版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
第頁共34頁汽車零部件自動清洗機(jī)的清洗裝置和機(jī)架設(shè)計(jì)摘要 I第1章緒論 11.1選題背景及其意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2第2章汽車零部件清洗裝置的總體方案的確定 42.1汽車清洗機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 42.1.1汽車零部件由幾個部分組成 42.1.2汽車零部件清洗裝置的功能分析 42.2工作原理及流程 42.3本章小結(jié) 5第3章關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 63.1清洗箱的設(shè)計(jì) 63.1.1清洗箱的參數(shù) 63.2儲水箱設(shè)計(jì) 63.2.1儲水箱的參數(shù) 63.2.2水箱地板的設(shè)計(jì) 73.3機(jī)械手臂的設(shè)計(jì) 73.3.1機(jī)械手的分類 73.4過濾器的設(shè)計(jì) 83.4.1過濾器的結(jié)構(gòu)介紹 83.4.2外殼的設(shè)計(jì) 83.4.2過濾網(wǎng)的設(shè)計(jì) 93.4.3清洗噴管的設(shè)計(jì) 93.4.4過濾器的清洗 9第4章動力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 104.1水泵的有效功率計(jì)算 104.1.1泵的實(shí)際流量 104.1.2水道內(nèi)徑D和壁厚的確定 104.1.4水泵揚(yáng)程計(jì)算 114.2水泵的軸功率計(jì)算 114.3水泵配用電動機(jī)功率及轉(zhuǎn)數(shù) 124.3.1電動機(jī)功率(N) 124.3.2電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n的確定 124.3.3水泵配用電機(jī)型號及參數(shù)見下表 12第5章機(jī)械手部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 135.1大臂部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 135.1.1大臂電機(jī)的計(jì)算 135.1.2大臂減速器計(jì)算 145.2傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 185.2.1軸的設(shè)計(jì) 185.3電機(jī)的選型 215.4氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 235.4.1升降氣缸的參數(shù)及計(jì)算 245.4.2伸縮氣缸的計(jì)算 25第6章結(jié)束語 26附錄Ⅰ 29附錄Ⅱ 32摘要在汽車的維護(hù)和修理中,汽車零件的清潔是一項(xiàng)重要的任務(wù)。每個總成拆成零件后,應(yīng)清除零件的油污、積碳和氧化皮,使總成和整車能順利裝配。通過清除污垢和清洗汽車的內(nèi)表面、其總成和零件,部分問題(如異常磨損、裂紋、松動等。)能及時(shí)發(fā)現(xiàn),以便采取相應(yīng)措施,防止安全隱患。生產(chǎn)線上的零件,經(jīng)過車削、銑削、鉆孔等工序后,大量污物如切削液、鋁屑等。附著在汽車零部件產(chǎn)品的表面,在清理干凈之前無法組裝和包裝。如果采用人工清洗,會導(dǎo)致效率低,勞動強(qiáng)度大,無法實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn),并且會劃傷甚至報(bào)廢產(chǎn)品。因?yàn)榍逑礄C(jī)是專用機(jī)床,市場上沒有現(xiàn)成的產(chǎn)品可以購買。如果是設(shè)備廠定制,會有一些局限性,比如交貨期長,影響市場上的新產(chǎn)品,價(jià)格高,不能滿足工況要求。本課題在查閱文獻(xiàn),閱讀資料后,初定了機(jī)械手臂的方案,進(jìn)而確定了清洗機(jī)的總體方案,然后據(jù)此分析了其輸送系統(tǒng)并大致確定了設(shè)計(jì)原則。根據(jù)原則結(jié)合初定的參數(shù),進(jìn)行了清洗機(jī)的初步設(shè)計(jì),接著是關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì),然后詳解了幾個關(guān)鍵部位的電機(jī)等參數(shù)的計(jì)算,最終確定了清洗機(jī)的裝配總圖。第1章緒論1.1選題背景及其意義近年來,家用汽車的數(shù)量持續(xù)增加,并且趨勢持續(xù)增加。汽車尾氣排放問題也對環(huán)境產(chǎn)生一定影響。因此,國際環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)頒布了更高的排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著汽車市場的產(chǎn)品越來越多,性能也越來越突出,所以,市面上對汽車零部件的要求也越來越嚴(yán)格,把控也更加苛刻。環(huán)保并且可持續(xù)的能源成為社會上更多人在意的方面,所以制造業(yè)也需要隨著社會的腳步,在變得更加有效率的同時(shí)也保證環(huán)保。汽車零部件的清潔程度是整車裝配最為關(guān)鍵的部分,常常被人們視作對車輛整體質(zhì)量的硬指標(biāo)。人們越來越關(guān)注此指標(biāo)。由于在長時(shí)間行駛汽車,清洗的不夠全面,使得車架底下的零件表面會附有許多的灰塵,砂石,油漬。在汽車零件精加工過程中,這些灰塵,砂石就會使得汽車零件與汽車定位的不契合,結(jié)果會使尺寸的整體精準(zhǔn)程度會受到很大的影響。在汽車零件與汽車進(jìn)行組裝和配置過程中,電機(jī)和其他零件的裝配會由于極其細(xì)微或者少量的切屑量,使得原料受到影響進(jìn)而讓工作效率大幅度減小。并且使用壽命可能縮短。因此,當(dāng)前汽車制造業(yè)面臨的主要問題是如何提高汽車零件的清潔度。目前,家用汽車零件清洗機(jī)主要是單個零件的專用清洗機(jī),主要是輸送帶連續(xù)清洗機(jī),懸掛式清洗機(jī),自動圓盤轉(zhuǎn)盤零件清洗機(jī)(用于小零件)和往復(fù)式零件清洗機(jī)等,它只能實(shí)現(xiàn)一種零件的定點(diǎn)清洗,沒有多種清洗靈活的功能,適用性低,不能解決復(fù)雜腔,深孔,盲孔和死孔的清洗。角雜質(zhì)高清潔度和干燥度。如今,國內(nèi)汽車行業(yè)的競爭非常激烈,平均而言,不到兩周就發(fā)布了新車型。如果汽車零部件行業(yè)繼續(xù)實(shí)行剛性生產(chǎn),將造成資源和能源的極大浪費(fèi),因此,汽車行業(yè)向柔性生產(chǎn)的快速轉(zhuǎn)變迫在眉睫。由于汽車發(fā)動機(jī)缸體和汽缸蓋的型號不同,汽缸體和汽缸蓋的結(jié)構(gòu)和尺寸也不同,這需要清潔發(fā)動機(jī)缸體和汽缸蓋以具有一定程度的靈活性。當(dāng)前在國際上使用的機(jī)器人清潔技術(shù)是一種靈活的清潔方法,在清潔領(lǐng)域引發(fā)了一場重大革命。由于用于清潔發(fā)動機(jī)零件的機(jī)器人的開發(fā)非常困難,因此目前在該領(lǐng)域中使用的家用機(jī)器人很大程度上依賴于國外進(jìn)口。比如KUKA、FANUC等。本文對清潔發(fā)動機(jī)零件領(lǐng)域中使用的機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。通過比較幾種可行的方案,將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成。為了滿足電機(jī)零件清洗行業(yè)的迫切需求,實(shí)現(xiàn)零電機(jī)國內(nèi)零件清洗機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化逐漸擺脫了對國外知名機(jī)器人廠商的依賴,并為研究做出了一定的貢獻(xiàn)。汽車發(fā)動機(jī)汽缸蓋清潔行業(yè)的特殊需求是靈活性和高清潔度。在確保靈活性和高清潔度的基礎(chǔ)上,縮短清潔周期和提高工作效率是工廠最關(guān)心的問題。當(dāng)前,工廠通過人眼來定位的方法來,協(xié)助機(jī)器人的整個清潔動作,并且該過程沒有具體的路徑規(guī)劃,這會導(dǎo)致效率低下和精度低下的缺陷。通過整個清潔過程的過程分析,本文檔及時(shí)為機(jī)器人制定了最佳軌跡規(guī)劃。每個機(jī)器人只需要輸入預(yù)先計(jì)劃好的運(yùn)動路徑進(jìn)行控制,就可以完成整個清洗過程,不僅提高了生產(chǎn)效率,而且精度高,方便,簡單。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前,家用汽車零部件清洗機(jī)仍主要是專用的清洗設(shè)備,不僅不能滿足靈活的生產(chǎn)要求,而且不能達(dá)到很高的清洗要求。一汽無錫噴油嘴泵研究所,鐵道部機(jī)車車輛研究所,威海海林汽車維修廠等研制的渦流清洗機(jī)是比較簡單的清洗方法,清洗效果達(dá)不到要求。高清潔,干燥和靈活的生產(chǎn)要求。傳統(tǒng)的清洗機(jī)除了無法實(shí)現(xiàn)靈活的生產(chǎn)外,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,占用大量的生產(chǎn)空間,包括工位之間的運(yùn)輸和運(yùn)輸機(jī)構(gòu),浪涌清洗通道移位機(jī)構(gòu),清洗定位的往復(fù)提升機(jī)構(gòu)等。定點(diǎn)和插管橫穿清潔盒行走機(jī)構(gòu)等前述機(jī)構(gòu)必須與相應(yīng)的動力配置一致,從而導(dǎo)致輔助機(jī)構(gòu)的總功率高并且能量消耗高。在常規(guī)清潔技術(shù)中,浪涌清潔,升降機(jī)清潔和插管清潔等,使用了多個站的并行操作,并且使用了多個水泵來放置和供水。我國上海某著名汽車公司請了德國杜爾公司幫忙設(shè)計(jì)了兩款清洗機(jī)器人,一款主要負(fù)責(zé)中間流程,一款負(fù)責(zé)最終的清洗。杜爾機(jī)器人中間清潔器主要由機(jī)器人、手指夾、緩沖罐、定點(diǎn)定位清潔、噴嘴和清掃噴嘴組成。使用的機(jī)器人是kr210-2F工業(yè)機(jī)器人。杜爾機(jī)器人的最終清洗機(jī)除了增加了緩沖罐和高壓清洗兩個工位外,與中間清洗機(jī)基本相同。兩種機(jī)器人清潔器都能達(dá)到很好的清潔效果。我國位于大連的現(xiàn)代輔助機(jī)械開發(fā)制造有限公司是首個在我國自主研發(fā)設(shè)計(jì)清洗機(jī)器人的公司。該企業(yè)所開發(fā)并制作的智能清洗系統(tǒng)基于機(jī)器人,從根本上處理了汽車主要構(gòu)成部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,清洗的零件蕩滌要求度高的清洗問題。所以通過研究了德國與大連這兩家著名的機(jī)械公司,其宗旨都是為了在清洗汽車零部件的過程中,更加精細(xì)化,使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜的汽車零件得到更好且更加全面的清洗,最終讓人工獲得解放,極大的提高了工作效率。同時(shí)也讓我知道了,汽車零部件清洗需要工業(yè)化并且自動化,這讓我對本次的設(shè)計(jì)更加篤定。
第2章汽車零部件清洗裝置的總體方案的確定2.1汽車清洗機(jī)的整體結(jié)構(gòu)2.1.1汽車零部件由幾個部分組成汽車零部件清洗裝置由幾個部分組成:(1)清洗過濾系統(tǒng):清洗過濾系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)最為重要的部分,其中包括了氣缸部分的設(shè)計(jì)與選型、清洗手臂部分的設(shè)計(jì)、水泵的設(shè)計(jì)與配套電機(jī)的選型、污水過濾器。(2)動力系統(tǒng):清洗機(jī)的主要動力是電機(jī),其次是液壓驅(qū)動,也可以是氣動。可以選用的動力方式有許多,它們都為清洗機(jī)提供了動力,不用再像傳統(tǒng)清洗一樣,耗費(fèi)人力物力,讓工作效率有了很大的提高,清洗精度也得到了增加。2.1.2汽車零部件清洗裝置的功能分析本次設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)汽車零部件清洗裝置以下功能:清洗手臂的設(shè)計(jì);儲水箱的設(shè)計(jì);污水過濾器的設(shè)計(jì);氣缸的設(shè)計(jì);水泵的設(shè)計(jì)。2.2工作原理及流程機(jī)器人清洗機(jī)由以下幾大部分構(gòu)成:清洗手臂、清洗裝置、泵組以及輔助部分。工作過程為:將待清洗零件放置于清洗箱內(nèi),清洗箱對零件進(jìn)行預(yù)吹掃,清除殘留的鐵屑等雜物;然后清潔用水通過進(jìn)水管口進(jìn)入儲水箱內(nèi),由抽水泵工作抽水,經(jīng)過濾器過濾后,引入機(jī)械手水路,再由末端噴嘴噴出清潔劑和水,來清洗零件;清洗完畢后再有清洗箱烘干除水,最后取下零件,在進(jìn)行下一件零件的清洗。如圖2.2所示圖2.2工作原理及流程2.3本章小結(jié)通過初期的設(shè)計(jì)后,確定好工作流程,并據(jù)此對清洗機(jī)器人進(jìn)行3D建模,裝配后,得到大致的裝配圖,以便進(jìn)一步的深入研究。第3章關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1清洗箱的設(shè)計(jì)3.1.1清洗箱的參數(shù)清洗箱主要是安裝在儲水箱框架的上部分,其位置為前,后部分,左部分,還有下部分。清洗箱主要是以框架部分為主體。(1)前后框架:前后部分為對稱結(jié)構(gòu),能將將升降氣缸圍起,以氣缸所在的位置為主,限制了前后框架所處的位置??蚣艿某叽?,長度為820mm,高度為720mm,寬度為89mm的矩形,通過切除和拉伸得到其厚度為2.12mm??蚣軆蓚?cè)焊接上螺絲底座,用于固定在升降氣缸上。前后框架之間有一根直徑20mm,長度790mm的圓柱體,使得前后框架之間更加穩(wěn)固。(2)左部分的框架尺寸大小與設(shè)計(jì)和前后框架一致,其設(shè)計(jì)的主要目的為,使清洗箱成為一個半開口式的結(jié)構(gòu),讓清洗箱的整體更加牢靠。其次,可以擋住右邊部分清洗手臂清洗零部件時(shí)噴射出來的污水,更加干凈且利于人工的清理及維護(hù)。(3)下部分的框架:長寬高=760mm790mm90mm。下框架的上面部分為開口,下部分為若干個直徑為10mm的圓柱體,若干個圓柱體下方有兩根長782mm,寬為10mm,高為4mm的矩形鋼板,用于支撐上方若干個圓柱體。圓柱體與圓柱體之間留有縫隙,不僅清洗過的水流可以順利通過流向過濾器,而且可以過濾一些較大的雜質(zhì),可以說是最開始的初級過濾,使得過濾器工作負(fù)擔(dān)減小,讓效率更高。3.2儲水箱設(shè)計(jì)3.2.1儲水箱的參數(shù)(1)儲水箱設(shè)計(jì)于整機(jī)設(shè)備的底部箱體內(nèi),便于水泵從上方直接抽取清潔用水。儲水箱的尺寸:長×寬×高=2909mm×830mm×910mm(2)水箱為開式常壓水箱,無頂蓋。(3)水箱檢修載荷:15pa3.2.2水箱側(cè)板厚度根據(jù)壁厚的壁厚的計(jì)算公式:(3.1)d:儲水時(shí)的設(shè)計(jì)壁厚,mm:密度,kg∕m/3,水密度為5kg∕m/3H:水箱計(jì)算高度,m,取0.09mD:水箱大邊長度,m,取0.29m:鋼板厚度負(fù)偏差,mm,取0.3mmC1:腐蝕余量,mm,取0.5mmC2:焊縫因數(shù),取0.9計(jì)算厚度d應(yīng)不小于1.34mm,實(shí)際應(yīng)不小于1.5mm3.2.2水箱地板的設(shè)計(jì)水箱底板面積尺寸為0.29m×0.083m水箱底板材料可以選用Q235鋼板。底板厚度應(yīng)做加強(qiáng),底板上所有孔洞應(yīng)采用密封膠做密封。3.3機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)3.3.1機(jī)械手的分類根據(jù)工業(yè)機(jī)械手臂部的運(yùn)動形式的不同,以及組合情況,通常情況的機(jī)械手一般分為以下3大類。不同類型的機(jī)械手側(cè)重方面不同,導(dǎo)致其優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)格不不同[9]:(1)直角坐標(biāo)式直角坐標(biāo)類型的機(jī)械手,臂部運(yùn)動一般是XYZ軸三軸的直線運(yùn)動,例如X軸負(fù)責(zé)伸縮,Y軸負(fù)責(zé)平移、Z軸負(fù)責(zé)升降。特點(diǎn)是定位精度十分高,而且構(gòu)成相對其他三種,較為簡單,但是它的缺點(diǎn)同樣也很明顯,首先在于它運(yùn)動靈活性很差,占地面積很大,隨著加工范圍的增加而大量增加占地。(2)球坐標(biāo)類型球坐標(biāo)類型的機(jī)械手,臂部運(yùn)動是一個直線運(yùn)動加另外兩個軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動,即伸縮方面的X軸,Y軸負(fù)責(zé)的是上下擺動,Z軸則是負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)。這種類型的機(jī)械手因?yàn)橛袃奢S的旋轉(zhuǎn),其動作變得相對靈活,而且是由一個轉(zhuǎn)臺連接另一個旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),占地面積同時(shí)減小了很多,同時(shí)也讓其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來。還有因?yàn)閅軸的上下擺動,很可能造成誤差放大。(3)關(guān)節(jié)類型關(guān)節(jié)類型的機(jī)械手,關(guān)節(jié)處可以做幾個方向的轉(zhuǎn)動,一般有大臂、小臂和立柱組成。臂部運(yùn)動一般是仿照人類手臂運(yùn)動制作的,肩關(guān)節(jié)對應(yīng)大臂和立柱的關(guān)節(jié),肘關(guān)節(jié)則是大小臂的關(guān)節(jié)。關(guān)節(jié)型機(jī)械手一般是三個回轉(zhuǎn)運(yùn)動組成,大臂的上下擺動和回轉(zhuǎn),小臂的上下擺動。基于以上原因,其有點(diǎn)就是工作范圍是3個類型里最大的,動作也相對靈活,而且抓取范圍大,是四類型里最常用的類型,也比較適用于本文設(shè)計(jì)的焊接機(jī)械手。但因?yàn)槭顷P(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)來定位手部,所以定位精度較差、控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)方面來講,則是最復(fù)雜的。綜合上述3個類型機(jī)械手的優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)用性,選擇關(guān)節(jié)型機(jī)械手。根據(jù)清潔過程的要求,確定了發(fā)動機(jī)零件清潔機(jī)器人的總體設(shè)計(jì),機(jī)器人清潔器由底座,肩膀,手臂,肘部,前臂和手腕組成。與機(jī)器人相對應(yīng)的六個關(guān)節(jié)是腰部旋轉(zhuǎn)S(第一個軸),肩部旋轉(zhuǎn)L(第二個軸),肘部旋轉(zhuǎn)U(第三個軸),腕部彎曲R(第四個軸),腕部傾斜B(第五個軸)和手腕旋轉(zhuǎn)T(第六個軸)為了減輕機(jī)器人的重量并減輕機(jī)器人部件的負(fù)荷,最初選擇了鋁合金作為機(jī)器人材料。3.4過濾器的設(shè)計(jì)3.4.1過濾器的結(jié)構(gòu)介紹過濾器只有一級簡單的初級過濾器即可,水質(zhì)并不需要太高的要求,兩側(cè)設(shè)置壓力表,檢測是否在過濾階段有漏水現(xiàn)象。本過濾器可以分為三個主要的部分:外殼,過濾網(wǎng),清洗管道等。3.4.2外殼的設(shè)計(jì)本過濾器外殼的形狀為圓柱狀,兩端都有封頭,上部分采用回環(huán)旋轉(zhuǎn)除污器的部分外殼,有利于設(shè)備的維修與檢測,上半部分的封頭與外殼采用螺栓相連,清洗管接口焊接在過濾好水出口短接上,封頭內(nèi)部,焊接上過濾網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)滑軌,下封頭設(shè)計(jì)一個排污口,濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)孔各一個,封頭內(nèi)側(cè),安裝濾網(wǎng)轉(zhuǎn)軸的支撐圓盤底座,外側(cè)焊接轉(zhuǎn)軸盤根密封盒,清洗器外殼東西兩個方向,都設(shè)計(jì)一個污水進(jìn)水孔以及檢查孔一個,并各自焊接短接及法蘭,污水的進(jìn)水管采用旋流過濾網(wǎng)式的偏心設(shè)計(jì)。3.4.2過濾網(wǎng)的設(shè)計(jì)過濾網(wǎng)采用圓筒式設(shè)計(jì),為了加強(qiáng)筒體的耐用度與強(qiáng)度,筒體采用了6mm厚的鋼板卷制作而成,筒體內(nèi)部焊接和制作兩道環(huán)形加強(qiáng)筋,筒體直徑為500mm,高為600mm,筒底下部500mm部分均勻分布直徑20mm的孔。3.4.3清洗噴管的設(shè)計(jì)清洗噴管采用DN50的鋼管制作而成,噴管下部分500mm部分均勻分布了mm的噴射孔,下端封閉,噴管上部分穿過過濾裝置外殼,經(jīng)污水出水短接,經(jīng)過調(diào)節(jié)閥與儲水箱連接,下部分安裝在濾網(wǎng)封頭內(nèi)的噴管轉(zhuǎn)動滑軌內(nèi),既便于過濾網(wǎng)的轉(zhuǎn)動,又防止了工作時(shí)噴管的抖動。3.4.4過濾器的清洗由于過濾器的過濾網(wǎng)采用的是圓筒形的構(gòu)造,流通面積較大,污水對過濾網(wǎng)又有沖刷的作用,濾網(wǎng)的清洗時(shí)間間隔較長,。但是經(jīng)過較長的時(shí)間以后,過濾網(wǎng)的流通率會慢慢的減小,過濾網(wǎng)就會需要清洗。由于該過濾裝置的流通阻力較小,濾網(wǎng)的流通情況可以通過過濾裝置兩側(cè)的壓力表監(jiān)測,壓差增大時(shí),需要打開過濾裝置的旁路門,關(guān)閉該裝置的進(jìn)出口閥,將過濾裝置退出運(yùn)行,開啟過濾裝置的排污閥門,開啟清洗噴管的進(jìn)水閥門,同時(shí)通過過濾網(wǎng)的轉(zhuǎn)軸,慢慢轉(zhuǎn)動過濾網(wǎng),通過清洗噴管噴射出來的水流,對過濾網(wǎng)的反面進(jìn)行清洗,并慢慢加大調(diào)節(jié)閥門的開度,直到通過排污閥流出干凈的儲存箱的水,清洗完畢。
第4章動力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1水泵的有效功率計(jì)算(4.1)4.1.1泵的實(shí)際流量(4.2)4.1.2水道內(nèi)徑D和壁厚的確定(4.3)吸水管v1.0~2.0m/s一般取1m/s以下壓水管v3.0~6.0m/s壓力高的一般取大值,本清洗機(jī)設(shè)計(jì)壓力為4MPa,故取小值回水管v1.5~2.5m/s該清洗機(jī)采用閥門分配設(shè)計(jì)。入口通道和出口通道以及回流通道由泵體和泵體的端蓋融合在一起。它是用熱鋁鑄造的。鑄鐵壁的最小厚度可通過參考機(jī)械手冊獲得,是4mm,故可取=5mm。4.1.4水泵揚(yáng)程計(jì)算(4.4)(4.5)(4.6)故4.2水泵的軸功率計(jì)算(4.7)4.3水泵配用電動機(jī)功率及轉(zhuǎn)數(shù)4.3.1電動機(jī)功率(N)F取1.1——1.3(大泵取小值,小泵取大值)4.3.2電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n的確定4.3.3水泵配用電機(jī)型號及參數(shù)見下表型號功率(KW)電流(A)電壓(V)效率功率因數(shù)轉(zhuǎn)速(r/min)YC100L-41.113.12200.720.71450表4-1電動機(jī)型號及參數(shù)第5章機(jī)械手部分的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1大臂部分的設(shè)計(jì)計(jì)算大臂的受力較為簡單,需出自身重量外,還需承受一定的旋轉(zhuǎn)載荷。因此,大臂的要求如下:高剛度、高支撐能力、相對較輕的重量以及較強(qiáng)的抗彎抗剪能力。大臂之所以要求盡量輕,是為了減輕整個機(jī)械手的重量,這樣轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)壓力才會減小,可以更方便的讓小臂精準(zhǔn)抵達(dá)相對位置。5.1.1大臂電機(jī)的計(jì)算假定大臂的旋轉(zhuǎn)速度為,在剛開始旋轉(zhuǎn)時(shí),此刻的轉(zhuǎn)矩是:(5.1)其中:那么可以求出,大臂部分的轉(zhuǎn)動角速度;從,期間共用時(shí)間表示為:則:如果是此種情況,繞單一大臂運(yùn)動時(shí)各個關(guān)節(jié)處的軸的重心的轉(zhuǎn)動慣量及摩擦力矩[10],假定旋轉(zhuǎn)剛進(jìn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩為10N?m,通過查閱相關(guān)手冊,本著計(jì)算方便為目的,將安全系數(shù)的值定為2,通過上述得出的參數(shù),可以算出諧波減速器可以提供的最小轉(zhuǎn)矩為:諧波減速器選查閱手冊后,選取合適的型號,并可得知其參數(shù)為:諧波減速器型號:諧波減速器的額定輸出轉(zhuǎn)矩:諧波減速器的減速比為:通過查閱機(jī)械手寸,得出一般的諧波減速器取值范圍,為方便計(jì)算,取,那么負(fù)責(zé)提供電力的電機(jī)額定功率為:對比相關(guān)參數(shù)后,選擇電機(jī)型號:55BF003,靜轉(zhuǎn)矩:5.1.2大臂減速器計(jì)算根據(jù)以上得出的參數(shù),首先確定齒數(shù):柔輪齒數(shù):剛輪齒數(shù):初步選取模數(shù)根據(jù)模數(shù)的選擇,計(jì)算如下參數(shù):柔輪分度圓直徑:剛輪分度圓直徑:根據(jù)上述參數(shù),計(jì)算柔輪輪圈厚度(空載情況下):當(dāng)帶有負(fù)載執(zhí)行工作時(shí),出于安全考慮,增大了柔齒輪的剛性,將δ1計(jì)算值增加20%,即柔齒輪筒體壁厚:為了提高柔齒輪的剛度,取整數(shù)柔齒輪的齒寬:柔齒輪的輪轂凸緣長度:取C=4mm柔齒輪筒體長度:查參數(shù)得,輪齒的加工過渡圓角半徑:提高過渡圓角的半徑可以減少應(yīng)力集中,來高柔輪抗疲勞能力,所以取然后計(jì)算齒輪的嚙合參數(shù):本課題綜合考慮后,采用壓力角,考慮到輪齒扭矩,使輪齒間隙減小的值為:(G=80GPa)其中:在的情況下,齒輪進(jìn)入嚙合狀態(tài)是,兩輪的齒頂很可能會產(chǎn)生影響嚙合的干涉情況存在,為了不產(chǎn)生這類干涉,就必須讓最大側(cè)隙比起齒輪扭轉(zhuǎn)減小的側(cè)隙后,仍保證有一定側(cè)隙值。其中:則:套用公式后,徑向變形系數(shù):將上述數(shù)據(jù)代入上式子可求得:根據(jù)手冊的公式,查得柔輪的變位系數(shù):剛輪的變位系數(shù):然后,再校核相對嚙入深度十分符合設(shè)計(jì)要求:如果檢驗(yàn)結(jié)果是,那為求簡單的計(jì)算,取結(jié)果2。如果出現(xiàn)結(jié)論是的情況,那就適當(dāng)?shù)脑黾拥拇笮?,然后帶回后重新?jì)算該值,一定要保證。接著計(jì)算柔輪的齒根圓直徑:參考手冊,?。X頂高系數(shù),徑向間隙)柔輪的齒頂圓直徑:參考手冊,取相對嚙入深度和輪齒過渡曲線深度系數(shù),這兩個數(shù)值之間與齒頂高系數(shù)、徑向間隙等存在一個不等式組的關(guān)系,具體詳見下不等式。代入數(shù)值,顯然符合要求:然后是齒剛輪的具體參數(shù)部分,首先剛輪齒頂圓直徑:剛輪齒根圓直徑:因?yàn)殇撦嘄X數(shù)為202,那么加工剛輪的插齒刀的齒數(shù)則選,假設(shè),選擇九五新或者沒怎么使用過的、磨損程度低的插齒刀,那么其變位系數(shù)取,如此一來,其原始齒形壓力角則取,根據(jù)三角函數(shù),可得插齒刀在加工剛輪時(shí)產(chǎn)生的嚙合角為:用計(jì)算器計(jì)算可知:插齒刀在加工剛輪時(shí)產(chǎn)生的加工中心距:根據(jù)上文提供的參數(shù),求得插齒刀的齒頂圓直徑:同理可求得剛輪齒根圓直徑:上文提到過為不產(chǎn)生干涉的情況,必須保證間隙大小達(dá)標(biāo),那么將上述數(shù)據(jù)代入下式檢驗(yàn):代入數(shù)值后:結(jié)果達(dá)標(biāo)。最后來對軸承的選型開始進(jìn)行計(jì)算:軸承的滾珠的直徑為:上文求得,柔輪齒圈處的內(nèi)徑:那么軸承外環(huán)厚度:為方便計(jì)算選型,設(shè)定軸承外環(huán)做成無滾道:軸承內(nèi)環(huán)厚度:內(nèi)環(huán)滾道深度:軸承內(nèi)外環(huán)寬度:因?yàn)檫x擇的是滾珠軸承,那么寬度可以近似的看成是齒寬B=15mm又根據(jù)上文,得出軸承外環(huán)外徑:帶入后可求得軸承內(nèi)環(huán)內(nèi)徑:查設(shè)計(jì)手冊可得知,凸輪圓弧半徑的公式:偏心距:式中:將代入凸輪圓弧的半徑公式后求得查手冊公式后,知悉凸輪長半軸公式為:同理,求得凸輪短半軸:5.2傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算如果為了改變初始動力的傳動方式,如定速轉(zhuǎn)換成變加速等,來滿足各式各樣的工況情況。而且,驅(qū)動力的輸出設(shè)備,一般會帶動兩個或者多個的待驅(qū)動設(shè)備,此時(shí)就需要傳動系統(tǒng)的動力分配了。本課題設(shè)計(jì)的傳動機(jī)構(gòu)主要由以下部分組成:減速機(jī),電機(jī),齒輪傳動和傳動軸組成。5.2.1軸的設(shè)計(jì)(1)計(jì)算齒輪對傳動軸的壓軸力查手冊可得,有效圓周力公式:則,壓軸力有以下公式求得:(2)計(jì)算軸的扭矩(3)計(jì)算軸上的支反力通過繪制水平受力圖可得知:圖5.2.1水平受力圖從上述公式不難解出:機(jī)械來繪制垂直受力圖:圖5.2.1水平受力圖從上述公式不難解出:(4)繪制彎矩圖和扭矩圖圖5.2.3彎矩、扭矩圖求出水平彎矩求出垂直彎矩根據(jù)上述結(jié)果,求出合成彎矩、扭矩(5)軸的強(qiáng)度校核根據(jù)第三強(qiáng)度理論公式,并且分析受力圖,校核危險(xiǎn)截面(5.5)在上式中:在上式中:校核結(jié)果符合要求。5.3電機(jī)的選型如果根據(jù)電源類型將市場上的普通電動機(jī)分為兩類,則它們可以分為以下兩類:直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。直流電動機(jī):具有起動,調(diào)速性能好,調(diào)速范圍寬,工藝平穩(wěn),抗過載能力強(qiáng),維護(hù)成本低,節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。交流電動機(jī)按其種類分為兩種:同步電動機(jī)和異步電動機(jī)異步電動機(jī):結(jié)構(gòu)簡單,易于制造,生產(chǎn)成本低,運(yùn)行可靠,維護(hù)方便。同步電動機(jī):工作效率高,穩(wěn)定性好和恒速,但與異步電動機(jī)相比,成本較高。基于上述考慮,清洗裝置的電機(jī)選擇了交流電機(jī)里的異步電動機(jī),因其特點(diǎn)。首先計(jì)算電機(jī)的主要參數(shù)。(1)計(jì)算電機(jī)的額定功率:滿載時(shí)候的重量之和是而鏈條傳動所需的,輸入功率為則,求得電動機(jī)所需的功率為式中:通過查手冊得到:帶入該數(shù)據(jù)后,求得總傳動效率代入數(shù)據(jù)求得電機(jī)得輸出功率至少為(2)選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)上文提到的轉(zhuǎn)速,取又得知,齒輪的傳動比,減速器的傳動比。帶入后,求得總傳動比合理范圍為將傳動比代入求電機(jī)轉(zhuǎn)速:符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為。上述結(jié)論,參照電機(jī)選型手冊,選擇的三相異步電機(jī)。5.4氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)置活塞的外力,必須根據(jù)卡鉗的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了滿足鋼瓶安裝和接線方法的要求,必須選擇合適的鋼瓶容積。過多的體積不僅會增加成本,還會增加整個機(jī)器人的重量,從而導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)。氣缸的最重要參數(shù)是活塞沖程,沖程長的氣缸的穩(wěn)定性相對較差,從而難以選擇和制造氣缸。另一方面,確定進(jìn)氣管內(nèi)徑的主要參數(shù)是活塞的運(yùn)動速度。該關(guān)系是成比例的,即,氣缸活塞的運(yùn)動速度越高,活塞的內(nèi)徑就越大。入口管。因此,使最快的移動速度達(dá)到通過查閱氣缸選型手冊可得知,部分參數(shù)如下表5.1所示:氣缸壁厚的計(jì)算:通過上表的參數(shù),在確定了內(nèi)徑之后,再來根據(jù)手冊中的公式,計(jì)算所需的最小氣缸壁厚,然后根據(jù)課題的工況情況
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024版有關(guān)運(yùn)輸合同模板集合
- 二零二五版辦公設(shè)備耗材行業(yè)規(guī)范制定與執(zhí)行合同3篇
- 2025年度企業(yè)信息化建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)安全合同3篇
- 2024版智慧城市系統(tǒng)集成合同
- 2025年度集裝箱貨運(yùn)代理業(yè)務(wù)合作伙伴管理協(xié)議3篇
- 2025不銹鋼室內(nèi)門定制及安裝服務(wù)合同3篇
- 2025年度出納崗位競聘及考核聘用合同書3篇
- 2025年度汽車零部件生產(chǎn)商質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行協(xié)議3篇
- 二零二五年度科技公司兼職軟件開發(fā)人員聘用合同3篇
- 二零二五版股權(quán)分紅權(quán)轉(zhuǎn)讓補(bǔ)充協(xié)議3篇
- 法律訴訟及咨詢服務(wù) 投標(biāo)方案(技術(shù)標(biāo))
- 一年級科學(xué)人教版總結(jié)回顧2
- 格式塔心理咨詢理論與實(shí)踐
- 精神發(fā)育遲滯的護(hù)理查房
- 有效排痰的護(hù)理ppt(完整版)
- 魯教版七年級數(shù)學(xué)下冊(五四制)全冊完整課件
- 算法向善與個性化推薦發(fā)展研究報(bào)告
- 聚合物的流變性詳解演示文稿
- 電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)安全技術(shù)措施
- 醫(yī)院出入口安檢工作記錄表范本
- 內(nèi)科學(xué)教學(xué)課件:免疫性血小板減少癥(ITP)
評論
0/150
提交評論