1/25屆學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）存檔編號(hào)：畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目（英文）學(xué)院專業(yè)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師年月日目錄30109_WPSOffice_Level1第一章緒論 431985_WPSOffice_Level21.1課題研究的背景 56581_WPSOffice_Level21.2課題研究的目的和意義 627098_WPSOffice_Level21.3課題設(shè)計(jì)的初始參數(shù) 62572_WPSOffice_Level1第二章焊接變位機(jī)的方案設(shè)計(jì) 711206_WPSOffice_Level22.1焊接變位機(jī)械的分類 725363_WPSOffice_Level22.2焊接變位機(jī)的功能及結(jié)構(gòu)形式確定 815727_WPSOffice_Level1第三章驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析與介紹 1127777_WPSOffice_Level23.1液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的介紹 1110246_WPSOffice_Level23.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的介紹 1220918_WPSOffice_Level23.3減速電機(jī)的介紹 1423705_WPSOffice_Level23.4回轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 143594_WPSOffice_Level23.5傾斜臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 181431_WPSOffice_Level1第四章主要零件的校核與計(jì)算 2113505_WPSOffice_Level24.1旋轉(zhuǎn)主軸計(jì)算與校核 2131104_WPSOffice_Level24.2軸承選型與計(jì)算 2314719_WPSOffice_Level24.3變位機(jī)底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 251_WPSOffice_Level1總結(jié) 2717771_WPSOffice_Level2致謝 2825872_WPSOffice_Level1參考文獻(xiàn) 29

H型兩軸焊接變位機(jī)設(shè)計(jì)摘要：服電機(jī)搭載關(guān)鍵詞：焊接變位機(jī)、伺服電機(jī)、DesignofHtypetwoaxisweldingpositionerAbstract：WeldingpositionchangermainlyUSESthefieldiscoordinatestherobottorealizetheautomaticwelding.Themainpartoftheweldingpositionerisarotarymechanism,aturningmechanismandabase.ThegraduationdesignforHtwoaxialdisplacementofweldingmachineiscalculatedandmodeling,mainlyelaboratedthefunctionofthedisplacementofweldingmachine,andmeetthefunctionforstructuredesign,adetailedanalysisofthedisplacementofweldingmachinedriveunit,determinetheservomotorwithreducerasthemaindrivesystem,andthedesignofthesystematicanalysistogeneratecalculationreport,theelectriccontrolunitselectionofservomotor,reducer,andthroughtherelevantmodelingsoftware,usingtop-downdesignprincipleofdisplacementmachinestructuremodelingandassembly,intuitiveshowmodelingstructure,byintegratingtheorywithpractice,Strengthentheirownstructuralanalysisanddesignofthecalculationandlearningability.Systematizedthroughthedesign,learnmechanicaldesignindustrystandardsintheactualproductionofthetheoreticalapplication,andprovideatheoreticalbasisforthedevelopmentofthelateintothemachine.Keyword:Weldingpositionchanger,servomotor,reducer第一章緒論焊接技術(shù)自發(fā)明至今已有百余年的歷史，工業(yè)生產(chǎn)中的一切重要產(chǎn)品，如航空、航天及核能工業(yè)中產(chǎn)品的生產(chǎn)制造都離不開焊接技術(shù)。其焊接質(zhì)量的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接影響整機(jī)性能。所以改進(jìn)焊接技術(shù)，提高焊接質(zhì)量對(duì)工業(yè)現(xiàn)代化起著重要的作用，其中提高焊接機(jī)械化、自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)焊接工藝及裝備的現(xiàn)代化是改進(jìn)焊接質(zhì)量的一個(gè)重要方面，一般來說焊件的質(zhì)量比較重，靠人工改變焊縫位置很不容易，且效率十分低下。這樣在焊接生產(chǎn)中，就會(huì)遇到焊接變位及選擇合適的焊接位置的情況，針對(duì)這一實(shí)際需要，人們就設(shè)計(jì)研制了焊接變位機(jī)，選擇合適的變位機(jī)能將被焊工件的各類焊縫轉(zhuǎn)動(dòng)到最佳位置,從而避免立焊、仰焊，提高焊接質(zhì)量及生產(chǎn)效率。變位機(jī)可以使工件上的接縫處于理想的船形位置或平焊位置進(jìn)行焊接，是提高焊接效率和質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的有效廉價(jià)工具。另外,選擇合適的變位機(jī)能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度及生產(chǎn)成本,加強(qiáng)安全文明生產(chǎn),有利于現(xiàn)場(chǎng)管理。在我國(guó)，焊接變位機(jī)也已悄然成為制造業(yè)的一種不可缺少的設(shè)備，在焊接領(lǐng)域把它劃為焊接輔機(jī)，它與焊接操作機(jī)、滾輪架并稱為焊接輔機(jī)中三大機(jī)。近十年來，這一產(chǎn)品在我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)，有了較大的發(fā)展，獲得了廣泛的應(yīng)用。就型式系列和品種規(guī)格而言，已問世的，約有十余個(gè)系列，百余品種規(guī)格，正在形成一個(gè)小行業(yè)。一般說來，生產(chǎn)焊接操作機(jī)、滾輪架、焊接系統(tǒng)及其他焊接設(shè)備的廠家，大都生產(chǎn)焊接變位機(jī)，生產(chǎn)焊接機(jī)器人的廠家，大都生產(chǎn)機(jī)器人配套的焊接變位機(jī)。但是，以焊接變位機(jī)為主導(dǎo)產(chǎn)品的企業(yè)，非常少見。德國(guó)Severt公司，美國(guó)Aroson公司，我國(guó)天津鼎盛工程機(jī)械有限公司等，算是比較典型的生產(chǎn)焊接變位機(jī)的企業(yè)。德國(guó)的CLOOS、奧地利Igm、日本松下機(jī)器人公司等，都生產(chǎn)與機(jī)器人配套伺服控制的焊接變位機(jī)。美國(guó)Aroson公司生產(chǎn)的焊接設(shè)備有焊接變位機(jī)、操作機(jī)、滾輪架等，可稱世界之最。這個(gè)公司生產(chǎn)的焊接變位機(jī)，主要類型為傾翻—回轉(zhuǎn)式、傾翻—回轉(zhuǎn)升降式、雙座雙回轉(zhuǎn)式，雙座單回轉(zhuǎn)式和雙座單回轉(zhuǎn)升降式。其承載能力范圍為11kg～1810噸。德國(guó)LCOOS公司是國(guó)際上生產(chǎn)焊接設(shè)備的大型公司之一。生產(chǎn)焊接機(jī)器人、焊機(jī)等產(chǎn)品。也生產(chǎn)作為焊接機(jī)器人外部軸的焊接變位機(jī)。在我國(guó)，除可見到與焊接機(jī)器人系統(tǒng)配套進(jìn)口的L型雙回轉(zhuǎn)式、傾翻-回轉(zhuǎn)式和單回轉(zhuǎn)式變位機(jī)外，還生產(chǎn)臥式單坐單回轉(zhuǎn)WPV、立式單回轉(zhuǎn)RR502以及各種多軸焊接機(jī)器人配套的變位機(jī)，如立式多工位2×臥式單回轉(zhuǎn)R-WPV2型（3軸）、立式多工位2×C型雙回轉(zhuǎn)式R-WPV2-CD（5自由度）、立式多工位2×傾翻-回轉(zhuǎn)GR-WPK2（5軸）、立式多工位2×傾翻-回轉(zhuǎn)×單回移動(dòng)轉(zhuǎn)式GR-WPK2-CD（9軸）等。日本松下公司也是機(jī)器人制造公司。這個(gè)公司生產(chǎn)的機(jī)器人外部設(shè)備—焊接變位機(jī)有12個(gè)系列。他們把傳動(dòng)裝置、機(jī)座、夾具體等作成了標(biāo)準(zhǔn)模塊，集合而成產(chǎn)品系列。80年代初期我國(guó)生產(chǎn)的焊接裝備大多是較簡(jiǎn)單的焊接操作機(jī)、滾輪架、變位機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)和回轉(zhuǎn)平臺(tái)等，成套性較差、自動(dòng)化程度低，只能算作機(jī)械化的焊接設(shè)備。目前焊接變位機(jī)已系列化生產(chǎn)，最大承載能力達(dá)100t，每年都有各種汽車、機(jī)車、工程機(jī)械部件焊接用大、中型單面回轉(zhuǎn)和雙面回轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)機(jī)投運(yùn)。現(xiàn)在我國(guó)生產(chǎn)焊接變位機(jī)的廠家已經(jīng)不少，但大都不成規(guī)模。以變位機(jī)為主導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展起來的企業(yè)，尚未形成，企業(yè)應(yīng)用焊接變位機(jī)也較少。天津鼎盛工程機(jī)械有限公司、無錫市陽通機(jī)械設(shè)備有限公司、長(zhǎng)沙海普公司、威達(dá)自動(dòng)化焊接設(shè)備公司等單位生產(chǎn)的變位機(jī)在國(guó)內(nèi)占有較大市場(chǎng)。到2000年，國(guó)內(nèi)已開發(fā)的變位機(jī)產(chǎn)品約70余品種規(guī)格。可見，國(guó)內(nèi)焊接變位機(jī)的發(fā)展空間還很大，主要向精密化、大型化、功能多樣化、智能化和集成化方向發(fā)展。1.1課題研究的背景1.2課題研究的目的和意義1.3課題設(shè)計(jì)的初始參數(shù)第二章焊接變位機(jī)的方案設(shè)計(jì)2.1焊接變位機(jī)械的分類2.2焊接變位機(jī)的功能及結(jié)構(gòu)形式確定按照機(jī)械結(jié)構(gòu)形式可分為三種：伸臂式焊接變位機(jī)：2.2.1伸縮式焊接變位機(jī)的功能及結(jié)構(gòu)形式確定伸臂式焊接變位機(jī)伸臂式焊接變位機(jī)一般使用時(shí)、求旋轉(zhuǎn)比較穩(wěn)定，因此伸臂式焊接變位機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)大多使用電機(jī)進(jìn)行伸臂式焊接變位機(jī)多應(yīng)用在工程機(jī)械行業(yè)中產(chǎn)品焊縫較多位置較為特殊且空間比較受限制的產(chǎn)品，比如挖掘機(jī)的挖斗、裝載機(jī)的行走架等多采用此類焊接變位機(jī)。圖2-2焊接變位機(jī)分類圖2.2.2座式焊接變位機(jī)功能及結(jié)構(gòu)形式確定座式焊接變位機(jī)一共有兩個(gè)自由度，一個(gè)是一定角度傾斜的自由度，360座式焊接變位機(jī)的140座式焊接變位機(jī)圖2-3焊接變位機(jī)分類圖2.2.3座式焊接變位機(jī)功能及結(jié)構(gòu)形式確定其可以用于尺寸較大的產(chǎn)品進(jìn)行焊接。雙座式焊接變位機(jī)由于基架占地面積較大所以整體穩(wěn)定性好，傾斜軸設(shè)計(jì)時(shí)可以采用彎曲結(jié)構(gòu)，通過設(shè)計(jì)計(jì)算將傾斜運(yùn)動(dòng)的重心50t式焊接操作機(jī)配合使用[1][2]。圖2-4焊接變位機(jī)分類圖簡(jiǎn)易，具體的設(shè)計(jì)過程將在下面展示。圖2-5座式變位機(jī)結(jié)構(gòu)圖驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析與介紹傳動(dòng)系統(tǒng)主要同伺服電機(jī)通過減速器進(jìn)行減速并提升扭矩，驅(qū)動(dòng)X主軸的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，Z向傳動(dòng)系統(tǒng)與X向同理，也是通過伺服電機(jī)和減速器實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)。本章節(jié)主要針對(duì)X向位移負(fù)載進(jìn)行選擇計(jì)算，確定傳動(dòng)系統(tǒng)的主要標(biāo)注件：伺服電機(jī)、減速器。服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)也分為直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。常見的變位機(jī)上傾斜運(yùn)動(dòng)也有兩種驅(qū)動(dòng)方式，一種是電動(dòng)機(jī)+減速器減速+扇形齒輪副減速后帶動(dòng)工作臺(tái)傾斜；另一種是直接采用液壓站驅(qū)動(dòng)液壓缸推動(dòng)工作臺(tái)傾斜。以上兩種驅(qū)動(dòng)方式存在不同一下時(shí)對(duì)比內(nèi)容。3.1液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的介紹液壓系統(tǒng)使用油液作為工作介質(zhì)，液壓系統(tǒng)是通過控制閥門等附件操縱液壓油推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的整套裝置。\h液壓系統(tǒng)可以通過改變油泵功率來增大作壓力。一般完整的液壓系統(tǒng)主要由以下五個(gè)部分組成，動(dòng)力元件、\h執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和\h液壓油。對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是最重要的一部分，是影響液壓系統(tǒng)好壞的主要原因，然而液壓系統(tǒng)中的系統(tǒng)元件的性能也同樣是影響液壓系統(tǒng)的一個(gè)重要原因，其次還有系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理。隨著我國(guó)液壓技術(shù)的提高，液壓系統(tǒng)已經(jīng)越來越完善，其利用效率也在不斷提高，并且我國(guó)逐漸擺脫了對(duì)國(guó)外液壓技術(shù)的依賴[17]。液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1、體積小和重量輕；2、剛度大、精度高、響應(yīng)快；3、驅(qū)動(dòng)力大，適合重載直接驅(qū)動(dòng)；4、調(diào)速范圍寬，速度控制方式多樣；5、自潤(rùn)滑、自冷卻和長(zhǎng)壽命；6、易于實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。[21]液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)1、油液抗污染能力差；2、對(duì)溫度變化敏感；3、存在泄漏隱患；4、制造難，成本高；5、不適于遠(yuǎn)距離傳輸且需液壓能源。[21]3.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的介紹3.1.1步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在額定負(fù)載條件下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器給出的脈沖信號(hào)的頻率和脈沖個(gè)數(shù)，不受負(fù)載變化的影響。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器就會(huì)控制步進(jìn)電機(jī)沿著設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，這個(gè)角度稱為步距角。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一次一次的旋轉(zhuǎn)完成的。可以通過PLC控制脈沖數(shù)量和電機(jī)旋轉(zhuǎn)加速度，從而達(dá)到高速移動(dòng)的目的。圖3-1步進(jìn)電機(jī)3.1.2伺服電機(jī)伺服電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，把收到PLC的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度。也就是說伺服電機(jī)本身具備反饋脈沖信號(hào)的功能，它每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)編碼器的脈沖形成了呼應(yīng)，所以它是閉環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)是開環(huán)控制。圖3-2伺服電機(jī)4、步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的區(qū)別伺服電機(jī)步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。矩頻特性不同；交流伺服電機(jī)的輸出力矩是恒定的，而步進(jìn)電機(jī)會(huì)隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，轉(zhuǎn)速升高，力矩下降。過載能力不同；伺服電機(jī)有過載能力當(dāng)超出額定負(fù)載其輸出扭矩將會(huì)降低。而步進(jìn)電機(jī)沒有，當(dāng)超出負(fù)載電機(jī)無法正常使用，所以選型時(shí)要注意核算。運(yùn)行性能不同；步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，而伺服電機(jī)的控制為閉環(huán)控制，因此其控制能力更好，不會(huì)出現(xiàn)丟步和過沖，所以精度更加高。速度響應(yīng)性能不同；步進(jìn)電機(jī)加速慢，然而伺服電機(jī)加速快。前者需要100毫秒，后者只需要幾毫秒。本次設(shè)計(jì)為小型變位機(jī)，所以使用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)為最佳，然后通過步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)相比，伺服電機(jī)在精度以及控制方面明顯優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)，但是價(jià)格相對(duì)高一點(diǎn)，根據(jù)需要選擇伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源。3.3減速電機(jī)的介紹減速器是連接機(jī)電機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。主要功能是實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速和增大扭矩，以滿足設(shè)備工作需要條件。在某些特點(diǎn)的場(chǎng)合也可以用來增加轉(zhuǎn)速。減速器種類很多，根據(jù)本課題的工作轉(zhuǎn)速和電機(jī)額定轉(zhuǎn)速可以確定，需要選擇大傳動(dòng)比的減速器。[22]減速器的種類繁多，按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速器。按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器，按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。[22]蝸輪蝸桿減速機(jī)的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。諧波減速機(jī)的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。行星減速機(jī)其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。齒輪減速機(jī)具有體積小，傳遞扭矩大的特點(diǎn)。齒輪減速機(jī)在模塊組合體系基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造，有極多的電機(jī)組合、安裝形式和結(jié)構(gòu)方案，傳動(dòng)比分級(jí)細(xì)密，滿足不同的使用工況，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。齒輪減速機(jī)傳動(dòng)效率高，耗能低，性能優(yōu)越。擺線針輪減速機(jī)是一種采用擺線針齒嚙合行星傳動(dòng)原理的傳動(dòng)機(jī)型，是一種理想的傳動(dòng)裝置，具有許多優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛，并可正反運(yùn)轉(zhuǎn)。3.4回轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算控制反應(yīng)速度快。但是也存在著一些缺點(diǎn)如：直流伺服電動(dòng)機(jī)的電刷和換向器容易磨損，需要經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，由于換向器工作的時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，而使最高轉(zhuǎn)速受到不能太高；直流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)制造比較困難，制造成本高。因此多選用交流伺服電動(dòng)機(jī)為執(zhí)行元件。3.4.1回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的功率計(jì)算回轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算公式：式中：——回轉(zhuǎn)抽的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率（kw）——回轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)最大轉(zhuǎn)速（r/min）——回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率——綜合重量——綜合中心的偏心矩，即產(chǎn)品允許偏離工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心的距離。——產(chǎn)品重量（1000kg）——回轉(zhuǎn)部分重量（圖紙預(yù)估測(cè)算126kg，按照150kg計(jì)算） 回轉(zhuǎn)臺(tái)上最大扭矩計(jì)算公式：3.4.2回轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇本次設(shè)計(jì)負(fù)載為，變位機(jī)旋轉(zhuǎn)式存在偏心，電機(jī)選定為西門子子系列私服電機(jī)。,,而電機(jī)出軸的扭矩，額定輸出扭矩大于回轉(zhuǎn)軸上最大負(fù)載扭矩，因此滿足設(shè)計(jì)使用需求。圖3-3伺服電機(jī)參數(shù)表3.4.3減速機(jī)的選型本次現(xiàn)有蝸輪減速機(jī)，考慮到減速機(jī)設(shè)計(jì)和選型簡(jiǎn)單采用RV減速機(jī)，這類型減速機(jī)在自動(dòng)化機(jī)器人行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛擺線齒輪和針齒的百分之百的持續(xù)嚙合設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)較大沖擊負(fù)載能力以及較小齒隙，因?yàn)榱Ρ痪鶆蚍稚⒌搅苏麄€(gè)減速機(jī)齒輪。專利的兩級(jí)減速機(jī)制降低了震動(dòng)，因?yàn)閮蓚€(gè)擺線齒輪在以較低的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)縮小了的輸入軸尺寸降低了慣量。只需簡(jiǎn)單地改變階段平齒輪組合即可獲得各種各樣的減速比。減速器內(nèi)全部使用滾動(dòng)接觸部件有益于實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的啟動(dòng)效率；降低磨損獲得更長(zhǎng)使用壽命并減小齒隙，高定位準(zhǔn)確度傾斜軸上的最大力矩：經(jīng)計(jì)算回轉(zhuǎn)臺(tái)的最大扭矩安全系數(shù)按，則安全扭矩許要根據(jù)最大數(shù)值最終尋找最接近數(shù)值，扭矩本次回轉(zhuǎn)和傾斜選用減速機(jī)型號(hào)分別是：其主要的電機(jī)端輸入扭矩為：(在計(jì)算數(shù)值基礎(chǔ)上增加部分，確保安全系數(shù)。）即電機(jī)滿足需用需求。圖3-4伺服電機(jī)尺寸圖圖3-5回轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖3.5傾斜臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算傾斜軸上的功率計(jì)算傾斜軸的驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算公式:，,通過計(jì)算得：傾斜軸上的最大傾斜力矩：軸頸工作部分的彎曲力矩：式中：通過計(jì)算可得：傾斜軸的扭矩：3.5.1傾斜臺(tái)伺服電機(jī)的選型與計(jì)算，初選電機(jī)選,圖3-5西門子90V系列高慣量電機(jī)選型手冊(cè)3.5.2傾斜臺(tái)減速機(jī)的選型本次現(xiàn)有蝸輪減速機(jī)，考慮到減速機(jī)設(shè)計(jì)和選型簡(jiǎn)單采用RV減速機(jī)，這類型減速機(jī)在自動(dòng)化機(jī)器人行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛納博特斯克減速器包含一個(gè)專利的兩級(jí)減速設(shè)計(jì)，可提供更大扭矩，以及在保證高精密度和輕量的前提下提供高減速比和高耐沖擊荷載能力。RV使用滾動(dòng)接觸部件以擺線設(shè)計(jì)的獨(dú)特針齒和RV齒輪結(jié)構(gòu)減少磨損、延長(zhǎng)使用壽命、降低背隙，使其比傳統(tǒng)的減速機(jī)具有更強(qiáng)的耐沖擊能力，并進(jìn)一步降低背隙。減速器同樣搭載了一套大型內(nèi)角軸承，以實(shí)現(xiàn)更大的負(fù)荷能力，以便減少外部支撐設(shè)備的需求——從而減少了設(shè)計(jì)時(shí)間和安裝成本。實(shí)際對(duì)稱齒輪設(shè)計(jì)以及滾珠軸承支撐的所有軸，均保證使用期內(nèi)的恒定性能，并允許在短時(shí)間內(nèi)峰值達(dá)到額定扭矩的5倍（比如，緊急停止時(shí)）。設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)：集成式角軸承增加了減速機(jī)的剛度，并實(shí)現(xiàn)了減速機(jī)支持更大外部負(fù)荷的能力。因此減少了外部支撐設(shè)備的需求，降低了所需的零件數(shù)，增加了可靠性并且降低了總成本。傾斜軸上的最大力矩：安全系數(shù)按，則安全扭矩許要根據(jù)最大數(shù)值最終尋找最接近數(shù)值，扭矩本次回轉(zhuǎn)和傾斜選用減速機(jī)型號(hào)分別是：其主要的電機(jī)端輸入扭矩為：(在計(jì)算數(shù)值基礎(chǔ)上增加部分，確保安全系數(shù)。）即電機(jī)滿足需用需求。圖3-6伺服電機(jī)尺寸圖圖3-7傾斜工作臺(tái)示意圖主要零件的校核與計(jì)算軸的材料主要采用碳鋼和45#，也可采用球墨鑄鐵。碳鋼有足夠的強(qiáng)度，芯部有一定韌性，淬火調(diào)制之后對(duì)能承受一定的彎矩應(yīng)力，對(duì)應(yīng)力集中不太敏感，便于進(jìn)行機(jī)械加工和表面加硬處理，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。根據(jù)具體設(shè)計(jì)使用一般軸，可用30#、45#、50#等牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)中碳鋼（數(shù)字主要代表含碳量），其中最常用的為45號(hào)鋼。其加工方便、性能優(yōu)良，但缺少一定抗剪強(qiáng)度，因此可進(jìn)行淬火調(diào)制處理，淬火不應(yīng)太高一般28-32°即可，溫度處理過高，加強(qiáng)硬度的同時(shí)降低抗彎能力易斷裂，對(duì)于輕載或承載能力比較輕的軸，可不必采用此工序，對(duì)于鋼板的取材一般A3(Q235)、A4等普通碳素鋼。特殊強(qiáng)度、抗拉、抗剪場(chǎng)合的軸可采用合金鋼，合金鋼的主要作用是加入少量的稀有元素用提高合金鋼的耐磨性、表面硬度等，而淬火調(diào)制的原理主要降低含碳量和改變金屬內(nèi)部的組織形式，合金鋼性能強(qiáng)，主要用于轉(zhuǎn)速高、受力比較大的場(chǎng)合，而且同比尺寸大小的軸，合金鋼的質(zhì)量比45#要輕很多。而且正是加入的少量的稀有金屬，合金鋼不僅強(qiáng)度上更好而且更能適應(yīng)一些特殊場(chǎng)合：酸堿環(huán)境下、高低溫環(huán)境，則更宜用合金鋼來制造。在具體設(shè)計(jì)要充分考慮相關(guān)使用工況、價(jià)格、加工難度，更應(yīng)合理的進(jìn)行綜合考量。4.1旋轉(zhuǎn)主軸計(jì)算與校核①回轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度計(jì)算2.12AAyMx和My合成的：Mx=G1h+G2esinβ,My=G2ecosβ考慮到1=sin,2=osαMw=M2+M2+M2xy=Gh2sinα+e2cos2α+2hesinαcosαsinβ式中G——綜合重量；h——Aα——回轉(zhuǎn)軸傾斜角，即相對(duì)機(jī)座中垂線的夾角；e——綜合重心的偏心矩；β——回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角。A點(diǎn)截面所受的扭矩：n=osβ=sinαosβ按第三強(qiáng)度理論折算的當(dāng)量彎矩[2]：Mxd=M2+M2+M2xy=Gh2sinα+e2cos2α+2hesinαcosαsinβ由上式知，當(dāng)量彎矩是β的二元函數(shù)，根據(jù)計(jì)算和分析，當(dāng)β滿足：cotcot=G=G+代入數(shù)據(jù)得:h=1+2=0.4+0.2=0.m則Mxdmax=9.5kN?m。本次設(shè)計(jì)軸為短軸，但是在驗(yàn)算時(shí)按照長(zhǎng)軸進(jìn)行驗(yàn)算，軸的最小部分尺寸：外徑50mm，內(nèi)徑30mm。通過軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算以及軸彎曲強(qiáng)度計(jì)算得出結(jié)論時(shí)符合設(shè)計(jì)要求。材料牌號(hào)熱處理毛坯直徑(mm)硬度（HBS）拉伸強(qiáng)度極限δB拉伸屈服極限δs彎曲疲勞極限δ-1剪切疲勞極限ζ-1備注45號(hào)鋼調(diào)制≦200217-255（MPa）應(yīng)用最為廣泛650360300155圖4-1彎矩結(jié)構(gòu)示意圖4.2軸承選型與計(jì)算\t"/item/%E8%BD%B4%E6%89%BF%E5%BA%A7/_blank"轉(zhuǎn)盤軸承座引是一種將普通軸承與安裝支架集成在一起的使用件，其機(jī)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，拆裝使用方便，減少設(shè)計(jì)工作量。軸承座的材料選擇可分為多種形式：工程塑料、灰鑄鐵、球磨鑄鐵、不銹鋼等圖4-2軸承座示意圖根據(jù)主要的使用方式，主要可以分為以下幾種：、立式、整體式、法蘭式軸承的內(nèi)圈與軸過渡配合的，精度等級(jí)參見國(guó)標(biāo)的具體形式，通過整體鍛壓鑄造加工軸承座。主軸支撐的主要方式是采用軸承座，其內(nèi)部帶有深溝球軸承，具體可參見，軸承座外徑安裝孔的大小根據(jù)相應(yīng)軸承外徑大小按照加工等級(jí)進(jìn)行精密加工。根據(jù)其承載能力及工作條件來確定軸承座的輪轂大小進(jìn)而得出外框架的安裝方式，根據(jù)前面計(jì)算可知，轉(zhuǎn)動(dòng)軸主要受到徑向力不受軸向力，因此對(duì)于軸向定位的使用可采用鎖緊螺母，軸端采用軸卡的設(shè)計(jì)進(jìn)行軸向間隙的調(diào)節(jié)。根據(jù)相應(yīng)的使用工況和轉(zhuǎn)速載荷要求來選用相應(yīng)的軸承和軸承座，其作為一款標(biāo)準(zhǔn)件具體的選用方式可參見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行選取。本課程設(shè)計(jì)采用中等承載能力的軸承。具體的尺寸規(guī)格為為。圖4-2軸承座選型示意圖此次選的的軸承時(shí)國(guó)標(biāo)帶座軸承，在設(shè)計(jì)時(shí)其3D模型可以直接從麥迪設(shè)計(jì)寶里面調(diào)取。其加工件根據(jù)這些調(diào)取的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.3變位機(jī)底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變位機(jī)底座采用焊接框架，主體材料使用Q235剛才。框架焊接完成后需要使用去除殘余應(yīng)力，然后上雙頭堂床上進(jìn)行軸承座安裝面加工。以確保兩個(gè)安裝面平面度以及同軸度要求。框架焊接加工完成后表面噴涂黃色油漆，以示安全提醒（在安標(biāo)要求中旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備應(yīng)有明顯警示色。）。焊接變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)底座如圖2.18所示。整體采用Q235鋼材焊接完成。焊接后需要對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行去除殘余應(yīng)力。待參與應(yīng)力去除后使用龍門銑床加工上部旋轉(zhuǎn)軸安裝基面。加工完成后以此加工面工作為雙頭鏜床的定位基準(zhǔn)面加工左右傾斜軸安裝面。以達(dá)到平行度、垂直度、同軸度等相關(guān)工藝精度尺寸。圖4-3軸承座選型示意圖總結(jié)。賀老師淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，豐富的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，積極樂觀的工作態(tài)度總是很好的激在本次設(shè)計(jì)過程中學(xué)習(xí)了很多的專業(yè)知識(shí)也打開了很多的眼界。比如私服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比、私服電機(jī)選型以及模型下載、私服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型標(biāo)準(zhǔn)、RV減速機(jī)選型以及實(shí)際應(yīng)用、SOLIDWORKS3D設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用等。也讓我知道了什么叫做學(xué)以致用。只有參與社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)中才能體現(xiàn)出人生價(jià)值。在以后的社會(huì)工作中我講保持這種堅(jiān)持學(xué)習(xí)的精神持續(xù)的提高自身能力。致謝四年的時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即逝，在這四年的學(xué)習(xí)和生活過程中，有艱辛也有快樂，感謝所有老師們對(duì)我的教誨。在畢業(yè)論文即將完成之際，我要向所有幫助過我的人表達(dá)深深的謝意。首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師，從論文題目的選擇確定到論文的寫作，老師在整個(gè)過程中，對(duì)我進(jìn)行認(rèn)真的指導(dǎo)，并對(duì)我的論文進(jìn)行了詳細(xì)的修改，這些都使我