【正文】 北京 : 機械工業(yè)出版社 , : 1210 12171. [8] 蔣秀珍 .“機械學基礎(chǔ)”綜合訓練圖冊 [M].科學出版社 .20xx [9] 史美堂 .金屬材料 [M].上?？茖W技術(shù)出版社 .20xx . [10] 陳侍良 .農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備 [M].北京 :北京農(nóng)業(yè)工程大學出版社 .1998. [11] 朱冬梅 ,胥北瀾主編 .畫法幾何及機械制圖 [M].高等教育出版社 .1999 [12].張書橋 .汽車發(fā)動機制造業(yè)新趨勢 [J].汽車制造技術(shù) .20xx， 2631. [13].天津大學《工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ)》編寫組 .工業(yè)機械手設(shè)計手冊 [M] .天津：天津科學技術(shù)出版社， . [14].劉明保 ,呂春紅 ,張春梅 .機械手的組成機構(gòu)及其技術(shù)指標的確定 [J].長春工業(yè)大學學報 (自然科學版 ). 20xx， 20（ 6）： 621623. [15].郭益友 .工業(yè)機械手在機械制造工藝中的發(fā)展及應(yīng)用 [J].山東輕工業(yè)學院學報 . 20xx ， 25（ 2）：235237. [16].楊建平 ， 邊際 .機械手自動給 料 系統(tǒng) [J].電子機械工程 . 20xx， 9（ 4）： 523526. [17].李德忠 .自行走式上料機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 [J].電子機械工程 .20xx ， 259（ 12）： 456458. [18].陶國良 ,王宣銀 ,楊華勇 .三自由度氣動比例伺服機械手的研制 [J].機械設(shè)計與制造 .20xx， 8（ 6）365368. [19].靖穎怡 ,滕獻銀 ,袁旭 .無偏移量的工業(yè)機械手 [J].制造業(yè)自動化 .20xx,15（ 9）： 689692. [20].馬駿騎， 陸芳納，謝學軍 .陰陽板自動生產(chǎn)線種板供給機械手 [J].重慶高等?？茖W校學報 .20xx，34（ 14）： 34. 致 謝 畢業(yè)設(shè)計是大學學習期間最重要的一個環(huán)節(jié)，它不但是對大學所學知識的系統(tǒng)總結(jié)，而且為我們走向工作崗位奠定了一定的基礎(chǔ)。 機械手在工作過程中，各液壓缸動作均為分步進行，由之前計算知手臂下降時所需流時最大，此即為系所需最大流量 ? ?m i n/3 7 L / m i nL / s4 3 9 a x LQ ＝＋? ? ? ? ?m i n/0 1 7 a x LQKQ P ????? 查《機械設(shè)計手冊 》，選取 HY01－ 35 ?25 型齒輪泵，其基本參如下： 壓力： P＝ ；流量： min/35LQ? ； 轉(zhuǎn)速： min/r1450n＝ ；驅(qū)動功率： W＝ 。軸承的極限轉(zhuǎn)速是在一定載荷和一定潤滑條件下，滾動軸承所能允許的最高轉(zhuǎn)速，它與軸承類型、尺寸、精度、游隙，保持架的材料與結(jié)構(gòu)、潤滑方式、潤滑劑的性質(zhì)與用量、載荷的大小與方向以及散熱條件等因素有關(guān)。mm （ 31） 作出扭矩圖，如圖 10g所示： T1=1960000 Na － Ft 軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況、軸上零件的布置和固定方式、軸 承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝及安裝、運輸?shù)葪l件。 軸是組成機械的一個重要零件。 （ 9） 由機械設(shè)計 [3]表 102 可查得使用系數(shù)： KA=1。當回轉(zhuǎn)液壓缸動片轉(zhuǎn)動時，齒輪 99 帶動齒輪 41 轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)角的極限位置可由螺釘限定，同時有微動行程開關(guān)發(fā)出到位信號，其運動的計算公式為： υ41/υ99=Z2/（ Z1+Z2） （ 3） 式中 υ41 回轉(zhuǎn)頭的回轉(zhuǎn)角度 υ99回轉(zhuǎn)缸動片的轉(zhuǎn)角 Z1齒輪 41 的齒數(shù) Z2齒輪 99 的齒數(shù) 由于在這里 υ44=180176。齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于這一特點。 G—— 被夾持工件的重量，單位 kg，這里 G=11kg。液壓缸座系固定于機床立柱上，活塞桿端部有聯(lián)接件與花鍵軸相連。與此同時，齒條 45（或39）上的擋桿壓于調(diào)整螺釘而限位， 同時微動行程開關(guān)動作發(fā)出下一動作的信號。帶 V形槽圓柱右端，按所裝刀具（例如鉆頭、銑刀、鉸刀及鏜桿等）不同，根據(jù)標準可設(shè)計成不同形式。 手爪的選擇 機械手的手爪在抓住刀具后，還必須具有鎖刀功能，以防止在換刀過程中掉刀或刀具被甩出。正面導軌型立柱多采用門式結(jié)構(gòu)，有較好的熱對稱結(jié)構(gòu)和受力條件，多數(shù)加工中心采用這種立柱形式。 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應(yīng)用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。 機械手的分類 機械手一般分為三類：第一類是不需要人工操作的通用機械 手。機械手是臥式加工中心自動換刀裝置中交換刀具的主要工具，它擔負著把刀庫上的刀具送到主軸上，再把主軸上已用過的刀具返回刀庫上的任務(wù)。 2 緒論 臥式加工中心概述 臥式加工中心是最常用的數(shù)控機床之一，其技術(shù)含量高，是數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的標志性產(chǎn)品之一。 機械手是臥式加工中心自動換刀裝置中交換刀具的主要工具，因此本課題所設(shè)計得機械手屬于第三類機械手。在這個進程中仿生機械手也正在慢慢的被人類所重視。常見的機械手有： （ 1） 單臂單爪回轉(zhuǎn)式機械手 機械手擺動的軸線與刀具主軸平行，機械手的手臂可以回轉(zhuǎn)不同的角度來進行自動換刀，換刀具所花費的時間長，用于刀庫換刀位置的刀座的軸線相平行的場合。在手爪中設(shè)有定位銷，使刀具在手爪中定位。當回轉(zhuǎn)液壓缸改變油路時，機械臂便縮回。 回轉(zhuǎn)運動（見驅(qū)動裝置圖） 回轉(zhuǎn)機械手用來實現(xiàn)刀具的交換動作，由圖驅(qū)動外形裝置圖可見它由手臂 16，回轉(zhuǎn)座 51 組成的。查理論力學（Ⅰ） [1]圓柱體圍繞旋轉(zhuǎn)中心的運動慣量可由下式確定： J=J0+WR2/ (^2) （ 1） 式中 J0—— 圓柱體繞其自身中心的慣量 （ N齒輪傳動按照兩齒輪軸在機構(gòu)中相對位置的不 同 1) 齒輪傳動主要特點： 效率高 在常用的機械傳動中，以齒輪傳動的效率為最高。 2)設(shè)計原則： 所設(shè)計的齒輪傳動在具體的工作情況下，必須具有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證在整個工作壽命期間不致失效。 （ 2）按齒面接觸強度設(shè)計 查機械設(shè)計 [3]知其設(shè)計公式如下，即： d1t≥{(KtT1/υd)[(μ177。 軸設(shè)計的主要問題： 軸的設(shè)計主要包括：軸的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性計算等，設(shè)計軸的主要步驟如下： （ 1）根據(jù)機械傳動總體布局擬定軸上零件的位置。 軸的常用材料是 3 4 50 優(yōu)質(zhì)碳素鋼，對于受載較小或不太重要的軸，也可以用A A5 等普通碳素鋼。mm=105 N(a+b)=－ 1168(280+80) N 2）軸承的選用原則 軸承的選用，包括類型、尺寸、精度、游隙、配合以及支承形式的選擇。 軸承的安裝如圖 11 所示： 已知條件： 軸上齒輪受切向力 Ft=4088N， 齒輪受徑向力 Fr=1488N， 齒輪的分度圓直徑為 d=96mm， 齒輪轉(zhuǎn)速為 n=1460r/min， 運動中無沖擊， 軸承預(yù)期計算壽命為 L′h=15000h。設(shè)計雖然不是很復雜，但是它系統(tǒng)地聯(lián)系了我們?nèi)陙硎撬鶎W的大部分知識，使我對許多知識進行了復習和重新認識，雖然設(shè)計過程比較困難，但它也是對我們所學書本知識在實際應(yīng)用中的一次檢驗，鍛煉了我們運用知識的能力。 。 通過畢業(yè)設(shè)計，我又學到了許多知識，并使我以前 所學的知識得到一次綜合的鞏固。在進行壽命計算時，其基本額定動載荷和基本額定靜載荷均應(yīng)取雙列軸承的數(shù)值，如單列軸承的 基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為 Cr、 C0r，則成對安裝的軸承的基本額定動載荷為 C=C r 基本額定靜載荷 C0=iC0r（其中 I 為支撐整體中單個軸承數(shù)），極限轉(zhuǎn)速為單個軸承的60%~80%。其優(yōu)點主要有摩擦阻力小，功率消耗少，起動容 易等。mm=153000N當回轉(zhuǎn)缸通入壓力油而使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，通過傳動齒輪 99 帶動齒輪 41轉(zhuǎn)動，這樣，花鍵軸即可帶動回轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動，又由于直線液壓缸活塞桿端部有聯(lián)接件與花鍵軸相連，當活塞桿因油缸進入高壓油而向左或向右運動時，通過聯(lián)接件即可帶動花鍵軸作直線運動，從而帶動回轉(zhuǎn)頭及機械臂作向左或向右運動。對于高速軸還應(yīng)考慮震動穩(wěn)定性問題。 軸的設(shè)計 軸是組成機械的一個常用的重要零件，它支持著其他轉(zhuǎn)動零件如齒輪、蝸輪等零件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，它由軸系支持、軸承則安放在箱體或機架上面，軸承、軸和軸上零件形成一個組成體，稱為軸系。 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ,硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼 (調(diào)質(zhì) )硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。而汽車、機床、航空發(fā)動機等所用的齒輪傳動 ，都是裝在精確加工而且封閉嚴密的箱體（機匣）內(nèi)，這稱為閉式齒輪傳動（齒輪箱）。 齒輪齒形曲線主要采用漸開線、其它還有擺線、圓弧線等，由于漸開線齒形容易制造，便于安裝，所以大多數(shù)齒輪采用漸開線齒形。緩沖結(jié)構(gòu)可以是小孔節(jié)流，可以外接節(jié)流閥或是緩沖閥等。 當機械爪伸出抓住刀柄后，機械手軸向向左伸出，此時擋塊 13 亦同時離開固定桿35，借彈簧 1的作用，將擋塊 13拉回原來的錐孔盤 4 上錐孔與鋼球 5 相對的原始位置，由彈簧銷 11 的作用，使擋塊 13 又向左移動至錐孔盤 4 與支架 12 端面壓緊的位置。當壓力油通過支架 12和貫穿花鍵軸 50 的通孔（見機械手驅(qū)動裝置圖）進入回轉(zhuǎn)液壓缸1 時，推動輸出軸 47 轉(zhuǎn)動，軸上的齒輪 44 便帶動齒條 39 和 45 作直線運動，使兩只機械臂同時伸出，通過齒條 39 及 45 上的擋塊 52 壓向調(diào)整螺釘 53來限制終點位置。使用也較普遍。 換刀動作如圖 2所示： 圖 2 機械手的換刀動作 Manipulator movements. Change cutters 機械手種類簡介 臥式加工中心機械手的種類繁多，可以說每個廠家都推出自己的獨特 的換刀機械手，在臥式加工中心的自動換刀系統(tǒng)中，是機械手具體執(zhí)行刀具的自動更換，對其要求是迅速可靠、準確協(xié)調(diào)。這些工業(yè)機器人主要由類似人的手和臂組成，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕 工和原子能等部門。第三類是專業(yè)機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用以解決機床上下料和工件送。 本次設(shè)計的內(nèi)容主要有回轉(zhuǎn)液壓缸裝置和機械運動的驅(qū)動系統(tǒng)，對于其中動作的實現(xiàn)則由電氣控制來實現(xiàn)。 Manipulator。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定得操作。 3)可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)。 4 機械手的設(shè)計 機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計 自動換刀裝置介紹 臥式加工中心 區(qū)別于 NC 鏜銑床的主要特點就在于它具有根據(jù)工藝要求自動更換所需刀具的功能，即自動換刀（ ATC）機能。對于雙臂回轉(zhuǎn)式機械手的手爪，大都采用機械鎖刀方式，有些大型加工中心，亦有采用機械液壓鎖刀方式，以保證大而重的刀具在換刀 中不被甩出。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，可以采用油缸動，活塞固定；或活塞動，油缸固定的結(jié)構(gòu)形式。為了使機械手的活動手爪 18 在這時能從自鎖狀態(tài)下松開，在機床床身立柱上設(shè)有固定桿 35，在機械臂的一側(cè)有擋塊裝置。在液壓缸兩端設(shè)有緩沖裝置，可防止活塞與液壓缸端面的撞擊。f = kg 齒輪傳動可做成開式、半開式及閉式。即： 180176。故載荷系數(shù)： K=KAKVKHαKHβ=1= 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由機械 設(shè)計 [3]式（ 1010a）得 d1= d1t(K/Kt)2/3=()2/3 ㎜ = ㎜ （ 11） 計算模數(shù) m m=d1/ Z1=㎜ = ㎜ （ 3）按齒根彎曲強度設(shè)計 查機械設(shè)計 [3]得彎曲強度計算的設(shè)計公式為 m≥[(2KT1/υd Z