【正文】 ??????? ??HHEdZZT iiKd ? 79mm。但是齒輪 1比較薄，彎曲強(qiáng)度不如齒輪2 高，所以齒輪 1 的齒面硬度比齒輪 2高 30HBS。在從動(dòng)輪 2齒面節(jié)線處出現(xiàn)凸棱， 主動(dòng)輪 1齒面節(jié)線處出現(xiàn)凹溝，從而破壞齒廓形狀，影響齒輪正常嚙合。 圖 34 齒面膠合 齒面磨損：在載荷作用下，齒面會(huì)產(chǎn)生磨損，使齒側(cè)間隙增大，齒根厚度減小，從而產(chǎn)生沖擊和噪聲。低速重載的齒輪，油膜遭破壞也發(fā)生膠合現(xiàn)象。齒面硬度越高，抗點(diǎn)蝕能力越強(qiáng)。 齒面疲勞點(diǎn)蝕：輪齒工作時(shí)，當(dāng)齒面接觸應(yīng)力超過(guò)材料的接觸疲勞極限時(shí)，在載荷的多次重復(fù)作用下，齒面的表層會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂 紋，裂紋的蔓延、擴(kuò)展，造成許多微粒從工作表面上脫落下來(lái)，在表面出現(xiàn)許多月牙形的淺坑，這使齒輪不能 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 15 頁(yè) 正常工作而失效。輪齒受到短時(shí)意外的嚴(yán)重過(guò)載或沖擊載荷作用也易造成突然折斷。因此，對(duì)齒輪材料性能的基本要求 為：齒面要硬，齒芯要韌。它與開(kāi)式或半開(kāi)式相比，潤(rùn)滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要的場(chǎng)合。這種傳動(dòng)外界雜物極易侵入，而且潤(rùn)滑不良，因此工作條件不好，輪齒也極易磨損，故只宜用于低速傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于這一特點(diǎn)。 ②結(jié)構(gòu)緊湊 在相同的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。 齒形標(biāo)準(zhǔn)：（摘自 JB10060， JB30462） 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率近十萬(wàn)千瓦，圓周速度可達(dá) 200m/s。 用與平行軸傳動(dòng)的有：直齒、斜齒、圓柱齒輪、直齒、斜齒內(nèi)齒輪、直齒、斜齒緣，這些齒輪有稱為平面齒輪。當(dāng)機(jī)械手夾持刀具后。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由機(jī)械手、軸、齒輪組成，可以分開(kāi)來(lái)求各旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J. 齒輪 4 的 質(zhì) 量 m= ，所以4J = =。這里我們要求機(jī)械手 n=30r/時(shí)間為 1s，代入數(shù)值 30n??? =*30/30=(rad/s)。齒輪 1 通過(guò)彈性擋圈固定在軸 1 上，軸頭通過(guò)螺栓連接機(jī)械手，一旦電機(jī)通電并控制其轉(zhuǎn)速就能帶動(dòng)軸 2 旋轉(zhuǎn)，就能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 在 這里，我們采用第一種夾持方式，刀柄型號(hào)為 BT40,錐度為 7： 24。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 9 頁(yè) 刀具的夾持及刀柄 在刀具自動(dòng)交換裝置上，機(jī)械手抓刀具的方法大體上可以分為下列兩類： (1)柄式夾持（軸向夾持）。用這種形式的夾持機(jī)構(gòu)時(shí)，刀具需經(jīng)特殊補(bǔ)充加工，不能使用標(biāo)準(zhǔn)刀具，所以 使用者較少。這種機(jī)械手手爪的張合需要?jiǎng)恿鬟f裝置，傳動(dòng)較復(fù)雜，但手爪的結(jié)構(gòu)可較簡(jiǎn)單。整個(gè)機(jī)械手可沿導(dǎo)軌或絲杠作直線移動(dòng)或繞某個(gè)轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與主軸之間的運(yùn)送刀具工作。 圖 23 雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手 這種機(jī)械手在有的設(shè)計(jì)中還采用了可伸縮的臂，如圖 24 所示： 圖 24 雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 7 頁(yè) ⑷雙機(jī)械手 這種機(jī)械手相當(dāng)與兩個(gè)單臂單爪機(jī)械手，相互配合起來(lái)進(jìn)行自動(dòng)換刀。常見(jiàn)的機(jī)械手有： ⑴單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手 機(jī)械 手?jǐn)[動(dòng)的軸線與刀具主軸平行，機(jī)械手的手臂可以回轉(zhuǎn)不同的角度來(lái)進(jìn)行自動(dòng)換刀，換刀具的所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，用于刀庫(kù)換刀位置的刀座的軸線相平行的場(chǎng)合。 無(wú)機(jī)械手換刀方式中特別需要注意的是刀庫(kù)轉(zhuǎn)位定位的準(zhǔn)確度。直線排列式刀庫(kù)可設(shè)在工作臺(tái)上方，也可設(shè)在工 作臺(tái)的一端或兩端，由主軸箱或工作臺(tái)配合運(yùn)動(dòng)完成自動(dòng)換刀動(dòng)作。因此， 雖然刀庫(kù)設(shè)置在立柱頂面，卻免去了刀庫(kù)回轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)對(duì)加工精度的影響。 機(jī)械手是自動(dòng)換刀裝置中交換刀具的主要工具，它擔(dān)負(fù)著把刀庫(kù)上的刀具送到主軸上，再把主軸上已用過(guò)的刀具返回刀庫(kù)上的任務(wù)。 設(shè)計(jì)此機(jī)械手的目的是為了使加工中心能夠更快的的工作，使加工中心能夠得到更加充分的利用，以實(shí)現(xiàn)其價(jià)值所在；再者，由于使用了機(jī)械手，減少由于人工換刀帶來(lái)的低生產(chǎn)效率和容易出事故的弊端。 立式加工中心的主軸是垂直設(shè)置的，立式加工中心刀庫(kù)容量一般較大，有的刀庫(kù)可存放幾百把刀具，部分立式加工中心的結(jié)構(gòu)較臥式加工中心復(fù)雜，占地面積大，價(jià)格也較高，立式加工中心較適用于加工零件的頂部和四周側(cè)面、箱體、盤類之類的零件，特別對(duì)箱體零件上的一些孔系和頂部平面及頂面的其他工序，容易得到保證，適合于批量加工。 （ 2）立柱 立柱有側(cè)面導(dǎo)軌型與正面導(dǎo)軌型。改變角度，因而可在工件一次裝夾中實(shí)現(xiàn)五個(gè)面的加工 。 加工中心從外觀上可分為立式、臥式和復(fù)合加工中心等。 加工中心是從數(shù)控銑床發(fā)展而來(lái)的。 Key word： machine hand ； central machining； electromagic induction ； tool 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 IV 頁(yè) 目 錄 第一章 緒論 ........................................................................................................................ 1 加工中心概述 ................................................... 1 本次設(shè)計(jì)方法及要求 ............................................. 3 第二章 機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................... 4 自動(dòng)換刀系統(tǒng)介紹 ................................................ 4 機(jī)械手種類簡(jiǎn)介 ................................................. 5 手爪的選擇 ..................................................... 8 刀具的夾持及刀柄 ............................................... 9 第三章 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)裝置 .............................................................................................. 11 機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) ........................................... 11 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì) ..................................... 11 步進(jìn)電機(jī)的選擇 .......................................... 11 齒輪的設(shè)計(jì) ............................................. 13 軸的設(shè)計(jì) ................................................. 19 滾動(dòng)軸承的選擇 ........................................... 21 機(jī)械手的升降運(yùn)動(dòng) .............................................. 24 升降運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì) .................................... 24 步進(jìn)電機(jī)的選擇 .......................................... 24 齒輪及齒條設(shè)計(jì) ........................................... 26 滾動(dòng)軸承的選擇 ........................................... 28 軸的設(shè)計(jì) ................................................. 29 機(jī)械手手爪鎖刀運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) ......................................... 30 機(jī)械手外形及鎖刀裝置設(shè)計(jì) ................................. 30 彈簧設(shè)計(jì) ................................................. 31 通電線圈的選擇 .......................................... 33 總結(jié) ...................................................................................................................................... 34 致謝 ...................................................................................................................................... 35 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 36 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 1 頁(yè) 第一章 緒論 加工中心概述 加工中心是技術(shù)含量最高的機(jī)電一體化高新技術(shù)產(chǎn)品。 The lifting movement is in charge of the machine hand pulling and Inserting the knife。機(jī)械手的升降運(yùn)動(dòng)主要負(fù)責(zé)拔刀、插刀，其驅(qū)動(dòng)裝置由齒輪齒條嚙合把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同樣控 制步進(jìn)電機(jī)的每秒脈沖數(shù)和實(shí)現(xiàn)對(duì)三相中的任意一相一直保持通電以實(shí)現(xiàn)抱閘。自動(dòng)換刀裝置是加工中心的核心內(nèi)容，各廠家都在保密，極少公開(kāi)有關(guān)資料，尤其機(jī)械手部分更是如此。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 I 頁(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 加工中心機(jī)械換刀手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 II 頁(yè) 摘 要 機(jī)械手是自動(dòng)換刀裝置中交換刀具的主要工具，它擔(dān)負(fù)著把刀庫(kù)上的刀具送到主軸上，再把主軸上已用過(guò)的刀具返回刀庫(kù)上的任務(wù)。因此各加工中心制造廠家都在 下大力研制動(dòng)作迅速、可靠性高的自動(dòng)換刀裝置，以求在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得好效益。機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主要負(fù)責(zé)交換刀具，其驅(qū)動(dòng)裝置由兩相互嚙合的齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，動(dòng)力則由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供，控制步進(jìn)電機(jī)的每秒脈沖數(shù)，就可以準(zhǔn)確的控制其位置。Two mutual mesh gear drive offer power to the equipment and control the pulse of the stepping motor。 The paw lock knife is using the electromagic induction to is in charge of using mandrel call in if the coil out of power and return to the former position。其中自動(dòng)換刀系統(tǒng)是整個(gè)加工中心的核心。加工中心除具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能外，還具有各種加工固定循環(huán)、刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度自動(dòng)補(bǔ)償、加工過(guò)程圖形顯示、人機(jī)對(duì)話、故障自動(dòng)診斷、離線編程等功能。復(fù)合加工中心主要是指在一臺(tái)加工中心上有立、臥兩個(gè)主軸或主軸可 90176。立式加工中心的主軸組件按進(jìn)給功能分有鏜軸進(jìn)給，滑枕進(jìn)給及非進(jìn)給主軸等類型，大多數(shù)采用非進(jìn)給型主軸。 （ 3）工作臺(tái) 立式加工中心可采用自 動(dòng)分度工作臺(tái)，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。機(jī)械手是自動(dòng)換刀裝置中交換刀具的主要工具，它擔(dān)負(fù)著把刀庫(kù)上的刀具送到主軸上，再把主軸上已用過(guò)的刀具返回刀庫(kù)上的任務(wù)。加工中心的主要的技術(shù)參數(shù)要求： ⑴ 刀庫(kù)容量： 24 把刀 ⑵ 刀柄型號(hào)： 40 號(hào)刀柄 ⑶ 刀具最大直徑： 120 ㎜ ⑷ 刀具重量： 11 ㎏ ⑸ 換刀時(shí)間： 7s ⑹ 選刀方式： 順序換刀