墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目：墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置目錄一、設(shè)計(jì)題目及其要求 .3二、題目分析.3三、運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)介.z四、整體立體結(jié)構(gòu)圖6五、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)及其計(jì)算 6傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .14微動(dòng)開關(guān)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18六、系統(tǒng)評(píng)判.22七、設(shè)計(jì)小結(jié)22八、總結(jié) 24九、參考書目 24設(shè)計(jì)題目及其要求設(shè)計(jì)墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置,檢測(cè)鋼制墊圈內(nèi)徑是不是在公差許諾范圍 內(nèi).被檢測(cè)的工件由推料機(jī)構(gòu)送入后沿一條傾斜的進(jìn)給滑道持續(xù)進(jìn)給,直 到最前邊的工件被止動(dòng)機(jī)構(gòu)操縱的止動(dòng)銷擋住而停止.然后,起落機(jī)構(gòu)使 裝有微動(dòng)開關(guān)的壓桿探頭下落,檢測(cè)探頭進(jìn)入工件的內(nèi)孔.現(xiàn)在,止動(dòng)銷離開進(jìn)給滑

2、道,以便讓工件浮動(dòng).檢測(cè)的工作進(jìn)程如下列圖.當(dāng)所測(cè)工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時(shí)圖a, 微動(dòng)開關(guān)的觸頭進(jìn)入壓桿的環(huán)形梢,微動(dòng)開關(guān)斷開,發(fā)出信號(hào)給操縱系統(tǒng)圖中未給出,在壓桿離開工件后,把工件送入合格品梢.如工件內(nèi)徑尺 寸小于合格的最小直徑時(shí)圖b,壓桿的探頭進(jìn)入內(nèi)孔深度不夠,微動(dòng)開 關(guān)閉合,發(fā)出信號(hào)給操縱系統(tǒng),使工件進(jìn)入廢品梢.如工件內(nèi)徑尺寸大于 許諾的最大直徑時(shí)圖c,微動(dòng)開關(guān)仍閉合,操縱系統(tǒng)將工件送入另一廢 品梢.3abc1工件 2帶探頭的壓桿3 微動(dòng)開關(guān)a內(nèi)徑尺寸合格b內(nèi)徑尺寸過(guò)小c內(nèi)徑尺寸太大二、題目分析墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置,要緊的運(yùn)動(dòng)進(jìn)程為：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇的將工件送到檢 測(cè)的位置.在傳送的進(jìn)程中將

3、被止動(dòng)銷擋住恰好到所需檢測(cè)的內(nèi)徑圓孔到壓 桿將要下來(lái)的地址,然后壓桿下來(lái)檢測(cè)內(nèi)徑是不是符合要求.在壓桿下來(lái)檢 測(cè)的時(shí)刻里,微動(dòng)開關(guān)向右移動(dòng)檢測(cè)墊圈內(nèi)徑是不是符合要求.微動(dòng)開關(guān)檢 測(cè)完后向左移動(dòng),回到其原先所在的.接下來(lái),壓桿和止動(dòng)銷一路上升回到 其原先的地址.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將已檢測(cè)的工件送走,并將下一個(gè)將被檢測(cè)的工件 送到檢測(cè)處.三、運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)介墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置,用以下4個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),微動(dòng)開關(guān)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .題目所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：平墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：方案號(hào)被測(cè)鋼制平墊圈尺寸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min每次檢測(cè)時(shí)間s公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚

4、度mmA81614405B121320214406C202130314408D20213739608E30315649608經(jīng)小組討論,為使機(jī)構(gòu)的利用性能符合要求,適合本設(shè)計(jì),咱們采納方案DD20213739608周期T=8s,角速度=2兀/T= rad/s.在一個(gè)周期內(nèi),知足要求,各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情形:傳動(dòng)機(jī)構(gòu)壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)微動(dòng)開關(guān)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)02s01s傳送工件停在最局點(diǎn)停在最局點(diǎn)停在最左邊1下降2s停在最低點(diǎn)2停下降停在最低點(diǎn)停在最左邊停檢測(cè)停在最低點(diǎn)右移檢測(cè)左移8s停上升上升停為使各個(gè)機(jī)構(gòu)知足上述要求,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的操縱采納間歇機(jī)構(gòu),壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和止動(dòng)銷的運(yùn)動(dòng)匹配要求嚴(yán)格,那么二者用

5、凸輪軸連接.微動(dòng)開關(guān) 機(jī)構(gòu)的操縱采納凸輪機(jī)構(gòu).四、立體結(jié)構(gòu)圖五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置I/(傳動(dòng)機(jī)構(gòu)kJ壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu))/ -止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)r 、微動(dòng)開關(guān)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)kJ一、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是整個(gè)裝置中負(fù)責(zé)將待檢測(cè)的工件傳送到檢測(cè)位置的機(jī)構(gòu)它需要在運(yùn)動(dòng)規(guī)律上和操縱止動(dòng)銷的止動(dòng)機(jī)構(gòu)和壓桿起落機(jī)構(gòu)彼此配合才 能完成此裝置的工作要求.為了使工作周期易于操縱,咱們決定由皮帶輪傳動(dòng)來(lái)到達(dá)輸送工件的 目的.機(jī)構(gòu)由齒輪來(lái)傳動(dòng),由于其功率范圍大、傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)正好符 合咱們的需要.從所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中咱們得知：原動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為1/16s,而檢測(cè)周期為8s,因此推料機(jī)構(gòu)的齒輪系的傳動(dòng)比需為128: 1,這要由

6、多級(jí)齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖為推料機(jī)構(gòu)的齒輪系簡(jiǎn)圖其中:Z1=Z2' =z =20,Z2=Z3=80,Z4=160傳動(dòng)比 ii4=Z2Z3Z4/ziZ2' 3' =80*80*160/20=128/1考慮到推料機(jī)構(gòu)具有送料一一停止一一送料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律特點(diǎn),咱們決定利用梢輪機(jī)構(gòu)來(lái)到達(dá)間歇式運(yùn)動(dòng)的目的電動(dòng)機(jī)輸出齒輪皮帶輪檢測(cè)周期周期1/16s8s32s8s由于是檢測(cè)機(jī)構(gòu),因此傳動(dòng)齒輪模數(shù)不宜過(guò)大,初定模數(shù)m=2di=d2'=d3'=40mmd2=ch=160mmd4=320mm皮帶輪直徑D=,皮帶傳送速度v=50mm/s4號(hào)齒輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,梢輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/4周,皮帶在這

7、2s的時(shí)刻內(nèi)將待測(cè)工件傳送到檢測(cè)位置,然后停留 6s,等待檢測(cè)完畢后將已檢測(cè)的工件送走,并把新的工件傳送過(guò)來(lái),如此重復(fù).二、壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)操縱壓感探頭的凸輪設(shè)計(jì)：方案一：用齒輪、連桿和彈簧來(lái)操縱壓桿的運(yùn)動(dòng)；方案二：用凸輪和連桿機(jī)構(gòu),為了設(shè)計(jì)加工方便把凸輪設(shè)計(jì)成3次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律；方案三：用凸輪和連桿機(jī)構(gòu),凸輪設(shè)計(jì)成 5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律；綜合分析以上三種方案,方案一中彈簧用久后會(huì)變形,阻礙測(cè)量精度,考 慮到探頭測(cè)量時(shí)沖擊力要小,故不能用三次多項(xiàng)式的凸輪,經(jīng)綜合考慮采 納方案三采納5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪.以下是推桿回程的計(jì)算進(jìn)程：周期：T=8s;基圓半徑=15mm推程：h=6mrp推程運(yùn)動(dòng)角：

8、5 0=3兀/8 ;回程運(yùn)動(dòng)角：8 0=3兀/8;遠(yuǎn)修止角=兀/2 ;近修止角=3兀/4 ;計(jì)算公式：s=C0+ Ci 5 2+ C3 s 3+ C4 S4+ C5 s 5；v= CiW+2 C2w+3 GwS 2+4 C4WS 3+5 CswS 4;a=2 C2W/+6 C3 w2 S +12 C4 w2 S 2+20 C5 w2 S 3;在始點(diǎn)處：8 =0, s=0,v=0,a=0 ;在終點(diǎn)處：8 =5 0 ,s=h,v=0,a=0 ;別離代入方程取得：G=C=G=0 C3= 10h/ S 03 C 4= -15h/ S 04 C 5=6h/ S.5位移：s=h-10h S 3/ S 30

9、+15hS 4/ S 40-6h S 5/ S 50 ;速度：v=兀 h S 2/ S 30-15 兀 h S 3/ S + 兀 h S 4/ S 5°加速度：a=% 2hS / S 兀2hS2/ S40+兀2hS3/ S50；用C語(yǔ)言計(jì)算位移,速度,加速度；計(jì)算位移的C語(yǔ)言程序：#include<>#include<>void main()(float x,s;int a,b;scanf("%d %d,&a,&b);x=(float)a/b;s=6-60*x*x*x+90*x*x*x*x-36*x*x*x*x*x;printf(&q

10、uot;%fn",s);計(jì)算速度的C語(yǔ)言程序：#include<>#include<>void main()(float x,v;int a,b;scanf("%d %d",&a,&b);x=(float)a/b;v=120*x*x-240*x*x*x+120*x*x*x*x;printf("%fn",v);計(jì)算加速度的C語(yǔ)言程序：#include<>#include<>void main()(float x,a;int b,c;scanf("%d %d",&a

11、mp;b,&c);x=(float)b/c;a=160*x-480*x*x+320*x*x*x;printf("%fn",a);經(jīng)計(jì)算取得以下結(jié)果:603 無(wú) /806 無(wú) /809 無(wú) /8012 7t /8015 無(wú)/8018 7t /8021 無(wú) /8024 無(wú) /8027 無(wú) /8030 無(wú) /80sv603無(wú)/1606 無(wú) /1609 無(wú) /16012 天 /16015 天/16018 天 /16021 天/16024 天 /16027 天/16030 天 /160a33 天 /16036 天 /16039 天 /16042 天 /16045 天 /160

12、48 天/16051 天 /16054 天/16057 天 /16060 天/160a08兀/3位移和角度的曲線圖:st08兀/3速度和角度關(guān)系的曲線圖:08兀/3加速度和角度關(guān)系的曲線圖:02兀一個(gè)周期內(nèi)推桿運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖:/_ _ _r . . .一11 IM1iIJ0.SolidWorks設(shè)計(jì)的凸輪:安裝凸輪時(shí)應(yīng)注意凸輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)先遠(yuǎn)休 2秒,然后再回程來(lái)測(cè)量墊圈的內(nèi)徑,故應(yīng)把凸輪應(yīng)安裝如上圖所示的位置;推程時(shí)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和回程時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全一致,各類參數(shù)均相同.3、止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)止動(dòng)銷機(jī)構(gòu),由凸輪操縱其運(yùn)動(dòng)規(guī)律.凸輪類型：對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu).凸輪機(jī)構(gòu)在在周期為8s的一個(gè)

13、周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：0s時(shí)在最高處01s1s8s停下降停凸輪機(jī)構(gòu)分析:為保證凸輪機(jī)構(gòu)不受過(guò)大地沖擊力,采納二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律.2s=Co+C1 8 +C2 8v=ds/d t=ci 3+2C2 3 82a=dv/d t=2c2 31在01s,凸輪在遠(yuǎn)休進(jìn)程,遠(yuǎn)停止角T 01=兀/40兀/4.2在1s,凸輪為回程進(jìn)程,回程運(yùn)動(dòng)角T .=兀/8兀 /43 兀 /8 在等加速回程段：兀/45兀/16 S=h-2h S 2/ S 20=6-2*6 S 2/兀 /8 2= S 2V=-4h 3 S / S 2o=-4*6* S /兀 /8 2= 5a=-4h 3 2/ S 20=-4*6* 2/兀 /8

14、 2=-96S =0 S 0/2等減速回程：5兀/163兀/8S=2h( S 0- S )2/ S 20=2*6(兀 /8-V=-4h 3 ( S 0- S )/ S 20=-4*6*(S)2/(兀/8) 2=(兀/8- 5 )2兀 /8- S )/(兀 /8) 2a=4h(o 2/ S 20=4*6*(2 兀 /T)/(兀/8)2=96(T = (T /2-)3 凸輪為近休進(jìn)程,近停止角002=5 兀 /4(3 兀/813 兀/8)4 8s凸輪為回程進(jìn)程,回程角00=3 兀 /8(13 兀/82 兀)等加速推程：13兀/829兀/16 S=2hS 2/ 5 20=2*6 5 2/(3 兀 /

15、8) 2= 5 2V=4h(o 5 / 5 20=4*6* 5/(3% /8) 2= 5a=4h(o 2/ 5 20=4*6* 2/(3 兀/8) 2=(S =0S./2)等減速推程：29兀/162兀S=h-2h (S0-S) 2/ 5 20=6-2*6 (3 兀/16- 5) 2/(3 兀/16)2=(3 兀/16- 5)V=4h(o ( S 0- S )/ 5 20=4*6*(3 兀 /16- 5 )/( 3 兀 /16) 2=(3 兀/16- 5)a=-4h w2/ 5 20=(5=5./2 5 0)在一個(gè)周期內(nèi),止動(dòng)銷上升高度與凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角速度的關(guān)系:=(兀/8- S)sA一個(gè)周期內(nèi),止

16、動(dòng)銷的速度與凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角速度的關(guān)系:一個(gè)周期內(nèi),止動(dòng)銷的加速度與凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角速度的關(guān)系:10.67-10.67-364、微動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)微動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)：由凸輪操縱其運(yùn)動(dòng);凸輪類型：幾何封鎖的凸輪機(jī)構(gòu)；該機(jī)構(gòu)在一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：08s靜止過(guò)來(lái)檢測(cè)回去靜止結(jié)構(gòu)圖:凸輪機(jī)構(gòu)的分析與計(jì)算；為了保證凸輪機(jī)構(gòu)收到極小的沖擊,采納二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律其表達(dá)式：2s=C0+Ci 8 +C2 8v=ds/d t=Ci 3 +2C2 3 82a=dv/d t =2c2 9有圖可得：推程運(yùn)動(dòng)角T 0=兀/4遠(yuǎn)停止角 ：01=兀/4回程運(yùn)動(dòng)角：T 0=兀/4近停止角： T 02=5 兀 /4推程加速進(jìn)程的運(yùn)動(dòng)方程S=2hS

17、 2/ S ' 20= S 2v=4hw S / S ' 2o=S a=4h w 2/ S 20=16推程減速進(jìn)程的運(yùn)動(dòng)方程；S=h-2h S 2/ S 20=兀 /4- S V=4ho S / S 20=兀 /4- S a=-4h gd / 8 0=-16s 8 , v 8 , a' 8 分析圖:V回程時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)程回程加速進(jìn)程的運(yùn)動(dòng)方程；S=h-2h S 2/ S,= S 2V=-4h w S / Sa=-4hJ/ S 20=-16回程減速進(jìn)程的運(yùn)動(dòng)方程；S=2h( S ' 0- S )2/ S ' 2o=(兀 /4- S )CO六、系統(tǒng)評(píng)判綜合評(píng)

18、判該檢測(cè)裝置,該裝置止動(dòng)銷、壓桿、微動(dòng)開關(guān)精準(zhǔn)地配合運(yùn)動(dòng), 符合每8秒檢測(cè)一個(gè)墊圈的技術(shù)要求,檢測(cè)的探頭對(duì)工件的沖擊較小,總 的來(lái)講該設(shè)計(jì)符合技術(shù)要求.七、設(shè)計(jì)小結(jié)這次課程設(shè)計(jì)是咱們第一次獨(dú)立地對(duì)一個(gè)完整的機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì).當(dāng)咱 們看到課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的第一眼時(shí),還以為這次的作業(yè)和以往經(jīng)歷過(guò)的無(wú) 數(shù)次的測(cè)試一樣：教師給你一份寫滿了題目的試卷,而你只需要對(duì)這些題 目一一分析,再寫下自己的試探就算完成了.但是,在咱們花費(fèi)了一整個(gè) 下午對(duì)課題進(jìn)行了一番研究以后,咱們才預(yù)感到這不是一件簡(jiǎn)單的事：教 師給咱們的是一張白紙,連題目都還需要咱們自己去寫.咱們選擇的課題是對(duì)墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì),這是一個(gè)檢測(cè)儀,它

19、 的工作機(jī)理明白得起來(lái)并非難,難的是在設(shè)計(jì)進(jìn)程中關(guān)于機(jī)械實(shí)際運(yùn)作時(shí) 可能發(fā)生的一系列問(wèn)題的解決.第一個(gè)問(wèn)題,出此刻設(shè)計(jì)各部件運(yùn)動(dòng)方式 時(shí).要明白咱們以往解題的時(shí)候,機(jī)械的運(yùn)動(dòng)都是必然的,但是在檢測(cè)儀 中,因被檢測(cè)工件的外形參數(shù)不同,在每一個(gè)檢測(cè)周期中壓桿的垂直位移 和微動(dòng)開關(guān)的水平位移都不一樣,如何保證咱們?cè)O(shè)計(jì)的這些機(jī)構(gòu)在檢測(cè)不同的工件時(shí)即能圓滿完成工作要求,又可不能對(duì)機(jī)械本身和工件造成損壞, 成了擺在咱們眼前的第一道坎.第一咱們想到的是通過(guò)添加彈簧來(lái)知足構(gòu)件的位移浮動(dòng),在構(gòu)件的長(zhǎng) 度許諾轉(zhuǎn)變的時(shí)候,這看上去是一個(gè)好方式,于是在設(shè)計(jì)微動(dòng)開關(guān)時(shí),咱 們就在其中加上卡一個(gè)彈簧.可是彈簧不是在任何情

20、形下都適用,假設(shè)咱 們?cè)趲筋^的壓桿中也利用了彈簧,那么機(jī)械在檢測(cè)工件時(shí)就無(wú)法區(qū)別出 內(nèi)徑正常的工件與內(nèi)徑過(guò)小的工件了壓桿的長(zhǎng)度假設(shè)是轉(zhuǎn)變的話,測(cè)量結(jié) 果就不準(zhǔn).為了解決那個(gè)問(wèn)題,咱們最后決定在凸輪的設(shè)計(jì)中壓桿由凸 輪傳動(dòng),預(yù)留一段許諾凸輪空轉(zhuǎn)的時(shí)刻,其實(shí)際結(jié)果確實(shí)是,在傳動(dòng)進(jìn)程 中,咱們把壓桿“放入了待測(cè)件的內(nèi),而非將其“壓進(jìn)去,如此就達(dá) 到了在不改變壓桿長(zhǎng)度的前提下測(cè)量不同工件內(nèi)徑的目的.另一個(gè)問(wèn)題是機(jī)械各部件的和諧性問(wèn)題.何時(shí)止動(dòng)銷升起,何時(shí)下壓 桿,何時(shí)微動(dòng)開關(guān)工作,最后這些部件又怎么回到初始位置,這些問(wèn)題困 擾了咱們好久,為此咱們修改了方案數(shù)次.盡管那個(gè)問(wèn)題花費(fèi)了咱們很多 時(shí)刻,可是

21、在解決問(wèn)題的進(jìn)程中咱們確實(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)程中的細(xì)節(jié)有了更全面 的了解.從細(xì)節(jié)到整體,隨著設(shè)計(jì)進(jìn)度的推動(dòng),咱們恍如親目擊證了一個(gè)個(gè)細(xì) 小的零件在咱們眼前組合成了一個(gè)完整的機(jī)械,現(xiàn)在它就在那里轟隆隆地 轉(zhuǎn)動(dòng)著.八、總結(jié)這次的課程設(shè)計(jì)完成了,通過(guò)了十幾天的分析、計(jì)算和繪制,通過(guò)了 團(tuán)隊(duì)合作和各自的試探,通過(guò)了無(wú)從下手和有所領(lǐng)會(huì),課程設(shè)計(jì)總算完成 了.這是分工協(xié)作的的成效：蔣威負(fù)責(zé)止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；任杰負(fù)責(zé)傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；楊海鋒負(fù)責(zé)微動(dòng)開關(guān)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；王雷負(fù)責(zé)壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì).但是咱們并非是等到各個(gè)部份的設(shè)計(jì)完成以后再將其歸并匯總,交 流和討論貫穿了設(shè)計(jì)的整個(gè)進(jìn)程.在這次課程設(shè)計(jì)中找到的問(wèn)題和體會(huì),

22、成了咱們走向外門世界的路上的鵝卵石,使本來(lái)崎嶇不平的道路變得饒有 興致.在以后的學(xué)習(xí)當(dāng)中,咱們?nèi)孕枰S持住此刻這份熱情,將困難熔進(jìn) 軀體,使之成為自己與外界對(duì)抗的資本.九、參考書目1 .?機(jī)械原理?第六版孫桓 陳作模 主編 高等教育出版社2 .?機(jī)械原理?第七版孫桓陳作模葛文杰主編高等教育出版社3 .?機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)整體概要及任務(wù)書?曾小惠 王玉丹 編4 .?機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程設(shè)計(jì)?孫德志張偉華鄧子龍編科學(xué)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告“無(wú)線遙控智能爬行機(jī)械人設(shè)計(jì)目錄? 第一篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一摘要2? 第二篇 機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一機(jī)構(gòu)硬件設(shè)計(jì)工程背景及意義3肢體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3-7軀體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7-8?

23、第三篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一步態(tài)分析及其實(shí)現(xiàn)8-9? 第四篇 機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一通信電路設(shè)計(jì)10? 第五篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一技術(shù)應(yīng)用軟件11? 第六篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一參考書目11? 第七篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一?附錄?11-12? 第八篇 機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一心得,體會(huì)&意見,建議12-13第一篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一摘要機(jī)械人是機(jī)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、操縱理論等學(xué)科進(jìn)展水平的綜合表現(xiàn), 是當(dāng)前國(guó) 內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一.在各高校機(jī)械人設(shè)計(jì)活動(dòng)也已經(jīng)很廣的開展起來(lái), 我想這種 氣氛對(duì)我國(guó)機(jī)械人的研制開發(fā)專門和專業(yè)方面人材的培育是具有踴躍意義的.咱們是制作機(jī)械人的愛(ài)好者,“無(wú)線遙控爬行機(jī)械人是咱們?cè)O(shè)計(jì)的第一個(gè)機(jī)械人,從仿

24、生學(xué)的角度,昆蟲的生理構(gòu)造及行為是比擬容易仿照的,咱們的機(jī)械人正是在仿照四足行走的動(dòng)物,該機(jī)械人是一個(gè)仿生4足行走的機(jī)械人,通過(guò)對(duì)伺服馬達(dá) 的精準(zhǔn)操縱模擬四足動(dòng)物的行走步態(tài),實(shí)現(xiàn)行走、急跑、轉(zhuǎn)彎等各類步態(tài)行為,并能在 各類地面環(huán)境下進(jìn)行步態(tài)的智能調(diào)整,自適應(yīng)滑膩地面、粗糙地面、沙石地面、濕泥地 面等惡劣的路面環(huán)境.該系統(tǒng)通過(guò)AT89S5-、USB100真塊、NT-TR01無(wú)線傳輸模塊及相應(yīng)的輔助 電路實(shí)現(xiàn)智能操縱及無(wú)線遙控.NT-TR01采納DDS+PL顏率合成技術(shù),頻率穩(wěn)固性極好, 且功耗小,工作頻率為國(guó)際通用的數(shù)傳頻段 433MHzPC端通過(guò)USB接口與NT-TR01模塊連接,遠(yuǎn)程操縱端單

25、片機(jī)與NT-TR01模塊 連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸.PC向終端發(fā)送操縱指令并處置反應(yīng)來(lái)的狀態(tài)信息,終端 執(zhí)行指令并反應(yīng)狀態(tài)信號(hào).最后進(jìn)行了系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試,結(jié)果說(shuō)明：系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)合理可行,為后續(xù)的 研究工作奠定了根底.關(guān)鍵詞：仿生學(xué),AT89S51, USB100 NT-TR01,無(wú)線傳輸,PC終端,反應(yīng),DDS+PLL第二篇 機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一機(jī)構(gòu)(硬件)設(shè)計(jì)工程背景及意義仿生機(jī)械人(HumanoidRobot)是先進(jìn)機(jī)械人技術(shù)的高級(jí)進(jìn)展時(shí)期,它綜合 表現(xiàn)了高級(jí)機(jī)械人的機(jī)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、信息檢測(cè)和感知、微電子 學(xué)、操縱理論等諸多方面的研究和進(jìn)展水平,是一個(gè)復(fù)雜的綜合系統(tǒng).圖

26、2-1是咱們研 制的機(jī)械人三維模擬圖.圖2-1 無(wú)線遙控爬行機(jī)械人三維模擬圖 大學(xué)生科研練習(xí)打算(Student Research TrainingProgram-SRTP)是我校大力開展本科教育改革,實(shí)施理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、 科學(xué)研究三位一體教學(xué)模式的重要組成部份,其目的是組織學(xué)生在教師的指導(dǎo) 下,通過(guò)自主進(jìn)行課題研究和探討.了解和把握大體的科學(xué)研究方式和手腕, 培育大學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神,提升大學(xué)生的研 究創(chuàng)新水平和綜合實(shí)踐水平.“無(wú)線遙控爬行機(jī)械人正是東南大學(xué) SRTP工程之一,機(jī)械人的開發(fā) 是來(lái)源于學(xué)生的愛(ài)好愛(ài)好,在指導(dǎo)教師的制導(dǎo)下完成機(jī)械人的開發(fā).肢體的機(jī)構(gòu)

27、設(shè)計(jì)微型伺服馬達(dá)的機(jī)構(gòu)咱們的機(jī)械人是由8個(gè)微型伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng),整個(gè)機(jī)械人的機(jī)構(gòu)設(shè) 計(jì)也是以微型伺服馬達(dá)為根底的,因此在介紹機(jī)械人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)前我想把微型伺服馬達(dá) 的機(jī)構(gòu)及工作特性作一下介紹.微型的伺服馬達(dá)在無(wú)線電業(yè)余愛(ài)好者的航?；顒?dòng)中利用已有很長(zhǎng)一段歷史, 而且應(yīng)用最為普遍,國(guó)內(nèi)亦稱之為 舵機(jī),含義為：掌舵人操縱的機(jī)械可見,微型 伺服馬達(dá)要緊用作運(yùn)動(dòng)方向的操縱部件.伺服馬達(dá)本質(zhì)上是可定位的馬達(dá).當(dāng)伺服馬達(dá) 同意到一個(gè)位置指令,它就會(huì)運(yùn)動(dòng)到指定的位置.因此,個(gè)人機(jī)械人模型中也經(jīng)常使用 到它作為可控的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié),這些活動(dòng)關(guān)節(jié)咱們也常稱它為自由度一個(gè)微型伺服馬達(dá)內(nèi)部包括了一個(gè)小型直流馬達(dá)；一組變速齒輪組；

28、一 個(gè)反應(yīng)可調(diào)電位器；及一塊電子操縱板.其中,高速轉(zhuǎn)動(dòng)的直流馬達(dá)提供了原始動(dòng)力, 帶動(dòng)變速(減速)齒輪組,使之產(chǎn)生高扭力的輸出,齒輪組的變速比愈大,伺服馬達(dá)的 輸出扭力也愈大,也確實(shí)是說(shuō)越能經(jīng)受更大的重量, 但轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也愈低.咱們正是依 托伺服馬達(dá)的兩個(gè)輸出轉(zhuǎn)矩作為驅(qū)動(dòng)的來(lái)源. 圖2-2是咱們所用微型伺服馬達(dá)的三維模 擬圖小型直流馬達(dá)變速齒輪組可調(diào)電位器電子限制板圖2-2微型伺服馬達(dá)的三維模擬圖爬行機(jī)械人的的肢體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)流程咱們的設(shè)計(jì)是從4足機(jī)械人的一個(gè)肢體開始的,由于 4個(gè)肢體的 設(shè)計(jì)是超級(jí)相似的.為了能夠充分利用伺服馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩,我把馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)臂就作為機(jī)械 人的肢體的組成部份,如此就

29、大大提升了輸出功率的利用率.想到四足動(dòng)物的步行狀態(tài), 即做上下擺動(dòng)和前后搖動(dòng),我開始把一個(gè)肢體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：上連桿圖2-3肢體的單電機(jī)機(jī)構(gòu)咱們通過(guò)下面電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)上面齒輪臂的轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)圓住凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)并把它的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為上連桿的擺動(dòng),再帶動(dòng)其它關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng).具結(jié)構(gòu)問(wèn)圖如下:圖2-4肢體的單電機(jī)運(yùn)動(dòng)問(wèn)圖由于此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)比擬單一,而且在運(yùn)動(dòng)的和諧性上不易操縱咱們最后選取了雙 電機(jī)機(jī)構(gòu).通過(guò)上下兩個(gè)電機(jī)的獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)肢體關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng),如此在機(jī)械人行走的進(jìn)程中就能夠夠比擬和諧,而且咱們的機(jī)械人的自由度也將增加,具體的和諧性分析及其行 走的步態(tài)分析將在下面作詳細(xì)介紹.下電機(jī)圖2-5肢體的雙電機(jī)機(jī)構(gòu)及其

30、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)間圖如此通過(guò)兩個(gè)PWM 信號(hào)別離操縱上下兩個(gè)電機(jī)就能夠夠比擬輕松的實(shí)現(xiàn)一個(gè)肢體的“舉高和“邁進(jìn).通過(guò) 4個(gè)肢體的和諧工作咱們就能夠夠操縱 機(jī)械人的行走前進(jìn),后退,轉(zhuǎn)身等.另外,在咱們的考慮到咱們的機(jī)械人實(shí)際工作 環(huán)境時(shí),想到了假設(shè)是它在行走的進(jìn)程中翻身了如何辦因此在原有雙電機(jī)的機(jī)構(gòu)根底上 咱們加以了改進(jìn),那確實(shí)是在原先肢體上再加鏡向關(guān)節(jié).如圖2-6如此在機(jī)械人翻用 上 面 的 鏡轉(zhuǎn) 180 度 后向圖2-6肢體的雙電機(jī)含鏡向關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)行走.最后通過(guò)咱們小組的討論,圖 2-6的機(jī)構(gòu)在可行性上有必然限制 機(jī)械人在翻身后未必翻到180度,如此上關(guān)節(jié)就起不到,即無(wú)法充分靠得住的利用 鏡向關(guān)節(jié)

31、最后咱們舍棄了那個(gè)方案. 希望在以后的設(shè)計(jì)中能夠想到更好的方案. 因此最 后咱們采納的仍是圖2-5的雙電機(jī)無(wú)鏡向關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu).軀體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)流程軀體是連接四個(gè)肢體的關(guān)鍵部份,軀體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也顯得十分重要,咱們從電機(jī)的 結(jié)構(gòu)動(dòng)身,結(jié)合實(shí)際四足動(dòng)物的形體特點(diǎn),咱們的軀體設(shè)計(jì)通過(guò)以下幾個(gè)時(shí)期：圖2-7軀體機(jī)構(gòu)的實(shí)際流程圖圖2-7軀體機(jī)構(gòu)的三維圖通過(guò)最后的軀體機(jī)構(gòu)咱們就能夠夠把四個(gè)雙電機(jī)肢體專門好的連接在一路了,而且通過(guò)最后改進(jìn)的軀體梁結(jié)構(gòu),咱們能夠讓機(jī)械人有充分的靈活性,這主假設(shè)是“中間軸和兩個(gè)“錢鏈的作用圖2-7整體機(jī)構(gòu)圖主視最后把軀體和四個(gè)肢體通過(guò)螺釘緊固在一路,合好了,過(guò)操縱8個(gè)伺伏電機(jī)就能夠夠

32、讓它“行動(dòng)自如 了如此機(jī)械人的整體機(jī)構(gòu)就組第三篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)步態(tài)分析及其實(shí)現(xiàn)引言：依照節(jié)肢昆蟲的步行原理,成立起步行運(yùn)動(dòng)的模型,將昆蟲的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)化, 抽象出四足運(yùn)動(dòng)的大體原理,并制作出了一個(gè)理論驗(yàn)證模型,能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)、后退、左 轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、避障等動(dòng)作.步行原理：?jiǎn)巫阈袨槊恳粭l腿有兩種狀態(tài)：向前走和向后走,關(guān)于每一個(gè)動(dòng)作狀態(tài)來(lái)講, 分為兩步：邁腿和收腿.這兩步持續(xù)不斷的循環(huán),設(shè)其周期為T,邁腿的時(shí)刻為收腿時(shí)刻的1/3,為整個(gè)周期的1/4,那個(gè)動(dòng)作關(guān)于每條腿都是一樣的：每相鄰的兩個(gè)抬腿 動(dòng)作之間的相位差為1/4周期,由此可得出機(jī)械人在行走式的四條腿之間的時(shí)序關(guān)系, 如圖3-1所示：圖3-1四條腿之

33、間的時(shí)序關(guān)系四足和諧機(jī)械人要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固的行走,必需保證每時(shí)刻都有三條腿著地,而另 外一條腿用來(lái)行走.全數(shù)行走的隱秘在于當(dāng)一條腿抬起來(lái)時(shí),其它三條腿是同時(shí)著地而且向后退的, 如此,機(jī)械人把抬起的腿向前邁一步再放下,就走完了一步,以后連番邁其它的腿,機(jī) 械人就能夠夠持續(xù)向前走了.各類動(dòng)作順序如下四條腿別離記為右后、右前、左后、 左前,每條腿向前邁記為“t向后邁腿記為前進(jìn)：右后 T 一右前T 一左后T 一左前T； 后退：右后 J 一右前 J 一左后 J 一左前 J； 左轉(zhuǎn)：右后 T 一右前T 一左前 J 一左后 J； 右轉(zhuǎn)：右前 J 一右后 J 一左后 T 一左前 K 各條腿動(dòng)作的時(shí)序關(guān)系如圖3-1所

34、示.選 擇不同的動(dòng)作順序那么能夠?qū)崿F(xiàn)不同的行走方式.圖3-2四條腿的空間三維模擬圖第四篇 機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一通信電路設(shè)計(jì)USB模塊通信電路設(shè)計(jì)般COM!信電路設(shè)計(jì)第五篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一技術(shù)應(yīng)用軟件在本次設(shè)計(jì)中咱們利用了以下技術(shù)應(yīng)用軟件：SUPERICES G3000g思仿真開發(fā)系統(tǒng)：初期程序調(diào)試CAD SOLIDWORKS零件圖,裝配圖,三維圖的繪制.VC+、KEIL C51:程序的編寫.PROTEL電路圖的設(shè)計(jì)繪制.SUPERPRO/280 EASY 51PRO 程序的燒制.第六篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一參考書目?AT89S51系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)?單片機(jī)原理及應(yīng)用?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?USB8 口設(shè)計(jì)

35、?串口技術(shù)?8051單片機(jī)C語(yǔ)言操縱與應(yīng)用?單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編?第七篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一?附錄?USB模塊電氣特性名林功鋌最小最大午右測(cè)試柴件VCCOperating Supply Voltage445.25VIcc1Operating Supply Current50mANormal OperationIcc2Operating Supply Current250uAUSB SuspendlohlDigital IO Pins Source Current4mAVch = VCC-0 5vIoh2Digital IO Pins. Sink Current4mAVol -十 Q.5vVoidIn

36、put Vo i lags Threshold ( Lew )0.6VVo 11Input Vo tage Threshold ( High )27VVdifUSB Differential hput Sensrtivy0.2VVcomUSB Differential Common Mode0 82.5VUrxtUSB Single Ended Rx Th reshod.3YRI = 1,5k to 36TUvhUSB 0 Fins Static Output ( Low )2.8VRl = 15ktoGND|NT-TR01電氣特性信道頻窣二433,9 2,43433MH 產(chǎn)調(diào)制方式FSKp頻

37、偏充ISEHne數(shù)據(jù)傳輸速率一ZQKbHSf最大輸出功率QFlUdBm/接收靈敏度口.5dBm50Qa工作電壓/25W接收電流戶絲 OuiV發(fā)射電流一8-30mA-(待機(jī)電流8uA體積mm p31 架 27 米 5 (LWH)公第八篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)一一心得,體會(huì)&意見,建議在實(shí)踐中提升自己談作本次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)作為一名機(jī)械系,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化大三的學(xué)生, 我感覺(jué)能做類似的課程 設(shè)計(jì)是十分成心義,而且是十分必要的.在已度過(guò)的大三的時(shí)刻里咱們大多數(shù)接觸的是專業(yè)根底課.咱們?cè)谡n堂上把握 的僅僅是專業(yè)根底課的理論面,如何去鍛煉咱們的實(shí)踐面如何把咱們所學(xué)到的專業(yè)基 礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)

38、踐中去呢我想做類似的大作業(yè)就為咱們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái).在 做本次大作業(yè)的進(jìn)程中,我感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計(jì)手冊(cè)了. 為了讓自己的設(shè)計(jì) 加倍完善,加倍符合工程標(biāo)準(zhǔn),一次次翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)是十分必要的, 同時(shí)也是必不 可少的.咱們是在作設(shè)計(jì),但咱們不是藝術(shù)家.他們能夠拋開實(shí)際,盡情在空想的世界 里翱翔,咱們是工程師,一切都要有據(jù)可依 .有理可尋,不切實(shí)際的構(gòu)思永久只能是構(gòu) 思,永久無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì).作為一名專業(yè)學(xué)生把握一門或幾門制圖軟件一樣是必不可少的, 由于本次大作 業(yè)要求用Solid works制圖、PROTEL繪制電路圖、VC+編程等,因此咱們還要好好把 握這幾門軟件.盡管過(guò)去從未獨(dú)立應(yīng)

39、用過(guò)它們,但在學(xué)習(xí)的進(jìn)程中帶著問(wèn)題去學(xué)我覺(jué)察效率好高, 記得大一學(xué)CAD時(shí)感覺(jué)好難確實(shí)是由于咱們沒(méi)有把自己放在利用者的角度,單單是為 了學(xué)而學(xué),如此效率固然可不能高.邊學(xué)邊用如此才會(huì)提升效率,這是我作本次課程設(shè) 計(jì)的第二大收成.可是由于水平有限,不免會(huì)有錯(cuò)誤,還望教師批評(píng)指正.談?wù)勎业囊庖姾徒ㄗh：第一,我感覺(jué)教師給咱們作類似的課程設(shè)計(jì)是十分必要的,這不僅能夠提起咱們 對(duì)這門課的學(xué)習(xí)愛(ài)好,同時(shí)還能夠在專業(yè)上用實(shí)踐鍛煉一下咱們, 使咱們不但不在對(duì)所 學(xué)專業(yè)感到陌生,而且還能夠培育大伙兒的踴躍性.第二,我感覺(jué)應(yīng)該培育咱們的團(tuán)隊(duì)合作精神,讓幾個(gè)人一路作如此的課程設(shè)計(jì)我 想會(huì)更好的發(fā)揮咱們的特長(zhǎng).機(jī)械設(shè)

40、計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-一熒光燈燈絲裝架機(jī)上料機(jī)械手及芯柱傳送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).31 £1竄 寶仲4itK(iy -A® XJLQ) TtG 1RIW 口如 ",嗎.il國(guó)1口中勺通 小 .片 什9 '號(hào) f盯 <4阻 Qf,3中國(guó)1515(? 曲?4中?全,1 4 T 1 ttsdliHtrk “器:1晨Erms.:;膘02001112 袁滿目錄1 .設(shè)計(jì)任務(wù)22 .設(shè)計(jì)任務(wù)初步分析 33 .芯柱傳送鏈輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)34 .機(jī)械手臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 95 .機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析146 .機(jī)構(gòu)傳動(dòng)分析17附錄心得體會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告.設(shè)計(jì)任務(wù)：選擇設(shè)11任務(wù)Bo俯視圖執(zhí)行

41、機(jī)構(gòu)相對(duì)關(guān)系如圖1-1所示,軸芯柱傳送軸.2,上料機(jī)械手臂在軸I、II的驅(qū)動(dòng)下配合運(yùn)動(dòng),以到達(dá)生產(chǎn)目的.空配輔工.I轉(zhuǎn)希圖1-2各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上料機(jī)械手和芯柱傳送軸的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如圖1-2所示.現(xiàn)要求以下設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 選擇派遣芯柱傳送鏈輪作單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu),要求機(jī)構(gòu)原動(dòng)件與分派軸I或軸II回定作勻速轉(zhuǎn)動(dòng),確信機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸.2. 計(jì)算確信圖1-1中05點(diǎn)位置及擺角.選擇使上料機(jī)械手作間歇上下移動(dòng)和間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu),要求機(jī)構(gòu)原動(dòng)件與分派軸I或II固定作勻速轉(zhuǎn)動(dòng),確信機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸.3. 編程計(jì)算所設(shè)計(jì)上述機(jī)構(gòu)中執(zhí)行構(gòu)作的位移與分派軸I轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系,繪制位移規(guī)律圖,并與圖1-2所給位移規(guī)律作

42、比擬.4. 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào),確信電機(jī)到分派軸間的減速傳運(yùn)方案,并進(jìn)行傳動(dòng)比分派和傳開工作水平設(shè)計(jì)計(jì)算.5. 對(duì)驅(qū)動(dòng)鏈輪和上料機(jī)械手間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)任務(wù)初步分析1. 芯柱傳送鏈輪機(jī)構(gòu)選擇從圖1-2能夠看出,芯柱傳送鏈輪處于低速輕載的運(yùn)動(dòng)鏈結(jié)尾,且其轉(zhuǎn)/停時(shí)刻比為1:2,槽輪機(jī)構(gòu)在時(shí)刻上能夠準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)如此的運(yùn)動(dòng)要求.因此擬用槽輪機(jī)構(gòu)作為鏈輪單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的核心機(jī)構(gòu).2. 機(jī)械手間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇從圖1-2能夠看出,機(jī)械手的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)與擺動(dòng)較為復(fù)雜,凸輪機(jī)構(gòu)能夠?qū)ｉT好的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng),因此擬選凸輪機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的核心機(jī)構(gòu).三.芯柱傳送鏈輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 槽輪機(jī)構(gòu)的

43、方案設(shè)計(jì)a) 運(yùn)動(dòng)系數(shù)計(jì)算由圖1-2不難看出,槽輪運(yùn)動(dòng)系數(shù) 三的值為:r=2280-108o .3劍b) 槽輪槽數(shù)確信為幸免槽輪在啟停時(shí)沖受到?jīng)_擊,應(yīng)使圓銷在開始進(jìn)入徑向槽或從徑向槽脫出的剎時(shí),圓銷中央的線速度方向均沿著徑向槽的中央線方向,由此,對(duì)與單梢的情形,不珍貴出槽輪的槽數(shù)z與系數(shù)T的關(guān)系:2"弋0將運(yùn)動(dòng)系數(shù)二代入式2可得,適合的槽輪槽數(shù)為z=6oc) 槽輪與曲柄中央距從圖1-1能夠看出,軸II到O2的距離為150mm,因此,從結(jié)構(gòu)緊湊的方面考慮,槽輪機(jī) 構(gòu)的中央距設(shè)為 100mm.d) 槽輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈設(shè)置為了使槽輪運(yùn)動(dòng)周期和軸II的轉(zhuǎn)動(dòng)周期一致,且實(shí)現(xiàn)空間上的動(dòng)力傳送,整

44、個(gè)槽輪機(jī)構(gòu)需要用一對(duì)齒數(shù)比為1的錐齒輪將II軸的角速度正交的傳進(jìn)機(jī)構(gòu).由于槽輪運(yùn)動(dòng)系數(shù)7為定值,應(yīng)此選用z=6的槽輪后,在槽輪的一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中,槽輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度為36.口/6 = 60口的整數(shù)倍,而任務(wù)要求鏈輪每一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期轉(zhuǎn)過(guò)36口,在只有一個(gè)圓銷的情形下,需要一對(duì)傳動(dòng)比為5:3的齒輪部置在整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最結(jié)尾. e)槽輪驅(qū)動(dòng)構(gòu)示用意繪制圖3-1和3-2別離為主視和俯視示用意.2.槽輪曲柄機(jī)構(gòu)的力學(xué)設(shè)計(jì)a)圖3-1槽輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示用意主視圖圖3-2槽輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示用意俯視圖槽輪的實(shí)際半徑應(yīng)為:電二J：+其中式中.為圓銷半徑,名義半徑 立=".乂工"/2/.b） 槽輪的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)

45、算關(guān)于本機(jī)構(gòu),詁計(jì)克服摩阻力和生產(chǎn)阻力所需的承載力矩不大于100Nm ,那么通過(guò)結(jié)尾的傳動(dòng)比為5: 3的齒輪后,作用于槽輪軸的承載力矩Mz詁計(jì)約為：垢=1皿股四5=6.而.由鏈輪的直徑為 200mm,詁計(jì)折算到槽輪軸上的最大轉(zhuǎn)動(dòng)貫量Jn可不能超過(guò)一個(gè)直徑250mm ,厚50mm的鋼制圓盤密度 mm3,即：；=二二 0.5jtx7.85x2504 x50 = 150500,芻二 135964M參考文獻(xiàn)1,六槽槽輪最大類角加速度 1,槽輪的驅(qū)動(dòng)力矩 切二值為:%二見+1"=6加十.15.5,1.赤6公2.乂2開/6.口6加加c） 圓銷的半徑計(jì)算由文獻(xiàn)1得,一樣取：% "6八應(yīng)式

46、中r為曲柄的半徑,由幾何關(guān)系可得,r=50mm,那么圓銷半徑取r=8mnid） 槽輪的強(qiáng)度設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)1,六槽槽輪機(jī)構(gòu)圓梢所受最大作使勁J+0%J的計(jì)算公式如下:式中a為中央距,參數(shù)c、d的取值查文獻(xiàn)1為、,代入式得,皿45鋼,感應(yīng)淬熾熱處置,由以上較小結(jié)果得選擇接觸疲勞強(qiáng)度為設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么,選擇槽輪材料為熱處置品級(jí) MQ外表硬度45HRC圓銷采納ZCuSn10P1錫青銅.由文獻(xiàn)3得,45鋼的彈性模量4=2口3勢(shì)力,泊松比尸024 , ZCuSn10P1錫青銅的彈性模量£產(chǎn)110存Pa ,泊松比"i=5W3,依照公式,槽輪與圓銷的最短接觸長(zhǎng)度為：由于圓銷較易改換,且為耐磨材料,

47、因此接觸強(qiáng)度以槽輪為準(zhǔn),查文獻(xiàn)0110°蜂口,代入式得£ = 2.8422柳修,由此得選用i0mmB的槽輪是超級(jí)平安的. e各軸的直徑詁算參考文獻(xiàn)2,按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸徑的最小值d為：&之麗麗五d關(guān)于45鋼的軸,由于存在必然的沖擊,A取較大值120,將各軸所經(jīng)受扭矩代入式得槽輪和曲軸所在軸的最小直徑應(yīng)大于23mm圓整為25mm鏈輪軸由式所計(jì)算結(jié)果略大于25mm從設(shè)計(jì)方便的角度,也取 25mm限于工作臺(tái)板和軸 II的空間位置,本機(jī)構(gòu)所用軸不可 能太長(zhǎng),因此在那個(gè)地址不進(jìn)行彎扭強(qiáng)度校核. f鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),直徑25mm勺軸的鍵高為7mm按平鍵連接的擠壓壓強(qiáng)計(jì)

48、算,最小工作鍵長(zhǎng)l按以下式計(jì)算,取 =11°阿"：將各軸所受扭矩代入式,槽輪與曲柄所在軸的工作鍵長(zhǎng)的最小值為不到13mm鍵輪軸的為不到21mm3.鏈輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算a） 傳動(dòng)比5:3的齒輪副設(shè)計(jì)計(jì)算由于傳遞扭矩不大,采納直齒漸開線齒輪方案,由圖 3-1中所示幾何關(guān)系可得,此對(duì)齒輪 中央矩為50mm采納開式齒輪,一樣按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,并將模數(shù)增大15%以考慮磨損的阻礙.我的實(shí)際作法為,試選擇齒數(shù)為15, 25,模數(shù)為的齒輪,小齒輪為幸免根切,變位系數(shù)計(jì)算如下：x 二定一限一 一二 1；,= 0.1175 燈 0.12手g17利用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版漸開線圓

49、柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行校核計(jì)算,設(shè)置如下:傳遞轉(zhuǎn)矩齒輪1轉(zhuǎn)速5r/m ,非對(duì)稱布置軸剛性較大 HRC熱處置質(zhì)量要求 MQ精度品級(jí)三組偕 齒輪2轉(zhuǎn)速3r/m,非對(duì)稱布置軸剛性較大 HRC熱處置質(zhì)量要求 MQ精度品級(jí)三組偕,硬齒面,材料為45鋼外表淬火,6級(jí),齒厚上下誤差F、L,齒寬,硬齒面,材料為45鋼外表淬火,6級(jí),齒厚上下誤差F、L,齒寬兩齒輪模數(shù)2,原動(dòng)機(jī)稍微振動(dòng),工作機(jī)均勻平穩(wěn),開式傳動(dòng),齒輪工作壽命硬度45-50 20,變位系數(shù)硬度45-50 20,變位系數(shù)10000小時(shí),齒形作適當(dāng)修形具體結(jié)果見附錄 117的直齒錐齒齒輪,程序校驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明這對(duì)齒輪在模數(shù)減小20斷彎曲疲勞強(qiáng)度仍然足夠大

50、.b） 傳動(dòng)比1 : 1錐齒齒輪副設(shè)計(jì)計(jì)算仍然采納開式傳動(dòng),為減小齒輪直徑并非產(chǎn)生根切,選用一對(duì)齒數(shù)為大端模數(shù)選試選,齒寬系數(shù)選1/3 ,利用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版,錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)程序版本 進(jìn)行模數(shù)減少18魁曲疲勞強(qiáng)度較驗(yàn)程序參數(shù)設(shè)置如下：傳遞轉(zhuǎn)矩,齒輪一、2轉(zhuǎn)速20r/min載荷特性：原動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn),工作機(jī)稍微振動(dòng)預(yù)定壽命10000小時(shí)工作齒面硬度：硬齒面齒輪一、2的材料勻?yàn)?5鋼,外表淬火4550 (HRQ ,熱處置質(zhì)量要求 MQ齒數(shù)17, 大端模數(shù),齒寬系數(shù),不等頂隙 計(jì)算彎曲強(qiáng)度設(shè)置：對(duì)稱循環(huán)載荷,齒根外表粗糙度M <16聲蟆,齒條類別/ 2/ = 1.25 p f = 0.215%

51、勺要求.(具體程序結(jié)果說(shuō)明這對(duì)齒輪在彎曲疲勞強(qiáng)度上相當(dāng)平安,且符合模數(shù)放寬 結(jié)果見附錄2)4. 轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的布置a) 布置的依據(jù)為了提升支承的剛度,和經(jīng)受必然的軸向載荷,有一錐齒齒輪懸掛的曲柄軸選用角接觸球 軸承或圓錐滾子軸承進(jìn)行反裝配制.槽輪所在軸雖無(wú)專門大的軸向載荷,可是為了提升安裝精 度,便于軸承預(yù)緊,也選用一對(duì)角接觸球軸承.由于沒(méi)有對(duì)鏈輪軸的上半部份進(jìn)行設(shè)計(jì),因此 保險(xiǎn)起見,鏈輪軸也選用正裝角接觸球軸承.b) 布置不用意3-3)(5E圖3-4轉(zhuǎn)動(dòng)軸承配制示用意5. 機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)中的有關(guān)計(jì)算與碰到的問(wèn)題a) 槽輪的實(shí)際半徑和止動(dòng)圓弧半徑的選擇田= 26.6025和式()得圓弧實(shí)距半徑為 J

52、=06 9713 ,可得比擬接近的槽輪半徑的公差為R87f7 ,即R87洵萬(wàn)b) 止動(dòng)圓盤的平安輪廓由幾何關(guān)系能夠看出,止動(dòng)圓盤的張角雖能夠定為12口口,但形狀如選擇不行將與槽輪發(fā)生運(yùn)動(dòng)干與,因此在設(shè)計(jì)中覺(jué)察有必要計(jì)算一下.如圖 3-4所示,在止動(dòng)盤缺口范圍內(nèi),與槽 輪、曲柄公軸線呈a角方向上的最大向徑OA與夾角a有以下關(guān)系：圖3-4O" OB= OC-CB ZAOEB= a =Z HOGC H E三點(diǎn)共線；/ HCGW DCB= 3 ;CB=CD圖3-5由以上關(guān)系能夠推出：fl = ji 16 - arctan："皿,()那么在止動(dòng)盤缺口范圍內(nèi),與槽輪、曲柄公軸線呈a角方向上的最大向徑0A( = a-OD(S) = a- 0D(開/6- ai-ctan)2E)()由此編程計(jì)算止動(dòng)圓盤的最大合理輪廊,