shù)X2=+0.75。</p><p>　　驗(yàn)算傳動比i=51/2=25.5,傳動比誤差為0.02。在允許范圍之內(nèi)。</p><p>　　分度圓直徑d2=m z2=204mm。</p><p>　　渦輪喉圓直徑da2=d2+2ha2=218mm。</p><p>　　齒根圓直徑 df2=d2-2hf2=200mm。</p>

94、<p>　　渦輪咽喉圓母圓半徑rg2=a-1/2da2=16mm。</p><p>　　渦輪齒寬B=0.75da1=36mm。</p><p><b>　　模數(shù)m=4mm。</b></p><p><b>　　校核</b></p><p>　　校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 (3-6)</

95、p><p>　　當(dāng)量齒數(shù)Zv2= X2=+0.75由圖11-19中可得Yfa2=2.03</p><p>　　螺旋角系數(shù)Y=0.7786</p><p><b>　　許用彎曲應(yīng)力</b></p><p>　　從表11-8中查得渦輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56Mpa。</p><p>　　壽命系數(shù)

96、 。</p><p>　　=56*0.658=36.85mpa。</p><p>　　=18.8259mpa。齒根彎曲強(qiáng)度在最大靜載荷下滿足強(qiáng)度要求。零件具體如圖所示：</p><p><b>　　圖3-2 蝸桿蝸輪</b></p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p>

97、;<p>　　通過查閱文獻(xiàn)資料初步確定拋光機(jī)的基本數(shù)據(jù)。其中拋光機(jī)拋光轉(zhuǎn)速設(shè)為n=1500r/min.拋光功率為1200w，各軸間有效傳動功率為0.98，計(jì)算個軸以及零件基本數(shù)據(jù)如下。標(biāo)示拋光盤軸為軸1，從拋光盤至電機(jī)各軸分別標(biāo)注。</p><p><b>　　軸1的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)</b><

98、/p><p>　　軸1用于直接安裝拋光盤，以及連接水平軸軸2。軸1的軸上功率可知為拋光功率p=1200W，轉(zhuǎn)速n=1500r/min。根據(jù)以上數(shù)據(jù)初步設(shè)計(jì)軸1。其結(jié)構(gòu)簡圖如下所示：</p><p><b>　　圖4-1 軸1</b></p><p>　　（1）確定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。初步確定軸的最小直徑。</p><p&

99、gt;　　由表15-3取A0=112。 dmin=A0=10.40mm。</p><p>　　取最小軸徑為15mm。軸1的最小直徑為L1段直徑由于軸的轉(zhuǎn)矩變化較小，同時考慮安全余量取軸1 段L1 直徑為15mm，同時初步選定軸承為GB/T 292－1994 7002 C.</p><p>　　(2)為滿足軸承，錐齒輪與軸的配合取軸1L1段長為50mm。為滿足軸承的軸向定位要求L1和L2之間

100、有一軸肩，取軸肩高度為2mm。同時取得l2軸段直徑為19mm，為了滿足零件的加工方便的要求取l2段軸的長度為200mm，l3段視具體拋光盤要求，根據(jù)軸承要求暫設(shè)為直徑15mm長度60mm。</p><p>　?。?）軸承前后端分別用軸承端蓋固定。</p><p>　　（4）根據(jù)軸徑選擇固定軸與錐齒輪鍵的型號為615GB/T1096——2003</p><p><

101、;b>　　校核. </b></p><p>　?。?）根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖</p><p>　　圖4-2 軸1校核圖</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出軸的危險截面為錐齒輪處軸承其中：</p><p>　　。 </p><p><b

102、>　　。</b></p><p><b>　　。 </b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　。 </p><p><b>　　。</b></p><p>　　。

103、 </p><p><b>　　。</b></p><p>　　總彎矩M=12927.2N.mm。 </p><p>　　扭矩T=7640N.mm。</p><p>　?。?）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　設(shè)軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為

104、脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 軸的應(yīng)力計(jì)算：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得其許用應(yīng)力為60Mpa，故安全。</p><p><b>　　軸承與鍵的選擇</b></p><p>　　根據(jù)軸徑選擇軸承為GB/T 292－1994

105、7002 C.</p><p>　　根據(jù)軸徑選擇固定軸與錐齒輪鍵的型號為615GB/T1096——2003</p><p>　　軸2的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軸2用于傳動電機(jī)動力至軸1。已知錐齒輪的傳動比為1，設(shè)拋光機(jī)軸間傳動效率為0.98。軸2的軸上功率

106、可知為拋光功率p/0.98=1225W，轉(zhuǎn)速n=1500r/min。根據(jù)以上數(shù)據(jù)初步設(shè)計(jì)軸,2。</p><p>　?。?）確定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。初步確定軸的最小直徑。</p><p>　　由表15-3取A0=112。 dmin=A0=10.5mm。</p><p>　　為方便起見取最小軸徑為15mm。軸2的最小直徑為L1段直徑由于軸的轉(zhuǎn)矩變化較小，同時考

107、慮安全余量取軸1 段L1 直徑為15mm，同時初步選定軸承為GB/T 292－1994 7002 C.</p><p>　　(2)為滿足軸承，錐齒輪與軸的配合取軸2L2段長為50mm。為滿足軸承的軸向定位要求L1和L2之間有一軸肩，取軸肩高度為2mm。同時取得l2軸段直徑為19mm，為了滿足零件的加工方便的要求取l2段軸的長度為250mm，l3段要求連接電機(jī)必須配合聯(lián)軸器，所以同時在此選取聯(lián)軸器型號。</p

108、><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=Ka*T3。差表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取Ka=1.3。T=9.55*10^6*P/n=9550000*1.225/1500=7800n.mm</p><p>　　則：Tca=Ka*t3=1.3*7800=10140n.mm</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)該小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊聯(lián)軸器選用剛性

109、聯(lián)軸器中的凸緣聯(lián)軸器為GB/T5843-2003 GY1型聯(lián)軸器。為滿足軸2軸承與半聯(lián)軸器的安裝要求取軸2 L3段直徑為15mm長度為20mm。L4段直徑14mm長度30mm以配合半聯(lián)軸器。</p><p>　?。?）根據(jù)軸徑選擇固定軸與錐齒輪鍵以及半聯(lián)軸器的型號為620 GB/T1096——2003。</p><p><b>　　軸2簡圖如下所示：</b></

110、p><p><b>　　圖4-3軸2</b></p><p><b>　　校核</b></p><p>　?。?）根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖</p><p>　　圖4-4 軸2校核圖</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出軸的危險截面為錐齒輪處軸承其中：

111、</p><p>　　總彎矩M=12927.22N.mm </p><p>　　扭矩T=7640N.mm</p><p>　　（2）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　設(shè)軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 軸的應(yīng)力計(jì)算：</p><p><b>　　。</b&g

112、t;</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得其許用應(yīng)力為60Mpa，故安全。</p><p><b>　　軸承與鍵的選擇</b></p><p>　?。?）軸承為GB/T 292－1994 7002 C.</p><p>　?。?）根據(jù)軸徑選擇固定軸與錐齒輪鍵以及半聯(lián)軸器的型號為620

113、GB/T1096——2003。</p><p><b>　　軸3的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一般電機(jī)的轉(zhuǎn)速不適合與轉(zhuǎn)速相對比較緩慢的機(jī)械臂轉(zhuǎn)動，同時存在轉(zhuǎn)矩較小的問題。為了解決以上問題，通過在電機(jī)與軸3之間安裝一蝸桿渦輪減速器可以降低電機(jī)轉(zhuǎn)速同時提高電機(jī)的輸出扭矩。蝸桿

114、渦輪傳動比設(shè)為25，蝸桿渦輪的設(shè)計(jì)在上一節(jié)介紹。軸3用于直接安裝渦輪，焊接前端空心軸帶動整個機(jī)械臂轉(zhuǎn)動。設(shè)軸間傳遞效率為0.98則軸3的軸上功率可知為p=1200/0.98W=1225，轉(zhuǎn)速為n=60r/min所受轉(zhuǎn)矩為200000n.mm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)初步設(shè)計(jì)軸3。</p><p>　?。?）確定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。初步確定軸的最小直徑。</p><p>　　由表15-3取A0=

115、112。 dmin=A0=30.61mm。</p><p>　　取最小軸徑為31mm。軸4的最小直徑為L1段直徑由于軸的轉(zhuǎn)矩變化較小，同時考慮安全余量取軸1 段L1 直徑為75mm。</p><p>　　(2)為滿足軸承裝配，安裝與焊接，取軸4L1段長為80mm。為滿足軸承的軸向定位要求L1和L2之間有一軸肩，取軸肩高度為2.5mm。同時取L2軸段直徑為80mm，軸長40mm 選擇軸承為G

116、B/T 292-1994 7015C。為了滿足軸承的軸向定位要求取一軸肩高為2mm寬為2。同時，取L3段直徑為75mm。為了加工方便的要求取L3段軸的長度為30mm，</p><p>　?。?）軸承L4端一軸承端蓋固定。</p><p>　?。?）其中軸與渦輪的連接鍵型號為2235 GB/T1096——2003。</p><p><b>　　圖4-5 軸3

117、</b></p><p><b>　　校核</b></p><p>　?。?）根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖</p><p>　　圖4-6 軸3校核圖</p><p><b>　　(2) </b></p><p><b>　　通過列式計(jì)算可得<

118、;/b></p><p>　　Ma=24000n.mm </p><p>　　fv2=756.85n</p><p>　?。?）計(jì)算的軸4的危險截面為蝸輪所在中心面。其最大扭矩為Mmax=52117.5n.mm。扭矩為T=20000n.mm。按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　設(shè)軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取