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1、直线振动输送机的结构设计摘 要面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为工业重要设备的各类机械工艺装备也有了许多新的变化，尤其是振动机械产品，其在今天机械产品的地位越来越重要。在原普通水平输送机的基础上，经过市场与现场调研，应用非线性振动理论，微弯等截面梁的弯曲振动理论、最优化理论、共振理论以及CAD技术，研制出振动机械新产品。该产品与国内外同类产品相比具有重量轻、体积小、节能、低噪声、高效的特点，是一个极具有发展前景、推广及应用价值高的高新技术产品。本文从零件的分析、工艺规格设计和夹具的设计三个方面，阐述了
2、直线振动输送机设计与制造的全过程。尤其在工艺规程设计中，我们运用了大量的科学的加工理论及计算公式，选择了基面，制定了工艺路线确定了机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸，最后确定了切削用量及基本工时。关键词 五自由度；工业机器人；非线性IIIThe Design Of Five Degrees Of Freedom Of Rbotic ArmAbstractThis design focuses on some knowledge and principles of industrial robots, including the composition of industrial robots,
3、classification, the main technical performance parameters and the motion analysis of industrial robots. The overall content of this design is the ability to move of the moving mechanism based on indicators, comparing the performance characteristics of existing mobile mechanism, to determine the opti
4、mal movement mechanism moves; design a joint manipulator of five degrees, to determine five degrees of freedom of an industrial robot main technical parameters and transmission relations and through various parts of the dynamic calculation of industrial robots to choosing the right drive motor; iden
5、tified the computer control system programs of the design of five degrees of freedom of industrial robots, as well as build a Pro / E model of the design of five degrees of freedom of industrial robots. The authors in reference to large number of documents on the basis,combination of design requirem
6、ents, and with reference to the structure of general-purpose robot for five degrees of freedom industrial robot design and design the computer control system. The robotic arm of this article is designed mainly by gripper, wrist, forearm, arm and base composition, while using the Pro / E computer pro
7、gram be a three-dimensional modeling,the robotic arm can be used to search for, capture pipe fittings underwater, cables, and other fine or long objects, it can also be other shapes objects for gripping, a certain versatility. Robot can automatically control, multi-functional, there are five degrees
8、 of freedom,it can be fixed or moving, for the related automation systems.Keywords Five degrees of freedom；Industrial robot；nolinear目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 前言11.2 工作原理11.3 特点21.4 国内外振动输送机的发展趋势与现状21.5 本章小结3第2章 结构方案的拟订42.1 振动运输机整体方案设计42.2 本章小结6第3章 振动输送机力学模型及动力分析73.1 模型设计与动力分析73.2 本章小结10第4章 振动输送机的运
9、动学参数与性能参数114.1 运料参数计算114.2 输料槽的设计124.3 弹簧系统计算分析134.4 减振弹簧的设计154.5 减振弹簧性能检验164.6 非线性主振弹簧的设计174.6.1 弹簧材料的计算与选择174.6.2 弹簧零部件的设计与计算174.7 本章小结19第5章 输送机的校核与分析205.1 槽体的强度校核205.2 槽体的局部刚度校核215.3 同步性分析235.4 周期性分析245.5 本章小结24总结25参考文献26致谢27第1章 绪论1.1 前言在工业生产和生活中，人们都使用或接触过许多机器，这些机器能承担人力不能或不便承担的工作，能大大提高人们的劳动生产率，改进
10、产品质量，还能改善人们的劳动环境，减轻劳动强度，尤其是使用机器可大规模进行生产，实现高度的机械化生活的需要。因此使用机器进行生产的水平是一个国家综合国力的标志，也是这个国家工业化水平的标志。此次我们设计的机器为直线振动输送机。该机用于各种颗粒状，中等块度以下的非粘性物料（含水量小于5%）。最适宜于输送高磨耗，高温度（300度以下的物料）如水泥，熟料，烘干热矿渣，沙等，还可以用于冶金，矿山，化工，电力等行业，是一种理想的新型输送设备。本机有以下特点：1.输送量大，重量轻，电耗低。2.负载特性好，机槽振幅受电压波动动输送量的影响很小；3.起动快，在满足负载的情况下正常起动；起动快，停车时整机稳定。
11、4.结构简单，调试容易，磨损件少，维修量小。5.安装方便，不需要专用的地基和地脚螺栓，便于移动位置。6.隔振性能好，故适宜水泥及矿渣库顶输送。本机主要组成部分：本机主要由出料槽体、底架、主振弹簧、减振弹簧、弹簧座、振动电机等部件组成。1.输送槽体截面采用优化理论确定，槽体采用耐热板制作，各段间的连接部件要求平整。2.振动电机两台采用穿透螺栓连接，激振力可调。3.主振弹簧为非线形弹簧，可用调整螺栓调节其预压缩量，以适应不同比重的物料输送。该产品由于研制及小批量生产状态，其工时、工装费用较高，使成本提高，在推广新产品的同时，严格控制产品的各种消耗，在保证质量的前提下，进一步降低成本，降低费用，加强
12、核算，就能使该产品的价格进一步降低，取得更好的社会效益和经济利益。1.2 工作原理振动输送机是通过激振源产生的激振力，强迫物料在振动输送机的槽体内按一定方向做简谐运动。当其运动速度达到一定值时（大于重力加速度），物料便在承载体（槽体）内做微小的连续的抛掷运动，从而使物料向前运动，实现输送目的。激振源的选择是振动机械设计的一个关键问题，考虑上述工况下输送机的载荷、速度情况等，参考国内外的先进经验，以振动电机为激振源可使结构简化、调节方便、安装维修量小、能耗降低。激振电机是在电机轴上安装偏心块，振动电机工作时，电机带动偏心块做回转运动产生激振力，该类振动输送机采用两台振动电机产生一个合成的斜向上的
13、振动力，使物料在槽体内做斜向上简谐运动。两台电机不断振动，物料连续做周期抛掷运动，从而达到输送物料的目的。1.3 特点优点：该机结构简单、重量较轻、造价不高；能量消耗较少、设备运行费用低；润滑点与易损件少，维护保养方便；物料呈抛掷状态运输，对承载体磨损少，可输送磨琢性材料；可以多点给料和多点卸料；便于对含尘的、有毒的、带挥发性气体的物料进行密闭输送，有利于环境保护。缺点：向上输送效率低；粉状和含水量大、粘性物料输送效果不佳；制造和调试不良时噪音加大；某些机型对地基有一定的动载荷；输送距离不长。1.4 国内外振动输送机的发展趋势与现状由于振动理论的日趋成熟及振动电机在振动机械上的应用，使得世界工
14、业发达国家近年来在输送机方面的开发与研制发展异常迅速。现已广泛用于矿山、冶金、建材、化工等各个领域。其发展趋势大致有以下几个方面：1.标含数优化：重量最轻，造价最低、能耗最少；噪声最小，效率最高，输送量最大；2.磨损轻，润滑点少，磨损环节少，零部件寿命长，维修量小，维修费用低；3.输送高温材料：允许输送物料的温度可达350，短时温度可达6801000；4.承载构件做成密封结构，便于封闭输送粉尘性大、有毒、有挥发性异味、危害人体健康和环境卫生的物料；5.输送过程中，可同时完成其他工艺作业，如筛分、混合、烘干和加热、冷却、清洗等，实现一机多用；6.可水平或倾斜安装，一般向上、向下倾角分别不超过12
15、15。近年来，国内在振动输送机方面也得到迅速发展和应用。不少研制单位、高校及厂家对 振动输送机进行了广泛的研究，但就其效率、功能、规格、寿命等诸方面与发达国家相比，还有较大的差距。国内较为成功的结构形式主要有：单管、双管输送机、平衡式、不平衡式输送机，单质体、双质体输送机，偏心连杆式、惯性激振式、电磁激振式输送机。惯性式振动输送机是近年来开始研制的，其长度多在7m以下，个别样机可达12m。目前，国内同类产品存在主要问题如下：1.动装置多采用偏心连杆机构，偏心连杆负荷大，应力高，槽体的弯曲应力大，槽体的横向刚度要求高，由此整机重量也成正比增加；2.结构较为复杂，加工件多，安装、调试、维修工作量大，机体重量大，功耗大，效率低；3.当设计、制造、安装、调试不当时，常产生较大噪声和振动，弹簧易损坏，维修量过大，影响机器的正常工作；4.激震源效率低，寿命短，易出现故障，导致维护工作量大，成本提高，以至整机寿命大大缩短；5.弹性或刚性连杆驱动集中作用于输送机槽体和底架上，使该处极易损坏或断裂。在本次设计中，我们设计的主要是双质体共振式惯性振动输送机，即我们说明的直线振动输送机。1.5 本章小结本节以前言开题，主要介绍了此次课题研究的振动输送机的工作原理与特点，并且讲述了国内外振动输送机的发展趋势与现状，并且针对国内情
