物料包裝線模型碼垛推動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書

·畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）物料包裝線模型碼垛推動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)作者所在系部：機(jī)械工程系作者所在專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書（理工類）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：物料包裝線模型碼垛推動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)題目來(lái)源教師科研課題縱向課題（）題目類型理論研究（）注：請(qǐng)直接在所屬項(xiàng)目括號(hào)內(nèi)打“√”橫向課題（）應(yīng)用研究（）教師自擬課題（√）應(yīng)用設(shè)計(jì)（√）學(xué)生自擬課題（）其他（）總體設(shè)計(jì)要求及技術(shù)要點(diǎn)：根據(jù)碼垛機(jī)器人的末端執(zhí)行器工作的任務(wù)，設(shè)計(jì)一款碼垛機(jī)器人，并且給出該機(jī)器人的三維模型，計(jì)算出該機(jī)器人的自由度，熟悉三維設(shè)計(jì)軟件能能更好的設(shè)計(jì)出來(lái)機(jī)器人。1、分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一種碼垛機(jī)器人；2、選擇碼垛機(jī)器人中的各構(gòu)件的組成材料，選擇電機(jī)以及齒輪等參數(shù)；3、繪制碼垛機(jī)器人的裝配圖；工作環(huán)境及技術(shù)條件：聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)一臺(tái)，solidworks軟件，有關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。工作內(nèi)容及最終成果：分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一種碼垛機(jī)器人；2、選擇碼垛機(jī)器人中的各構(gòu)件的組成材料，選擇電機(jī)以及齒輪等參數(shù)；3、繪制碼碼垛機(jī)器人的裝配圖；預(yù)期成果：提供一篇設(shè)計(jì)論文和給出該機(jī)器人的三維模型。時(shí)間進(jìn)度安排：第1-2周查閱資料和閱讀參考文獻(xiàn)，了解國(guó)內(nèi)外碼垛機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r，了解碼垛機(jī)器人的組成原理。同時(shí)完成開(kāi)題報(bào)告。第3-4周總體方案確定，確定研究碼垛機(jī)器人的組成機(jī)構(gòu)，對(duì)模型進(jìn)行總體方案確定。第5-12周得到碼垛機(jī)器人的三維圖。第13-14撰寫畢業(yè)論文。第15周準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師簽字：年月日教研室主任意見(jiàn)：教研室主任簽字：年月日北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文II=mm，從使加工和裝配過(guò)程中產(chǎn)生的誤差將得到補(bǔ)償。3.4.4確定齒輪傳動(dòng)的精度根據(jù)1988年的國(guó)標(biāo)10095中的規(guī)定，齒輪精度共有12級(jí)，并從1級(jí)到12級(jí)逐漸降低，經(jīng)常從6～9級(jí)中選取。這里的齒輪選用的精度為7級(jí)。齒輪嚙合的幾何尺寸：名稱公式分度圓直徑齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距齒厚齒槽寬中心距頂隙3.4.5齒輪的校核齒輪所選定用的材料為45#鋼，在加工過(guò)程中對(duì)齒輪進(jìn)行滲碳淬火后使其硬度達(dá)到，本次設(shè)計(jì)的齒輪的精度為7級(jí)，齒輪表面的粗糙度為，并且這一對(duì)的齒輪需要進(jìn)行校核，齒數(shù)分別為，模數(shù)為4，傳動(dòng)比，扭矩。.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則按齒面設(shè)計(jì)，再按齒根校核。b.按齒面計(jì)算(3-31)式中：—節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，用來(lái)考慮節(jié)點(diǎn)齒廓形狀對(duì)接觸應(yīng)力的影響，取=2.5；—材料系數(shù)，單位為MPa，查表3-5，ZE=189.8MPa；—重合度系數(shù)，取=0.90；—齒寬系數(shù)，查表3-6取=1；u—齒數(shù)比，其值為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，u=5。表3-5彈性系數(shù)灰鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼鍛鋼加布膠木鍛鋼162.0181.4188.9189.856.4鑄鋼161.4180.5188.0——球墨鑄鐵156.6173.9———灰鑄鐵143.7————表3-6齒寬系數(shù)齒輪相對(duì)于軸承的位置吃面硬度軟齒面硬吃面對(duì)稱布置0.8～1.40.4～0.9非對(duì)稱布置0.2～1.20.3～0.6懸臂布置0.3～0.40.2～0.25選擇材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為：選擇齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力為：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N計(jì)算可得=mm(3-32)則=(3-33)查得接觸疲勞壽命系數(shù)為查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為查得接觸疲勞安全系數(shù)1，彎曲疲勞安全系數(shù)1.5，又為試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)取2.0，試選，求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力：MPa(3-34)(3-35)(3-36)(3-37)將有關(guān)值帶入公式(3-35)得：則(3-38)(3-39)查圖得；查得，查得，取，則(3-40)修正，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm，與前面選定的模數(shù)相同，所以m=2mm符合要求。c.計(jì)算幾何尺寸，(3-41)(3-42)d.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度查得取校核兩齒輪的彎曲強(qiáng)度=22.35MPA≤[1](3-43)(3-44)所以齒輪完全達(dá)到要求第4章總結(jié)碼垛機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域中扮演著重要的角色，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)四個(gè)自由度的機(jī)器人，用于工廠中對(duì)貨物的搬運(yùn)工作。說(shuō)實(shí)話，剛接觸這個(gè)課題，有點(diǎn)抓不著頭腦，不知從何入手。雖然在我們?nèi)ヂ尻?yáng)實(shí)習(xí)時(shí)見(jiàn)過(guò)實(shí)物，但真正要求自己設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人，還是有一定難度的。后來(lái)意識(shí)到自己的不足，我去學(xué)校的圖書館，查閱了一些資料。我發(fā)現(xiàn)圖書館關(guān)于這方面的資料確實(shí)不多。所以我就到網(wǎng)絡(luò)上找資料，發(fā)現(xiàn)這方面的東西還真不少，看了幾天資料后，漸漸有點(diǎn)入門了。但有些地方還是不明白，例如底座如何驅(qū)動(dòng)腰關(guān)節(jié)，上桿的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等等，我就跑去請(qǐng)教韓老師，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，解決了很多困擾我已久的疑問(wèn)。在真正動(dòng)手畫圖之后，我發(fā)覺(jué)問(wèn)題也沒(méi)有想象的那么困難，每當(dāng)不懂的地方，我會(huì)去尋求老師和同學(xué)的幫助或者去網(wǎng)絡(luò)查找資料，克服困難之后也是挺有成就感的！到了校核軸和齒輪的階段，記得以前在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，進(jìn)行過(guò)一次減速箱的課程設(shè)計(jì)，里面也有軸和齒輪的校核，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)剛好把學(xué)過(guò)的知識(shí)用上了。由于時(shí)間有限，本次設(shè)計(jì)還存在的許多不足，還需要進(jìn)一步提高，展望如下：（1）本設(shè)計(jì)中的桿的設(shè)計(jì)還不夠精細(xì)，部分零件的結(jié)構(gòu)不夠合理，導(dǎo)致質(zhì)量偏大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量偏大，因此也只能選擇功率比較大的電動(dòng)機(jī)，可能會(huì)比較耗電。（2）對(duì)于夾持裝置，根據(jù)以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)，我采用了四桿機(jī)構(gòu)。在以后的設(shè)計(jì)中，可以設(shè)計(jì)成可以替換的具有通用性的手爪，這樣可以在搬運(yùn)不同類型的工件時(shí)只需要更換機(jī)械手的手指，從而拓展了機(jī)器人的應(yīng)用范圍，這是很重要的待改進(jìn)的地方。（3）各零件材料的選擇可以更多樣化，根據(jù)不同的性能要求，選擇合適的材料，甚至于大膽選用一些新興材料，方向是質(zhì)量輕和強(qiáng)度高，因?yàn)闄C(jī)器人本身是一個(gè)高新產(chǎn)業(yè)。致謝隨著這2年大學(xué)生活的即將結(jié)束的腳步，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在導(dǎo)我的導(dǎo)師韓書葵老師的幫助下也接近了尾聲。在我的認(rèn)識(shí)中韓老師是一位治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)識(shí)豐富的老師，從開(kāi)題開(kāi)始到論文結(jié)束給我許多指導(dǎo)，雖然韓老師工作繁忙，但她還是對(duì)我的倫文進(jìn)行了多次修改。這確實(shí)是一個(gè)艱苦的過(guò)程，也是我們對(duì)本專業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)的一次機(jī)會(huì)，更是一個(gè)感恩和互助的過(guò)程，在倫文的完成過(guò)程中老師給予了我許多的幫助。在今后的學(xué)習(xí)工作中，我將銘記恩師對(duì)我的教誨和鼓勵(lì)，盡自己最大的努力取得更好的成績(jī)。在此我要向我的指導(dǎo)老師表示由衷的感謝和深深的敬意！在兩年的大學(xué)學(xué)習(xí)期間，機(jī)械教研室的每位老師對(duì)我的學(xué)習(xí)和生活都給予了許多的幫助和關(guān)心，使我在各個(gè)方面都得到了很大的提高。衷心感謝參加答辯和論文評(píng)閱的各位老師。參考文獻(xiàn)[1]李金泉，段冰蕾，南倩.TH50型碼垛機(jī)器人動(dòng)態(tài)靜力學(xué)分析[J].2011.504-508.[2]姜永增，姚忠敏，張?jiān)?全自動(dòng)化肥包裝碼垛機(jī)包裝控制單元的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2013.202-205.[3]張曉莉,王幼華,林和榮.鋁錠碼垛機(jī)械手示教盒的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2006.20-21.[4]王明武，基于PLC的全自動(dòng)鋁錠碼垛機(jī)設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓,2012.101-103.[5]劉世奎,徐世許,王棟,李玉蘭.線纜卷繞機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2011.121-123.[6]姚猛，韓寶玲，羅慶生，孫樣溪，王斌。工業(yè)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].2011.05.[7]李成偉，朱秀麗，碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)研究[J]，2008(12).[8]王平,黃玉志.基于PLC控制的包裝碼垛生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2011.35-38.[9]呂亭強(qiáng)，姚猛，羅慶生。工業(yè)碼垛機(jī)器人示教技術(shù)的研究于改進(jìn)[J].2011.04.[10]樊斌.紅外傳感器應(yīng)用時(shí)的自動(dòng)零位跟蹤[J].傳感器技術(shù),2001.22-23.[11]李曉剛,劉晉浩.碼垛機(jī)器人的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策[J].包裝工程,2011.96-102.[12]朱學(xué)建,馬永,馮渝,曾繁莊,趙偉.直角坐標(biāo)機(jī)器人瓶坯裝箱生產(chǎn)線控制系統(tǒng)[J].食品與機(jī)械.2012.187-189.[13]趙偉,梁楠,朱學(xué)建,熊艷華.基于鹽業(yè)成品箱的碼垛機(jī)設(shè)計(jì)[J].鹽業(yè)與化工.2013.31-33.[14]王坤茜，基于人機(jī)工程學(xué)的數(shù)控機(jī)床控制面板設(shè)計(jì)[J].中國(guó)制造業(yè)信息化：學(xué)術(shù)版.2003,32(3):94-96.[15]李剛.工業(yè)用碼垛機(jī)器人[J].現(xiàn)代制造,2005(24):40-41.[16]QianLiao,EdwinA.Cowen.TheInformationContentofaScalarPlume-APlumeTracingPerspective[J].EnvironmentalFluidMechanics.2002(1-2).[17]LIJin-quan.DINGHong-sheng.DUANBing-lei.NANQian.FUTieDyamicAnalysisandStructuralOptimizationofaNovelPalletizingRobot[J],2010(3),113-115.[18]LauHC.ChanTM.TsuiWTAnAIapproachforoptimizingmulti-palletloadingopperations[J],2009(3part1).[19]BLOSSRichard.PalletizingCandyOrdersandNevergqueezingthe