1、“.....设定为.,深度为.。齿轮箱的下部高度为.,开两个半径为,深度为.的孔,由于齿轮又径向跳动,将两个孔之间以孔径宽度打通,这样也有利于齿轮箱的散热。减少功率的损失。齿轮箱盖要求固定电机的位置,并通过通孔来安置电机主动转轴,具体截面尺寸与齿轮箱体相仿,高度设置为,其中放置联轴器所钻的孔高度为。在齿轮箱盖的下表面边缘钻直径为.的螺栓孔,螺栓与齿轮箱体固定,目前设置为左右各两个,圆心与边缘的距离为。这样设计的齿轮箱体和齿轮箱盖,既可以达到结构紧凑的要求,又可以满足其中的传动要求正常进行。由于巡线机器人在高空电缆上工作,而齿轮箱在整个手臂中的所占的重量比例比较大,因此为了尽量减轻电缆的负载,齿轮箱体和齿轮箱盖所选择的材料尤为重要,考虑了材料的成本和材料的密度,最后选择了铝合金,牌号为的材料,这种材料属于号硬铝合金,这类合金的强度和耐热性能均好,但耐蚀性不如纯铝和防锈铝合金。常用包铝方法提高硬铝制品在海洋和潮湿大气中的耐蚀性,它又良好的高温强度和工艺性能,关键是它的密度很小,只有.。......”。
2、“.....其中内升降筒截面六边形分为和两个部分来制造,制造后再进行装配工作。在部件六角形的中间边上做成如图造型,宽度,长度.,是为了满足外升降筒的外侧必须安置外丝杆的要求,并且为了减轻机器人挂臂的重量,将部件的轮廓设计成薄壁形状。壁厚设定为.。下面考虑内丝杆的安置位置,由于内丝杆的基本位置既定,根据内丝杆与外丝杆的相对位置,在距离此边.处钻个孔,作为内丝杆放置的位置,考虑到内丝杆的径向跳动,这个孔的直径要比内丝杆的外径略大,设定为,边缘也做薄壁形状,为加工工艺性,以及内升降筒的刚度考虑,在如图指定位置做圆角处理,圆角半径如图所示。部件为了考虑到部件的强度问题,在内通孔边做挡板,来支撑孔薄壁并与之固定,这样既可以有效地加强内升降筒内部结构的牢固性,又可以加强部件与部件连接的稳定性。由于对内升降筒内外表面没用特定的精度要求以及传动要求,在内丝杆的外表面的粗糙度设定为.,内丝杆的内表面设定为.。为了考虑到内外升降筒的行程,下螺母的位置高度会与内升降筒的高度位置重叠,经过计算得轴向重叠长度为,因此,在内升降筒的下端,部件的中间面开槽,高度为......”。
3、“.....由于内升降筒的位置在外升降筒的内部,受到的载荷引起的弯曲应力并不大,所以这里的计算过程从略。.外升降筒的设计外升降筒的设计计算外升降筒的结构尺寸设计如图所示由于为了制造工艺性的方便,其中升降筒的六角形截面分为和两部分制造。制造后再进行装配工作。为了加强外升降筒的刚度,在升降筒六角形的六个角上以圆弧形加厚,加厚的长度与外升降筒致。半径为.,在六角形的角上恰恰上弯曲应力最大的地方,在外升降筒截面的角上加厚可以有效地提高外升降筒的抗弯系数。减少轮廓弯曲变形的风险。将部件做成以下形状是为了迎合外丝杆摆放的位置,并且留有间隙,以防丝杆径向晃动,造成传动的不稳定性,同时,这样也可以合理地利用空间,达到结构紧凑的要求。由于电机的安置位置在外升降筒的尾部,因此齿轮箱的位置在外升降筒的尾部,根据齿轮箱所设计的尺寸,在外升降筒的尾部开槽,高度为,长度为.,根据丝杆的工作长度,挡板的厚度,齿轮箱高度,再减去丝杆工作长度在齿轮箱内的长度。那么,外升降筒的总长度考虑到挡板装配的可靠性,现在在外升降筒的上部留有的余量,所以外升降筒的总长。外升降筒的强度校核在巡线机器人工作时......”。
4、“.....而且根据巡线机器人的动作要求,当机器人需要做升降动作时,总是两个挂臂其中的个,承担所有的负载,另个手臂不动或者空载,也就是在不负载的情况下,自主升降,这样更增加了升降手臂的负载,因此,这只手臂所受的弯矩相对比较大,是外升降筒强度校核的关键。为了保证外升降筒所受的应力不大于巡线机器人要求的许用强度,在信号控制上,必须限制巡线机器人在平移轨道上运动的行程,这样做虽然对挂壁的横向行程有损失,但确可以保证外升降筒不会由于超过许用弯矩而影响传动精度,使巡线机器人的升降有稳定的速度,接下来就是对巡线机器人在平移轨道上允许的行程进行计算。主要技术指标要求挂臂所受弯矩不得大于。而挂臂主要承受弯矩的就是外升降筒,所以这里只对外升降筒进行校核。测量质量,根据材料性质以及所占体积,得单根平移轨道自重,主箱体自重约为,单只挂臂自重根据各个零件的质量之和,估计约。测量长度,以下长度均为工作长度,主箱体的工作长度约为,单根平移轨道长度为.,机器人挂臂运行到平移轨道端部时,其中由于平移蜗箱的连接长度以及留下的长度余量,估计水平长度损失为.......”。
5、“.....另外,假设箱体重心位置到负载手臂的水平距离为。两端位置强度校核先计算负载挂臂处于平移轨道两端时,当这只挂臂负载伸缩时,在平衡状态下如简图所示位置根据要求写力平衡方程负载挂臂所承受的总弯矩必须小于等于需用弯矩,即。.计算得的外升降筒所受的弯矩小于许用弯矩,并且数值不大,因此,当平移轨道移至两端时符合外升降筒的弯矩要求。极限位置计算当主箱体中心向另端方向平移时,外升降筒所承受的弯矩会逐渐增大,到位置外升降筒所受的弯矩会达到最大要求弯矩。现在假定这时主箱体重心距离负载挂臂的距离。根据弯矩平衡条件计算得该长度为.,即主箱体达到外升降筒的最大要求弯矩的位置是主箱体的重心距离负载挂臂.,也就是在控制过程中主箱体到负载挂臂的距离不得大于.。外升降筒弯曲强度校核根据公式得弯矩作用下的正应力根据应力与应变分析拉应力最大的点位于危险截面的上下边缘,在外升降筒上则为平移导轨上左右侧面的点上受到的拉压应力最大。弯矩根据许用弯矩来计算。截面抗弯系数应该根据的最大值,即来计算。根据外升降筒截面的示意图,.。而经过计算得在外升降筒旋转至截面六角形的边处于侧面时......”。
6、“.....计算得外升降筒的截面抗弯系数为根据公式,得危险截面的弯曲应力为该弯曲应力的值小于材料的许用应力,并且数值不大,在外升降筒的危险截面不会产生断裂等情况。由于扭转应力对外升降筒的作用不大,所以不对扭转强度进行校核。.涡轮蜗杆的设计由于机器人挂壁的旋转不作为本课题的重点研究内容,并且考虑到蜗杆传动功率不大,转动速度没有要求,所以设计的部分从简,仅列出部分设计过程及主要结果。选择蜗杆传动类型根据的推荐,采用渐开线蜗杆。选择材料现在采用钢因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为。涡轮用钢,金属模铸造。涡轮用铸锡磷青铜,金属膜铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈使用青铜制造,而轮芯用灰铸铁制造。蜗杆受力后如果产生变形,就会造成轮齿上的载荷集中,影响蜗杆与涡轮的正确啮合,所以蜗杆还需要进行刚度交合。校核蜗杆的刚度时,通常时把蜗杆螺旋部分看做以蜗杆齿根圆直径为直径的轴段,主要是校核蜗杆的弯曲刚度。涡轮蜗杆的结构基本参数考虑到涡轮固定于机器人挂壁的外升降筒上,且通过上螺母与带动整个挂壁旋转,现在采用涡轮的内壁紧贴于外升降筒的外壁上......”。
7、“.....采用六角形通孔,由于工艺装配的可行性,尺寸要略大于外升降筒的外壁尺寸。而涡轮外壁考虑到固定的可靠性,以及材料的刚度,做直径为的圆筒状,在圆筒中间偏下的位置安置轮齿面,设计得轮齿面高度为,轮齿面宽度为,由于装配精度的要求,涡轮轮齿上两侧表面限制为.,其余可用.来考虑,另外由于转臂涡轮与涡轮箱的装配要求,在涡轮齿面的两侧,安置调整垫圈,以保证涡轮在转臂蜗箱中的轴向位置,垫圈的厚度调整为。直径与轮齿面直径相同。由于有要固定上螺母的要求,并且,考虑到升降行程的要求,也就是螺母必须位于靠近外升降筒的上端部的位置,所以其圆心的垂直位置设计在距离涡轮上表面处,并且考虑到设计的上螺母与丝杆啮合,所以水平位置应该位于六角形截面任意边的中间位置。选定位置打直径为的通孔,作为螺母固定端摆放的位置。设计得涡轮蜗杆的尺寸参数如下蜗杆工作面长度蜗杆的模数取计算得中心距计算得螺杆的右螺旋升角为蜗杆齿数取蜗杆总长度.蜗杆两端的支承长度.蜗杆工作面外径蜗杆公称直径设计得涡轮尺寸参数如下涡轮模数计算得计算得涡轮齿数计算得分度圆直径计算得中心距计算得螺杆的右螺旋升角为......”。
8、“.....般是先通过计算得出机械产品正常工作所需的功率,并根据他的传动效率,及其传动过程中能量的损失,来选择适合电机的规格。接下来根据这种规格电机的额定转速,与机械实现动作所需的转速对比,如果差距相当大,还又必要加入变速器,来选择适当的转速。转速的要求已经求得内丝杆要求的上升速度应为.,又因为主动丝杆螺距为.。根据公式,得丝杆上升个螺距的时间.,上升个螺距的时间即是丝杆转动周的时间,那么,主动丝杆须要的转速为。功率的要求根据速度要求以及负载的要求垂直载荷为,又已算得内丝杆传动的机械效率为根据公式,得内丝杆须要的功率是.,又因为机器人挂臂升降速度平均分配在内外丝杆上,只是螺母的位置不同,旋转方向不同。因此,从动齿轮所带动的外丝杆负载与内丝杆相等,由于齿轮的传动比为。因此,内外丝杆的转速也相同,根据所选用的内外丝杆螺纹的规格相同,所以,他们的传动效率也相等。将参数带入公式,根据公式,他们所需的功率也相等。即。且通过齿轮啮合,将外丝杆升降的负载通过齿轮啮合,将转矩传递给齿轮,也就是带齿轮的联轴器上......”。
9、“.....以及功率的损失,齿轮箱的输入功率必须不小于内丝杆传动所需功率与外丝杆所需功率之和。因此,丝杆须要的输入功率是.。已计算得内丝杆须要的转速为。内丝杆直接通过电机带动,因此,电动机通过变速器调整后的额定转速必须略大于丝杆须要的转速。这样在转速需要改变的时候,可以调节。然而,在转矩的传递过程中,由于各个零件都会有功率的损失,转矩通过多级传动,在本例中,有丝杆螺母副传递过程中的功率损失,有齿轮啮合过程中的功率损失,有摩擦,做功产生热量等功率损失,所以必须考虑各个环节的功率传递效率,从而计算出总的机械效率。考虑电机的转速不高,联轴器所传递的转矩,损失功率不大,因此,设定联轴器效率。由于所选用的齿轮传递的转矩小,且齿轮传动的特点传动效率比较高,因此,估计齿轮传动效率。由于传动零件的工艺精度并不高,所以会产生定的摩擦阻力,现在估计摩擦阻力,热量损失。计算机械效率根据效率叠加原则,计算得机械效率为计算得机械效率的数值属于比较适中,.功率的损失属于可接受的范围,对于功率传递的运用比较合理。根据般电动机功率规格,电动机效率取......”。
A0 装配图.dwg
(CAD图纸)
A1 大臂.dwg
(CAD图纸)
A1手掌开合装置.dwg
(CAD图纸)
A2 轮支撑.dwg
(CAD图纸)
A2 小臂.dwg
(CAD图纸)
A2驱动轮.dwg
(CAD图纸)
A3 平行杆.dwg
(CAD图纸)
A3弹簧杆.dwg
(CAD图纸)
A3固定制动片.dwg
(CAD图纸)
A3刹车片.dwg
(CAD图纸)
A3轴.dwg
(CAD图纸)
中期报告.doc
自动检线机构功能与结构设计开题报告.doc
自动检线机构功能与结构设计论文.doc