碼垛機(jī)器人設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)碼垛機(jī)器人設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄第一章 緒論 11.1課題的背景、來(lái)源及意義 11.2碼垛機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程及發(fā)展趨勢(shì) 21.3課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容 2第二章碼垛機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 42.1方案的確定 42.2總體設(shè)計(jì)思路 6第三章碼垛機(jī)器人腕部和腰部設(shè)計(jì) 73.1碼垛機(jī)器人腕部設(shè)計(jì) 73.1.1減速機(jī)的計(jì)算與選型 73.1.2聯(lián)軸器的計(jì)算與選型 83.1.3軸承的選型 103.2碼垛機(jī)器人腰部設(shè)計(jì) 113.2.1腰部電機(jī)選型 113.2.2腰部聯(lián)軸器計(jì)算選型 123.3本章小結(jié) 13第四章碼垛機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 144.1平面機(jī)構(gòu)受力分析 144.2手臂關(guān)節(jié)軸承的選型與校核 154.3銷軸校核 164.3.1后大臂與支架銷軸聯(lián)接校核 164.3.2后大臂與小臂銷軸聯(lián)接校核 174.3.3前大臂與支架銷軸聯(lián)接校核 174.3.4前大臂與小臂銷軸聯(lián)接校核 184.3.5其它銷軸聯(lián)接校核 184.4豎直滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型 194.4.1最大工作載荷的計(jì)算 194.4.2最大動(dòng)載荷的計(jì)算 194.4.3初選滾珠絲杠副型號(hào) 204.4.4傳動(dòng)效率計(jì)算 204.4.5剛度的驗(yàn)算 214.4.6壓桿穩(wěn)定性校核 224.5水平滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型 234.5.1最大工作載荷的計(jì)算 234.5.2最大動(dòng)載荷的計(jì)算 234.5.3初選滾珠絲杠副型號(hào) 244.5.4傳動(dòng)效率計(jì)算 244.5.5剛度的驗(yàn)算 244.5.6壓桿穩(wěn)定性校核 264.6水平滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算選型 264.6.1滑塊承受工作載荷的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選擇 264.6.2額定行程壽命的計(jì)算 284.7豎直滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算選型 304.7.1滑塊承受工作載荷的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選擇 304.7.2.額定行程壽命L的計(jì)算 30第五章PRO/E建模和仿真 325.1主要部件建模及其簡(jiǎn)介 325.1.1軸承建模的主要過(guò)程 325.1.2機(jī)器人的主要部件及裝配模型 355.2三維機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的基本介紹 375.2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的特點(diǎn) 375.2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的工作流程 375.2.3機(jī)構(gòu)仿真運(yùn)動(dòng)裝配連接的概念及定義 375.2.4機(jī)構(gòu)的仿真運(yùn)動(dòng) 38第六章ANSYS有限元分析 40結(jié)論 46參考文獻(xiàn) 47謝辭 48緒論1.1課題的背景、來(lái)源及意義近幾十年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，機(jī)器人在碼垛機(jī)、弧焊、噴涂、點(diǎn)焊、搬運(yùn)、涂膠、測(cè)量等行業(yè)有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。機(jī)器人是一個(gè)在三維空間中具有較多自由度，并能實(shí)現(xiàn)諸多擬人動(dòng)作和功能的機(jī)器。工業(yè)機(jī)器人則是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)器人，是一種典型的機(jī)電一體化裝置。工業(yè)機(jī)器人是用來(lái)搬運(yùn)材料零件工具等可再編程的多功能機(jī)械手。它綜合運(yùn)用了機(jī)械與精密機(jī)械、微電子與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制與驅(qū)動(dòng)、傳感器與信息處理以及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果。碼垛技術(shù)是物流自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的一門(mén)新興技術(shù)，所謂的碼垛就是按照集成單元化思想，將一件件物料按照一定的模式堆碼成垛，以便使單元化的物垛實(shí)現(xiàn)物料的搬運(yùn)、裝卸、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、等物流活動(dòng)。在物體的運(yùn)輸過(guò)程中除了散裝的物體和液體外，一般的物體都是以碼垛的形式進(jìn)行存儲(chǔ)或組裝，這樣即可承載更多的物體，又可節(jié)省空間。隨著物流的飛速發(fā)展以及科技的突飛猛進(jìn)，碼垛技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是在環(huán)境較惡劣或人工很難做到的情況下。包裝的種類、工廠環(huán)境和客戶需求，物體的安全性等，使得碼垛成為越來(lái)越艱巨的任務(wù)，為了克服這些困難，碼垛設(shè)備的各個(gè)方面都在不斷地發(fā)展改進(jìn)，如從機(jī)械手到操縱它的軟件，現(xiàn)在對(duì)靈活性的需求也在不斷增加。碼垛機(jī)器人是一種具有特殊功能的垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品加工、飲料等領(lǐng)域。可通過(guò)主計(jì)算機(jī)根據(jù)不同的物料包裝、堆垛順序、層數(shù)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置實(shí)現(xiàn)不同型包裝的碼垛要求。而機(jī)器人碼垛技術(shù)是自動(dòng)化物料后處理成套設(shè)備中的關(guān)鍵技術(shù)之一，隨著自動(dòng)稱重、包裝技術(shù)的發(fā)展和性能指標(biāo)的提高，對(duì)碼垛技術(shù)也提出了更高的要求。碼垛機(jī)器人手臂應(yīng)具有一定的剛度和強(qiáng)度，防止彈性變形和斷裂。手腕搬運(yùn)的東西較重，這對(duì)其精度提出了更高要求。為滿足自動(dòng)化生產(chǎn)線產(chǎn)品搬運(yùn)及碼垛的要求,本課題要求設(shè)計(jì)一種碼垛機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。結(jié)合機(jī)、電、軟、硬件各自特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的基礎(chǔ)上，對(duì)碼垛機(jī)器人整體機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，提出了一套經(jīng)濟(jì)型設(shè)計(jì)方案。1.2碼垛機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程及發(fā)展趨勢(shì)自從２０世紀(jì)８０年代，我國(guó)碼垛機(jī)器人在國(guó)家支持下，通過(guò)“七五”、“八五”科技攻關(guān)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)在機(jī)器人領(lǐng)域取得了很大成就。按機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程，分為三代機(jī)器人。第一代機(jī)器人，具有示教再現(xiàn)功能或具有可編程的NC裝置，但對(duì)外部信息不具備反饋能力；第二代機(jī)器人，不僅具有內(nèi)部傳感器，能獲取外部環(huán)境信息。雖然沒(méi)有應(yīng)用人工智能技術(shù)，但是能進(jìn)行機(jī)器人-環(huán)境交互，具有在線自適應(yīng)能力；第三代機(jī)器人，具有多種智能傳感器，能感知和領(lǐng)會(huì)外部環(huán)境信息。目前碼垛機(jī)器人的應(yīng)用主要在以下兩個(gè)方面。惡劣工作環(huán)境，危險(xiǎn)工作場(chǎng)合.這個(gè)領(lǐng)域的做業(yè)是一種有害于健康，并危及生命或不安全因素很大而不宜于人去干的作業(yè)。例如在沖床上下料、采礦、鍛造等。第二個(gè)是自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域。碼垛機(jī)器人可用來(lái)上下料、碼垛、卸貨以及抓取零件重新定向等作業(yè)。一個(gè)簡(jiǎn)單抓放作業(yè)機(jī)器人只需較少的自由度，一個(gè)給零件定向作業(yè)的機(jī)器人要求具有更多的自由度，增加其靈巧性。工業(yè)機(jī)器人具有減少勞動(dòng)力費(fèi)用、提高生產(chǎn)率、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、增加制造過(guò)程的柔性、減少材料浪費(fèi)、控制和加快庫(kù)存的周轉(zhuǎn)、降低成本、消除了危險(xiǎn)和惡劣的勞動(dòng)崗位。目前工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)正處在一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段，在先進(jìn)的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家里，工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)與制造正在形成一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)，全世界每年的工業(yè)機(jī)器人銷售額可達(dá)42億美元。盡管如此，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)仍在不斷拓展，不斷向新的領(lǐng)域進(jìn)軍。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用前景十分寬廣的。但是，由于我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱，勞動(dòng)力比較豐富、低廉，給工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展帶來(lái)一定的困難。只有符合我國(guó)的國(guó)情，才能推動(dòng)和加快我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人功能部件的標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化是提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度，運(yùn)動(dòng)速度，減低成本和提高可靠性的重要途徑。近幾年各國(guó)注重發(fā)展組合式工業(yè)機(jī)器人。它是采用標(biāo)準(zhǔn)化的模塊件或組合件拼裝而成。除了工業(yè)機(jī)器人用的各種伺服電機(jī)，傳感器外，手臂，手腕和機(jī)身也以標(biāo)準(zhǔn)化。隨著機(jī)器人作業(yè)精度的提高和作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜化，急需開(kāi)發(fā)新型的微動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)保證機(jī)器人的動(dòng)作精度，開(kāi)發(fā)多關(guān)節(jié)，多自由度的手臂和手指及新型的行走機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)日益復(fù)雜作業(yè)需求。1.3課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要是研究碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要工作內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：1)了解搬運(yùn)機(jī)器人發(fā)展歷程、現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，掌握碼垛機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及基本構(gòu)成部分。2)對(duì)碼垛機(jī)器人的總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)幾種方案，對(duì)比選出最優(yōu)方案。方案確定后，對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。包括腕關(guān)節(jié)電機(jī)、軸承、聯(lián)軸器的選擇；臂部材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、受力分析、關(guān)節(jié)處銷軸的校核、關(guān)節(jié)軸承的選型；傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承的選型，滾動(dòng)絲杠、滑動(dòng)導(dǎo)軌的選型與校核；腰部電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承型號(hào)的選擇。3)用Pro/E進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)各零部件的三維模型，并將設(shè)計(jì)好的零部件進(jìn)行裝配，裝配完成后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。不斷改變參數(shù)，觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否發(fā)生變化。4)利用ANSYS軟件對(duì)主要受力構(gòu)件進(jìn)行有限元分析，生產(chǎn)應(yīng)變、應(yīng)力圖。第二章碼垛機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1方案的確定碼垛機(jī)器人工作過(guò)程是往復(fù)循環(huán)的，由于關(guān)節(jié)式手臂運(yùn)動(dòng)形式工作范圍大、通用性強(qiáng)，因此本文采用平行四邊形機(jī)構(gòu)作小臂驅(qū)動(dòng)器的關(guān)節(jié)式機(jī)械手。在此課題的研究中共設(shè)計(jì)出三種方案，即方案一、方案二、方案三。方案一：如圖2-1所示。后大臂沿著絲杠向上運(yùn)動(dòng)，前大臂沿著絲杠想向右運(yùn)動(dòng)；后大臂向下運(yùn)動(dòng)，前大臂向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)器人碼垛過(guò)程。此結(jié)構(gòu)能基本滿足設(shè)計(jì)要求，但是由于前大臂、后大臂與小臂間通過(guò)銷軸連接，運(yùn)動(dòng)范圍小，且前大臂與后大臂不相連接，使得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度低，運(yùn)動(dòng)不確定。圖2-1方案一方案二：如圖2-2所示，此機(jī)構(gòu)的前大臂與小臂通過(guò)移動(dòng)副連接，前大臂通過(guò)滑塊可以沿著小臂滑動(dòng)，解決了方案一工作范圍小的缺點(diǎn)。但是由于前大臂與小臂組成移動(dòng)副，使得摩擦阻力增加，運(yùn)動(dòng)效率低，成本高。此機(jī)構(gòu)中前大臂主要起支撐作用，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)主要取決與后大臂，這使得此種方案的運(yùn)動(dòng)精度更低。圖2-2方案二方案三：如圖2-3所示，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理與圖2-1相同，此機(jī)構(gòu)構(gòu)成平行四邊形，運(yùn)動(dòng)具有確定性，銷軸處有關(guān)節(jié)軸承，減少摩擦力，方案三改善了方案一方案二的不足之處。圖2-3方案三2.2總體設(shè)計(jì)思路碼垛機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)不同型包裝的碼垛物體的搬運(yùn)功能。在對(duì)碼垛機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)單了解以后，設(shè)計(jì)的思路還是很清晰的。。本文主要進(jìn)行碼垛機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，要實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)器人在半徑為1.5米的圓周內(nèi)的碼垛運(yùn)動(dòng)，必須由四個(gè)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，即腰部的旋轉(zhuǎn)、后大臂的上下運(yùn)動(dòng)、前臂的前后運(yùn)動(dòng)和手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且這四個(gè)動(dòng)作全部由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于腕部轉(zhuǎn)速較低，特選用減速機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，而且要選擇重量輕的減速機(jī)。此時(shí)由于軸立起來(lái)以后就有往下竄動(dòng)的趨勢(shì)，而且還要轉(zhuǎn)動(dòng)，既要保證軸的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，其次還要軸一定的支撐，由此引入了角接觸軸承。軸承型號(hào)7305C。電機(jī)軸與傳動(dòng)軸之間用聯(lián)軸器連接，選擇A型平鍵套筒聯(lián)軸器。機(jī)械手臂的材料和結(jié)構(gòu)的選擇。手臂材料要求強(qiáng)度高，彈性模量大，重量輕，阻尼大，價(jià)格低，故選擇碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼。手臂做成工字型或打孔以減小重量，減少加工面積。為保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的精度，將手臂設(shè)計(jì)成平行四邊行機(jī)構(gòu)。為減小摩擦，在手臂與手臂、手臂與支撐架之間的銷軸處采用關(guān)節(jié)軸承。為了使手臂傳動(dòng)準(zhǔn)確，手臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)增加了直線滾動(dòng)導(dǎo)軌作為導(dǎo)向裝置，這就要考慮導(dǎo)軌的受力問(wèn)題，由于負(fù)載和手臂的重量基本都加在了導(dǎo)軌上，因此要進(jìn)行受力分析。手臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用低速交流伺服電機(jī)帶動(dòng)滾動(dòng)絲杠副旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)前大臂的左右運(yùn)動(dòng)，后大臂的上下運(yùn)動(dòng)。此處驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇伺服電機(jī)。軸承選用角接觸球軸承。腰部旋轉(zhuǎn)速度低，因此選用中低速電機(jī)。由于腰部以上所有構(gòu)件的載荷都由腰部軸承來(lái)承擔(dān)，故選用主要承受軸向載荷的推力球軸承。根據(jù)腰部所受總體載荷的大小選擇推力球軸承型號(hào)。聯(lián)軸器選擇凸緣聯(lián)軸器。第三章碼垛機(jī)器人腕部和腰部設(shè)計(jì)3.1碼垛機(jī)器人腕部設(shè)計(jì)3.1.1減速機(jī)的計(jì)算與選型本節(jié)減速機(jī)的型號(hào)是根據(jù)上海泰一傳動(dòng)設(shè)備有限公司的《R系列斜齒輪減速機(jī)選型手冊(cè)》選用的。1.實(shí)際服務(wù)系數(shù)確定減速機(jī)是按載荷平穩(wěn)，每天工作時(shí)間一定和少量啟停次數(shù)的情況設(shè)計(jì)的，而在實(shí)際情況使用中往往不是處于此種理想狀態(tài)。減速機(jī)的實(shí)際服務(wù)系數(shù)必須按照實(shí)際情況的載荷類型、運(yùn)行時(shí)間、使用頻率來(lái)確定工作機(jī)系數(shù)f1、原動(dòng)機(jī)系數(shù)f2和啟動(dòng)系數(shù)f3，使其三者的乘積小于或等于服務(wù)系數(shù)fB。具體參數(shù)值參見(jiàn)表3-1，3-2,3-3。表3-1工作機(jī)系數(shù)f1表3-2原動(dòng)機(jī)系數(shù)f2表3-3啟動(dòng)系數(shù)f3由表確定本機(jī)構(gòu)的工作系數(shù)f1=2.5，原動(dòng)機(jī)系數(shù)f2=1.0，起動(dòng)系數(shù)f3=1.3，那么f1f2f3=2.51.02.確定減速機(jī)型號(hào)根據(jù)《R系列硬齒面斜齒輪減速機(jī)》選型手冊(cè)，由f1f2f表3-4減速機(jī)的具體參數(shù)輸入功率/kw輸出轉(zhuǎn)速r/min輸出轉(zhuǎn)矩N.m電動(dòng)機(jī)型號(hào)質(zhì)量/kg減速機(jī)輸出軸的軸頸0.182956RF378.525mm3.1.2聯(lián)軸器的計(jì)算與選型聯(lián)軸器計(jì)算選型所使用的公式和某些參數(shù)值的選擇參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五版》和《機(jī)械設(shè)計(jì)課本》。1.聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩(3-1)式中——理論轉(zhuǎn)矩（）；——傳遞的功率（）；——工作轉(zhuǎn)速（）。帶入數(shù)據(jù)得。2.聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(3-2)式中：——?jiǎng)恿C(jī)系數(shù)，電動(dòng)機(jī)透平機(jī)的=1.0；——工況系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)冊(cè)第五版第2卷》表6-2-2，查得K=1.5；——起動(dòng)系數(shù)，由制造商確定，與啟動(dòng)頻率f有關(guān)，選取=1.0；——溫度系數(shù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)冊(cè)第五版第2卷》表6-2-3查得，=1.0。帶入公式得。聯(lián)軸器選用A型平鍵套筒聯(lián)軸器，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五版第3卷》，因聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩要大于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，而且減速機(jī)輸出軸的軸徑為25mm，所以由表15,1-10確定聯(lián)軸器的有關(guān)參數(shù)如下：表3-4聯(lián)軸器的具體參數(shù)Dh7軸直徑/mm許用轉(zhuǎn)矩/N.mD0LlC平鍵GB/T10996-2003C1緊定螺釘GB/T117-20002512540752018x251M6x10套筒聯(lián)軸器與軸間的定位靠平鍵連接，緊定螺釘也起定位作用。套筒聯(lián)軸器與軸的裝配如圖3-1所示。圖3-1=2\*ROMANII型平鍵套筒聯(lián)軸器與軸的裝配圖3.驗(yàn)算套筒的扭矩強(qiáng)度和鍵的擠壓強(qiáng)度套筒的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度：(3-3)式中——套筒外徑，由表3-4得到；——軸徑，。將數(shù)值帶入公式得到由套筒的材料為45號(hào)鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本表15-3查得，許用切應(yīng)力為25～45Mpa，則所選套筒滿足強(qiáng)度要求。平鍵的擠壓強(qiáng)度：(3-4)式中k——鍵工作高度；——鍵工作長(zhǎng)度。由表15,1-10確定，，d=25mm，帶入公式得到，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本P106,許用擠壓應(yīng)力應(yīng)為鍵，軸，輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，由表6-2，取許用擠壓應(yīng)力為120～150Mpa。因此平鍵滿足強(qiáng)度條件。3.1.3軸承的選型由于腕部的轉(zhuǎn)速并非高轉(zhuǎn)速，并且承受的載荷為軸向載荷，因此選用角接觸球軸承，且成對(duì)使用。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，選擇軸承型號(hào)為7305C,具體參數(shù)如下表：表3-5軸承的具體參數(shù)軸承型號(hào)dDBa基本額定動(dòng)載荷/KN額定靜載/KN7305C25621713.121.515.8軸承的布置形式選用預(yù)緊布置，用以提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加剛性和減小軸的振動(dòng)。3.2碼垛機(jī)器人腰部設(shè)計(jì)3.2.1腰部電機(jī)選型因?yàn)檠康幕剞D(zhuǎn)速度較低，所以此處的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用一般的電機(jī)轉(zhuǎn)速太大，而選擇中低速電機(jī)較為合適。選擇淮安正福科技有限公司的YD系了電機(jī)，電機(jī)型號(hào)為YD112，其額定功率為1.1kW，額定轉(zhuǎn)速為17.5r/min，額定扭矩為600N.m。由于電機(jī)要豎直安裝，因此電機(jī)的外形圖如圖3-2。圖3-2電機(jī)的外形圖YD系列低速電機(jī)的安裝尺寸如表3-6。表3-6電機(jī)的安裝尺寸YD系列低速電機(jī)的性能參數(shù)如表3-7。表3-7電機(jī)的性能參數(shù)3.2.2腰部聯(lián)軸器計(jì)算選型聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩(3-5)式中——理論轉(zhuǎn)矩（）；——傳遞的功率（）；——工作轉(zhuǎn)速（）。帶入數(shù)據(jù)得。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(3-6)式中——?jiǎng)恿C(jī)系數(shù)，電動(dòng)機(jī)、透平機(jī)取=1.0；——工況系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五版第2卷》表6-2-2查得，取K=1.5?！饎?dòng)系數(shù)，取=1.0；——溫度系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五版第2卷》，表6-2-3查得，取=1.0。帶入公式得。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五版第2卷》選用凸緣聯(lián)軸器，由表6-2-8選型號(hào)為GYS7，公稱扭矩為1600N·m。凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)原理，如圖3-3。圖3-3GYS7型-凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)原理圖GYS7型-凸緣聯(lián)軸器基本參數(shù)和主要尺寸如下表：表3-8GYS7型-凸緣聯(lián)軸器基本參數(shù)和主要尺寸型號(hào)公稱扭矩Tn(N·m)許用轉(zhuǎn)速[n]r/min軸孔直徑d(H7)軸孔長(zhǎng)度LD螺栓重量(kg.m3)鋼鋼Y型J1型數(shù)量n直徑MGYS71600600055112841606(4)M1213.13.3本章小結(jié)搬運(yùn)機(jī)器人腕部的運(yùn)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要保證軸的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度。通過(guò)本章對(duì)腕部的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了腕部采用減速機(jī)，聯(lián)軸器選用套筒聯(lián)軸器，軸承選擇角接觸球軸承軸承。腰部的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是為了實(shí)現(xiàn)腰部帶動(dòng)整個(gè)搬運(yùn)機(jī)器人的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于腰部回轉(zhuǎn)速度較低，選用YD系列低速電機(jī).通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇、聯(lián)軸器的計(jì)算選型，最終確定了搬運(yùn)機(jī)器人腰部的設(shè)計(jì)方案。第四章碼垛機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1平面機(jī)構(gòu)受力分析搬運(yùn)機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，水平方向的滾珠絲杠副主要承受摩擦力，而垂直方向的滾珠絲杠副主要承受Z軸方向的載荷。則當(dāng)機(jī)構(gòu)的小臂處于水平方向、前后大臂與之垂直時(shí)，兩個(gè)方向的滾珠絲杠副受力最大。具體位置如圖4-1所示。圖4-1碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)位置根據(jù)搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，可設(shè)各臂長(zhǎng)分別為：AB=1170，BC=260mm，CD=1080mm，DE=240mm，A點(diǎn)到圖4-1中心線的距離d=150mm。處于圖4-1位置時(shí)小臂的受力情況見(jiàn)圖4-2。圖4-2小臂受力圖圖4-2中，G1為負(fù)載和電機(jī)的重力，搬運(yùn)的負(fù)載最大為100N，腕部減速機(jī)的重力約為100N，則G1=200N；M為負(fù)載和電機(jī)共同的轉(zhuǎn)矩，；小臂材料為45號(hào)鋼，重量約為50N；對(duì)小臂列受力方程如下：｛｛(4-1)解得F1=1237.6154N，F(xiàn)2=987.6154N4.2手臂關(guān)節(jié)軸承的選型與校核碼垛機(jī)器人的手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要注意兩點(diǎn)：一是應(yīng)使手臂剛度大、重量輕；二是應(yīng)使手臂運(yùn)動(dòng)速度快、慣性小。首先，因?yàn)閯偠炔粔驎r(shí)，手臂會(huì)發(fā)生彎曲變形，則應(yīng)選擇相同條件下，彎曲剛度較大的截面形狀?？紤]完第一點(diǎn)，對(duì)于第二點(diǎn)減小慣性沖擊，本章的手臂架選擇了碳素結(jié)構(gòu)鋼材料。而且盡量縮短手臂的懸伸部分長(zhǎng)度。圖4-3對(duì)小臂進(jìn)行了剪力與彎矩的分析，可知小臂的彎矩越靠近B點(diǎn)越大，因此小臂的結(jié)構(gòu)為末端窄，靠近B點(diǎn)時(shí)逐漸加大尺寸，其它手臂結(jié)構(gòu)則采用均勻尺寸。B點(diǎn)為銷軸聯(lián)接，則彎矩和受力主要由銷軸來(lái)承受，因此要考慮銷軸的校核。其它的銷軸聯(lián)接同B點(diǎn)一樣進(jìn)行校核，銷軸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)如圖4-4。圖4-3小臂剪力圖和彎矩圖圖4-4銷軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖4-5中的關(guān)節(jié)軸承選用自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承，由上下軸套固定，在后機(jī)架繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，既能承受徑向載荷，又能承受任一方向較小的軸向載荷。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版、單行本、軸承，由表7-1確定所選軸承的型號(hào)為GE25ES-2RS，其中d=25mm，軸承尺寸見(jiàn)表4-1。表4-1向心自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承參數(shù)軸承型號(hào)尺寸mm額定載荷kN重量KgdDBCd1r1r2動(dòng)載荷靜載荷GE25ES-2RS-2RS25422016290.60.6482400.427圖4-5向心關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)4.3銷軸校核4.3.1后大臂與支架銷軸聯(lián)接校核銷軸抗剪強(qiáng)度：(4-2)銷軸采用45號(hào)鋼，其許用切應(yīng)力，許用彎曲應(yīng)力，，將以上值帶入公式得銷軸抗彎強(qiáng)度：(4-3)其中，，帶入公式得，因此選擇銷軸的軸徑d=25mm，滿足強(qiáng)度要求。4.3.2后大臂與小臂銷軸聯(lián)接校核銷軸抗剪強(qiáng)度：銷軸采用45號(hào)鋼，其許用切應(yīng)力，許用彎曲應(yīng)力，，將以上值帶入公式（4-2）得。銷軸抗彎強(qiáng)度：其中，，帶入公式（4-3）得，因此選擇銷軸的軸徑d=25mm滿足強(qiáng)度要求。4.3.3前大臂與支架銷軸聯(lián)接校核銷軸抗剪強(qiáng)度：銷軸采用45號(hào)鋼，其許用切應(yīng)力，許用彎曲應(yīng)力，，將以上值帶入公式（4-2）得。銷軸抗彎強(qiáng)度：其中，，帶入公式（4-3）得，因此選擇銷軸的軸徑d=50mm滿足強(qiáng)度要求。4.3.4前大臂與小臂銷軸聯(lián)接校核銷軸抗剪強(qiáng)度：銷軸采用45號(hào)鋼，其許用切應(yīng)力，許用彎曲應(yīng)力，，將以上值帶入公式（4-2）得銷軸抗彎強(qiáng)度由圖9-3可知，，帶入公式（4-3）得，因此選擇銷軸的軸徑d=50mm滿足強(qiáng)度要求。4.3.5其它銷軸聯(lián)接校核由于小臂和腕部聯(lián)接與前大臂與小臂銷軸聯(lián)接校核的尺寸相同，可選用軸徑為30mm的銷軸。連桿與后大臂的銷軸軸徑為25mm，前大臂、支撐架和連桿三者用銷軸聯(lián)接在一起，連桿與后大臂的銷軸軸徑為25mm。4.4豎直滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型4.4.1最大工作載荷的計(jì)算按綜合導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，最大工作載荷公式為：(4-4)式中K——載荷系數(shù)，，由《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表3-29查得，K=1.15；——摩擦系數(shù)，；——進(jìn)給方向的載荷，。如圖4-1中，E點(diǎn)的受力沒(méi)有垂直絲杠方向的，因此=0N。將數(shù)值帶入公式得4.4.2最大動(dòng)載荷的計(jì)算碼垛機(jī)器人后大臂的運(yùn)行速度，則最大動(dòng)載荷(4-5)式中——滾珠絲杠副的壽命，單位為106r；——載荷系數(shù)，由《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表3-30，取=1.2；——硬度系數(shù)，滾道硬度為60HRC時(shí)，取硬度系數(shù)=1.0。滾珠絲杠副的壽命公式為：(4-6)式中T——使用壽命，T=15000h；n——絲杠轉(zhuǎn)速。(4-7)初選絲杠導(dǎo)程，帶入公式(4-7)得到。將以上數(shù)值帶入公式(4-6)得。將、帶入公式(4-5)得4.4.3初選滾珠絲杠副型號(hào)選擇絲杠型號(hào)時(shí)應(yīng)使?jié)L珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca，額定靜載荷，根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，選擇海特DFT02005-5型滾珠絲杠副，為雙螺母式，其公稱直徑為20mm，導(dǎo)程為mm，循環(huán)滾珠為5圈1列，精度等級(jí)為5級(jí)，額定動(dòng)載荷為N大于，則滿足要求。滾珠絲杠副的具體尺寸參數(shù)如表4-1所示。表4-2滾珠絲杠副的尺寸參數(shù)4.4.4傳動(dòng)效率計(jì)算滾珠絲杠螺母副的螺旋升角：傳動(dòng)效率：(4-8)式中——絲杠螺旋升角。——摩擦角，滾珠絲杠的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，其摩擦角約等于。將數(shù)值帶入公式(4-8)得：4.4.5剛度的驗(yàn)算滾珠絲杠副的軸向變行將引起絲杠導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，軸向變形主要包括絲杠的拉伸或壓縮變形，絲杠與螺母之間滾道的接觸變行等。因此應(yīng)考慮以下引起軸向變形的因素：絲杠的拉伸或壓縮變形量在總的變形量中占的比重較大,可按下式計(jì)算：(4-9)式中——絲杠兩端支承間距離，約為700mm；——絲杠最大工作載荷(N)；——絲杠材料的彈性模量，鋼的E=2.1MPa；——滾珠絲杠的截面積（按底徑d2確定的）.絲杠底徑mm，。由于轉(zhuǎn)矩M一般很小，公式的第二項(xiàng)可忽略不計(jì)。將數(shù)值帶入公式(4-9)得。滾珠與螺紋滾道間接觸變形當(dāng)對(duì)絲杠加有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向最大負(fù)載的1/3時(shí)，之值可減少一半，故其計(jì)算公式為：(4-10)式中——滾珠直徑，由表4-1查得=3.175mm。——單圈滾珠數(shù)；——滾珠總數(shù)量，=Z圈數(shù)列數(shù)=；——預(yù)緊力。滾珠絲杠的滾珠數(shù)為：，取整為Z=17。滾珠絲杠的預(yù)緊力為：將數(shù)值帶入公式（4-10）得到。由于減小一半，則=。剛度校驗(yàn)絲杠總的變形量=0.0266mm=26.6，取絲杠的有效行程為mm。由《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》查表3-27，查得5級(jí)精度滾珠絲杠有效行程mm時(shí)，行程偏差允許達(dá)到32mm，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。4.4.6壓桿穩(wěn)定性校核對(duì)已選定尺寸的絲杠在給定的支承條件下，承受最大軸向負(fù)載時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其有沒(méi)有產(chǎn)生縱向彎曲（失穩(wěn)）的危險(xiǎn)，產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載用下式計(jì)算：(4-11)式中——臨界載荷(N)；——絲杠支承系數(shù)，由《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》查表3-34，采用雙推-雙推支承形式，所以=4；——壓桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取為2.5～4。垂直安裝時(shí)K=2.5；——截面慣性矩,絲杠截面慣性矩（為絲杠螺紋的底徑)；——絲杠兩支承端距離，a=700mm。將以上數(shù)值帶入公式(4-11)得可知壓桿穩(wěn)定性滿足校核。4.5水平滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型4.5.1最大工作載荷的計(jì)算按綜合導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，最大工作載荷公式(4-4)為：式中K——載荷系數(shù)，K=1.15；——摩擦系數(shù)，；——垂直絲杠的受力，。如圖4-1中，F(xiàn)點(diǎn)的受力沒(méi)有水平絲杠方向的，因此0N。將數(shù)值帶入公式(4-4)得。4.5.2最大動(dòng)載荷的計(jì)算搬運(yùn)機(jī)器人前大臂的運(yùn)行速度，則最大動(dòng)載荷公式(4-5)為式中——滾珠絲杠副的壽命，單位為106r；——載荷系數(shù)，取=1.2；——硬度系數(shù)，取硬度系數(shù)=1.0。 初選絲杠導(dǎo)程，帶入公式(4-7)得到取使用壽命T=15000h，將其與轉(zhuǎn)速n帶入公式(4-6)得。查《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》的表3-30得=1.2，由于硬度，所以=1.0。帶入公式(4-5)得。4.5.3初選滾珠絲杠副型號(hào)選擇絲杠型號(hào)時(shí)應(yīng)使?jié)L珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca，額定靜載荷，根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，選擇海特DFT02005-5[3]型滾珠絲杠副，為雙螺母式，其公稱直徑為20mm，導(dǎo)程為mm，循環(huán)滾珠為5圈1列，精度等級(jí)為5級(jí)，額定動(dòng)載荷為N大于，則滿足要求。4.5.4傳動(dòng)效率計(jì)算計(jì)算傳動(dòng)效率公式(4-8)為：式中——絲杠螺旋升角，=4.55°。——摩擦角，滾珠絲杠的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，其摩擦角約等于。將數(shù)值帶入公式(4-8)得：4.5.5剛度的驗(yàn)算滾珠絲杠副的軸向變行將引起絲杠導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，軸向變形主要包括絲杠的拉伸或壓縮變形，絲杠與螺母之間滾道的接觸變行等。因此應(yīng)考慮以下引起軸向變形的因素：絲杠的拉伸或壓縮變形量在總的變形量中占的比重較大,可按公式(4-9)計(jì)算：式中——絲杠兩端支承間距離，約為700mm；——絲杠最大工作載荷(N)；——絲杠材料的彈性模量，鋼的E=2.1MPa；——滾珠絲杠的截面積（按底徑d2確定的）.絲杠底徑mm，。由于轉(zhuǎn)矩M一般很小，公式的第二項(xiàng)可忽略不計(jì)。將數(shù)值帶入公式(4-9)得。滾珠與螺紋滾道間接觸變形當(dāng)對(duì)絲杠加有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向最大負(fù)載的1/3時(shí)，之值可減少一半，故可按公式(4-10)計(jì)算值：式中——滾珠直徑，由表4-1查得=3.175mm。——單圈滾珠數(shù)Z=17；——滾珠總數(shù)量，=Z圈數(shù)列數(shù)=；——預(yù)緊力。滾珠絲杠的預(yù)緊力為：將數(shù)值帶入公式（4-10）得到。由于減小一半，則=。剛度校驗(yàn)絲杠總的變形量=0.006mm=6，取絲杠的有效行程為mm。由《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》查表3-27，查得5級(jí)精度滾珠絲杠有效行程mm時(shí)，行程偏差允許達(dá)到32mm，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。4.5.6壓桿穩(wěn)定性校核對(duì)已選定尺寸的絲杠在給定的支承條件下，承受最大軸向負(fù)載時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其有沒(méi)有產(chǎn)生縱向彎曲（失穩(wěn)）的危險(xiǎn)，產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載用公式(4-11)計(jì)算：式中——臨界載荷(N)；——絲杠支承系數(shù)，采用雙推-雙推支承形式，故取=4；——壓桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，水平安裝時(shí)K=4；——截面慣性矩,絲杠截面慣性矩；——絲杠兩支承端距離，a=700mm。將以上數(shù)值帶入公式得可知壓桿穩(wěn)定性滿足校核。4.6水平滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算選型4.6.1滑塊承受工作載荷的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選擇工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。對(duì)于水平布置的工作臺(tái)多采用雙導(dǎo)軌，四滑塊的支撐形式?？紤]最不利的情況，即垂直于臺(tái)面的工作載荷由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊所受的最大垂直方向載荷為：(4-12)式中F——外加載荷；G——移動(dòng)部件的重量G=800N。將數(shù)值帶入(4-12)得。根據(jù)工作載荷初選海特滾動(dòng)導(dǎo)軌，F(xiàn)V型導(dǎo)軌。型號(hào)為SBS15FV,其額定動(dòng)載荷，額定靜載荷?；瑝K的尺寸及安裝尺寸如表4-3，表4-5為導(dǎo)軌的尺寸及負(fù)載能力。導(dǎo)軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度如表4-4，選取導(dǎo)軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為820mm。表4-3FV型滑塊的尺寸及安裝尺寸表4-4導(dǎo)軌的尺寸及負(fù)載能力表4-5導(dǎo)軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度4.6.2額定行程壽命的計(jì)算在直線導(dǎo)軌系統(tǒng)的使用中，除了已知負(fù)載外，那些未知的震動(dòng)和沖擊也必須計(jì)算在內(nèi)。而且，硬度和溫度也是影響壽命的主要因素。上述選取的FV系列SBS15FV型導(dǎo)軌副的滾道硬度為60HRC，工作溫度不超過(guò)100℃，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為4級(jí)，工作速度較低，載荷不大。則額定行程壽命為：(4-13)式中——額定行程壽命(km)；——額定動(dòng)載荷，=4.58kN；——滑塊上工作載荷，=1.437kN；——硬度系數(shù)，由圖4-6，=1.0；——溫度系數(shù)，由圖4-7，=1.0；——接觸系數(shù)，由表4-6，,=0.81；——載荷系數(shù)，由表4-7，=1.0。將以上數(shù)值帶入公式(4-13)可得。由于常見(jiàn)導(dǎo)軌的距離額定期望壽命為50km，此導(dǎo)軌的額定行程壽命遠(yuǎn)大于50km，則初選的導(dǎo)軌型號(hào)滿足設(shè)計(jì)要求。圖4-6硬度系數(shù)圖4-7溫度系數(shù)表4-6接觸系數(shù)表4-7載荷系數(shù)4.7豎直滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算選型4.7.1滑塊承受工作載荷的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選擇工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。對(duì)于豎直布置的工作臺(tái)多采用雙導(dǎo)軌，四滑塊的支撐形式。考慮最不利的情況，即垂直于臺(tái)面的工作載荷由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊所受的最大水平方向載荷用公式(4-12)計(jì)算：式中F——外加載荷；G——移動(dòng)部件的重量G=800N。將數(shù)值帶入(4-12)得，。根據(jù)工作載荷初選海特滾動(dòng)導(dǎo)軌，F(xiàn)V型導(dǎo)軌。型號(hào)為SBS15FV,其額定動(dòng)載荷，額定靜載荷。導(dǎo)軌和滑塊的尺寸及安裝尺寸如表4-3、4-4。由表4-5，選取導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為820mm。4.7.2.額定行程壽命L的計(jì)算在直線導(dǎo)軌系統(tǒng)的使用中，除了已知負(fù)載外，那些未知的震動(dòng)和沖擊也必須計(jì)算在內(nèi)，并硬度和溫度也是影響壽命的主要因素。根據(jù)上述因素選取的FV系列SBS15FV型導(dǎo)軌副的滾道硬度為60HRC，工作溫度不超過(guò)100oC，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為4級(jí)，工作速度較低，載荷不大。利用公式(4-13)計(jì)算額定行程壽命為：式中——額定行程壽命(km)；——額定動(dòng)載荷，=4.58kN；——滑塊上工作載荷，=1.188kN；——硬度系數(shù)，由圖4-6，=1.0；——溫度系數(shù)，由圖4-7，=1.0；——接觸系數(shù)，由表4-6，,=0.81；——載荷系數(shù)，由表4-7，=1.0。將以上數(shù)值帶入公式(4-13)可得,，由于常見(jiàn)導(dǎo)軌的距離額定期望壽命為50km，此導(dǎo)軌的額定行程壽命遠(yuǎn)大于50Km則初選的導(dǎo)軌型號(hào)滿足設(shè)計(jì)要求。第五章PRO/E建模和仿真Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。5.1主要部件建模及其簡(jiǎn)介5.1.1軸承建模的主要過(guò)程Pro/e建模比較簡(jiǎn)單，這里只是簡(jiǎn)單介紹一下角接觸球軸承的建模，其余部件略去。機(jī)器人中的角接觸球軸承如圖所示。圖5-1角接觸球軸承具體的建模步驟如下：創(chuàng)建零件文件。選擇“旋轉(zhuǎn)”工具，彈出旋轉(zhuǎn)控制面板，單擊“位置”按鈕，在彈出的面板中單擊“定義”，彈出“草繪”對(duì)話框。選擇基準(zhǔn)面TOP為草繪平面，接受默認(rèn)的參照與方向，單擊“草繪”按鈕進(jìn)入草繪界面。繪制完成后的草圖如下圖(5-2)所示。圖5-2草圖單擊“繼續(xù)當(dāng)前部分”按鈕即對(duì)勾按鈕，完成截面草圖的繪制。接著單擊旋轉(zhuǎn)控制面板的“確定”按鈕，模型效果下圖(5-3)。圖5-3內(nèi)外圈選擇“旋轉(zhuǎn)”工具，彈出旋轉(zhuǎn)控制面板，單擊“位置”按鈕，在彈出的面板中單擊“定義”，彈出“草繪”對(duì)話框。選擇基準(zhǔn)面TOP為草繪平面，接受默認(rèn)的參照與方向，單擊“草繪”按鈕進(jìn)入草繪界面。繪制完成草圖后，單擊“繼續(xù)當(dāng)前部分”按鈕即對(duì)勾按鈕，完成截面草圖的繪制。接著單擊旋轉(zhuǎn)控制面板的“確定”按鈕，模型效果下圖(5-4)。圖5-4未陣列的角接觸球軸承選擇剛繪制的圓球，然后選擇“陣列”工具，彈出陣列控制面板。在“陣列方式”下拉菜單中選擇“軸”選項(xiàng)，單擊內(nèi)圈中心軸。在陣列控制面板的“陣列數(shù)”文本編輯框輸入陣列數(shù)目10，“角度”文本編輯框輸入陣列角度36，單擊“確定”，模型效果如圖(5-5)所示。（圖中的倒角的步驟沒(méi)有加進(jìn)去，是為了說(shuō)明書(shū)的簡(jiǎn)潔。）圖5-5角接觸球軸承的模型5.1.2機(jī)器人的主要部件及裝配模型腕部電機(jī)裝配圖如圖5-6所示。電機(jī)固定在外殼上，電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)底下圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。外殼與小臂是銷軸連接，為減少摩擦銷軸處加軸承。外殼上的小孔與系桿鉸接，作用是為保持無(wú)論在何運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下電機(jī)軸始終鉛直向下。圖5-6手腕部電機(jī)轉(zhuǎn)配滾珠絲杠副裝配如圖5-7所示。滾珠絲杠副支承形式采用雙推-雙推的支承形式。絲杠用銷釘連接方式。軸承用軸承端蓋和緊固件定位。滑塊用滑動(dòng)桿連接方式，可以沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)。圓螺母用圓柱連接方式，可以沿著滾珠絲杠螺旋向前移動(dòng)。圖5-7滾珠絲杠裝配腰部電機(jī)裝配如圖5-8所示。聯(lián)軸器通過(guò)鍵與軸定位。角接觸球軸承通過(guò)軸肩和套筒來(lái)定位。推力球軸承與軸用銷釘連接裝配。推力球軸承用外殼來(lái)定位，將整個(gè)腰部以上構(gòu)件的重力通過(guò)軸承傳給整個(gè)外殼。最上面部分的大圓盤(pán)可以通過(guò)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)腰部以上構(gòu)件旋轉(zhuǎn)一定角度。圖5-8腰部電機(jī)裝配整個(gè)機(jī)構(gòu)的裝配圖如圖5-9所示。圖5-9整體機(jī)構(gòu)的裝配圖5.2三維機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的基本介紹5.2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的特點(diǎn)在Pro/ENGINEER中進(jìn)行機(jī)構(gòu)仿真運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)有兩種方法:一是Mechanlsm(機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì))，它可以通過(guò)用戶對(duì)各種不同運(yùn)動(dòng)副的連接設(shè)定，使機(jī)構(gòu)按照實(shí)際的運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。二是Pro/MeehanlsmMotion功能，該模塊是一個(gè)完整的三維實(shí)體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和逆動(dòng)力學(xué)仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)工具。Motion運(yùn)動(dòng)模塊可以快速創(chuàng)建機(jī)構(gòu)仿真模型并能方便的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，從而改善機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、節(jié)省時(shí)間、降低成本。機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件組合而成，而每個(gè)構(gòu)件都以一定的方式至少與另一個(gè)構(gòu)件連接。這種連接，既使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸，又使兩個(gè)構(gòu)件產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的前提是創(chuàng)建機(jī)構(gòu)，創(chuàng)建機(jī)構(gòu)與零件裝配都是將單個(gè)零部件組裝成一個(gè)完成的機(jī)構(gòu)模型，因此兩者之間有很多相似之處。由零件裝配得到裝配體，其內(nèi)部的零部件并沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而由連接得到的機(jī)構(gòu)，其內(nèi)部的構(gòu)件之間可以產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。5.2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的工作流程建立仿真運(yùn)動(dòng)的一般步驟：1.創(chuàng)建機(jī)構(gòu)中參與運(yùn)動(dòng)的不可缺少的零件模型。2.選取合適的“連接”進(jìn)行機(jī)構(gòu)的裝配，并進(jìn)行必要的位置調(diào)整。3.進(jìn)入機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)界面，進(jìn)行仿真運(yùn)動(dòng)的參數(shù)設(shè)置，其中包括高級(jí)連接類型的設(shè)置，伺服電動(dòng)機(jī)和分析定義的參數(shù)設(shè)置。在機(jī)構(gòu)仿真運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)研究中，用戶可以通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng)副，使其隨伺服電動(dòng)機(jī)一起移動(dòng)，并且在不考慮作用于系統(tǒng)上的力的情況下分析其運(yùn)動(dòng)。使用運(yùn)動(dòng)分析觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，并測(cè)量主題位置、速度和加速度的改變。然后用圖形表示這些測(cè)量，或者創(chuàng)建軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。根據(jù)以上分析，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真總體上可以分為6個(gè)部分：創(chuàng)建圖元、檢測(cè)模型、添加建模圖元、準(zhǔn)備分析、分析模型和獲取結(jié)果。5.2.3機(jī)構(gòu)仿真運(yùn)動(dòng)裝配連接的概念及定義常規(guī)的裝配限制了元件、組件的所有自由度，而元件、組件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)必須保留某個(gè)或幾個(gè)方向上的自由度，因此在進(jìn)行機(jī)構(gòu)仿真運(yùn)動(dòng)的裝配過(guò)程中需要引入“連接”定義，即能夠限制主體的自由度，僅保留所需的自由度，以產(chǎn)生機(jī)構(gòu)所適合的運(yùn)動(dòng)類型。連接在“裝配”環(huán)境中建立，單擊“元件放置”對(duì)話框中的“連接”字符即可進(jìn)入連接設(shè)置狀態(tài)，Pro/ENGINEER中共提供了n種連接模式，下面介紹主要的連接方式:1.剛性使用一個(gè)或多個(gè)基本約束，將元件與組件連接在一起，受剛性連接的元、組件屬于同一主體，連接后，6個(gè)方向上的自由度被完全限制，相互之間不再有自由度。2.銷釘僅有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，由一個(gè)軸對(duì)齊和一個(gè)與軸垂直的平移約束來(lái)限制其它5個(gè)自由度，元件可以繞軸旋轉(zhuǎn)。3.滑動(dòng)桿僅有一個(gè)沿軸向的平移自由度，實(shí)際上就是一個(gè)與軸平行的平移運(yùn)動(dòng)，使用“軸對(duì)齊”和“旋轉(zhuǎn)”兩個(gè)約束限制其他5個(gè)自由度。4.圓柱具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)沿軸向的平移自由度，元件可以繞軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)可沿軸向平移，使用“軸對(duì)齊”的約束限制其他4個(gè)自由度。5.平面具有兩個(gè)平移自由度和一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，使用“平面”限制其他3個(gè)自由度，元件可繞垂直于平面的軸旋轉(zhuǎn)并在平行于平面的兩個(gè)方向上平移。6.球具有3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。使用“點(diǎn)對(duì)齊”約束來(lái)限制3個(gè)自由度[7]。5.2.4機(jī)構(gòu)的仿真運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真必須有動(dòng)力源，我們選用伺服電機(jī)具體操作步驟如下:單擊菜單命令“應(yīng)用程序”下的“機(jī)構(gòu)”，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)操作界面。單擊菜單命令“插入”下的“伺服電機(jī)”系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出“伺服電機(jī)定義”對(duì)話框。設(shè)置相關(guān)參數(shù)，確定伺服電機(jī)的設(shè)置。伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)置好以后，就可以模擬運(yùn)動(dòng)效果，這里還需要對(duì)個(gè)別參數(shù)進(jìn)行行設(shè)置，具體操作步驟如下：1.單擊窗口右側(cè)工具欄里的“定義分析”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出“分析定義”對(duì)話框，將其中的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。2.切換到“電動(dòng)機(jī)”選項(xiàng)卡，確認(rèn)電動(dòng)機(jī)已添加，然后單擊底部“運(yùn)行”按鈕，檢測(cè)運(yùn)行狀況，無(wú)誤后關(guān)閉“電動(dòng)機(jī)”選項(xiàng)卡，接著再關(guān)閉“分析定義”對(duì)話框。3.單擊窗口右側(cè)工具欄里的“回放以前運(yùn)動(dòng)分析”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出“回放”對(duì)話框。4.單擊對(duì)話框中的“播放當(dāng)前結(jié)果集”按鈕，打開(kāi)“動(dòng)畫(huà)”對(duì)話框。5.單擊對(duì)話框中的“播放”按鈕，即可連續(xù)觀測(cè)運(yùn)動(dòng)效果。通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)仿真可以觀察到搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)行情況，單擊對(duì)話框的“運(yùn)行”按鈕查看搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)行情況。具體的看視頻第六章ANSYS有限元分析ANSYS軟件作為世界著名的美國(guó)ANSYS公司最具盛名的CAE軟件產(chǎn)品，自從引進(jìn)國(guó)內(nèi)之后，由于其具有結(jié)構(gòu)、熱流體、電磁和耦合場(chǎng)分析功能，并且功能體系完整強(qiáng)大，得到非常成功地應(yīng)用和推廣，應(yīng)用于航空航天、軍工、能源動(dòng)力、船舶車輛通用機(jī)械等各個(gè)行業(yè)。ANSYS軟件提供全新的CAD/CAE一體化平臺(tái)，即Workbench環(huán)境，它可以更好的實(shí)現(xiàn)與CAD軟件的幾個(gè)模型雙向傳遞，并實(shí)現(xiàn)參數(shù)化模型的雙向刷新。在本課題的研究中，小臂是整個(gè)結(jié)構(gòu)中受力最大的桿，它的強(qiáng)度直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的功能。因此，需要對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核。分析小臂在受力下的變形，采用有限元法來(lái)分析小臂的受力變形。機(jī)器人小臂的ANSYS有限元分析過(guò)程：1.ANSYS分析開(kāi)始準(zhǔn)備工作(1)清除內(nèi)存，并開(kāi)始一個(gè)新的分析；(2)指定工作文件名；(3)指定分析標(biāo)題；(4)重新刷新圖形窗口，輸入的標(biāo)題顯示在圖形窗口的左下角。2.創(chuàng)建有限元模型(1)進(jìn)入前處理器并定義單元類型；(2)定義單元實(shí)常數(shù)；(3)定義材料屬性，單元類型選擇SOLID187，材料的彈性模量E=210GPa，泊松比ν=0.31，材料模型設(shè)置如圖6-1所示；圖6-1定義材料屬性對(duì)話框(4)臂在ANSYS中建模，臂的結(jié)構(gòu)雖然比較簡(jiǎn)單，但是存在幾個(gè)倒圓角這樣的細(xì)小特征，如果與pro/e軟件接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換容易使細(xì)小特征丟失，所以選擇在ANSYS中直接建立模型，如圖6-2所示；圖6-2建立小臂模型(5)網(wǎng)格劃分，模型用Meshtool進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選用智能網(wǎng)格、四面體自由網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分設(shè)置如圖6-3所示，劃分結(jié)果如圖6-4所示。圖6-3網(wǎng)格劃分設(shè)置圖6-4碼垛機(jī)器人小臂的網(wǎng)格模型3.求解(1)建立一個(gè)新的求解，操作如圖6-5所示。圖6-5建立新的求解(2)施加載荷由計(jì)算可知，作用在臂上三個(gè)孔上的力可以等效為集中力，其大小分別為G=200N，F(xiàn)1=1237.6N，F(xiàn)2=987.6N。由于作用在孔上的力為分布力，所以將集中力轉(zhuǎn)化為分布力。作用在三個(gè)孔上的力的作用面積均為其圓柱表面積的一半：S1=QUOTE=3.14*15*90=4239QUOTES2=QUOTE=3.14*21*90=5934.6QUOTE分布力P1=QUOTE=200/4239=0.0472MPaP2=QUOTE=1237.6/5934.6=0.2085MPaP3=QUOTE=987.6/5934.6=0.1664MPa第三個(gè)孔雖然有一個(gè)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，但是當(dāng)臂平衡時(shí)臂可以等效為有零個(gè)自由度的情況，所以第三個(gè)孔的約束條件為固定，自由度約束為零。施加載荷后的模型如圖6-6所示。(3)進(jìn)行求解圖6-6施加載荷后的小臂4.后處理求解完成后，在后處理菜單中查看分析結(jié)果。小臂在x軸方向的應(yīng)力圖如圖6-7所示，應(yīng)變圖如圖6-8所示。圖6-7小臂在x軸方向的應(yīng)力圖圖6-8小臂在x軸方向的應(yīng)變圖5.小臂強(qiáng)度校核(1)強(qiáng)度分析由小臂的應(yīng)力圖可知，小臂的最大應(yīng)力為2.582MPa，位于孔的附近。小臂材料為45號(hào)鋼，屈服極限為360MPa，安全系數(shù)=2.5，由公式=／得，。由于小臂的最大作用應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力，故滿足強(qiáng)度條件。(2)剛度分析從小臂的應(yīng)變圖可知，小臂的應(yīng)變較小，剛性較好，在有負(fù)載的情況下具有較好的精度。分析結(jié)果表明，小臂結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度均滿足設(shè)計(jì)要求。在滿足條件的情況下，可以適當(dāng)?shù)膶?duì)小臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)論本課題所研究的是碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在參考多種機(jī)器人的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)滿足碼垛要求的機(jī)器人。整個(gè)課題的設(shè)計(jì)過(guò)程需要完成的任務(wù)主要有：1)完成了整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，尤其是手臂部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在構(gòu)思過(guò)程中共設(shè)計(jì)出三種方案，對(duì)比后選出第三種方案作為碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。2)完成了機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇，主要包括有：導(dǎo)軌副、絲桿螺母副、減速機(jī)、軸承以及聯(lián)軸器的選用。3)完成了機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算與校核，主要指導(dǎo)軌、絲杠和銷軸。校核所選擇的型號(hào)是否滿足條件，從而選擇出合理的型號(hào)。4)完成了基于Pro/e的機(jī)器人結(jié)構(gòu)的實(shí)體建模和仿真。基于pro/e的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)提高和保證碼垛運(yùn)動(dòng)的可靠性具有重要的使用價(jià)值。5)完成了主要受力桿的應(yīng)力分析，通過(guò)應(yīng)力、應(yīng)變圖，找出桿在載荷作用下的最大應(yīng)力和最大應(yīng)變，以校核桿是否滿足強(qiáng)度條件和剛度條件。在滿足剛度和強(qiáng)度條件下，可以對(duì)桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。綜上所述，本次設(shè)計(jì)出的碼垛機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)基本功能要求的基礎(chǔ)上，較已有的設(shè)計(jì)方案來(lái)說(shuō)，實(shí)體模型仿真提高和保證了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的可靠性。然而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真過(guò)程中存在一些不足之處有：(1)設(shè)計(jì)的手臂的結(jié)構(gòu)只能起到減小重量，減少加工面積的作用，不能增加手臂桿的剛度。設(shè)計(jì)成工字形或n字形幾種截面的比較好。采用變截面n字梁作為手臂結(jié)構(gòu)，能承受沿垂直方向的載荷能力大；工字型結(jié)構(gòu)具有較好的抗彎抗剪強(qiáng)度(2)手腕部裝配的不太合理。在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，手腕不能保持始終鉛垂向下的狀態(tài)，有可能是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問(wèn)題或者是裝配的問(wèn)題。(3)在仿真過(guò)程中，改變電機(jī)的參數(shù)如速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)基本上不發(fā)生變化；在水平和豎直方向的運(yùn)動(dòng)的位移也很短。這些不足之處有可能是由于手臂的連桿設(shè)計(jì)不合理，長(zhǎng)度有點(diǎn)短。在此設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上改掉不足的地方，那么此課題設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)器人將更符合實(shí)際的運(yùn)動(dòng)。參考文獻(xiàn)[1]謝曉亮．基于UG的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控床的后置處理系統(tǒng)研究[D]．（華中科技大學(xué)）碩士學(xué)位論文．2009．[2]段春輝．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床通用后置處理系統(tǒng)研制[D]．（西南交通大學(xué)）碩士學(xué)位論文．2004．[3]孫國(guó)平．基于UG的五軸加工中心的后處理[D]．（江南大學(xué)）碩士學(xué)位論文．2009．[4]DECKELMAHO．DMG機(jī)床手冊(cè)[K]．中國(guó)印刷．[5]張磊．UGNX6后處理技術(shù)培訓(xùn)教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2009：1-199,243-397．[6]HEIDENHAIN．海德漢編程中文[K]．2006．12．[7]路啟建，褚輝生．高速切削與五軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011：156-275．[8]陳德存．基于UGPostBuilder的多軸加工中心后置處理的編寫(xiě)[J]．技術(shù)創(chuàng)新與生產(chǎn)實(shí)踐，2012，27(2)．[9]辜艷丹，燕杰春．基于UG/PostBuilder6.0的HeidenhainiTNC五軸機(jī)床專用后置的開(kāi)發(fā)[J]．制造技術(shù)與機(jī)床，2010，2．[10]楊有君．?dāng)?shù)控技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：11-15．[11]魏義利．大型風(fēng)力機(jī)葉片的外形設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬分析[D]．（大連理工大學(xué)）碩士學(xué)位論文．2010．[12]何顯富，盧露，楊躍進(jìn)，劉萬(wàn)琨．風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)、制造與運(yùn)行[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009，139-156．[13]胡仁喜，王敏，劉昌麗．UGNX5中文版曲面造型實(shí)例圖解[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：78-81．[14]羅輯，唐毅鋒，袁冬梅．?dāng)?shù)控加工工藝及刀具UGNX5[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：78-81．[15]劉江濤，陳仁越，謝龍漢．UGNX6數(shù)控加工視頻精講[M]．北京：人民郵電出版社，2009，63-143,261-283．[16]黃成，張文麗．UGNX7.5數(shù)控編程基礎(chǔ)與經(jīng)典范例[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2011，153-165,225-233．謝辭經(jīng)過(guò)12周的學(xué)習(xí)、研究，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲?；叵肫鹪O(shè)計(jì)過(guò)程中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，至今還歷歷在目。在老師和同學(xué)的幫助下我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我不僅復(fù)習(xí)了以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且又學(xué)到了很多新知識(shí)。雖然這段時(shí)間比較累，但是學(xué)到了知識(shí)，覺(jué)得累有所值了。能完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)首先要感謝在此設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我莫大幫助的烏日?qǐng)D老師，感謝烏日?qǐng)D老師對(duì)我的諄諄教誨。在課題設(shè)計(jì)過(guò)程中老師總是耐心的指導(dǎo)，讓我們把每個(gè)問(wèn)題都盡量解決。而且老師經(jīng)常提醒我們一些自己忽略的設(shè)計(jì)要求并且耐心的講解我們?cè)O(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的疑惑，及時(shí)督促我們的設(shè)計(jì)進(jìn)度，嚴(yán)格要求我們工作質(zhì)量。我真心的感謝烏日?qǐng)D老師。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的理論知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和踏實(shí)的工作作風(fēng)，使我受益匪淺。還要感謝我給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們，是他們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)給予我許多的意見(jiàn)與建議，及時(shí)的糾正我設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤?？傊舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)不僅讓我收獲了知識(shí)，更讓我懂得了一些道理。再次向老師和給予我熱心幫助的同學(xué)們奉上我最誠(chéng)摯的謝意！

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名：日期：

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日

指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力□優(yōu)□良□中□及格□不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□優(yōu)□良□中□及格□不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績(jī)：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績(jī)：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）評(píng)閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日PAGE內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)PAGEPAGE5教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn)教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過(guò)程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài)□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)