【正文】 8 軸承參數(shù)基本尺寸/mm基本額定載荷/KN極線轉(zhuǎn)速/r*min1安裝尺寸/mmd D BCrCor脂油daminDamaxramax10 26 8190002800026 81900028000 30 918000260001525 30 9180002600015255）計(jì)算軸承所受當(dāng)量載荷Pr：查詢機(jī)械設(shè)計(jì)表135，得出以下表格表39 軸承70000AC的計(jì)算參數(shù)因軸承工作時(shí)有往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故而有沖擊，經(jīng)過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表載荷系數(shù)為，因所以中軸承所受到的當(dāng)量載荷N （338）6）基本額定動(dòng)載荷CN （339） 軸承預(yù)期計(jì)算壽命，h 壽命指數(shù)，當(dāng)h時(shí)fh= Ft： 溫度系數(shù)，ft =表310軸承溫度系數(shù)工作溫度/℃120125150175200ft根據(jù)計(jì)算所得的基本額定載荷C，經(jīng)過查找查找機(jī)械手冊(cè)表5522，最終決定選用70000AC型號(hào)的角接觸軸承。6） 軸向游動(dòng)。例如既有徑向又有軸向聯(lián)合載荷一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，如徑向載荷大，軸向載荷小，可選深溝球和外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承，如同時(shí)還存在軸或殼體變形大及安裝對(duì)中性差，可選用推力調(diào)心滾子軸承[11]。所以絲杠在工作行程長度上所會(huì)引起的導(dǎo)程誤差為um （332）本次設(shè)計(jì)的絲杠的傳動(dòng)精度為5mm。固定—固定安裝方式中，Lc即為絲桿計(jì)算長度，指F和T作用處到固定軸承端的距離，Lc=280mm。8）計(jì)算軸向載荷F產(chǎn)生的軸向變形量δF 常見的滾珠絲杠的安裝有三種方式，如下圖：圖31滾珠絲杠安裝方式示意圖即為固定——自由，固定——支撐，固定——固定，這三種安裝方式。由上可知：Ca大于Ca′故載荷方面滿足要求。根據(jù)要求，設(shè)計(jì)絲杠最長長度mm最大行程 螺紋公稱直徑——； 鋼球直徑——圈數(shù)列數(shù)——螺桿滾道曲率——設(shè)定轉(zhuǎn)速r/min （34）初算其導(dǎo)程 所以導(dǎo)程選擇mm3）計(jì)算動(dòng)載荷 （35） 壽命系數(shù) （36）工作壽命查下表： 表32 各類機(jī)械預(yù)期工作時(shí)間機(jī)械類型備注普通機(jī)械普通機(jī)床數(shù)控機(jī)床精密機(jī)床測(cè)試機(jī)械航空機(jī)械5000～1000010000～150002000020000150001000250（天）16（h）10（年）（開機(jī)率）=20000由于是精密絲桿傳動(dòng)，選。因?yàn)闈L動(dòng)絲杠及滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，經(jīng)過預(yù)緊之后，可以得到很好地定位精度和重復(fù)定位精度，是本次直線運(yùn)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)的最合理選擇[12]。經(jīng)過計(jì)算，得出。圖210 電機(jī)安裝座，所以采用薄板中空類型的。根據(jù)前面所選擇的混合式的步進(jìn)電機(jī)，其外形大概為一個(gè)長方體，長寬高分別為41mm、38mm、38mm。對(duì)于潤滑，對(duì)潤滑油的選擇十分的重要。表212 設(shè)計(jì)參數(shù)滑座上負(fù)載F滑座個(gè)數(shù)單方向行程每分鐘往復(fù)50N2 150mm 2每天工作時(shí)長一年工作量壽命24h300天 10年 N （226）h 根據(jù)公式 （227）其中式中為單行程長度為額定行程長度壽命n 為往復(fù)數(shù)每小時(shí)求得km （228）絲杠與導(dǎo)軌的連接件兼做Z軸X軸連接件，其結(jié)構(gòu)如下圖：圖29 連接滑塊圖此連接件的設(shè)計(jì)材料選用45號(hào)鋼，尺寸為長、寬、高為94mm、88mm、60mm。Z軸的設(shè)計(jì)，考慮到傳動(dòng)的穩(wěn)定性，還有安裝的方便性，以及防止兩導(dǎo)軌在工作時(shí)相互脫離，故設(shè)計(jì)時(shí)選用滾動(dòng)導(dǎo)軌。經(jīng)過分析思考，決定使用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌。其基本參數(shù)如下表:表210 57HM410306A混合式步進(jìn)電機(jī)額定電壓（V）額定電流（A）重 量(kg)輸出轉(zhuǎn)矩（n*mm）電機(jī)長*寬*高額定轉(zhuǎn)速（r/min）15 413838500本次設(shè)計(jì)選用的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。絲杠在工作中所承受的最大有效負(fù)載為2kg,所以絲杠的軸向最大負(fù)載為。經(jīng)查詢資料，發(fā)現(xiàn)MISUMI公司生產(chǎn)的精密聯(lián)軸器符合設(shè)計(jì)要求，故采用其聯(lián)軸器，型號(hào)為MSC010SA28B8BM。聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器與撓性聯(lián)軸器兩種。 A為軸承支座為能能安裝上軸承所留的軸向?qū)挾?。滾動(dòng)軸承與軸承座的配合使用基軸制，配合公差選用[11] 。 N （216）上式中，取負(fù)載移動(dòng)阻力系數(shù) ——負(fù)載移動(dòng)阻力；為有效負(fù)載質(zhì)量，為絲杠運(yùn)動(dòng)副的總體質(zhì)量。不過還有另一種選擇，那就是選用圓錐滾子軸承，這種軸承也符合要求。 （215）效率要求在90%95% 之間，經(jīng)計(jì)算得出的結(jié)果符合要求。 （211）絲杠的極慣性矩為。 r/min （27）Lc是計(jì)算它的許用轉(zhuǎn)速nc所需要用到的安裝距離，下表是Lc計(jì)算依據(jù)的選擇依據(jù)。為其中。選用轉(zhuǎn)速系數(shù)，式中n為絲桿轉(zhuǎn)速；取短行程系數(shù)。 右旋磨制絲杠根據(jù)要求設(shè)計(jì)絲杠的最長長度為：絲杠的最大行程 絲杠的固定方式為絲杠支撐兩端固定。有了設(shè)計(jì)思路后，開始細(xì)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，確定的最終的設(shè)計(jì)思路如下圖：圖13 詳細(xì)設(shè)計(jì)思路圖根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案，就開始著手設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)總體方框圖圖12 總體方框圖根據(jù)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)方案，因?yàn)閆軸運(yùn)動(dòng)模塊總體質(zhì)量會(huì)影響到X軸Y軸的工作負(fù)載，在計(jì)算X軸，Y軸的有效負(fù)載，影響設(shè)計(jì)絲杠副的尺寸，校核剛度等會(huì)受到影響，所以優(yōu)先完成設(shè)計(jì)Z軸運(yùn)動(dòng)模塊。Z軸與X軸的連接就是用一個(gè)大滑塊來固定連接。2）XYZ三個(gè)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括滾珠絲杠副設(shè)計(jì)選擇，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇，滾動(dòng)軸承的選擇，軸承的安裝座座的設(shè)計(jì)，絲杠支承的選擇設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器的選擇，兩軸連接處零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，電機(jī)安裝座的設(shè)計(jì)，機(jī)架與三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊的鏈接設(shè)計(jì)。X軸和Y軸的執(zhí)行元件采用永磁式有刷直流伺服電機(jī)，運(yùn)動(dòng)速度曲線為梯形。因此，對(duì)機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)是非常有現(xiàn)實(shí)意義和未來展望的。把傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備加上機(jī)械手即可共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它在適中、小批量生產(chǎn)中特別受歡迎，通過機(jī)械手的應(yīng)用可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，它的結(jié)構(gòu)很緊湊，對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)性能力很強(qiáng)?？煽啃愿?、速度快、精度高，可以代替人工，提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)在大部分的自動(dòng)化機(jī)構(gòu)都運(yùn)用到機(jī)械手結(jié)構(gòu)，比如摘果機(jī)械手，自動(dòng)上料機(jī)等等。關(guān)鍵詞：機(jī)械手；電動(dòng)機(jī)；滾珠絲杠副AbstractIn today’s era of rapid development of manufacturing industry, entrepreneurs have begun to focus their eyes and strategies on mechanical automation, strive to use a lot of automation equipment, in order to improve the production efficiency and the economic benefits. Nowadays the automation equipment has been spread all over the production lines of enterprises, especially the automated. Due to meet the needs of the social industry, people begin to design more advanced s. From another perspective, the industrial level of a country depend on its manipulator technology and the extensive degree of manipulator application.An overview of robot is outlined, its XYZ rectangular coordinate is introduced, and the mechanical structure of the manipulator is described. The design process of three linear motion modules is detailed, including the selection calculation of the motor, type selection of the ball screw pair and the rolling guide, the selection of rolling bearing, the selection of flexible coupling, the design of bearing base, the design of motor mounting base, the design of the frame, and the check of the related indexes of machine parts. The check contains the stiffness of the guide screw, the allowable speed among the working life, the load of rolling bearing, the working life of guide screw. The process of a nonstandard part is detailed, including the dimension design, the machining process from the rough to required part. The heat process contains normalizing, tempering, modulation processing.All the above work is aimed at designing a XYZ rectangular coordinate manipulator which can move up and down, move left and right, move forward and backward. The design of the structure must meet not only the basic movement but also the high locating and move accuracy. The manipulator must have the small volume and a beautiful appearance.Key words: manipulator。零件的熱處理工藝過程，包括正火，回火，調(diào)制處理等。本文通過概述機(jī)械手，介紹XYZ直角坐標(biāo)機(jī)械手，說明了本次要設(shè)計(jì)怎么樣的機(jī)械手結(jié)構(gòu)。目前自動(dòng)化設(shè)備已經(jīng)遍布企業(yè)的生產(chǎn)線。實(shí)驗(yàn)研究 254。理論研究 168。軟件開發(fā)2015年5月27 日58 / 64摘 要在當(dāng)今制造業(yè)迅速發(fā)展的年代，為了提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)家們開始把目光和戰(zhàn)略放到機(jī)械自動(dòng)化上，力求能大量的使用自動(dòng)化設(shè)備。從另外的一個(gè)角度上，也可以這么認(rèn)為，一個(gè)國家的機(jī)械手技術(shù)水平的先進(jìn)程度和對(duì)機(jī)械手的應(yīng)用廣泛程度，體現(xiàn)出了一個(gè)國家目前的工業(yè)發(fā)達(dá)程度。文中還詳細(xì)介紹了一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)零件的工藝，包括詳細(xì)的尺寸設(shè)計(jì)加工工藝過程，即為從毛坯到形成所需零件的詳細(xì)加工過程。且其外形還要體積小，外形美觀。一個(gè)操作工人可以控制3到6臺(tái)機(jī)器，工作安全性很高。使用靈活，功能多，根據(jù)操作工具的不同，使用功能不同。目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。我國對(duì)工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平相對(duì)很低，機(jī)械手的研究和開發(fā)從根本上會(huì)直接影響到我國自動(dòng)化生產(chǎn)水平，故從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)都考慮要提高機(jī)械手的水平。機(jī)械手的XYZ三個(gè)軸的結(jié)構(gòu)均設(shè)計(jì)為執(zhí)行元件直接帶動(dòng)絲杠，并設(shè)計(jì)選擇合適的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向。 本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)1）ZXY三個(gè)軸的直線運(yùn)動(dòng)模塊執(zhí)行元件的選型，即電機(jī)的選擇計(jì)算。此結(jié)構(gòu)就是用一根橫梁來支撐Z軸X軸的運(yùn)動(dòng)模塊。三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，滾動(dòng)導(dǎo)軌導(dǎo)向，可獨(dú)立完成直線運(yùn)動(dòng)，也可以相互配合，完成相應(yīng)的空間曲線運(yùn)動(dòng)。最終設(shè)計(jì)機(jī)座。驅(qū)動(dòng)方面采用混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度曲線為矩形，最大速度為10mm/s。（重力加速度?。? （21）所以得出絲杠軸向載荷N