液壓傳動型工業機器人設計機器人畢業論文(已修改)

　

【正文】 畢業設計（論文）材料之二（1） 安徽工程大學機電學院本科畢業設計（論文）專 業： 機械設計制造及其自動化 題 目： 液壓傳動型工業機器人設計 安徽工程大學機電學院本科畢業設計（論文）任務書 2012 屆 機械設計制造及其自動化 專業學生姓名： 余 友 志 Ⅰ 畢業設計（論文）題目中文：液壓傳動型工業機器人設計英文：Hydraulic drive industrial robot designⅡ 原始資料1. 技術要求一份；2. Pro/e軟件一套；3. 相關資料若干。Ⅲ 畢業設計（論文）任務內容課題研究的意義：通過對機器人腕部設計，希望學生熟悉機械系統的設計過程，以及掌握利用AutoCAD或Pro/Engineer來繪制二維圖形或創建三維實體的能力。畢業設計環節是教學計劃中綜合性最強的實踐教學環節，對培養學生的思想、工作作風及實際能力、提高畢業生全面素質具有很重要的意義。同時，對所學知識的全面總結和綜合應用，又為今后走向社會的實際操作應用鑄就了一個良好的開端。本課題研究的主要內容：（1）確定傳動方案；（2）回轉力矩計算及其他相關計算；（3）零件設計與校核：1）軸承校核：設計中所用的所有重要軸承都要經過強度校核。在滿足尺寸和強度要求的情況下，盡可能地選用國產軸承，以降低機器人的成本。 2）軸的校核：設計中所用的所有較重要的軸都要經過強度校核和剛度校核。 3）齒輪選用：設計中所用的所有齒輪都要經過強度校核。 4）鍵及花鍵：設計中所用的所有較重要的鍵及花鍵都要經過強度校核。 5）銷與螺釘：設計中所用的所有較重要的銷與螺釘都要經過強度校核。（4）零件圖的繪制與三維模型建立；（5）繪制裝配圖及運動仿真。提交的成果：（1）畢業設計（論文）正文；（2）各零件的二維圖，各零件的三維模型及運動仿真。（3）至少一篇引用的外文文獻及其譯文；（4）附不少于10篇主要參考文獻的題錄及摘要。指導教師（簽字） 教研室主任（簽字） 批準日期 2011/12/12接受任務書日期 2012/1/5 完 成 日 期接受任務書學生（簽字）三自由度液壓傳動型工業運輸機器人摘 要本文主要介紹了三自由度液壓傳動型工業運輸機器人的設計。三自由度液壓傳動型工業運輸機器人是利用發動機動力驅動液壓舉升機構，將貨箱從一個位置運輸到另一指定的位置，并利用雙作用液壓缸使其復位。因此，液壓升舉機構是三自由度液壓傳動型工業運輸機器人的重要工作系統之一，其結構形式，性能好壞直接影響其使用性能和安全性能。本論文首先對三自由度液壓傳動型工業運輸機器人進行了說明，同時根據設計需要對液壓系統進行了簡要的闡述，并設計液壓舉升機構及液壓系統。液壓缸是一種配置靈活、設計制造比較容易而應用廣泛的液壓執行元件。盡管液壓缸有系列化標準的產品和專用系列產品，但由于用戶對液壓機械的功能要求千差萬別，因而非標準液壓元件的設計是不可避免的本次畢業設計的主要內容集中于三自由度液壓傳動型工業運輸機器人液壓缸及液壓系統的設計，并介紹了液壓設計的前期準備工作：設計的依據、設計的一般原則和設計步驟。關鍵詞：三自由度液壓傳動，液壓缸設計，液壓系統設計，AutoCAD，Pro/EngineerThree degrees of freedom hydraulic drive industrial transport robotsAbstractThis paper introduces the design of three degree of freedom hydraulic drive industrial transport robots. Three degrees of freedom hydraulic drive industrial transport robots is the use of engine power driven hydraulic lifting mechanism, the transport of containers from one location to another designated location, and use doubleacting hydraulic cylinder so that it reset. Therefore, the hydraulic lifting body is one of the important work of the three degrees of freedom hydraulic drive industrial transport robots, its structure, performance directly affects its use and safety performance. This paper first describes the three degrees of freedom hydraulic drive industrial transport robots, hydraulic system according to the design brief and design of the hydraulic lifting mechanism and the hydraulic system. The hydraulic cylinder is a flexible configuration, design and manufacturing is relatively easy to apply a wide range of hydraulic actuators. Although the hydraulic cylinder series standard products and special series, but because the function of the hydraulic machinery requirements vary widely, and thus the design of nonstandard hydraulic ponents is inevitable the main content of the graduation project focused on the threeDOF hydraulic drive industrial transport robots hydraulic cylinders and hydraulic system design and hydraulic design of the preparatory work: the basis of the design, general design principles and design steps.Keywords:Three degrees of freedom hydraulic drive, hydraulic cylinder design, hydraulic system design, AutoCAD, Pro / Engineer目 錄緒 論 2第1章 液壓系統設計 5 研究方案的確定 5 液壓概述 6 液壓技術的發展 6 液壓傳動 6 液壓傳動型工業機器人液壓系統概述 7 液壓缸概述 7 液壓系統原理圖 8 8 液壓傳動型工業機器人液壓系統設計 11 液壓傳動型工業機器人的液壓系統原理圖 11 系統工作循環分析 12 液壓系統中幾種低壓回路的作用 13第2章 液壓缸結構設計 1原則和步驟 14 設計的依據 14 設計的一般原則 14 設計的一般步驟 15 16 負載與運動分析和計算 17 選定工作壓力 18 繪制液壓執行元件工況圖 19 確定液壓缸內徑D 19 活塞桿直徑d的計算 20 缸筒壁厚的計算 20 缸筒長度L的計算 21 最小導向長度H的計算 21 一般導向套滑動面的長度A的確定： 22 活塞寬度B的確定 22 其他長度C的確定 22 活塞的密封長度M的確定 22 缸筒底部厚度的確定 22 液壓缸流量的確定 23 活塞桿強度的校核。 23 缸筒底部厚度的校核 23 液壓缸二結構設計計算 23 負載與運動分析和計算 23 選定工作壓力 25 繪制液壓執行元件工況圖 25 確定液壓缸內徑D 25 活塞桿直徑d的計算 26 缸筒壁厚及缸筒外徑的計算 27 缸筒長度L的計算 27 最小導向長度H的計算 28 一般導向套滑動面的長度A的確定： 29 活塞寬度B的確定 29 其他長度C的確定 30 活塞的密封長度M的確定 30 缸筒底部厚度的確定 30 缸的有效面積的計算 30 液壓缸流量的確定 30 缸筒法蘭厚度h 30 油口直徑 30 中隔套長度 31 活塞桿強度的校核。 31 缸筒底部厚度的校核 31 31 負載與運動分析和計算 31 選定工作壓力 33 繪制液壓執行元件工況圖 33 確定液壓缸內徑D 34 活塞桿直徑d的計算 34 缸筒壁厚及缸筒外徑的計算 34 缸筒長度L的計算 35 最小導向長度H的計算 35 一般導向套滑動面的長度A的確定： 35 活塞寬度B的確定 36 其他長度C的確定 36 活塞的密封長度M的確定 36 缸筒底部厚度的確定 36 缸的有效面積的計算 37 液壓缸流量的確定 37 缸筒法蘭厚度h 37 油口直徑 37 中隔套長度 37 活塞桿強度的校核。 37 缸筒底部厚度的校核 38 液壓缸進、出油口尺寸的確定 38第3章 液壓輔助元件的設計 39 液壓缸的密封設計 39 靜密封的設計 39 動密封的設計 39 支承導向的設計 39 導向環的設計 40 導軌的設計 40 防塵圈的設計 41 活塞桿導向套的設計 41 緩沖裝置 42 液壓泵的選擇 42 確定液壓泵的最高工作壓力 42 確定液壓泵的流量 43 確定額定壓力及流量 44 44 閥類元件的確定 44 44 閥類元件的選擇 44 油箱的選擇 46 油箱設計要點 46 油箱容量計算 46 濾油器的選擇 46 管路的選擇 46第4章 PRO/E概述 48 Pro/ENGINEER主要模塊 48 1工業設計(CAID)模塊 48 2 機械設計(CAD)模塊 48 功能仿真(CAE)模塊 48 制造(CAM)模塊 49 數據管理(PDM)模塊 49 數據交換(Geometry Translator)模塊 49 Pro/ENGINEER的特點及主要模塊介紹。 49 49 常用模塊介紹 50 PROE運動仿真 50結論與展望 53致謝辭 54參考文獻 55附錄 56附錄A附加圖 56附錄B引用的外文文獻及其譯文 57附錄C 主要參考文獻的題錄及摘要或參考文獻原文 83插圖清單圖11 液壓系統的能量轉換及構成元件示意圖 6圖12 雙作用液壓缸 7圖13 液壓缸控制回路 8圖14 液壓回路能量轉換圖 8圖15 自動補油保壓回路 9圖16 三位四通(O型) 9圖17 壓力繼電器控制順序動作回路 10圖18互不干擾回路 11圖19液壓傳動型工業機器人的液壓系統原理圖 12圖110 系統工作循環圖 13圖21常見液壓缸 15圖22 液壓缸布局圖 16圖23 液壓缸運動分析圖 17圖24 液壓缸執行元件工況圖 19圖25 液壓缸內部結構 21圖26 為液壓缸的導向長度 22圖27 幾種缸底結構 23圖28 液壓缸二運動分析圖 24圖29液壓缸工況圖 26圖210 活塞桿 27圖211 后缸蓋三位圖 28圖212活塞與活塞桿的組裝 28圖213 后蓋蓋二位圖 29圖214 為液壓缸的導向長度 29圖215 液壓缸三運動分析圖 32圖216 工況圖 33圖217 缸筒 36圖31 密封設計 39圖32 導軌三維圖 40圖33 燕尾槽導軌和三角形導軌 41圖34 前端蓋導向套組件 41圖35 緩沖裝置 42圖36 液壓泵的選擇 43圖37 排氣閥 45圖38 油口 46表格清單表11 系統工作循環狀態 12表21 各類液壓設備常用工作壓力 19表22 按負載選擇執行元件的工作壓力 19表23 速比系列 20表24 液壓缸內徑尺寸 20表25 液壓缸的公稱壓力 20表26 根據速度比計算的d與D的關系 20表31進油路壓力損失經驗值 43表32 液壓泵的總效率 44引 言液壓缸是將液壓能轉變為機械能的、做直線往復運動(或擺動運動)的液壓執行元件。它結構簡單、工作可靠。用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用。將液壓缸提供的液壓能重新轉換成機械能的裝置稱為執行元件。執行元件是直接做功者從能量轉換的觀點看，它與液壓泵的作用是相反的。根據