反平行四邊形輪式移動機器人的設計與研究設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 畢業(yè)設計 (論文 ) 反平行四邊形輪式移動機器人的設計與研究 學 號： 姓 名： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 系 別： 機械工程系 指導教師： 師 教授 二一五年四月 購買設計文檔后加 費領取圖紙 i 摘 要 機器人是一種能夠模仿人類動作的機器，它可以完成許多對人類來說危險且單調(diào)的工作，機器人讓人類從繁重、單調(diào)的工作中解脫出來 。 它們從事固定而有規(guī)律的工作，例如工業(yè)生產(chǎn)中的焊接、噴漆等等。 本文主要以反平行四邊行機構為基礎來設計反平行四邊形輪式移動機器人的的 整體方 案。該機構采用 統(tǒng)一動作、協(xié)調(diào)控制的 原則，通過 連桿的擺動來實現(xiàn)機器人主體的翻轉(zhuǎn)從而進行越障的 運動， 該機器人以反平行四邊形四連桿機構作為車體基本框架，翻轉(zhuǎn)自身以適應不同地形。 通過中控系統(tǒng)的控制來實現(xiàn)反平行四邊形輪式移動機器人的動作，由于是中控系統(tǒng)控制，所以控制靈活，多樣，并且可以實現(xiàn)一些人類靠自身無法完成的功能。 關鍵詞： 反平行四邊形輪式移動機器人 ；工作；控制；功能 購買設計文檔后加 費領取圖紙 is a it a of in as so of to as to of by of to to a of in by to so of on is to s of on to of of 購買設計文檔后加 費領取圖紙 錄 摘 要 . i . 錄 . 緒論 . 1 器人簡史 . 3 用機器人的意義 . 6 課題研究的內(nèi)容 . 9 2 反平行四邊形輪式移動機器人總體方案 結(jié)構的設計 . 12 平行四邊形輪式移動機器人的總體方案圖 . 12 平行四邊形輪式移動機器人的工作原理 . 12 3 機械結(jié)構的設計 . 18 服電機的選型計算 . 20 錐齒輪傳動的選型計算 . 20 動軸的設計計算 . 21 4 各主要零部件強度的校核 . 22 錐齒輪的校核 . 22 動軸強度的校核 . 23 承強度的校核 . 23 5 反平行四邊形輪式移動機器人的三維建模 . 24 桿的三維建模 . 25 服電機的三維建模 . 26 動軸的三維建模 . 26 平行四邊形輪式移動機器人的三維建模 . 27 6 三維軟件設計總結(jié) . 27 結(jié)論 . 28 致 謝 . 29 參考文獻 . 30 1 院畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 研究、設計和發(fā)展新的 機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應當前和將來的需要。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此 ，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機 2 院畢業(yè)設計（論文） 械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。 機器人 是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn) 設備。 機器人 的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。 機器人 作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景。 機器人 是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中， 機器人 被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術鄰域內(nèi)，迅速發(fā) 展 起來的一門新興的技術，它更加促進了 機器人 的發(fā)展，使得 機器人 能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。 機器人雖然目前還不如 人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此， 機器人 已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。 機器人 技術涉及到力學、機械學、電氣氣技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。 機器人 是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多自由度，可用來搬運物體以 及可以 在各個不同環(huán)境中工作 。 器人簡史 現(xiàn)代機器人起源于 20 世紀 50 年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作 功能的柔性自動化產(chǎn)品。 機器人首先是從美國開始研制的。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機器人。他的結(jié)構是：機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構，控制系統(tǒng)是示教型的。 1962 年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機器人。商名為 萬能自動 )。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用氣驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標式通用機 3 院畢業(yè)設計（論文） 器人就是在這個基礎上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（ ,專門生產(chǎn)機器人。 1962 年，美國機械鑄造公司也試驗成功一種叫 器人，原意是靈活搬運。該機器人的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用氣驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機器人出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外機器人發(fā)展的基礎。 1978 年，美國 司和斯坦福大學、麻省理工學院聯(lián)合研制一種機器人，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于± 1 毫米。 美國還十分注意提高機器人的可靠性，改進結(jié)構，降低成本。如 年機器人試驗臺， 進行各種性能的試驗。準備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由 400 小時提高到 1500 小時，精度可提高到±米。 德國機器制造業(yè)是從 1970 年開始應用機器人，主要用于起重運輸、焊接和設備的上下料等作業(yè)。德國 司還生產(chǎn)一種點焊機器人，采用關節(jié)式結(jié)構和程序控制。 瑞士 司生產(chǎn)一種涂漆機器人，采用示教方法編制程序。 瑞典安莎公司采用機器人清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。 日本是機器人發(fā)展最快、應用最多的國家。自 1969 年從美國引進二 種典型機器人后，大力研究機器人的研究。據(jù)報道， 1976 年從事機器人的研究工作的大專院校、研究單位多達 50 多個。 1979 年 120 多個大學和國家研究部門用在機器人的研究費用 42%。 1979 年日本機器人的產(chǎn)值達 443 億日元，產(chǎn)量為 14535 臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達 222 億日元，是1978 年的二倍。具有記憶功能的機器人產(chǎn)值約為 67 億日元，比 1978 年增長 50%。智能機器人約為 17 億日元，為 1978 年的 6 倍。截止 1979 年，機器人累計產(chǎn)量達 56900 臺。在數(shù)量上已占世界首位，約占 70%，并以每年50% 60%的速度增長。使用機器人最多的是汽車工業(yè)，其次是電機、電器。預計到 1990 年將有 55 萬機器人在工作。 4 院畢業(yè)設計（論文） 第二代機器人正在加緊研制。它設有微型電子計算機控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機器人具有感覺機能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機器人。 第三代機器人（機器人）則能獨立地完成工作過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯(lián)系。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) 柔性制造單元 (重要一環(huán)。 隨著工業(yè)機器手（機器人）研究制造和應用的擴大，國際性學術交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學術交流活動開展很多。 用機器人的意義 隨著科學技術的發(fā)展，機器人也越來越多的地被應用。在機械工業(yè)中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機械加工、裝配、檢驗、噴漆、電鍍等工種都有應用的實理。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應用。 在機械工業(yè)中，應用機器人的意義可以概括如下： 一、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度 應用機器人有利于實現(xiàn)材料的傳送 、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 二、以改善勞動條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應用機器人即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。 在一些簡單、重復，特別是較笨重的操作中，以機器人代替人進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應用機器人代替人進行工作，這是 直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應用機器人可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有機器人，以減少人力和更準確的 5 院畢業(yè)設計（論文） 控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產(chǎn)。 綜上所述，有效的應用機器人，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。 各類機器人的圖形分別如下所示： 6 院畢業(yè)設計（論文） 課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運用 設計過程中，了解反平行四邊形輪式移動機器人的結(jié)構特征和三維軟件的使用要領。 本文的設計目標是設計一種 反平行四邊形輪式移動機器人。該機器人以反平行四邊形四連桿機構作為車體基本框架，翻轉(zhuǎn)自身以適應不同地形，其研究內(nèi)容包括： （ 1）功能分析與方案設計； （ 2）結(jié)構設計與三維造型； （ 3）運動仿真； 2 反平行四邊形輪式移動機器人總體方案結(jié)構的設計 平行四邊形輪式移動機器人的總體方案圖 本次設計的反平行四邊形輪式移動機器人采取的方案是：機器人的布局分為上、下兩層，通過反平行四邊型機構相連接，通過伺服電 機驅(qū)動圓錐齒輪傳動來 7 院畢業(yè)設計（論文） 實現(xiàn)機器人的翻轉(zhuǎn)動作，從而來實現(xiàn)不同的地形的需要。根據(jù)控制方法的不同，機器人的翻轉(zhuǎn)角度也有所不同。整機采用成本低廉且經(jīng)久耐用的碳鋼板作為主體材料，經(jīng)過噴漆噴塑處理后在外觀上面得到了一定的保證。其具體方案布局圖如下： 平行四邊形輪式移動機器人的工作原理 本次設計的反平行四邊形輪式移動機器人的工作原理為：通過伺服電機驅(qū)動圓錐齒輪傳動從而來帶動反平行四邊形的動作來實現(xiàn)機器人的翻轉(zhuǎn)動作，從而來實現(xiàn)不同的地形的需要。根據(jù)控制方法的不同，機器人上部的翻轉(zhuǎn)角度也有所不同，根據(jù)不同的路況 ，實現(xiàn)不同的功能。 該輪式移動機器人主要是以反平行四邊形機構為主體，通過電機驅(qū)動連桿的 8 院畢業(yè)設計（論文） 擺動從而實現(xiàn)該機器人的越障功能。根據(jù)電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)的不同，連桿的擺動角度也有所不同，該機器人的總體高度也有所變化。其具體步態(tài)如下圖所示 ; 3 機械結(jié)構的設計 服電機的選型計算 已知整個機器人里零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?200動速度為 12r/： m m m g = 2 0 0 × 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 / 具體的步進電機設計計算如下 : 定運行時間 9 院畢業(yè)設計（論文） 本次設計加速時間 01(t 60 載速度（ m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0 機轉(zhuǎn)速 電 機 0 0 / m i 0 0 5電 機 0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9 N m 式中： : 0 . 32 0 0 0 0 5 9摩 擦 系 數(shù) ， ?。?負 載 重 量 ，： 絲 桿 導 程 ，： 傳 動 效 率 ， 取載慣量 上下垂直運動2220 . 0 0 5( ) 2 0 0 0 . 0 0 0 1 2 6 7 7 9 ( . )22 M M k g m4 3 4 5 27 . 8 7 1 0 0 . 4 0 . 2 3 . 7 2 1 0 ( . )3 2 3 2 L D k g m式中 10 院畢業(yè)設計（論文） : 7 . 8 70 . 4 0 2 ， ?。?絲 桿 長 度 ， ?。?絲 桿 直 徑 ， 取慣量20 . 0 0 0 3 2 ( . ) L L M J k g 機轉(zhuǎn)矩 啟動轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2 J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 2 . 3 6 . T M T L T S S N m 這里取 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用直流無刷電機型號為 92伺服電機廠家為南京森宇機電的產(chǎn)品。 根據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用直流無刷電機型號為 92 電機額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 大轉(zhuǎn)矩為 額定轉(zhuǎn)速為 3000r/ 錐齒輪傳動的選型計算 1初步計算 （ 1）材料選擇 因傳動尺寸無嚴格限制，批量較小，故小齒輪用 40質(zhì)），硬度24186均取為 280齒輪用 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度 22986均取為 240齒輪精度為 7級。 （ 2）節(jié)錐角的計算 1i （ 1 o tc o t a （ 2 54676706222290 （ 11 院畢業(yè)設計（論文） 由文獻 2表 3314 可知， 62222c o i n 12c o ss i 12m i n oa （ 式中， 1 取小齒輪齒數(shù) 301 z ， （ 取大齒輪齒數(shù) 502 z 。 （ 3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 12m （ （ 4）齒輪分度圓的直徑 360301211 （ 600501222 （ （ 5）錐距 （ （ 6）齒輪齒頂、齒根 圓直徑 由文獻 3表 910 可知， 齒頂高 12121* aa （ 齒頂圓直徑 382062222co 111 aa （ 610546767co 222 aa （ 齒根高 af （ 齒輪基圓直徑 Rm 12 院畢業(yè)設計（論文） （ 5 2 Rm （ （ 7）齒寬 由文獻 2表 3314 可知， （ （ 8）節(jié)圓周速度 311 m/s （ 動軸的設計計算 軸是組成精密機械的重要零件之一。一切作為回轉(zhuǎn)運動的零 件，都必須在軸上才能傳遞運動和動力。在本課題所使用的軸，承受的負荷比較 小 ，尺寸也比較小 ，制造精度高，要求材料具有足夠高的機械強度和良好的加工性能。因此，選用材料 45#，熱處理為對軸進行調(diào)質(zhì)處理 。 軸是組成機械的重要零件之一，它是安裝各種傳動零件，使之繞其軸線轉(zhuǎn)動傳動轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運動，并通過軸承與機座相聯(lián)接。軸與其上的零件組成一個組合體 軸系部件，在軸的設計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零、不見的整個結(jié)構密切聯(lián)系起來。 由于振動輸送所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設計的階梯軸為轉(zhuǎn)軸，由于小帶輪已經(jīng)設計好 ，大帶輪的尺寸也就定了，只剩下軸徑的確定，軸的初步設計是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度，校核彎曲強度，由于軸的材料很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對軸的強度、剛度、和其他機械性能等的要求，采用熱處理方式，同時考慮制造加工工藝并力求經(jīng)濟合理，通過設計計算來選擇軸的材料，選用最常見的 45#鋼作為軸的材料 ,且其需用切應力為 40與其上的零件組合成一個組合體， 在軸的設計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個結(jié)構密切聯(lián)系起來。軸的結(jié)構設計是在初算軸徑的基礎上進行的。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設計成階梯軸。軸的結(jié)構設計的任務是合理確定階梯軸的形狀和全部結(jié)構 13 院畢業(yè)設計（論文） 尺寸。軸的材料選用 45號鋼，為保證其力學性能，進行調(diào)質(zhì)或正火處理。 1、初步計算軸的直徑 按照扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑，寫成設計公式，軸的最小直徑 633m i n 9 . 5 5 1 00 . 2 表 c=112, p= n=851,代入設計公式得 慮到軸上有鍵槽以及其他因素的影響，應適當增加軸徑以補償鍵槽對軸強度的削弱，考慮到要裝軸承座和機構的合理性，還有螺釘?shù)鹊拈L度及其他各方面的因素，初步確定軸的各段長度。 4 各主要零部件強度的校核 錐齒輪的校核 （）校核齒面接觸疲勞強度 （ 1）接觸應力的計算 由文獻 4表 395 可知，齒面接觸應力計算公式，即 22211 （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 計算載荷系數(shù) 電動機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，由文獻 4表 25 可知，取 1平均分度圓直徑 Rm 平均分度圓圓周速度 00 0 00 0 11 m/s 由文獻 4 圖 45 （ a）可知，按 7 4 0 0 0 1 zv m，得 K； 由文獻 4 圖 75 （ b）可知，按 輪懸臂布置， 14 院畢業(yè)設計（論文） K ； 由文獻 4表 45 可知， K； A 由文獻 1表 610 可知，彈性系數(shù) Z ； 節(jié)點區(qū)域系數(shù) i ss i 計算得， 1） 接觸疲勞強度的許用應力 由文獻 4 表 285 可知，許用接觸應力計算公式，即 m （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 小齒輪的接觸疲勞強度極限 6001H 最小安全系數(shù) 由文獻 1， 10知，計算應力循環(huán)系數(shù) 811 1 圖 10得接觸疲勞壽命 系數(shù) 尺寸系數(shù) 1工作硬化系數(shù)，按 0 13 H B 潤滑油膜影響系數(shù)， 15 院畢業(yè)設計（論文） 3）由于 安全。 （）校核齒根彎曲疲勞強度 （ 1）齒根應力的計算 由文獻 4表 555 可知，彎曲應力計算公式，即 )（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 由文獻 1表 510 可知， 由文獻 1表 510 可知， 計算得， 51 F 2）彎曲強度的齒根許用應力 由文獻 4表 315 可知，齒根許用應力計算公式，即 （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 彎曲疲勞極限 300F 齒輪的應力修正系數(shù) 彎曲強度的最小安全系數(shù) 彎曲疲勞壽命系數(shù) 曲疲勞的尺寸系數(shù) Y 計算得， 16 院畢業(yè)設計（論文） M P 3001 （ 3） 由于 F F 安全。 動軸強度的校核 當軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強度進行軸的強度計算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設計中的帶傳動對軸的力，其作用點取在輪緣寬度的中點。計算時，通常把軸當作置于鉸鏈支座上的雙支點梁，一般軸的支點近似取為軸承寬度中點。 由于本設計所用軸主要是受彎曲強度，很少的扭轉(zhuǎn)強度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度設計，應校核軸的彎曲強度，首先分析軸的受力，左端受的 是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。 左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產(chǎn)生作用力時，僅是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在這里，假設圓錐篩為實心，對軸的作用力取其重力的 41 。 篩的材料為不銹鋼，密度是,錐篩大端直徑為 D= 小端直徑是d=360 H=1140 h=510所以錐篩的體積 22( ) ( )3 2 3 2 h 即 2 2 38 5 0 3 6 0( ) 1 1 4 0 ( ) 5 1 0 1 9 8 3 2 7 1 7 2 . 73 2 3 2V m m m ; 所以 ,篩的重力約為 30 . 2 7 . 8 5 1 0 1 5 7 0m V p K g 1 5 7 0 9 . 8 / 1 5 3 8 6G K g N K g N 故取 G= 軸徑是按扭轉(zhuǎn)強度初步設計的，所以要校核軸的彎曲強度，軸的強度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素， 及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應力b不超過許用彎曲應力 b，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分 17 院畢業(yè)設計（論文） 解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應用公式 2 2()M M T繪出當量彎矩圖，式中 是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，取11= ；對于脈動的轉(zhuǎn)矩，取10 ；對于對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取 1 。 1b是材料在對稱循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 1b是材料在靜應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 0b是材料在脈動循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 在錐篩的設計過程中，軸的材料為 45#鋼，其基本參數(shù)為 600B M ，1 2 0 0b M P a ， 1 5 5b M P a ， 0 9 5b M P a ；應滿足 下列條件： 13 0 . 1 或 310 軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。 具體受力情況如下圖： 18 院畢業(yè)設計（論文） 由材料力學的相關知識可得： R 解得： 由 21 得： 可得軸的彎矩圖則如下： 軸所受的轉(zhuǎn)矩如下： 2 5 7 3 00980 轉(zhuǎn)矩圖如下： 19 院畢業(yè)設計（論文） 11= = 55 所以， 2 2()M M T= 2 ( 0 . 2 7 5 2 5 7 3 0 0 )M 所以當量彎矩圖為： 可知軸承的危險截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： P 3 6 5 4 7 5 ； 20 院畢業(yè)設計（論文） 即： b 6 5 4 7 3 1 所以：根據(jù)校核，截面強度足夠，其它截面也是足夠安全的。 承強度的校核 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命 16× 365× 8=48720 小時； （ 1）已知 n =軸承徑向反力： 初先兩軸承為深溝球軸承 6205 型。 根 據(jù) 課 本 11 得 軸 承 內(nèi) 部 軸 向 力 (2) a= 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端 (3)計算當量載荷 據(jù)課本 （ 11 f P=據(jù)課本 11得 P1=fP(1× )= P2=fp(1× )= (4)軸承壽命計算 2 故取 P= 深溝球軸承 =3； 5 反平行四邊形輪式移動機器人的三維建模 21 院畢業(yè)設計（論文） 桿的三維建模 服電機的 三維建模 動軸的三維建模 22 院畢業(yè)設計（論文） 平行四邊形輪式移動機器人的三維建模 6 三維軟件設計總結(jié) 通過本次設計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結(jié)出以下幾點。關于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為 23 院畢業(yè)設計（論文） 圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候?qū)α慵M行測量，進行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標 準件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機應變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學習使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設置該復合物的活動范圍，如先進的 范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設置。因為一旦設定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構，并認為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應的特點進行深入分析，找出零件是由幾個特點，擺脫所有的形狀特點，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關系，按一定的順序。一個復雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列 特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構造出相同的實體部分，但其建模過程和實體結(jié)構的穩(wěn)定性有直接的影響，實體模型可以修改應用程序，可理解性和實體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型 24 院畢業(yè)設計（論文） 飛機的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制，也可以作為一個長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個軸，那么我們應該選擇第二個方 法以及。 由于該零件的設計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個完整的工程圖紙應該包含以下 4 個方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結(jié)構和形狀表達清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標。 標題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊 新建 圖標以顯示新的文 件系統(tǒng)， 件”對話框中，單擊“選項”對話框中的組件，你可以進入裝配工作模式，進行以后的設計工作。 院畢業(yè)設計（論文） 25 結(jié)論 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是反平行四邊形輪式移動機器人的設計和研究，通過初期的定題，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷 鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 院畢業(yè)設計（論文） 26 致 謝 寫到這里，論文總算完結(jié)了，至此在論文完成之際，向我的導師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導師這幾年來對我的諄諄教導，感謝我敬愛的老師，您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學階段的學業(yè)同時，也學到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了 。導師嚴謹求實的治學態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學術作風，認真加負責，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設計與計算，查找了各類的反平行四邊形輪式移動機器人的設計資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的 知識，在此對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學老師。 院畢業(yè)設計（論文） 27 參考文獻 1張福學編著 北京：電子工業(yè)出版社，2000。 2何發(fā)昌著，邵遠編著 北京：高等教育出版社， 1996。 3宋學義著 . 反平行四邊形輪式移動機器人速查手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 4陳奎生著 . 氣與氣壓傳動 . 武漢：武漢理工大學出版社， 5國）有限公司 . 反平行四邊形輪式移動機器人實用技術 . 北 京：機械工業(yè)出版社， 6徐文燦著 . 反平行四邊形輪式移動機器人系統(tǒng)設計 . 北京：機械工業(yè)出版社，1995。 7曾孔庚 發(fā)展趨勢 . 機器人技術與應用論壇。 8壽慶豐 機械設計 1999年第 3期，第 3卷。 9高微 ,楊中