【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5? 60? 66? ?T N?M 1198?BM N?M 1131?CM N?M 829?DM N?M 779?DM N?M 800?CM N?M 954?BM N?M MNM B ?? 725 800?CM N?M 284?DM N?M 2737?AZR N 1745?EZR N 7517?AYR N 4792?EYRN 4103?tF N?M 1494?rF N?M 圖 軸的受力分析圖 根據(jù) 文獻(xiàn) [19]中式（ ）得 ??? ?mKS ??????????? 軸 C 截面的安全系數(shù)由 文獻(xiàn) [19]中式（ ）確定 7 6 ?????? ?SS SSS 由 文獻(xiàn) [19]中表 可知， [S]=～ 故 S＞ [S]，該軸 B 截面是安全的。 ３ .滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 已知軸直徑 d=60mm，工作中無沖擊；工作溫度低于 ?120 C，要求軸承壽命為 10 年。 由 [19]第 3 卷第 20 篇表 初選 深溝球球軸承 6311?；绢~定動(dòng)載荷?rC ，基本額定靜載荷 orC = KN， e=,Y=。 由前面計(jì)算得知， 該對(duì)軸承的水平支反力分別為 ?AxR 0N ?ExR 0N 垂直支反力分別為： ?AyR 7517N ?EyR 4792N 軸承徑向力： ?AzR 2737 N 1745?EzR N 合成支反力： AR = 222 AzAxAy RRR ?? = 222 2 7 3 707 5 1 7 ?? =7999N ER = 222 EzExEy RRR ?? = 222 1 7 4 504 7 9 2 ?? =5099N 計(jì)算軸承的派生軸向力 S 2 6 6 9 9 92 ????? YRS AA N 1 6 9 0 9 92 ????? YRS EE N 求軸承的軸向載荷 A 由 軸的結(jié)構(gòu)知 AF = 2aF =1494 N ),m a x(1 AAD SFSA ?? =max（ 1699+1494， 2666） =3193 N ),m a x(2 EAA SFSA ?? =max（ 26661494， 1699） =1699N 計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 P 由 7 9 9 93 1 9 311 ???? eRA 查文獻(xiàn) [6]表 96 BX =1, BY =0 5 0 9 91 6 9 922 ???? eRA AX =1, AY =0 查 文獻(xiàn) [19]表 97，取 df = 因軸承不承受力 矩載荷， mf = AP = df mf ( 1X 1R + 1Y 1A )=1(17999+0)=11998N EP = df mf ( 2X 2R + 2Y 2A )=1(15099+0)=7648 N EP AP 計(jì)算軸承 A 的壽命 查 文獻(xiàn) [16]表 94 1?tf ??????? ?????????? 3106610 1 1 9 9 87 1 5 0 0 0160120 106010?PCfnL th114813h 10 小時(shí)一班工作制，每天 1 班，一年工作 300 天計(jì)算軸承的使用年限為 ?? 年 10 年，故滿足要求。 ４ .鍵聯(lián)接的選擇 鏈輪裝在軸上，需用鍵進(jìn)行周向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計(jì)計(jì)算得知：鏈輪材料為鋼，軸的材料為 45 鋼，鏈輪與軸的配合直徑為 60mm，鏈輪的材料為45 鋼，輪轂長為 L=55mm。選擇最常用的圓頭（ A 型）平鍵，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d 由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長度由輪轂的寬度確 定，查 文獻(xiàn) [19] 表 315 得， hb? =18? 11 。普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個(gè)零件中較弱零件被壓潰。由于鏈輪材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由文獻(xiàn) [16]表 210 查得 ? ?p? =100MPa。鍵的工作長度L=40mm。 箱斗回轉(zhuǎn)設(shè)計(jì) 參數(shù)尺寸確定 箱斗尺寸 1500mm? 300mm? 280mm。 上、下支臂尺寸 300mm? 45mm。 導(dǎo)向支臂尺寸 200mm? 35mm。 箱斗回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱斗的上下兩個(gè)支臂與鏈通過銷軸鉸接。導(dǎo)向支臂與軸固定連接，保證導(dǎo)向支臂與箱斗的角度不變。鏈傳動(dòng)帶動(dòng)箱斗的兩個(gè)支臂做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)向支撐臂通過滾輪繞著導(dǎo)軌的方向做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。箱斗支臂的連接示意圖如圖 所示。 1上支臂 2下支臂 3導(dǎo)向支臂 4連接 板 5箱斗 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 箱斗與支臂的剛性連接，角度都是 ?45 。上下支撐臂與鏈鉸接，可以轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)箱斗的兩個(gè)支撐臂間隔的鏈節(jié)數(shù)確定，都是 6 個(gè)鏈節(jié)。導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)可通過圖解法解決，通過畫出導(dǎo)向支臂每個(gè)鏈節(jié)的位置，描繪出導(dǎo)軌的軌跡。 確定每個(gè)鏈節(jié)處導(dǎo)向支臂的位置 12 個(gè)箱斗的位置已經(jīng)確定，導(dǎo)軌在垂直方向時(shí)的位置是不變的，只需要畫箱斗回轉(zhuǎn)處的導(dǎo)向支臂位置，確定導(dǎo)軌。箱斗每提升一個(gè)鏈節(jié)，就以上下支臂的長度做圓，兩個(gè)圓的交點(diǎn)處就是導(dǎo)向支臂的新的位置（如圖 所示） 。同樣的方法，做出每一個(gè)鏈節(jié)處導(dǎo)向支臂的位置（如圖 所示）。 4 5 176。 圖 箱斗支臂連接示意圖 2 1 3 4 5 確定導(dǎo)軌的軌跡線 連接每個(gè)導(dǎo)向支臂確定出導(dǎo)軌的軌跡線（如圖 中的粗線）。 確定導(dǎo)軌輪廓 導(dǎo)軌的寬度為 32mm，通過軌跡線做直徑為 32mm 的一系列圓，做出來的就是導(dǎo)軌的輪廓線（如圖 所示）。做每個(gè)圓的切線，確定出導(dǎo)軌形狀（如圖 ）。 圖 導(dǎo)向支臂上升鏈節(jié)處位置 圖 導(dǎo)向支臂位置和導(dǎo)軌軌跡 圖 導(dǎo)軌輪廓線 圖 導(dǎo)軌形狀 第 4 章 搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì) 手抓的設(shè)計(jì) 手抓設(shè)計(jì)基本要求 （ 1） 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力。 （ 2） 手指應(yīng)具有一定的張開范圍，手指應(yīng)該具有足夠的開閉角度，以便于抓取工件。 （ 3） 要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高，在保證本身剛度、強(qiáng)度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負(fù)載。 手抓的力學(xué)分析 手抓的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示。 手抓受力分 析如圖 所示。 在活塞桿的作用下，銷軸向上的拉力為 F，并通過銷軸中心 O 點(diǎn)，兩手指通過連接桿給銷軸的反作用力為 F1和 F2， 其力的方向垂直于滑槽的中心線 1oo 和 2oo并指向 o 點(diǎn)，交 1F 和 2F 的延長線于 A 及 B。 由 xF? =0 得 12FF? yF? =0 得 圖 手抓示意圖 1 2 3 ?cos21 FF? 39。11FF?? 由 01M? ??F =0 得 39。1 NFF?h cosah ?? NFabF ?2c os? 式中 a—手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對(duì)稱中心的距離。 ?—工件被夾緊時(shí)手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角。 b—手指的長度。 由分析可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力 F 一定時(shí)， ? 角增大，則握力 NF 也隨之增大，但 ? 角過大會(huì)導(dǎo)致拉桿行程過大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此選用 ?30 到 ?40 。 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)。必須對(duì)大小、方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。一般來說，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工 件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。 手指對(duì)工件的夾緊力可按公式計(jì)算： GKKKFN 321? 圖 受力分析 O1 O2 F1 F2 F O ? ? A B h a 1K —安全系數(shù) 2K —工作系數(shù) 3K —周圍環(huán)境系數(shù) 表 工作系數(shù) K 值 每天工作時(shí)間 連續(xù)工作 8~10 小時(shí) 連續(xù)工作 10~24 小時(shí) 開停次數(shù)少，無沖擊 ~ 開停次數(shù)多，有沖擊 ~ ~ 設(shè)定每天工作 8 小時(shí)，工作系數(shù)取 ，安全系數(shù)取 2，周圍環(huán)境系數(shù)取 。抓取零件重量 10KG ，求手指對(duì)工件的夾緊力得 ?????? 1 0 GKKKF N 300N 設(shè) b=250mm， a=160mm， ? 取 ?40 根據(jù) NFabF ?2cos? 得 F=275N 氣缸計(jì)算 氣缸活塞的計(jì)算 為了實(shí)現(xiàn)氣缸活塞桿的推和拉，所以 采用雙作用氣壓缸。 以文獻(xiàn) [19] ZFPDF ?? 21 4? ? ? ZFpdDF ??? 222 4? F1— 活塞桿的推力 F2—活塞桿的拉力 D—活塞直徑 D—活塞桿的直徑 P—?dú)飧坠ぷ鲏毫? ZF —?dú)飧坠ぷ鞯目傋枇? 設(shè)定氣缸的工作壓力 ，活塞桿的推力 100N，氣缸工作的總阻力 100N。帶入公式求得 D= ，取整為 70mm， d=30mm 。 缸筒壁厚的計(jì)算 依據(jù)文獻(xiàn) [19]得 ? ??? 2 tDp? ? —缸筒壁厚 D—?dú)飧淄矁?nèi)徑 tP —?dú)飧讓?shí)驗(yàn)壓力 ，取 。 ??? —?dú)飧撞牧显S用應(yīng)力 ??? = Sb? S—安全系數(shù) ，取 6 到 8。 材料選用 45 鋼， ??? =100Mpa。 求得 ? =，取 1mm。 由上面的計(jì)算可以選出一個(gè)與之類似的國產(chǎn)氣壓缸來代替。所以選用筒徑100mm的型號(hào)氣壓缸，選用 LCZM 型氣壓缸。 機(jī)械手回轉(zhuǎn)設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)部件可以等效為一個(gè)長 1000mm，直徑為 1200mm 的圓柱體，質(zhì)量為30KG。 依據(jù)文獻(xiàn) [19]得 ? ? ??? 12 3lmg 22 Rj回轉(zhuǎn) 61N?M 考慮到回轉(zhuǎn)裝置上面伸縮缸的重量和回轉(zhuǎn)過程中的所帶來的阻力，所里選用擺動(dòng)氣缸 QGH（ 100? ） Series 系列氣缸（由無錫氣動(dòng)研究所有限公司 [17]制造 ），如圖 所示。 該擺動(dòng)氣缸型號(hào)為： QGH100 ?180 AL33RR 。 擺動(dòng)氣缸氣缸特點(diǎn)：低壓動(dòng)作平穩(wěn)，壽命長，輸出力矩大，重量輕。無給油，能裝載各種檢測(cè)開關(guān)。 圖 QGH 系列擺動(dòng)氣缸 第 5 章 輸送裝置設(shè)計(jì) 確定輸送裝置參數(shù) 輸送物體距離： 5m ； 輸送寬度： 400mm ； 被輸送物體最大尺寸： 202000200 ?? 3mm ； 被輸送物體最大質(zhì)量： 10KG 輸送速度： sm ； 輸送功率的確定 輸送機(jī)構(gòu)采用鏈傳動(dòng)傳遞動(dòng)力給主動(dòng)滾筒，主動(dòng)滾筒通過輸送帶和從動(dòng)滾筒連接，中間通過一定數(shù)量的支撐滾筒使零件傳遞平穩(wěn)。設(shè)輸送裝置上最多擺放 5件物品，輸送速度 s/ ?筒 ，主動(dòng)滾筒直徑 100mm，中心距 180mm。 軸承只承受徑向力，所以采用深溝球軸承。 主動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速 r / m 3 ??? ? 筒筒 單個(gè)軸承所受壓力 滾筒之間的中心距 180mm ，每個(gè)零件最多能接觸 2 個(gè)滾筒，每個(gè)滾筒 2 個(gè)軸承，所以每個(gè)軸承承受的壓力為 2522 1010 ????軸承N N 軸承摩擦力矩 依據(jù)文獻(xiàn) [19]P2914 式 得 從動(dòng)滾筒軸承摩擦力矩 0 1 8 ?????? FdT ?從動(dòng) N?M 支撐滾筒軸承摩擦力矩 0 1 2 ?????? FdT ?支撐 N?M 克服摩擦力所需功率 1 8 11 ????????? ??? nTTP 從動(dòng) w 1 2 11 ????????? ?