Mar 15

垂直多关节机器人臂部和手部设计
摘要:由于关节型机器人具有传动原理简单、结构凑紧、所占空间体积小、相对的工作空间大,还能绕过基座周围的一些障碍物等特点。综合以上几点考虑,以及为了提高生产效率和降低劳动强度,满足特定的工作要求,课题设计的机器人为垂直多关节机器人,采用了直流伺服电机驱动,通过一系列的轴和齿轮传动顺利实现了腕部的旋转与摆动,手爪的自动抓取与放松工件运动。为了使整个机构结构紧凑,合理布置了电动机、轴和齿轮,设计了齿轮和轴的结构,并进行了强度校核计算。由于驱动电机的个数与手臂自由度的个数是紧密联系的,因此减少电机的数量不但能减小机械手臂的重量,而且还会简化整个系统的动力学与运动学的分析。传动中采用了软轴、波纹管联轴器、传动轴和两对齿轮传动。在选材方面,为了使机器人重量较轻,以及腕部能够灵活的运动,故选取轻型材料,我所设计的机器人的材料为铸造铝合金中的铝铜合金。该机器人手臂具有刚性好、传动精度高、重量轻的特点。设计中大多采用了标准件和常用件,降低了设计和制造的成本。

关键词:垂直多关节机器人;伺服电机;齿轮传动;手臂


The Design of arm and hands for Vertical multi-joint robot
Abstract:As the joint coordinates robot with a simple principle, the structure together tight, has the small space, compared to the work of a large space, can bypass obstacles around the base some characteristics. As the above considerations, and in order to improve production efficiency and reduce labor intensity, to meet specific work requirements, This designed robot is vertical multi-joint robot , using a DC servo motor, Through a series of shafts and gears realizated wrist rotation and swinging, and the movement of Auto-Hand crawls and relax. In order to make the entire structure is compact, rational layout the motor shaft and the gear , design the structure of the gear and shaft, and the strength verification. Due to the number of motor-driven and the number of degrees of freedom of arms are closely linked, thus reducing the number of motor not only reduce the weight of the arm, but also it will simplify the analysis of the whole system dynamics and kinematics. The transmission of the design has used the flexible shaft, bellows couplings, wrist and two pairs of gear drive. In the choice of material, in order to make the robot weight lighter and the wrist can movements Agile. so selection of light materials, I have designed materials of robot is aluminum-copper alloy of cast aluminum alloy . This robot’s arm has superity of good rigidity, precise transmission and weight lighter. So the design mostly used the standard parts and common parts, reduced the cost of the design and the production.

Key words: Vertical multi-joint robot;servo motor ;transmission of gears ;arm


目    录
1 前言 1
1.1课题来源 1
1.2 技术要求及预期效果 1
1.3 本课题要解决的主要问题及设计总体思路 1
1.4 国内外研究现状及发展状况 1
1.4.1 研究现状 1
1.4.2 发展趋势 2
2 总体方案设计 4
2.1 机械结构类型的确定 4
2.2 传动方案的确定 4
2.3 工作空间的确定 5
2.4 手腕结构的确定 5
2.5 驱动装置的选择 6
2.5.1 机器人驱动方案的分析和选择 6
2.5.2 手腕电机的选择 7
2.5.3 传动比的确定及分配 8
3 齿轮的设计 9
3.1齿轮强度的设计与校核 9
3.1.1第一级圆柱齿轮传动设计 9
3.1.2 第二级圆锥齿轮传动设计 12
4 轴的设计 15
4.1 转腕传动轴的选择 15
4.2 摆腕传动轴的设计 15
4.2.1 圆柱齿轮轴的设计 15
4.2.2 轴的强度校核 16
4.2.3 圆锥齿轮轴的设计 20
4.2.4 手腕连接轴的设计 21
4.2.5 大臂小臂连接轴的设计 22
5 轴承的设计 23
5.1 轴承的选择 23
5.2轴承的寿命计算 23
6 其它零部件的选用 25
6.1 键连接的选用 25
6.2 壳体的设计 25
6.3 机器人手臂材料的选择 25
6.4 机器人臂部连接件的选用 25
7 关节型机器人的位姿分析 27
8结论 31
参 考 文 献 32
致  谢 33
附    录 34


参 考 文 献
[1] 蔡自兴.机器人学[M].北京:清华大学出版社,2000.
[2] 殷际英,何广平.关节型机器人[M].北京:化学工业出版社, 2003.
[3] 费仁元,张慧慧.机器人机械设计和分析[M] .北京:北京工业大学出版社,1998.
[4] 马香峰.工业机器人的操作设计和分析[M] .北京:冶金工业出版社, 1996.
[5] 陈秀宁,施高义.机械设计课程设计[M].第一版.浙江:浙江大学出版社,1995 .
[6] 周伯英.工业机器人设计[M] .北京:机械工业出版社, 1995.
[7] 徐锦康.机械设计[M] .第二版.北京:机械工业出版社,2001.
[8] 林尚扬, 陈善本,等.焊接机器人及其应用[M]. 机械工业出版社,2000.8.
[9] 徐灏.机械设计手册[M] .第二版.北京:机械工业出版社,2000.
[10] 宗光华,刘海波译.机器人技术手册[M]. 北京:科学出版社, 1996.
[11] 徐卫良,钱瑞名译.机器人操作的数学导论[M].北京:机械工业出版社,1998.
[12] 孙迪生,王炎.机器人控制技术[M] .北京:机械工业出版社,1998.
[13] 徐卫平,张玉茹,六自由度微动机构的运动分析[J].机器人,1995,17.(5):298-302.
[14] 汪木兰,张崇巍,饶华球,张思第.多关节机器人通用体系结构的研究[J].
床与液压,2005,(2):60-62.
[15] 成大先.机械设计手册[M].第四版.北京:化学工业出版社,2002.
[16] 刘辛军,汪劲松,高峰.并联六自由度微动机器人机构的设计方法[J].清华大学学报(自然科学版), 2001,41.(8):16-20.


附    录
1  机器人总装图               JQRZQ-00                        A0
2  臂部腕部装配图             JQRZQ-03-00                     A0
3  圆柱齿轮                   JQRZQ-03-06                     A3
4  圆柱齿轮轴                 JQRZQ-03-07                     A3
5  圆锥齿轮轴                 JQRZQ-03-08                     A3
6  大锥齿轮                   JQRZQ-03-09                     A2
7  手腕轴                     JQRZQ-03-11                     A3
8  支撑板                     JQRZQ-03-14                     A3
9  右手爪                     JQRZQ-03-16                     A4
10左手爪                     JQRZQ-03-17                      A4
11 压块                       JQRZQ-04                        A3
12 传动原理图                 JQR01                           A2
13 空间位置图                 JQR02                           A3

        
Mar 15

目    录
1 前言 1
2 总体设计 2
2.1拔杆粉碎还田机与拖拉机的联结 2
2.2 拔杆粉碎还田机的配置 2
2.3 拔杆部分 3
2.3.1拔杆机现状 3
2.3.2 对拔杆机的要求 4
2.3.3 本课题拔杆机选择 4
2.3.4 拔杆机工作原理 5
2.3.5 本课题拔杆机的技术解决方案 5
2.3.6 本拔杆机的优点 6
2.3.7 通轴刨刀的设计 7
2.2.8拔杆刀轴入土深度可调设计...........................................7
3 部件设计 8
3.1 侧边齿轮箱总成 8
3.2 刀轴总成 9
4 设计计算 10
4.1 运动计算 10
4.2动力计算 11
4.3 主要零件的应力计算及强度校核 15
4.3.1 圆锥齿轮主要零件的应力计算及强度校核 15
4.3.2直齿圆柱齿轮 17
4.4 轴与齿轮的计算.....................................................22
5 使用维护与保养 ... 27
6 结论 29
参考文献 30
致    谢...............................................................31
附    录...............................................................32


1前言
机械化秸秆粉碎直接还田技术, 就是用秸秆粉碎机将摘穗后的玉米及高粱、小麦等农作物秸秆就地粉碎, 均匀地抛洒在地表, 随即翻耕入土, 使之腐烂分解,直接还田。这种机械化秸秆粉碎直接还田技术, 不仅能够改善土壤结构, 增加土壤有机质含量, 减少病虫害, 培肥地力, 延缓土壤板结, 增强保水保肥能力, 而且能够争抢农时, 节省劳动力, 减轻农民朋友的劳动强度, 同时也是充分利用秸秆资源、减少秸秆焚烧、保护大气环境、发展生态农业、实现有机农业和可持续发展农业的重要保证。
发达国家在还田机具的研制和生产上起步较早,美国万国公司于20世纪60年代初首次在联合收割机上采取切碎机对秸秆进行粉碎还田,其后研制了与90KW拖拉机配套的60型秸秆切碎机。英国在20世纪80年代初在收获机上对秸秆进行粉碎,并采用梨式耙进行深埋。日本采用的是半喂式联合收割机后面安装切草装置,一次能完成收获和秸秆粉碎。我国机械化秸秆还田回收起源于20 世纪80 年代,发展速度较慢,主要开发的产品是与中小型拖拉机配套使用的秸秆粉碎还田机具。  
目前国内生产的秸秆还田机械种类繁杂, 且功能单一, 有的只粉碎秸秆不能灭茬, 或秸秆粉碎后不能充分掩埋, 撒落在地表, 不易沤制, 影响播种和种子发芽。若秸秆粉碎和旋耕灭茬分两次作业, 又会增加作业成本。同时, 现有机具作业时还存在运转平稳度差, 动力传递可靠系数小, 无安全保障, 秸秆粉碎率低, 不能铲除作物根茬等缺陷。
本课题所设计的1BF-160型拔秆粉碎还田机是为金马-500型拖拉机配套设计的农机具,该农机具具有拔杆和粉碎的作用。可以把拔杆机和粉碎机技术运用于同一台机子上,设计、计算与50马力轮式拖拉机相匹配的拔秆粉碎还田机的传动系统和动力参数;设计与拖拉机悬挂以及连接的机构;设计拔杆机和粉碎两个组成部件以及一个传动系统的结构,绘制部件图。最终设计的拔秆粉碎还田机能够达到, 拔杆机和粉碎两个工作部件,能各自独立作业,共用一个传动系统,即通过换装不同的组成部件可实现不同项目的作业,由于该产品具有一机两用的功能,因此具有较好地适用性和一定先进性。











2总体设计
设计的总体方案,在现有的机型“锤爪式粉碎还田机” 的基础上,融合“拔棉杆机的技术,使之两机合一,以达到一次性完成拔杆、粉碎和还田作肥的目的。
粉碎还田机包括万向节传动总成,整体主梁悬挂总成、中央齿轮箱、侧支承、刀轴和机罩总成。中央齿轮箱由动力输入轴、动力输入轴轴承壳,主动伞齿轮、从动伞齿轮、动力输出轴、承壳、箱体、箱盖、轴承、油封和螺栓组成。其特征是动力输入轴轴承壳向齿轮箱的前上方伸出与整体主梁悬挂总成联接,动力输出轴伸出动力输出轴轴承壳与刀轴联接。在锤爪式粉碎还田机机壳上装一齿轮箱,由中央齿轮箱经带传动系统传到拔杆齿轮箱,在齿轮箱里经齿轮传动传到拔杆刀轴。
粉碎还田机按普通的分类方式大致可以分为卧式和立式,由于卧式的使用比较普遍,所以本次课题的粉碎还田机选择卧式。


参考文献
[1] 徐锦康.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2004.4
[2] 机械工程师手册编委会.机械工程师手册(第三版)[M].北京:机械工业出版社2007.3
[3] 沈世德.机械原理[M].北京:机械工业出版社,2002.2
[4] 邱宣怀.机械设计[M].北京:高等教育出版社,1997.8
[5] 朱孝录.齿轮传动设计手册[M].北京:化学工业出版社,2005
[6] 朱炳麒.理论力学[M].北京:机械工业出版社,4004.6
[7] 王旭、王积森.机械设计课程设计[M].北京:机械工业出版社,2003.7
[8] 朱炳兰.简明农机手册[M].河南:河南科学技术出版社,2003.8
[9] 黄新平. 棉秆粉碎收获机的设计[J].农业机械学报,2003.4
[10] 中国农业机械化科学研究院.农业机械手册(下册).北京:机械工业出版社,1988

附 录
序号       图名                  图号           图幅    张数
1       总装图                 1BF-160-00       A0       1
2       田间作业状态图         1BF-160-00       A0       1
3      拔杆刀部件图            1BF-160-01-00    A3       1
4       齿轮箱                 1BF-160-02       A3       1
5       第一轴                 1BF-160-03       A3       1
6       传动轴                 1BF-160-04       A2       1
7       齿轮轴                 1BF-160-05       A3       1
8       刀轴                   1BF-160-06       A2       1
9       大锥齿轮               1BF-160-07       A2       1
10     小锥齿轮                1BF-160-08       A3       1
11      传动齿轮               1BF-160-09       A3       1

        
Mar 15

基于ANSYS的挤出跑步机塑料边条模具的设计及机头的                      加工仿真        
摘 要:当今市场上出售的塑料制品中,挤出成形制品的种类日益增多,塑料管材、板材、薄膜和异形材等已在应用中占有非常重要的地位。其中异型材制品应用的范围最为广大,相应的异型材挤出机头的需求量也在增加。挤出机头是挤出成型的关键设备,其主要作用是将塑料熔体分布于流道中,以使物料以均匀的速度从机头中挤出,形成所需要的端面形状和尺寸的制品。流道设计是挤出机头设计的关键,其结构的合理性直接影响到挤出制品的质量和生产效率。所以要改进产品的质量,提高产品的产量和效率就需要从挤出机的熔融、成形和冷却固化这三方面加以研究。可以使用AutoCAD进行绘图,用Pro/E建模,再运用ANSYS有限元分析软件进行模具机头的强度分析,最后用MasterCAM进行机头的仿真生程。通过以上的现代数字化技术的不断提高大大减少了试模中的损耗,并且从产品的质量、产量和效率上也有了很好的改进。
关键词:塑料异型材;挤出机头;流道;设计。


Based on ANSYS treadmill plastic extrusion die edge of the nose of the design and processing simulation
Abstract:On the market today the sale of plastic products, extrusion forming the types of products have increased, plastic pipe, sheet metal, wood and other films and has been profiled in the application occupies a very important position.Profile products of which the scope of application of the most overwhelming majority of the corresponding Profile Extrusion nose of the demand is increasing.Extrusion die extrusion is the key equipment, and its main role is to be distributed in the plastic melt flow, so that a uniform rate of material from the nose of the extrusion, formed by the need to end the shape and size of products .The design flow out of the nose is the key to the design, and the structure of the reasonableness of the extrusion products directly affect the quality and production efficiency.Therefore, we must improve the quality of products, improve product yield and efficiency needed from the extruder the melting, forming and cooling curing these three areas to study.AutoCAD can use for mapping, using Pro / E model, and then use ANSYS finite element analysis software to mold the strength of the nose, a nose MasterCAM by the end of the simulation process of Health.Through more modern digital technology continues to improve significantly reduce the loss in the test mode, and from product quality, productivity and efficiency is also a very good improvement.
Key words:Plastic Profile;Extrusion die;Flow;Design.


目    录
1 绪论 2
1.1 行业模具 2
1.2 国内外模具发展状况和趋势 3
2 挤出工艺与模具设计 4
2.1 挤出模具设计 4
2.2 机头设计 5
2.3 分流锥及其支架设计 5
2.4 冷却定径套设计 6
2.4.1 内定径芯模 6
2.4.2 压缩空气外定径套 6
2.4.3 真空外定径套 7
2.5 过滤部分(机头过滤体) 8
2.6 机头和挤塑机联接设计 10
2.7 机筒 11
2.8 模具内熔料的流变特性 12
2.9 挤塑模设计的理论基础 12
3 模具的装配和校核 13
3.1 塑料熔体在圆管内流动 13
3.2 口模联接螺钉的强度校核 14
3.3 口模尺寸 15
3.3.1 成形端长度 15
3.4 机筒材料 16
3.5 分流器支架的校核 16
3.6 PRO/E 模具装配 19
3.6.1 绘制三维图 19
3.6.2 零件装配 20
3.6.3 装配爆炸图 23
3.7 ANSYS有限元静力分析 26
3.7.1 分析问题 26
3.7.2 建立模型 26
3.7.3 机头的底部施加位移约束 27
4 仿真加工 35
4.1 Master CAM 仿真加工 35
4.1.1 工艺性审查 35
4.2.2 加工仿真 36
5 结论 44
参考文献 45
致    谢 46
附    录 47

参考文献
    [1]申开智. 异型材挤塑模设计[M].塑料成型模具.中国轻工业出版社,2006.
[2]王义林. 模具CAD/CAE/CAM[M].北京:电子工业出版社出版,2000.
[3]陈世煌. 塑料成型机械[M].北京:化学工业出版社,2005.
[4]初利宝. Pro/ENG INEER Wildfire 模具设计[M].北京:北京大学出版社,2005.
[5]朱复华. 挤出理论及应用[M].北京:中国轻工业出版社,2001.
[6]耿孝正. 各种双螺杆挤出机的性能及应用[J]. 中国塑料, 1995,(5):66-72.
[7]王善勤. 塑料挤出成型工艺与设备[M].北京:中国轻工业出版社,1998.
[8]张小文,等. 塑料挤出技术[M].北京:金盾出版社,1990.
[9]黄毅宏. 模具制造工艺[M].北京:机械工业出版社,1995.
[10]韩敬华,王天东. 挤出模设计浅析[J].模具制造,2007,(7):57-59.
[11]吴有章. 塑料挤出模具设计的分析[J].武汉理工大学学报,2001,(2):195-197.
[12]金秀洪. 塑料挤出模具的校核[J].塑料科技,2000,(6):33-35.
    [13]贾润礼,赵光星.新型塑料挤出机头设计[M].北京:国防工业出版社,2007.

附    录

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

图名

机头装配图

外套

真空冷却套

模口

压缩机头

分流锥

分流机头

加热固定板1

栅板

机筒

机头法兰盘

机筒法兰盘

塑料边条

加热固定板2

模具三维图册

模具零件加工工序卡片集

零件加工工艺过程卡片集

数控仿真程序表

强度分析图册

图号

JTMJ-08-00

JTMJ-08-01

JTMJ-08-02

JTMJ-08-03

JTMJ-08-04

JTMJ-08-05

JTMJ-08-06

JTMJ-08-07

JTMJ-08-08

JTMJ-08-09

JTMJ-08-10

JTMJ-08-11

JTMJ-08-12

JTMJ-08-13

图幅

A0

A3

A3

A3

A3

A3

A3

A4

A4

A3

A3

A3

A4

A4

张数

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

一套

一套

一套

一份

一份


        
Mar 15

仿人型机器人总体及臂手部结构设计
摘要:本文对仿人机器人构型的研究现状进行综述,分析了国内、外现有仿人机器人普遍采用的串联构型的特点;介绍了人体的结构,对关节、肢体构成与运动进行简化,建立人体的简化构型。提出了仿人机器人研究中存在的、需进一步研究的相关问题,针对问题提出了研究重点及未来发展方向。本课题设计的仿人机器人具有9个自由度,包括头部俯仰、肩关节转动与摆动、肘关节摆动和腕关节摆动。机器人关节是机器人的基础部件,其性能的好坏直接影响机器人的性能,本课题设计的仿人机器人关节处,利用步进电机经过一对直齿圆柱齿轮来传递动力,它具有结构简单、紧凑、传动稳定等优点。由于仿人型机器人的运动模型与人体的运动模型是不同的,所以捕获的人体的动作数据不能直接应用于仿人型机器人,需要通过运动学匹配将获取的人体动作数据转化为满足运动学约束的仿人型机器人运动数据。机器人上肢在空中运动,其运动学约束条件只包括关节范围及自由度的数目。该仿人机器人具有类似于人的各主要关节,能够完成步行和手臂简单舞蹈等基本动作功能。

关键词:仿人型机器人;结构设计;三维造型


The Design of Overall and Hand Arm Structure
of Humanoid Robot
Abstract :The current status and development of the mechanismarchitecture of humanoid robots are summarized and the characteristics of the serial architectures used universally in current humanoid robots at home and abroad are analyzed; The structures of human body is simply introduced and joints, the constitution of limbs and its movement are investigated and simplified. The humanoid robots can be applied in the occasion of robots service, popularization of science, entertainment and the research of humanoid robots, especially the biped robots, may be helpful to the intelligent prosthesis development in the future. The topics designed humanoid robot has nine degrees of freedom,including the head pitching,swinging and shoulder rotation,Swing elbow and wrist swinging.Robot joint robot is the basis of components, their performance will have a direct impact on the performance of robots, The topics designed humanoid robot joints,using stepper motor through a spur gear to transfer power, It is simple and compact structure, transmission and stability advantages. The kinematics and dynamics research of a humanoid robot are crucial problem, which must be solved. They affect the walking performance. As the humanoid robot motion model and the human body motion model is different, so capture the movements of human data can not be directly applied to humanoid robots, needs the human body movement data which will gain through the kinematics match to transform for satisfies the kinematics restraint to imitate the human robot movement data. Robot arm in the air campaign, the kinematic constraints only joint scope and the number of degrees of freedom. The humanoid robot is similar to that of the major joints, and walking to complete a simple dance arm basic motor function.
Key words:Humaniod Robot;Structural Design;3D Modeling


目录
1前言 1
1.1 仿人机器人的概念 1
1.2 课题来源 1
1.3 技术要求 1
1.4 国内外研究现状及发展状况 2
1.4.1 国内研究现状 2
1.4.2 国外研究现状 2
1.4.3 发展趋势 3
1.5 本课题要解决的主要问题及解决方案 4
2 总体方案设计 6
2.1 仿人机器人臂手部结构的确定 6
2.2 仿人机器人上身尺寸的确定 6
2.3 结构的设计 6
2.4 仿人机器人自由度的确定 6
2.5 电机的选择 7
3 机器人驱动装置的设计 8
3.1 肩部步进电机的选择 9
3.2 肘部步进电机的选择 9
3.3 腕部及头部电机选择 10
4.仿人机器人机械传动件的设计 11
4.1 齿轮的设计 11
4.1.1 肩部齿轮的设计与校核 11
4.1.2 肘腕部齿轮设计 13
4.1.3 头部齿轮的设计 14
4.2 轴的设计与计算 15
4.2.1 轴的结构设计 15
4.2.2 轴的强度计算 16
5. 仿人型机器人连接板的设计及校核 20
5.1 肩部连接板的设计与校核 20
5.2 电机支撑板的设计与校核 21
6. 仿人型机器人三维造型及运动仿真 22
6.1 仿人型机器人三维造型 22
6.2 仿人型机器人运动仿真 23
6.3 仿人型机器人舞蹈运动分析 23
6.4 仿人机器人重力分析 23
7 结论 25
参考文献 26
致    谢 27
附    录 28


参考文献
[1] 贾丁.仿人机器人概述[J].机器人技术与应用,2002,(5):6-7.
[2] 李允明.国外仿人机器人发展概括[J].机器人,2005.11,(6):562-568.
[3] 徐锦康. 机械设计[M] .机械工业出版社 2004.4.
[4] 王旭,王积森. 机械设计课程设计[M] .机械工业出版社 2004.6.
[5] 钱志峰,刘苏. 工程图学基础教程[M] .科学出版社 2001.9.
[6] 成大先. 机械设计手册[M]. 化学工业出版社  2002.1.
[7] 徐灏.  机械设计手册[M]. 北京:机械工业出版社  2002.
[8] 周建方. 材料力学[M]. 机械工业出版社  2004.1.
[9] 龚振邦.机器人机械设计[M].北京:电子工业出版社  1995.11.
[10] 费仁元,张慧慧.机器人设计和分析[M].北京工业大学出版社  1998.9.
[11] 周伯英. 工业机器人设计[M]. 北京:机械工业出版社  1995.
[12] 蔡自兴. 机器人学[M].北京:清华大学出版社  1995.
[13] 赵晓军. 基于人体运动的仿人型机器人动作的运动学匹配[J]. 机器人,2005.7,(4):358-361.

附    录
序号       图名                    图号            纸张        
1     总装图                       LJJROB-00        A0        
2     臂手部装配图                 LJJROB-01-00     A0        
3     手臂连接板                   LJJROB-01-04     A4        
4     固定挡板                     LJJROB-01-08     A4        
5     轴                           LJJROB-01-09     A4        
6     大臂电机盒                   LJJROB-01-10     A3        
7     肩部连接板                   LJJROB-01-19     A3        
8     轴                           LJJROB-01-20     A3        
9     电机支撑板                   LJJROB-01-27     A4        
10    前胸板                       LJJROB-01-31     A2        
11    三维造型                     图册             A412
                                                    A35

        
Mar 15

粗镗连杆大头孔专用镗床总体及镗削头设计
摘 要:本课题设计一台双面卧式专用镗床。该组合机床设计的内容主要包括总体设计和部件设计两部分。总体设计:本镗床用于粗镗加工连杆大头孔,一个工作循环可同时粗加工两个连杆的四个孔。根据工艺和加工的需要,两两并排设计4个专用的镗削头。为了使主轴轴承结构具有刚度好、精度高及调整简单的特点,选择了1TAb25的镗削头。但为了使1TAb25的镗削头能够在本专用镗床上使用,故将部分结构进行了改进设计。在专用镗床的设计中,完成了专用镗削头的总装配图和零件图的设计。为保证主轴的刚度与精度,在对主轴进行了校核计算。主轴中设计了两个锥度为1:12的的轴段用于安装支承和固定圆柱滚子轴承,由于镗削头的精度要求很高,在轴承处使用了锁紧螺母进行轴向固定。此外,还进行了主轴配套轴承的选用和校核。
此次设计的组合机床,结构简单、维护方便,尽量使用了通用零部件来降低制造成本,达到了设计的要求。
关键字:镗削头;组合机床;连杆;镗孔


Overall and boring design of machine tool for boring connecting bar
Abstract: This topic is to design a special double-sided horizontal boring lathe. The design of modular machine mainly includes overall design and part design. Overall design: this boring machine that I design is used to process big hole of Linkage, meanwhile, it also can process four hole of two linkage in a work cycle. According to the needs of technology and processing, we should design four special boring head which is two side by two side. Besides, I select 1TAb25 boring head in order to make the structure of spindle’s bearing having better stiffness, high precision, and simple adjustment as well. But in order to making 1TAb25boring head can be used in this special boring machine, I improved and designed some parts of it’s structure. During the design of special boring machine, I completed the design of overall assembly and parts assembly, moreover, I check and calculate spindle to guarantee stiffness and accuracy. I design two axis which taper is 1:12 to install bearing and fix bearing of cylindrical roller, I used locking nut to fix the direction of bearing owing to the reason of  boring head’s high precision. In addition, I select and check matching bearing as well.
Modular Machine that I design not only have many advantages such as simple structure, easy maintenance. But also meet the design requirements , also I make full use of General parts to reduce the cost of manufacture in the same time.
Key words: Exclusive Boring; Modular Machine; Linkage; Boring hole


目    录
1 前  言 1
2 总体设计 3
2.1工艺方案的拟订 3
2.2 切削用量的确定 3
2.3计算切削力、切削扭矩及切削功率 4
2.3“三图一卡”的设计 6
2.3.1被加工零件工序图 6
2.3.2 加工示意图 8
2.3.3 机床联系尺寸图 9
2.3.4  机床生产率计算卡 9
3 专用镗削头设计 13
3.1镗刀的选用 13
3.2 轴的设计 13
3.2.1轴的结构工艺 13
3.2.2主轴的选用 14
3.2.3 主轴的强度校核计算 17
3.3主轴密封装置的选用 18
3.4 轴端连接方式 19
3.5 主轴支承轴承的选用 20
3.5.1主轴支承轴承选用 20
3.5.2 主轴轴承的寿命计算 21
4 设计小结 24
参 考 文 献 25
致 谢 26
附 录 27

参 考 文 献
[1] 谢家瀛主编. 组合机床设计简明手册[M].北京:机械工业出版社,1999
[2] 刘华明主编. 金属切削刀具课程设计指导资料[M].北京:机械工业出版社,2000
[3] 王旭,王积森主编. 机械设计[M].北京:机械工业出版社,2003.
[4] 谈嘉祯主编. 新编机械设计师手册[M].北京:中国标准出版社,2001
[5] 徐锦康主编. 机械设计[M].北京:高等教育出版社,2004.
[6] 王大康,卢颂峰主编. 机械设计课程设计[M].北京:北京工业大学出版社, 2000.
[7] 成大先主编. 机械设计手册单行本机械传动[M].北京:化学工业出版社,2004.
[8] 吉林工业大学,吉林工学院,东北工学院主编. 金属切削机床设计[M]. 上海:     上海科学技术出版社, 1980.

附 录
     图名                   图号              图幅           张数
1 机床尺寸联系图        GJ486-0001            A0              1
2 加工零件工序图        GJ486-0002            A3              1
3 加工零件示意图        GJ486-0003            A3              1
4 生产率计算卡          GJ486-0004            A4              1
5 镗削头总装配图        1TAb25-01             A0              1
6 阶梯双头镗刀          1TAb25-03             A2              1
7 箱体                  1TAb25-11             A0              1
8 法兰盘1               1TAb25-12             A4              1
9 隔套1                 1TAb25-40             A4              1
10主轴                  1TAb25-41             A1              1
11 法兰盘2              1TAb25-44             A4              1
12 法兰盘3              1TAb25-45             A4              1
13 隔套2                1TAb25-49             A4              1

        
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