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摘要
從20世紀(jì)中葉機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)以來，機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：方便快捷的實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的運(yùn)輸，提高了工作效率，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于高效的運(yùn)輸產(chǎn)品的功能，能在短生產(chǎn)周期的急需零件的運(yùn)送。
本文重點(diǎn)介紹了機(jī)器人伺服滑臺(tái)的整體機(jī)構(gòu)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，主要是齒輪齒條的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，首先對(duì)齒輪齒條進(jìn)行了材料的選定，接著對(duì)齒輪進(jìn)行了精度的選取，并對(duì)齒輪齒條的嚙合進(jìn)行了尺寸上的以及強(qiáng)度方面的校核，依據(jù)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的要求設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的尺寸結(jié)構(gòu)。還主要介紹的直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，對(duì)直線導(dǎo)軌的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)直線到的壽命進(jìn)行了分析，對(duì)其中的硬度系數(shù)，溫度系數(shù)，負(fù)荷系數(shù)，接觸系數(shù)并進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算。接著利用solidworks對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析，熟練地掌握了三維軟件的相關(guān)操作，零件圖的繪畫，以及進(jìn)行零件圖的裝配，最后對(duì)整個(gè)的裝配體進(jìn)行了渲染。
本設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)的滑臺(tái)部分進(jìn)行了研究，利用機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)，配合伺服電機(jī)，再加上直線導(dǎo)軌一，使得整個(gè)機(jī)構(gòu)便于操作，運(yùn)行方便，可以可靠地滿足工業(yè)上的要求，保質(zhì)保量的完成相關(guān)的工作。使得該設(shè)計(jì)顯得相當(dāng)?shù)挠行АＡ硗?，?duì)車間的生產(chǎn)加工的效率得到了很大的提高。與此同時(shí)，對(duì)我國(guó)的現(xiàn)代工業(yè)具有極大的驅(qū)動(dòng)作用。
關(guān)鍵詞： 機(jī)器人; 伺服滑臺(tái); 機(jī)械系統(tǒng);
Abstract
From the middle of the 20th century robot servo sliding table of mechanical system, the robot servo sliding table of mechanical system for mechanical manufacturing industry has brought the revolutionary change.Robot servo sliding table of mechanical system has the following characteristics: quick and easy to realize the transportation of products, improve the work efficiency, reduce the operator labor intensity, improve working conditions, conducive to the modernization of production management and improving economic benefit.Robot servo sliding table of mechanical system is a highly mechanical and electrical integration products, the function of the product is suitable for the efficient transport, can in a short production cycle need parts delivery.The characteristics of the robot servo sliding table of mechanical system and its application range makes it important equipment of the development of national economy and national defense construction.
This paper mainly introduces the robot servo sliding table overall organization, analyses the dynamic structure of the whole system, mainly is the gear rack transmission mechanism, the first gear and rack for the material selected, then to the selection of the precision of gear, and the meshing of gear and rack on the size and strength check, according to the requirements of system institutions designed the corresponding size structure.Also introduces the structure of linear guide, has carried on the detailed instructions to the characteristics of linear guide, to the life of a straight line to the analysis, the hardness of them coefficient, temperature coefficient, load factor and coefficient of contact and the relevant calculation.Then use solidworks modeling analysis, to the whole system skillfully mastered the related
operations of 3 d software, parts figure painting, detail drawing and assembly, and finally to the whole assembly of rendering.In the process, but also to the whole body parts to carry on the material selection, the coefficient of determination.And analyses the important first close parts, for the whole system have a more comprehensive understanding of the individual.
The design of the robot servo slider sliding table part of mechanical system are studied, for the whole sliding table Body part has carried on the detailed design, the use of the advantages of robots with servo motor, combined with a linear guide, make whole body is convenient for operation, the operation is convenient, can reliably meet the requirements of industry, the related work to be accomplished both in quality and quantity.Make the design appears quite effective.In addition, the efficiency of production and processing of workshop has been greatly improved.At the same time, the role of modern industry of our country has a great driver.
Key words: The robots; Servo sliding table; Mechanical systems
目 錄
引言 1
第一章 機(jī)器人的發(fā)展背景 2
1.1國(guó)際機(jī)器人發(fā)展態(tài)勢(shì) 2
1.2我國(guó)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.3我國(guó)發(fā)展機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的對(duì)策建議 4
第二章 機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7
2.1機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù) 7
2.2機(jī)器人伺服滑臺(tái)傳動(dòng)工作原理 7
2.3電機(jī)的選擇 7
第三章 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì) 9
3.1 選取齒輪的材料、熱處理及精度 9
3.2 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸 9
3.3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 12
3.4 幾何尺寸計(jì)算 13
3.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
第四章 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)及選用 16
4.1直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn) 16
4.2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的壽命 17
第五章 基于solidworks軟件進(jìn)行的建模及裝配 21
5.1 solidworks軟件建模與裝配概述 21
5.2 運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件設(shè)計(jì) 21
5.3運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件裝配 24
結(jié)論 26
參考文獻(xiàn) 27
致謝 28
附 錄 29
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 機(jī)器人發(fā)展背景
引言
機(jī)器人技術(shù)集機(jī)械、信息、智能控制、生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科于一體，不但自身技術(shù)附加值高，產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣，而且已經(jīng)成為重要的技術(shù)輻射平臺(tái)，對(duì)增強(qiáng)軍事國(guó)防實(shí)力、提高處理突發(fā)事件水平、帶動(dòng)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善人民群眾生活水平都具有十分重要的意義。世界各國(guó)紛紛將突破機(jī)器人技術(shù)、發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)擺在本國(guó)科技發(fā)展的重要戰(zhàn)略地位。研究機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)，梳理發(fā)達(dá)國(guó)際機(jī)器人發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我機(jī)器人發(fā)展意義重大。
機(jī)器人是現(xiàn)代一種典型的光機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)器人學(xué)也是當(dāng)今世界極為活躍的研究領(lǐng)域之一，它涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、控制論與控制工程學(xué)、人工智能、生物學(xué)、人類學(xué)、社會(huì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科。
在機(jī)器人技術(shù)快速發(fā)展的今天，作為一名現(xiàn)代工程師、理工科大學(xué)學(xué)生都有必要學(xué)習(xí)掌握一些機(jī)器人學(xué)方面的知識(shí)。
目前有很多學(xué)校的機(jī)器人是單純圍繞著機(jī)器人比賽而展開，造成學(xué)生完全是為了比賽而比賽，在比賽中過分追求結(jié)果,
機(jī)器人做為多學(xué)科的綜合載體，可以涉及到
機(jī)器人的分類可以按照不同的標(biāo)準(zhǔn)分為不同的機(jī)器人平臺(tái)，現(xiàn)在按著功能來分，可以有三類：教學(xué)型、競(jìng)賽型、科研型等。
第一章 機(jī)器人的發(fā)展背景
1.1國(guó)際機(jī)器人發(fā)展態(tài)勢(shì)
1.從技術(shù)趨勢(shì)上看，呈現(xiàn)三大態(tài)勢(shì)
隨著信息網(wǎng)絡(luò)、傳感器、智能控制、仿生材料等高新技術(shù)的發(fā)展，以及機(jī)電工程與生物醫(yī)學(xué)工程等的交叉融合，使機(jī)器人技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)三大態(tài)勢(shì)：
一是服務(wù)機(jī)器人由簡(jiǎn)單機(jī)電一體化裝備，向以生機(jī)電一體化和智能化等方面發(fā)展。擬人機(jī)器人、仿生機(jī)器人、生物機(jī)器人、腦機(jī)接口等智慧技術(shù)成為下一代機(jī)器人技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)，未來機(jī)器人與人的邊界開始變得模糊，智能器官、智能服務(wù)機(jī)器人將得到廣泛應(yīng)用。以智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為代表的高端裝備制造業(yè)分支成為了一個(gè)快速成長(zhǎng)的新興產(chǎn)業(yè)。美國(guó)、以色列在此領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)。
二是以服務(wù)機(jī)器人單一作業(yè)，向服務(wù)機(jī)器人群體協(xié)作、人機(jī)交流、服務(wù)機(jī)器人自助學(xué)習(xí)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等方面發(fā)展。機(jī)器人把計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和其他新技術(shù)都集成到一起，成為一個(gè)集智能制造、社會(huì)服務(wù)、家庭生活、危機(jī)管理的智能信息終端?；诟咚僖苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器人交互技術(shù)將成為未來機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重要分支，機(jī)器人由機(jī)器產(chǎn)品逐步向信息產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。日本、韓國(guó)等在此領(lǐng)域的研究有較大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
三是服務(wù)機(jī)器人由研制單一復(fù)雜系統(tǒng)，向?qū)⑵浜诵募夹g(shù)、核心模塊嵌入于高端制造等相關(guān)裝備方面發(fā)展。該技術(shù)體系將機(jī)器人技術(shù)看成一個(gè)極大的高技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，將機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行模塊化處理，通過攻關(guān)機(jī)器人領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)，掌握一批智慧化標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元或產(chǎn)品。歐盟“工業(yè)4.0計(jì)劃”的智慧制造，其實(shí)質(zhì)就是將智慧化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的單元或產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于先進(jìn)制造業(yè)，通過提升制造業(yè)能力來提升國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力。
2.從產(chǎn)業(yè)發(fā)展上看，全球市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁
機(jī)器人革命將成為新一輪工業(yè)革命的一個(gè)切入點(diǎn)和重要增長(zhǎng)點(diǎn)，其產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)。據(jù)國(guó)際機(jī)器人協(xié)會(huì)（IFR）統(tǒng)計(jì)，2002-2013年，全球新裝工業(yè)機(jī)器人年均增速達(dá)9%。2013年，全球機(jī)器人整機(jī)銷量超過50萬(wàn)臺(tái)，機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模超過2000億美元。到2020年，全球工業(yè)機(jī)器人銷量將超過150萬(wàn)臺(tái)，年復(fù)合增長(zhǎng)率為35%，機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模超過10000億美元。以中國(guó)為代表的發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，亞洲成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007-2013年，亞洲工業(yè)機(jī)器人銷量年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)20%，中國(guó)達(dá)25%。
3.從競(jìng)爭(zhēng)格局上看，美、日、中、德、韓五國(guó)主導(dǎo)全球技術(shù)的研發(fā)
美、歐、日是工業(yè)機(jī)器人主要生產(chǎn)國(guó)家和地區(qū)，掌握著大多數(shù)的核心技術(shù)，美、德、日、韓等國(guó)家都已形成了各具特色的發(fā)展模式。美國(guó)模式的特點(diǎn)是整體研發(fā)設(shè)計(jì)與對(duì)外采購(gòu)機(jī)器人本體相結(jié)合，重在系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用。德國(guó)模式的特點(diǎn)是一攬子“交鑰匙工程”，即機(jī)器人本體的生產(chǎn)和用戶所需要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造全由一家機(jī)器人廠商完成。日本模式的特點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)鏈整體推進(jìn)。韓國(guó)模式是采購(gòu)與成套設(shè)計(jì)、集成相結(jié)合，機(jī)器人企業(yè)通常通過進(jìn)口關(guān)鍵零部件，自行設(shè)計(jì)、制造配套的外圍設(shè)備。
4.從發(fā)展路徑上看，各有千秋
美國(guó)：占領(lǐng)軍用產(chǎn)品前瞻高端市場(chǎng)，軍民轉(zhuǎn)化帶動(dòng)整體發(fā)展。美國(guó)是機(jī)器人的誕生地，在機(jī)器人高端技術(shù)領(lǐng)域擁有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，特別是美國(guó)國(guó)防先進(jìn)計(jì)劃局（DARPA）在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)遙遙領(lǐng)先，占據(jù)軍用服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品的前瞻市場(chǎng)，2013年，世界銷售的15000臺(tái)軍用機(jī)器人之中，有63%來自美國(guó)。美國(guó)信息、材料、制造、生物等各方面技術(shù)基礎(chǔ)雄厚，借助先進(jìn)的軍用服務(wù)機(jī)器人發(fā)展契機(jī)，大力發(fā)展服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，特別是高端擬人服務(wù)機(jī)器人。隨著美國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型和回歸，美國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)增長(zhǎng)速度迅猛，工業(yè)機(jī)器人使用量和市場(chǎng)規(guī)模僅次于日本。
1.2我國(guó)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)器人技術(shù)發(fā)展較快。我國(guó)近二十年的研究工作取得了巨大的成就，集中體現(xiàn)在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析與綜合、控制算法、多傳感器控制系統(tǒng)、遙控操作技術(shù)等服務(wù)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)方面展開了研究。截止到2013年底，我國(guó)機(jī)器人領(lǐng)域的專利申請(qǐng)共5961件，其中國(guó)內(nèi)申請(qǐng)4251件，占總申請(qǐng)量的71.3%。在語(yǔ)音對(duì)話(人機(jī)對(duì)話)和仿人卡通表情方面，我們的研究領(lǐng)先于國(guó)際水平。
服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品嶄露頭角。我國(guó)已初步形成了水下自主機(jī)器人、消防機(jī)器人、搜救/排爆機(jī)器人、仿人機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、機(jī)器人護(hù)理床和智能輪椅、烹飪機(jī)器人等系列產(chǎn)品，顯示出一定的市場(chǎng)前景。
潛在巨大市場(chǎng)亟待開發(fā)。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加深，自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化成為智能制造的主要發(fā)展方向，工業(yè)機(jī)器人到2020年，年增速將超過25%，全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模將超過5000億人民幣。
在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，我國(guó)在應(yīng)對(duì)地震、洪澇災(zāi)害和極端天氣，以及礦難、火災(zāi)、社會(huì)安防等公共安全事件中，對(duì)服務(wù)機(jī)器人有著重要的需求。
在另一方面，我國(guó)主要差距是：
基礎(chǔ)研究不足。
在前沿技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)方面，我國(guó)大多屬于跟蹤研究，缺乏創(chuàng)意理念和原創(chuàng)性成果。
關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。
圍繞機(jī)器人有效作業(yè)、交互安全，以及環(huán)境認(rèn)知等基礎(chǔ)性科學(xué)問題，我國(guó)急待攻克的關(guān)鍵技術(shù)主要集中在仿生材料與設(shè)計(jì)制造、環(huán)境感知與智能認(rèn)知、人機(jī)交互與安全控制，以及面向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、互換性、接口協(xié)議等方面。
在設(shè)計(jì)制造技術(shù)方面，我國(guó)的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料與工藝技術(shù)、系統(tǒng)集成水平關(guān)鍵零部件和模塊化功能部件研發(fā)能力與國(guó)外存在較大差距。
產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
我國(guó)機(jī)器人的研究主要集中在高校和少數(shù)研究所，企業(yè)新型產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造創(chuàng)新能力有限，產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
創(chuàng)新體系建設(shè)尚處于起步階段。我國(guó)機(jī)器人在戰(zhàn)略規(guī)劃、研發(fā)平臺(tái)、人才培養(yǎng)、標(biāo)準(zhǔn)制訂、市場(chǎng)培育、國(guó)際合作、財(cái)稅金融政策扶持等創(chuàng)新體系建設(shè)的許多環(huán)節(jié)上明顯滯后，尚處于起步階段。
1.3我國(guó)發(fā)展機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的對(duì)策建議
1.創(chuàng)新機(jī)制體制，加強(qiáng)宏觀指導(dǎo)協(xié)調(diào)
成立全國(guó)性的機(jī)器人行業(yè)協(xié)會(huì)。制訂和實(shí)施覆蓋各行業(yè)機(jī)器人的發(fā)展規(guī)劃，全面協(xié)調(diào)我國(guó)服務(wù)機(jī)器人的科技與研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)、產(chǎn)業(yè)與示范等體系建設(shè)和發(fā)展。建立產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。促進(jìn)知識(shí)、技術(shù)和人才有效集成，充分發(fā)揮各方優(yōu)勢(shì)，支持機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和專業(yè)化發(fā)展；建立機(jī)器人技術(shù)測(cè)試、認(rèn)證管理和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，推進(jìn)實(shí)施機(jī)器人性能檢測(cè)和產(chǎn)品認(rèn)證。
2.加大政府投入，拓寬社會(huì)投融資渠道
加大政府財(cái)政投入。設(shè)立機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)基金，建設(shè)若干特色突出的機(jī)器人國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及工程（技術(shù)研究）中心，并向相關(guān)企業(yè)開放。從科研立項(xiàng)上增加中央財(cái)政和地方各級(jí)政府的投入，通過國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目、科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、省部級(jí)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目等予以持續(xù)的支持。推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，通過政府扶助產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)開發(fā)，推動(dòng)重大自主創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)施，促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上各企業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。
鼓勵(lì)社會(huì)資金對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的投入。發(fā)揮產(chǎn)業(yè)政策對(duì)社會(huì)資金的引導(dǎo)作用，鼓勵(lì)社會(huì)資金、民間資本投入到機(jī)器人領(lǐng)域。鼓勵(lì)創(chuàng)業(yè)投資和股權(quán)投資基金投資機(jī)器人領(lǐng)域的企業(yè)和項(xiàng)目，鼓勵(lì)社會(huì)資金通過參股或債權(quán)等多種方式投資機(jī)器人項(xiàng)目，積極發(fā)展支持機(jī)器人中小企業(yè)的科技投融資體系和創(chuàng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)制。
開展稅收優(yōu)惠試點(diǎn)工作。積極推行公共安全、助老助殘、文化教育、醫(yī)療衛(wèi)生、科學(xué)考察、軍事等關(guān)鍵行業(yè)或領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的“首臺(tái)套”稅收優(yōu)惠政策。加大從事機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用企業(yè)自主創(chuàng)新投入的稅前扣除等激勵(lì)政策的力度。將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為幼稚型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)予以保護(hù)，在中小企業(yè)稅收方面給予政策傾斜。
3.加大共性、基礎(chǔ)性、前瞻性機(jī)器人研發(fā)與服務(wù)平臺(tái)建設(shè)和示范應(yīng)用
建立高層次技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，建立高層次研發(fā)平臺(tái)，加大對(duì)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)的支持力度。建立公共服務(wù)平臺(tái)。攻克應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，建立機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化等共享技術(shù)公共服務(wù)平臺(tái)，通過創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合機(jī)制和示范應(yīng)用，推進(jìn)成熟技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
4.推進(jìn)自主標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)
加快制訂行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)。加快推進(jìn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。重點(diǎn)建立若干服務(wù)機(jī)器人硬件接口標(biāo)準(zhǔn)、軟件接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及安全使用標(biāo)準(zhǔn)，初步形成針對(duì)這些行業(yè)的服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系。加快制訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。貫徹“核心技術(shù)專利化、專利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)化、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家化、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化”為理念。按照“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合”的原則，鼓勵(lì)企業(yè)和科研院所參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制訂，為推進(jìn)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。
5.快速做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模
發(fā)展產(chǎn)業(yè)集群。建立以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、產(chǎn)業(yè)區(qū)域性研發(fā)中心和制造中心；通過優(yōu)化各種產(chǎn)業(yè)要素發(fā)展環(huán)境，促成一批既競(jìng)爭(zhēng)又合作的產(chǎn)業(yè)集群；支持企業(yè)間的各種聯(lián)合、并購(gòu)和重組；支持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地和技術(shù)組群的建設(shè)，加強(qiáng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的民營(yíng)企業(yè)的支持力度，鼓勵(lì)優(yōu)勢(shì)企業(yè)的品牌運(yùn)作和資本運(yùn)作。
接納產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。接納全球服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，提升我國(guó)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的整體品牌效應(yīng)；鼓勵(lì)跨國(guó)公司實(shí)施本地化戰(zhàn)略，通過對(duì)國(guó)際先進(jìn)研發(fā)技術(shù)、創(chuàng)意理念和運(yùn)營(yíng)模式的消化吸收，帶動(dòng)本土中小企業(yè)集群的跨越式發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步增長(zhǎng)。
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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)
第二章 機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1機(jī)器人伺服滑臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)
（1）機(jī)器人伺服滑臺(tái)的最大運(yùn)行速度為：2m/s。
（2）機(jī)器人伺服滑臺(tái)的機(jī)器人及連接部分重量假定為：250kg
（3）伺服滑臺(tái)的總長(zhǎng)度按照14m進(jìn)行設(shè)計(jì)，有效運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度不得低于11m
2.2機(jī)器人伺服滑臺(tái)傳動(dòng)工作原理
機(jī)器人伺服滑臺(tái)的工作原理是：由伺服電機(jī)電機(jī)連接變速器，再由變速器連接齒輪，由齒輪齒條的嚙合裝置帶動(dòng)直線導(dǎo)軌來回移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人伺服滑臺(tái)的整體橫向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的工作要求。
2.3電機(jī)的選擇
根據(jù)機(jī)器人伺服滑臺(tái)工況初采用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，選用伺服電機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380v，Y型
由電機(jī)至齒輪齒條的總傳動(dòng)效率為：
η=η×η×η×η （2-1）
預(yù)選8級(jí)斜齒圓柱齒輪，考慮到載荷較大且有一定的沖擊，兩軸線同軸度對(duì)系統(tǒng)有一定的影響，可考慮齒輪聯(lián)軸器。
則電機(jī)所需要的功率===22kw。
根據(jù)手冊(cè)推薦的傳動(dòng)比合理范圍，故電機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為=xn=（16～16）x14=224～2240r/min
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750,1000，1500,2200r/min等。
考慮速度太小的電機(jī)價(jià)格、體積、重量等因素，我們由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè)，秦大同，謝里陽(yáng)主編的，第25篇電動(dòng)機(jī)，25-54頁(yè)，1.3.1.5M2QA/QA系列伺服
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電機(jī)的表25-1-46伺服電動(dòng)機(jī)（IP55、IC411）技術(shù)數(shù)據(jù)查的，選定的電機(jī)型號(hào)為M2QA 180M2A,它的功率為22kw，電機(jī)轉(zhuǎn)速為2120r/min，效率90.8%，功率因數(shù)為0.91cosθ，電流為40.45A，額定轉(zhuǎn)矩為71.46N.m，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為2.3N.m，最大額定轉(zhuǎn)矩為2.8N.m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.08805kg.m2，質(zhì)量為170kg，聲壓級(jí)為75db。
第三章 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)
輸入功率P=20.68kW,齒輪轉(zhuǎn)速=757.5r/min，傳動(dòng)比。
3.1 選取齒輪的材料、熱處理及精度
設(shè)工作壽命10年（每年工作300天）
(1)齒輪材料及熱處理
齒輪齒條材料選用20CrMnTi。齒面滲碳淬火，齒面硬度為５６～６２HRC，有效硬化層深0.5～0.9mm。有圖查得，
齒面最終成型工藝為磨齒。
(2)齒輪精度８級(jí)
3.2 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸
因所選為硬齒面?zhèn)鲃?dòng)，它具有較強(qiáng)的齒面抗點(diǎn)蝕能力，故先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。
計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
=9.55x=9.55xx=260718.15N.m
齒輪的齒數(shù)Z2=2.625×24=63，取Z2=97
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即
（3-1）
（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
試選載荷系數(shù)=1.3
計(jì)算齒條傳遞的轉(zhuǎn)矩
選擇齒寬系數(shù)
根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對(duì)稱布置。
查《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇表14-1-5選齒寬系數(shù)＝1
選擇彈性影響系數(shù)ZE
查《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇表14-1-5，選
ZE=176.3
確定齒條和齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
由《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇，表14-1-97按齒面硬度查得齒條的接觸疲勞強(qiáng)度極限
同理可以查《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇表14-1-5確定大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
設(shè)每年工作300天
確定接觸疲勞壽命系數(shù)
由《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇表14-1-5查得
計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為%，安全系數(shù)為S
（2）計(jì)算
1）試算齒條的中較小的值。
2）計(jì)算圓周速度v
3）計(jì)算齒寬b
4）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)
齒高 h=2.25mt=2.25x3.273=7.363mm
5）計(jì)算載荷系數(shù)。
根據(jù)v=1.504（m/s），7級(jí)精度，由《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇表14-1-99查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.06
齒輪
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材P193表10-2查得使用系數(shù)KA=1
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材P196表10-4用插值法查得7級(jí)精度，齒條相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，
由 ，查《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇圖14-1-53得;故載荷系數(shù)
6）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
7）計(jì)算模數(shù)m
3.3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式
確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值
1）由《《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇表14-1-53查得齒條的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
2）由《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇圖14-1-53取彎曲疲勞壽命系數(shù)
3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
4)計(jì)算載荷系數(shù)K
5)查取齒形系數(shù)。
由《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇表14-1-108
6)查取應(yīng)力校正系數(shù)。
由《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》秦大同，謝里陽(yáng)主編，第三冊(cè)第14篇表14-1-108，查得
7)計(jì)算齒輪齒條的并加以比較。
齒輪的數(shù)值大。
（2）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(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)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)3.378并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=93.396mm，算出小齒輪的齒數(shù)
齒輪的齒數(shù)Z=2.03x31=63 ，取 Z2=63 。
這樣設(shè)計(jì)出的齒輪既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
3.4 幾何尺寸計(jì)算
（1）計(jì)算分度圓直徑
（2）計(jì)算齒輪寬度
取齒輪的齒輪寬度B2=35mm齒條的齒輪寬度B1=40mm
3.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
因?yàn)閷?duì)于齒輪，
齒輪齒頂圓直徑
齒全高
h=2.25m=2.25*3=6.75mm
其齒頂圓的直徑大于160mm而又小于500m故齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)
齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下：
軸孔直徑 d=25
輪轂直徑 =1.6d=1.6×25=40
輪轂長(zhǎng)度
輪緣厚度 δ0 = (3～4)m = 9～12(mm) 取 =10mm
輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=378-2×6.75-2×10=344.5mm
取 =345mm
腹板厚度 c=0.3=0.3×93=27.9mm 取c=28mm
腹板中心孔直徑 =0.5(+)=0.5(80+345)=212.5(mm)
腹板孔直徑 =0.25（-）=0.25（345-80）=66.25(mm)
取 =66(mm)
齒輪倒角 n=0.5m=0.5×3=1.5
如圖3-1所示
圖3-1 齒輪的結(jié)構(gòu)圖
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)及選用
第四章 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)及選用
4.1直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)
直線滾動(dòng)導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床中有廣泛的應(yīng)用。相對(duì)普通機(jī)床所用的滑動(dòng)導(dǎo)軌而言，直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的作用是用來支撐和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件，按給定的方向做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。依按摩擦性質(zhì)而定，直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌可以分為滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌、滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌、彈性摩擦導(dǎo)軌、流體摩擦導(dǎo)軌等種類。 直線軸承主要用在自動(dòng)化機(jī)械上比較多,像德國(guó)進(jìn)口的機(jī)床,折彎?rùn)C(jī),激光焊接機(jī)等等,當(dāng)然直線軸承和直線軸是配套用的。像直線導(dǎo)軌主要是用在精度要求比較高的機(jī)械結(jié)構(gòu)上,直線導(dǎo)軌的移動(dòng)元件和固定元件之間不用中間介質(zhì)，而用滾動(dòng)鋼球。它有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：
4.1.1 定位精度高
直線滾動(dòng)導(dǎo)軌可使摩擦系數(shù)減小到滑動(dòng)導(dǎo)軌的1/50。由于動(dòng)摩擦與靜摩擦系數(shù)相差很小，運(yùn)動(dòng)靈活，可使驅(qū)動(dòng)扭矩減少90%，定位精度 ，指的是你的數(shù)控設(shè)備停止時(shí) 實(shí)際到達(dá)的位置和你要求到達(dá)的位置 誤差。比如你要求一個(gè)軸走 100 mm 結(jié)果實(shí)際上它走了100.01多出來的 0.01就是定位精度。
重復(fù)定位，指的是同一個(gè)位置 兩次定位過去產(chǎn)生的誤差。比如你要求一個(gè)軸走 100 mm結(jié)果第一次實(shí)際上他走了100.01重復(fù)一次同樣的動(dòng)作他走了99.99 這之間的誤差0.02就是重復(fù)定位精度。
因此，可將機(jī)床定位精度設(shè)定到超微米級(jí)。
4.1.2 降低機(jī)床造價(jià)并大幅度節(jié)約電力
采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的機(jī)床由于摩擦阻力小，特別適用于反復(fù)進(jìn)行起動(dòng)、停止的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可使所需的動(dòng)力源及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)小型化，減輕了重量，使機(jī)床所需電力降低90%，具有大幅度節(jié)能的效果。這能降低很大的成本，在另一方面也降低了機(jī)械機(jī)構(gòu)的整體動(dòng)力部分，在很大程度上對(duì)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)構(gòu)得到了提升，從而使機(jī)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，方便使用。
4.1.3 可提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度
直線滾動(dòng)導(dǎo)軌由于摩擦阻力小，因此發(fā)熱少，可實(shí)現(xiàn)機(jī)床的高速運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)床的工作效率20～30%?；_(tái)的運(yùn)行速度得到了提高，同時(shí)使得生產(chǎn)效率得到了提高，從而是成本得到了降低，方便了工業(yè)上的使用。另一方面使得整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度，減少了熱量的產(chǎn)生，對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的要求也進(jìn)行了降低，靈活性增加了，使得實(shí)際的工作效率特到了相當(dāng)大的提高。
4.1.4 可長(zhǎng)期維持機(jī)床的高精度
對(duì)于滑動(dòng)導(dǎo)軌面的流體潤(rùn)滑，由于油膜的浮動(dòng)，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)精度的誤差是無(wú)法避免的。在絕大多數(shù)情況下，流體潤(rùn)滑只限于邊界區(qū)域，由金屬接觸而產(chǎn)生的直接摩擦是無(wú)法避免的，在這種摩擦中，大量的能量以摩擦損耗被浪費(fèi)掉了。
與之相反，滾動(dòng)接觸由于摩擦耗能小．滾動(dòng)面的摩擦損耗也相應(yīng)減少，故能使直線滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)長(zhǎng)期處于高精度狀態(tài)。同時(shí)，由于使用潤(rùn)滑油也很少，大多數(shù)情況下只需脂潤(rùn)滑就足夠了，這使得在機(jī)床的潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用維護(hù)方面都變的非常容易了。
這種高精度使得滑臺(tái)的工作效率也得到了提高，對(duì)工作的準(zhǔn)確度有了進(jìn)一步的提高，從而使得整個(gè)生產(chǎn)線的工作有了很大的進(jìn)展。
4.2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的壽命
在選用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，應(yīng)對(duì)其本身的壽命進(jìn)行初步驗(yàn)算。
當(dāng)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌承受負(fù)荷并做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌面和滾動(dòng)部分(鋼珠或滾柱)就會(huì)不斷地受到循環(huán)應(yīng)力的作用，一旦達(dá)到臨界值，滾動(dòng)表面就會(huì)產(chǎn)生疲勞破損，在某些部位產(chǎn)生魚鱗狀剝離，這種現(xiàn)象稱為表面剝落。
所謂直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的壽命，就是指導(dǎo)軌表面或滾動(dòng)部分由于材料的滾動(dòng)疲勞而發(fā)生表面剝落時(shí)為止總行走距離。
直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的壽命具有很大的分散性。即使同批制造的產(chǎn)品，在同樣運(yùn)轉(zhuǎn)條件下使用，其壽命也會(huì)有很大的差距。因此，為了確定直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的壽命，一般使用額定壽命這一參數(shù)。
所謂額定壽命是指讓—批同樣的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌逐個(gè)地在相同的條件下運(yùn)動(dòng)，其中90%的總運(yùn)行距離能達(dá)到不發(fā)生表面剝落。
對(duì)于使用鋼珠的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，額定壽命L為：
（4-1） 式中L：額定壽命．km；
C：基本額定動(dòng)負(fù)荷，kN；
PC：計(jì)算負(fù)荷，LN；
fH：硬度系數(shù)；
fT：溫度系數(shù)；
fC：接觸系數(shù)，
fW：負(fù)荷系數(shù)。
由上述兩式可以看出，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定壽命受硬度系數(shù)fH、溫度系數(shù)fT、接觸系數(shù)fC、負(fù)荷系數(shù)fW的直接影響。
4.2.1 硬度系數(shù)
為了充分發(fā)揮直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)良性能，與鋼珠或滾柱相接觸的導(dǎo)軌表面從表面到適當(dāng)?shù)纳疃葢?yīng)具有HRC58～64的硬度。如果因某種原因達(dá)不到所要求的硬度，會(huì)導(dǎo)致壽命縮短。計(jì)算時(shí)要將基本額定動(dòng)負(fù)荷C乘以硬度系數(shù)fH。fH與導(dǎo)軌表面的硬度關(guān)系見圖4-1所示。
圖4-1 硬度系數(shù)曲線
4.2.2 溫度系數(shù)fT
直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的工作溫度超過100℃時(shí)，導(dǎo)軌表面的硬度就會(huì)下降，與在常溫下使用相比，壽命會(huì)縮短，計(jì)算時(shí)要將基本額定動(dòng)負(fù)荷C乘以溫度系數(shù)fT，如圖4-2所示。
同時(shí)，在高溫下運(yùn)行時(shí)，還應(yīng)考慮材料產(chǎn)生的尺寸改變及潤(rùn)滑方式的不同。
圖4-2溫度系數(shù)fT
4.2.3 接觸系數(shù)
大多數(shù)情況下，為實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，至少要在導(dǎo)軌上安裝兩個(gè)以上的滾動(dòng)滑塊。然而施加在各個(gè)滑塊上的負(fù)荷受安裝精度和滑塊自身精度的影響，不一定象計(jì)算值那么完全均等。因此，進(jìn)行壽命計(jì)算時(shí)應(yīng)將基本額定動(dòng)負(fù)荷C乘以表4-1所示的接觸系數(shù)fC。
表4-1接觸系數(shù)
在一根導(dǎo)軌上安裝的滑塊數(shù)量
接觸系數(shù)
1
1.00
2
0.81
3
0.72
4
0.66
5
0.61
4.2.4 負(fù)荷系數(shù)fW
在計(jì)算作用于直線滾動(dòng)導(dǎo)軌上負(fù)荷時(shí)，必須正確地計(jì)算出因物體重量而產(chǎn)生的負(fù)荷，包括因運(yùn)動(dòng)速度變化而產(chǎn)生的慣性負(fù)荷和由于懸重部分而造成的力矩負(fù)荷。另外，在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，常常伴隨著振動(dòng)和沖擊，特別是在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)及正常工作時(shí)因反復(fù)起動(dòng)、停止等操作而產(chǎn)生的沖擊等，往往很難正確地計(jì)算出來。因此，進(jìn)行壽命計(jì)算時(shí)應(yīng)將基本額定動(dòng)負(fù)荷C乘以表2所示經(jīng)驗(yàn)負(fù)荷系數(shù)fw。參數(shù)如表4.2所示。
表4-1接觸系數(shù)
沖擊與振動(dòng)
速度
振動(dòng)的測(cè)量值
無(wú)外部 低速時(shí) G 1～1.5
沖擊與振動(dòng) v<=15m/min
無(wú)特別明顯的 中速時(shí) 0.5
60m/min
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于solidworks軟件進(jìn)行的建模及裝配
第五章 基于solidworks軟件進(jìn)行的建模及裝配
5.1 solidworks軟件建模與裝配概述
首先熟練掌握solidworks的零件圖繪畫，以及零部件圖的裝配，以及最后的渲染，選材料，爆炸圖等等。
其中要考慮到整體的尺寸，結(jié)構(gòu)部分，以及設(shè)計(jì)參數(shù)，還有工藝流程等一系列的因素。這些必須在solidworks建模前就要完成設(shè)計(jì)。其中，要查閱大量的資料，等一些相關(guān)于滑臺(tái)系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)。完成這步后才能開始建模。
其次自己查閱資料以及老師提供的數(shù)據(jù)參考開始進(jìn)行整體規(guī)劃，先在紙上畫出整個(gè)中藥系統(tǒng)的整個(gè)框架模型，設(shè)計(jì)出整體的尺寸與數(shù)據(jù)，讓后才能進(jìn)行整體的建模。
其中要考慮到整體的尺寸，結(jié)構(gòu)部分，以及設(shè)計(jì)參數(shù)，還有工藝流程等一系列的因素。這些必須在solidworks建模前就要完成設(shè)計(jì)。其中，要查閱大量的資料，等一些相關(guān)于三效降膜蒸發(fā)系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)。完成這步后才能開始建模。
在具體建模過程中要進(jìn)行修正。
5.2 運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件設(shè)計(jì)
根據(jù)前面的查閱的資料以及自己設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。先進(jìn)性零部件圖的繪畫。
工作界面如圖5-1所示：
圖5.1 SolidWorks軟件的工作界面
主要用的操作命令有拉伸旋轉(zhuǎn)，由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)曲線較少，所以用到的掃描命令較少。主要幾個(gè)零部件的建模如下，分別為如圖5-2、圖5-3、圖5-4、圖5-5、圖5-6、圖5-7所示：
圖5-2 機(jī)器人底座
圖5-3三聯(lián)件
圖5-4滑臺(tái)焊接體
圖5-5機(jī)械限位座
圖5-6齒輪齒條嚙合
圖5-7直線導(dǎo)軌
5.3運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件裝配
把畫好的零部件進(jìn)行整體的裝配主要注意的是基準(zhǔn)，得到了裝配圖。
注意事項(xiàng)如下：
1.打開Solidworks 軟件，點(diǎn)擊文件下拉菜單中的新建按鈕 彈出如下圖所示的對(duì)話框，選擇裝配體，單擊確定，即建好一個(gè)新的裝配體文件。
2.在所打開的界面中，點(diǎn)擊插入零部件，點(diǎn)擊左側(cè)的瀏覽按鈕，變會(huì)出現(xiàn)你放零件的文件夾，選擇你要進(jìn)行裝配的零件。用同樣的方法插入第二個(gè)零件
3.零件導(dǎo)入后，下一步就是對(duì)零件進(jìn)行裝配。點(diǎn)擊插入零部件旁邊的配合按鈕，在彈出的左側(cè)對(duì)話框中選擇一次選擇要配合的兩個(gè)面，要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)孔對(duì)齊，可以選擇兩個(gè)孔的面，然后選擇下面的同心按鈕，兩個(gè)孔的軸線便在一條直線上了。
4.兩個(gè)孔在一條直線上是不夠的，還必須重合。則再選擇兩個(gè)需要重合的面，選擇下面的重合按鈕。
5.最后，用同樣的方法，實(shí)現(xiàn)兩外兩個(gè)面的平行。
最后得到的系統(tǒng)的整體三維裝配圖及二維的裝配圖如圖5-8、圖5-9所示：
圖5-8 伺服滑臺(tái)三維模型的裝配圖
圖5-9 伺服滑臺(tái)二維裝配圖
結(jié)論
本次設(shè)計(jì)中，在老師的指導(dǎo)下，我上網(wǎng)查閱了大量的資料并且參考了一些關(guān)于機(jī)器人伺服滑臺(tái)系統(tǒng)方面的書籍。
在設(shè)計(jì)過程中，我本著精益求精的思想，對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)器人伺服滑臺(tái)系統(tǒng)分析進(jìn)行了反復(fù)的修改并認(rèn)真的研究，特別是在各部分的選擇過程中，認(rèn)真進(jìn)行了計(jì)算與比較，最終確定其中較好的方案。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)此次的機(jī)器人伺服滑臺(tái)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了認(rèn)真的分析，并進(jìn)行了多次的修改和比較。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)數(shù)控整體結(jié)構(gòu)部分的知識(shí)有了更多的認(rèn)識(shí)和提高，由于本人能力有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，還望老師諒解，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中不斷地完善自己，努力提高自己在機(jī)械方面的知識(shí)。
經(jīng)過幾個(gè)月緊張有序的工作，我完成了機(jī)器人伺服滑臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
我認(rèn)為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)在學(xué)校四年間的所有知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，對(duì)各個(gè)科目有了更深刻的認(rèn)識(shí)，還通過各種渠道對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一定的擴(kuò)展和深入，還學(xué)到了很多以前不知道的東西，才知道以前的自己對(duì)課本上的內(nèi)容只是知其然不知其所以然，并不知道如何把自己所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用起來，通過這次的設(shè)計(jì)我才了解到所學(xué)知識(shí)是多么的重要，以前只是茫然的在學(xué)，現(xiàn)在感覺好像找到了目標(biāo)一樣，相信這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)我以后的工作和生活有很大的影響的，以后我會(huì)更加努力的，學(xué)習(xí)更多的知識(shí)來武裝自己！
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致謝
經(jīng)過緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我如愿地，較圓滿地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。從中得到了以前許多注意的問題。
本次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們對(duì)設(shè)計(jì)工程的設(shè)計(jì)能力，學(xué)習(xí)和掌握課件的基本制作方法和步驟，并給我們以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，通過本次設(shè)計(jì)，我們把以前在課本中學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)在此次設(shè)計(jì)中加以綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，并懂得，這樣才不至于在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)太多錯(cuò)誤。
經(jīng)過一個(gè)月的緊張有序的工作，完成了本次設(shè)計(jì)，其中我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過程中遇到很多難題，但是經(jīng)過老師的認(rèn)真講解，使我對(duì)其加深了認(rèn)識(shí)。
設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的工作，在做之前必須有一個(gè)良好的習(xí)慣。要懂得設(shè)計(jì)的一般步驟，這樣在遇到問題的時(shí)候才不會(huì)出現(xiàn)迷茫與無(wú)助。要有耐心，能耐下性子去做事情。通過這次設(shè)計(jì)，我深深的體會(huì)到做任何事情都必須要細(xì)心，認(rèn)真，來不得半點(diǎn)馬虎。畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量較大，要求很嚴(yán)格，需對(duì)圖一次又一次的修改，多次修改之后，圖才會(huì)達(dá)到要求。這些工作都是在老師和同學(xué)的幫助下才得以完成。特別是我的畢業(yè)指導(dǎo)老師張老師，他平時(shí)對(duì)我們要求很嚴(yán)格，一直教導(dǎo)我們一定要認(rèn)真做畢業(yè)設(shè)計(jì)，千萬(wàn)不能含糊，在張老師的幫助下，我們組的同學(xué)都養(yǎng)成了認(rèn)真，刻苦，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮昧?xí)慣，這些對(duì)我們以后的工作和學(xué)習(xí)都是相當(dāng)重要的，我以后不管在學(xué)習(xí)還是工作方面一定把這些好的習(xí)慣發(fā)揚(yáng)下去，也一定不辜負(fù)老師和同學(xué)的期望，我會(huì)認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)習(xí)，勤勤懇懇的工作。
本次設(shè)計(jì)主要是在老師的支持和幫助下完成的，當(dāng)然還有其他老師的支持和幫助。從定方案的那天起，老師就在全心全意的幫我們，從老師每次幫助我們修改圖，每次細(xì)心的為我們講解問題，我體會(huì)到老師那種一絲不茍的工作作風(fēng)。這些追求真理的忘我精神值得我們每個(gè)人學(xué)習(xí)，將是我人生道路上一筆無(wú)價(jià)的財(cái)富。為此，我衷心的向老師以及其他老師和同學(xué)致謝，同時(shí)祝愿你們?cè)谝院蟮墓ぷ骱蛯W(xué)習(xí)中一切順利，一帆風(fēng)順。
最后，真誠(chéng)的感謝輔導(dǎo)老師對(duì)我們的指導(dǎo)和幫助。由于我們對(duì)所學(xué)知識(shí)不夠徹底，而且時(shí)間較短，又缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)書中難免會(huì)存在疏漏和欠缺之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正，以便在以后的工作和學(xué)習(xí)中不犯類似的錯(cuò)誤。
附 錄
附錄1：A 0圖紙1張
附錄2：A 2圖紙3張