【正文】 ，所以傳動比為 1:1； 2）選取齒輪齒數(shù)為 Z=40； 3）本碼垛機工作速度、功率不高，選用 6 級精度； 4）選擇材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 HBS=241~286。取安全系數(shù)為 S= 計算應力循環(huán)次數(shù) N=60n1jLh=6060001（2830015）=10 10查《機械設計》P208 圖 1023，得 KHN=1。本科生畢業(yè)設計－ 26 －圖 41 導軌底座三維裝配圖 （1）y 軸的受力分析 y 軸有兩個導軌底座，y 軸只承受的最大的垂直載荷約 3000N，則單個導軌底座承受的最大的垂直載荷約 1500N，導軌底座的材料為鑄鐵，當 y 軸移動的中間時，某一截面能得到最大拉應力和最大壓應力。（2）x 軸的受力分析 同理 x 導軌底座的截面鑄鐵梁的載荷和截面尺寸如圖 45 和圖 46 所示圖 45 x 軸導軌底座受力分析本科生畢業(yè)設計－ 28 －圖 46 x 軸導軌底座截面圖 同理計算出 x 軸導軌的最大拉應力沒有超過許用應力，最大壓應力沒有超過許用應力，強度條件滿足的。本設計主要完成下面主要工作。鳴 謝－ 30 －鳴 謝 我利用將近三個月的時間終于將本次畢業(yè)設計完成。另外，在此向幫助和指導過我的其他各位老師表示最中心的感謝。參考文獻－ 31 －參考文獻[1] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，.[2] 濮良貴，陳國定，[M].北京：高等教育出版社，.[3] [M].北京：高等教育出版社，.[4] [M].北京：電子工業(yè)出版社，.[5] [M].北京：電子工業(yè)出版社，.[6] [M].北京：化學工業(yè)出版社，.[7] [M].北京：化學工業(yè)出版社,1999.[8] [M].遼寧：遼寧科學技術(shù)出版社,1999.[9] [M].北京：化學工業(yè)出版社,2022.[10] 盧秉恒,趙萬華,[M].北京：機械工業(yè)出版,2022.[11] 余達太，[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2022.[12] 李曉剛，、問題及對策[J].包裝工程， 2022(2).[13] 李成偉，貧超。 本文引用了許多位學者的研究成果，參考他們的文獻，要是沒有各學者的的幫助和啟發(fā)，我也很難完成本次的畢業(yè)設計，非常感謝各個學者。尤其要強烈感謝我的畢業(yè)設計指導老師——俞國燕老師，他對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的指導我的畢業(yè)設計。（2）、通過方案對比確定最終適合的方案，并對各部件的計算和選型，和對某些構(gòu)件部件的強度校核。同樣還需要一定的創(chuàng)新精神，和在同學和老師的無私幫助下克服各種難題而得出的結(jié)果。已知截面對形心軸 x 軸的慣性矩為 Ix=104mm4，且[y1]=31mm。齒輪按 6 級精度設計。 初擬齒寬系數(shù) ，取載荷系數(shù) ，節(jié)錐角為 δ=45 o，HBS=260,查《==K械設計》P211 圖 1025 得 σ Hlim=539Mpa。則這里要用 16 個 7305B 型號的角接觸球軸承，安裝方式如圖 31圖 3圖 321 所示：本科生畢業(yè)設計－ 22 －圖 319 軸承裝配圖圖 320 軸承裝配圖圖 321 軸承裝配圖本科生畢業(yè)設計－ 23 － 錐齒輪傳動的計算與選型 X 軸的簡圖如圖 322 所示，錐齒輪的安裝方式圖 323 所示，和錐齒輪參數(shù)如圖 324 所示。本科生畢業(yè)設計－ 20 －圖 315 導軌副 軸承的選用 Z 旋轉(zhuǎn)軸軸承的選用 Z 旋轉(zhuǎn)軸只受到軸向力的載荷，所以選擇單向推力球軸承，其軸向當量動載荷Pa=Fa，F(xiàn) a為軸承所承受的最大軸向力，由于抓手和物體最大重量小于 40kg，則可認為其軸向當量動載荷 Pa=350N，為了適應其總體機構(gòu)大小，選擇軸承型號為 51108，其軸承基本額定動載荷為 350N。查書本《系統(tǒng)設2kN=150Fmax計課程設計指導書》表 341，可以初選直線滾動導軌副的型號為 KL 系列的型，直線滾動導軌副的額定靜載荷 。（1）計算滑塊承受工作載荷及選取導軌型號 影響直線滾動導軌副使用壽命的重要因素通常是工作載荷。同樣可以算得各個零部件的轉(zhuǎn)動慣量如下：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 =7，上下運動的部分折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣 = ，兩斜齒輪估計傳2cmkg? WJ2cmkg?動慣量不會大于 JZ=。則選用的電機滿足（30=Tjax?8）式的使用要求。同樣算得各個零部件的轉(zhuǎn)動慣量如下：上下運動的部分折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣 =WJ，滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 。要使起動頻率選得更低，可以采用軟件升降頻，其通常只有 100Hz。1NT??eqT 2）最快旋轉(zhuǎn)時電機運行頻率校核 本科生畢業(yè)設計－ 15 － 電機運行最高頻率為 。本工作環(huán)境可取安全系數(shù) K=4，計算出步進電機的最大靜轉(zhuǎn)矩應滿足： (34)=4 ≥Tjmax?? 初步選擇的步進電機型號為 130BYG2502，查《系統(tǒng)設計課程設計指導書》表 45 得該型號電機的最大靜轉(zhuǎn)矩為 。則換算電機的轉(zhuǎn)速最高速度為 。抓手和紙箱轉(zhuǎn)動慣量很大，是電機設計需要考慮的主要對象。則可求得最大動載荷： 30??（3）型號選擇 根據(jù)計算出的最大動載荷和初選的絲杠導程，以及 x 軸的絲桿比較長，主要受到徑向載荷，為了保證其剛度，選擇直徑比較大的絲桿，可以選擇與 z 軸相同的濟寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的 GD 系列 20223 型滾珠絲杠副，其額定動載荷為 15307 N，遠遠大于 FQ，滿足要求。圖 37 滾珠絲杠副本科生畢業(yè)設計－ 12 － x 軸和 y 軸滾珠絲杠螺母副的計算與選型X 軸和 y 軸可以選用同樣規(guī)格的滾珠絲桿螺母副，如圖 38 所示，因為 x 軸所受垂直載荷比 y 大，同樣只需要進行對 x 軸的受力分析即可，計算方式與 z 軸差不多。由書 《系統(tǒng)設計課程設計指導書》表 327 知,5 =?總?絲杠有效行程在 時，行程偏差可允許達到 65μm，則可見所選絲桿剛度20~足夠。φ)+ /tan(λ=η %η（5）滾動絲桿螺母剛度的驗算 1）Z 軸上端采用一對面對面組配的推力角接觸球軸承來固定絲杠上端，下端則采用一對面對面組配推力角接觸球軸承，外加一個推力球軸承，上、下支承的中心距離計算出約為 ；鋼的彈性模量可查得為 ；查書《系統(tǒng)設計課70m=a Mpa ?程設計指導書》表 331，可知該絲桿絲杠底徑 ，直徑 ，據(jù)此36m==d可以計算出絲杠截面積為 。我們可以取滾珠絲杠螺母副的30r/inr 5/Phn使用壽命 ，代入計算公式 ，計算出其絲杠壽命系數(shù)150h=T6T1L（單位為：10 6 r）。圖 35 氣缸 絲桿螺母副的計算與選型 需要使用絲桿螺母副的有 z 軸、x 軸和 y 軸，x 軸和 y 軸的絲桿螺母副使用環(huán)境差不多，可以選用同樣的絲桿螺母副，但 z 軸使用情況不一樣，需要單獨計算。機械手的動作過程如圖 31 所示：原點 下降 抓緊 X,Y,Z 和 Z 旋轉(zhuǎn)方向運動放松圖 31 機械手的動作過程 機械抓手的三視圖如圖 32 和三維圖 33 表示：圖 32 三視圖X,Y,Z 軸和 Z 旋轉(zhuǎn) 方向的運動本科生畢業(yè)設計－ 7 －圖 33 三維圖 力學分析當物體受到最少夾緊力還處于加緊狀態(tài)時的受力分析如圖 34 所示：本科生畢業(yè)設計－ 8 － 圖 34 受力分析由受力平衡得 ooNaGaF45sin45sin21???解得 , 即機械抓手要求最少的夾緊力是加緊物體重力的二分之一。采用這種方案因為只受到豎直的載荷，所以不需要滾動導軌，只需要滾珠絲桿螺母副的計算與選型。 采用絲杠螺母形式也有兩方案可以選擇，第一種方案是絲杠不動，抓手和物體通過螺母座與絲杠螺母連接做上下運動。主要方案選定是 z 軸。這樣才可以保證碼滿紙箱的托盤（最高 米）在運輸過程中平穩(wěn)。本科生畢業(yè)設計－ 3 －2） 托盤尺寸 16001600，碼垛完了托盤上紙箱最高處到地面≤1700mm。各軸行程和手爪尺寸及抓取能力按需來設計。圖 21（a）直角坐標型碼垛機器人 圖 21（b）關(guān)節(jié)型碼垛機器人 直角坐標型碼垛機器人是基于空間 XYZ 三軸直角坐標系編程、有三軸及以上自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制、可重復編程反復應用，可以適合不同任務的自動化設備。 當碼垛機器人的自由度越高，它能發(fā)揮的作用越大，但碼垛機使用最優(yōu)化的設計可以使得垛形緊密、整齊。但是自從發(fā)明機械人以后，相應各種難題迎刃而解。并且當前我國的碼垛機器人生產(chǎn)品種規(guī)格多，批量小，零部件通用化程度低[16]。? 我國的工業(yè)機器人在國家支持下，通過“七五”“八五”和“九