【文章內(nèi)容簡介】 H］中的較小值。 mmdt 3 221 ??? ????? (9) 10）、計算圓周速度 。 sv / 3 81 8 045tR ????? ?? (10) 11）計算齒寬 b 及模數(shù) mnt. b=φ dd1t= mmzdm tt 3 8 2 ??? 12）計算齒寬與齒高之比 齒高 h= = 齒寬與齒高之比 b/h= 13）計算載荷系數(shù) K。 查參考文獻［ 2］得使用系數(shù) KA＝ 1，動載荷系數(shù) Kv＝ 1， KHβ =， KFβ =,KHα =KFα =1。 K=KAKvKHα KHβ ＝ 1? 1? 1? ＝ 14）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，即 mmKKdd tt 331 ???? (11) 15）計算模數(shù) mn. 14 mmmmzdm 3 8 7 3 9 0 07 3 9 3 8 ??? (3)按齒根彎曲強度設計 3 212FdSaFaz YYKTm ??? (12) 確定計算參數(shù) 1）、由設計手冊查得齒輪的彎曲疲勞強度極限σ FE=380MPa。 2）、由設計手冊查得齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN＝ 1。 3）、計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝ ，則 M P aM P aSK FEFNF 4 2 8 7 3 8 01][ 222 ???? ?? 4）、計算載荷系數(shù)。 ?????? ?FFavA KKKKK 5）查取齒形系數(shù)，應力校正系數(shù)。 查參考文獻［ 2］中表 10－ 5得 YFa=。YSa= 6)計算大、小齒輪的][ FSaFaYY?并加以比較。 0 14 3 76 5 28 71 ][ ???F SaFa YY ? 7)設計計算 2 ?? ????m 對比計算結果，由齒面接觸強度計算的模數(shù)小于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，取 m=2,已同時滿足接觸疲勞強度及齒根彎曲疲勞強度。按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 d＝ 來計算應有的齒數(shù)。于是有 3 6 9 27 3 9 3 8 ??? mdz 取 z＝ 70。 （ 4）齒輪齒條其它尺寸參數(shù)的計算 1)齒輪寬度 mmdd ???? ? 15 2）取齒條寬度 b＝ 60mm。 3）齒距 mmmp ???? ? 4）齒頂高系數(shù) 1*?anh 5）頂隙系數(shù) *?nc 6）齒輪基圓直徑 mmdd b o s140c o s ???? ?? 7）變位系數(shù) 0?nx 8）齒厚 mmmxs nnn 1 4 1 5 )20t a n022/1 4 1 5 ()t a n22/( ???????? ??? 9）齒頂高 mmxhmh nana 2)01(2)*( ?????? 10）齒根高 mmxchmh nnanf )(2)*( ???????? 11）齒頂圓直徑 mmhdd aa 1 4 4221 4 02 ?????? 12）齒根圓直徑 mmhdd ff 1 3 4 02 ?????? (5)、齒輪結構設計 由以上計算知大齒輪的齒頂圓直徑小于 160mm，故做成實心結構的齒輪。 手指指部的設計計算 手指選用 45﹟ 鋼，查機械設計手冊知其彎曲許用應力 ? ? Mpa100＝? ，手指指腹采用長方形橫截面，寬度為齒輪寬度 b＝ 70mm，取安全系數(shù)為 ， 則手指的彎曲強度條件為 ? ??? ? m a xm a x＝ 式中 maxM —— 最大彎曲力矩，其值為 mm1 1 8 7 7 6 NmmN2 0 9 3LNM m a x ???? ＝＝＝ 16 W —— 抗彎截面系數(shù) 6bhW 2＝ 代入數(shù)據(jù)解得 ? 為保證一定的工作強度和使用壽命，取 h＝ 15mm。為保證對工作的定位夾緊，手指采用 120 度的 V 形指尖。具體尺寸數(shù)值詳見圖紙。 手指指部齒輪安裝銷的設計計算 傳動齒輪采用銷軸安裝定位，選用 45﹟ 鋼，查機械設計手冊知其彎曲許用應力? ? Mpa100＝? ，選取銷軸直徑 d＝ 30mm，取安全系數(shù) ，其銷軸強度計算校核如下： ? ? . 5 22 《＝＝計算 ???? ?? 故銷軸強度足夠。 4 機械手腕部的設計計算 機械手腕部結構及運動分析 腕部是連接手部和臂部的部件，腕部運動主要用于改變被夾工件的方位，它動作靈活，轉動慣量小。本課題要求具有腕部回轉這一自由度，可用具有一個回轉自由度的擺動回轉液壓缸來實現(xiàn)所要求動作。動作參數(shù)要求如下： 手腕回轉：177。 180 度 回轉時間： 3 秒 機械 手腕部驅(qū)動裝置的設計計算及選用 （ 1）驅(qū)動腕部回轉的驅(qū)動力矩的計算 查機械設計手冊知驅(qū)動腕部回轉的驅(qū)動力矩可由下式計算出 ）＋＋）（～（驅(qū)動 ? (13) 式中 ～ —— 液壓缸密封摩擦損失系數(shù) Mm—— 腕部轉動支承處摩擦阻力矩 ）＋（ 2211 DNDN2fMm ? (14) f—— 軸承摩擦系數(shù)，滾動軸承取 f＝ ，滑動軸承取 f＝ 1D 、 2D 軸承直徑 1N 、 2N 軸承處支反力 代入數(shù)據(jù)解得 17 mmN2 3 0501 0 0902 0 2211 ???? ）＝＋（）＝＋（ (15) 式中 Mp—— 克服工件重心偏置的力矩 GeMm? G—— 手部重量 e—— 偏心矩 代入數(shù)據(jù)解得 mm3 0 0 0 N10300GeMm ??? ＝＝ (16) 式中 Mg—— 腕部起動的慣性力矩 tJMg ?? J—— 手部轉動慣量，將機械手手部及工件近似看作圓柱體，其半徑 R＝ 120mm，保守估取手部及工件總質(zhì)量 m＝ 80kg，則該部分轉動慣量 2222 1 6 0 0 0 0120208021mR21J ?????? ＝＝＝ ω —— 腕部回轉角速度，ω＝ t—— 啟動所需時間， t＝ 代入數(shù)據(jù)解得 mN9 7 ??? ＝＝? 代入數(shù)據(jù)解得驅(qū)動腕部回轉的驅(qū)動 力矩 mN6 4 7 7 3 . ???? ＝）＋＋（）＝＋＋）（～（驅(qū)動 （ 2）擺動液壓缸的選擇 查參考文獻［ 2］中表 3－ 87 選用 UBFZD40－ P03 型擺動液壓缸，其每度轉角用油，擺動速度為 48度每秒，由此可估算出所需流量 L / m in79 / s4800 09 ＝?? 以上數(shù)據(jù)留備后用。 5 機械手臂部的設計及有關計算 臂部是支承手部和腕部的結構，主要用來改變工件位置的部件。手部在空間的活動范圍主要取決于臂部的運動形式。 臂部設計時應注意的問題 臂部的運動和結構形式對機械手的工作性能有著較大的 影響。設計時應注意下列幾點： (1)剛度要好 手臂的截面形狀選擇要合理，常用鋼管作手臂和導向桿，用工字鋼 18 和槽鋼作支承板，以保證有足夠的剛度。 (2)偏重力矩要小 所謂偏重力矩是指臂部的重量對其支承回轉軸所產(chǎn)生的力矩。 (3)重量要輕，慣量要小 由于機械手在高速情況下經(jīng)常起停和換向，為了減少沖擊，必須有緩沖裝置。 (4)導向性要好 為了防止手臂在直線移運動中沿運動軸線不發(fā)生相對轉動，以保證手部的正確方向，必須有導向裝置。其結構應根據(jù)手臂的安裝形式、抓取重量和運動行程等因素來確定。 手臂的典型結 構以及結構的選擇 （ 1）手臂的典型運動機構 常見的手臂伸縮機構有以下幾種： 1) 雙導桿手臂伸縮機構。 2) 手臂的典型運動形式有：直線運動，如手臂的伸縮，升降和橫向移動；回轉運動，如手臂的左右擺動，上下擺動；符合運動，如直線運動和回轉運動組合，兩直線運動的雙層液壓缸空心結構。 3) 雙活塞桿液壓崗結構。 4) 活塞桿和齒輪齒條機構。 (2) 手臂運動機構的選擇 綜合考慮，本設計選擇雙導桿伸縮機構，使用液壓驅(qū)動 ,液壓缸選取單作用液壓缸 。 手臂 Z 方向升降運動的受力分析及其計算 （ 1）手臂 Z方向升降運動 受力分析 先進行粗略的估算，或類比同類結構，根據(jù)運動參數(shù)初步確定有關機構的主要尺寸，再進行校核計算，修正設計。如此反復，繪出最終的結構。 手臂垂直伸縮直線運動時需要克服摩擦力和慣性力及 機械手手部總重力 ，其驅(qū)動力可按下式計算： 手部G??? gm FFF kgf (17) 式中 手部G —— 機械手手部總重量 mF —— 摩擦阻力包括導軌間的摩擦阻力；活塞與缸壁及密封處的摩擦阻力 gF —— 起動過程的慣性力；其大小按下式估算 gtGFg v? kgf (18) 式中 手部G —— 機械手升降運動部分總重量 kgf 19 g —— 重力加速度 2/sm v —— 手臂運動速度 sm/ t —— 起動時所需的時間 s ， 一般可取 st ~? （ 2）手臂 Z方向升降運動摩擦力的分析計算 1）手臂摩擦力受力分析 摩擦力的計算 不同的配置和不同的導向截面形狀，其摩擦阻力是不同的， 要根據(jù)具體情況進行估算。圖 是機械手的手臂受力示意圖，本設計是雙導向桿，導向桿對稱配置在伸縮桿兩側。 GLa 圖 6 手臂受力示意圖 Figure 6 Schematic diagram of the arm forces 2） 手臂所受 摩擦力的計算 由于導向桿對稱配置，兩導向桿受力均衡，可按一個導向桿計算。 0?? AM baFGL? 得 aGLFb? 0??Y ab FFG ?? 得 ?????? ?? a aLGFa babmamm FFFFF 39。39。39。39。39。 ?? ???? ?????? ?? a aLGFm 239。39。 ? 20 Na aLGF m 39。39。 ??????? ???????????? ?? ? 式中 手部G —— 參與運動的零部件所受的總重 力（含工件）（ Kg）； L—— 手臂與運動的零部件的總重量的重心到導向支撐的前端的距離（ m） a—— 導向支撐的長度（ m） 。 39。? —— 當量摩擦系數(shù)，其值與導向支撐的截面有關。 對于活塞與缸壁及密封處的摩擦阻力： 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設計中，采用 O 型密封，當液壓缸工作壓力小于 10Mpa。液壓缸處密封的總摩擦阻力可以近似為： FFm 39。39。 ? 39。39。39。 mmm FFF ?? （ 3）手臂 Z方向升 降運動慣性力的計算 本設計要求手臂平動時 s/mm100?V ,在計算慣性力的時候 ,設置啟動時間st ?? ，啟動速度 sVV /??? ,則 tg vGFg ??? (20) Ntg vGF g 1 8 3 ?? ?????? （ 4） 手臂 Z 方向升降運動所受合力計算 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整說明書和 設計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣： 九 七 一 九二 零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設計下載！ 該論文已經(jīng)通過答辯 手臂 Z 方向升降運動 液壓缸結構尺寸的設計計算及選用 （ 1）液壓缸結構尺寸的設計計算及選擇 經(jīng)過上面的計算，確定了液壓缸的最大驅(qū)動力為 F=，根據(jù) 參考文獻 [1]中表 9－ 1選擇液壓缸的工作壓力 aMPP 1? ， 液壓缸內(nèi)徑及活塞桿的設計計算，如圖 所示 21 圖 液壓缸示意圖 Schematic diagram of hydraulic cylin