【文章內(nèi)容簡介】 同，所以手爪需要的力與氣缸提供的力相同。對于氣缸力：(F4:氣缸力；p：氣壓 ()；d：缸徑) N 所以就得氣缸的直徑d： mm 考慮機構的各處摩擦和齒輪滑動摩擦，取d=40。 （2）氣缸行程選擇 氣缸通過雙聯(lián)齒輪帶動手爪運動，而雙聯(lián)齒輪的齒數(shù)相同，所以手爪所需要的行程就是氣缸的行程。根據(jù)圖33可得，ΔH1的最大值即為氣缸行程。在上面計算各個轉(zhuǎn)動副壓力角的Matlab程序中，找到ΔH1對應的變量dtH1(I)。對應SMC氣缸選型手冊。選擇行程為： l=75 至此，手爪開合氣缸缸徑為Φ40，行程為75。對應SMC氣缸選型手冊，最終氣缸型號為：CDA2L4075Y7BW3.型號代號含義如下：D：帶有磁環(huán)。L：安裝方式為軸向腳座型。40：缸徑。75：行程。Y7BW：磁性開關型號。3：磁性開關個數(shù)。(3)氣缸所需流量計算 已知氣缸的缸徑d和行程l，要求手爪開合時間為2s，所以氣缸所需流量為： 旋轉(zhuǎn)機構設計計算1 旋轉(zhuǎn)力矩計算（1） 整個夾持機構連同駕駛室的整體轉(zhuǎn)動慣量計算：駕駛室的質(zhì)量為200Kg，整個夾持機構的齒輪、齒條、支座、手爪等零件在UG 。將整體等效為質(zhì)量為300Kg、半徑為1000的圓柱。所以等效圓柱的轉(zhuǎn)動慣量： 又由圖36和式318已知角加速度α=： M=Jα=150= Nm (327)2 連接桿最小軸頸設計 連接桿的最小軸頸處既承受周期旋轉(zhuǎn)力矩又承受周期的垂直向下的拉力，先按扭轉(zhuǎn)強度設計，再按靜強度校核。按扭轉(zhuǎn)強度條件扭轉(zhuǎn)切應力τT滿足： (328) 連接桿材料為45鋼，所以有： (329) (330) 取d=50。 按拉伸強度校核，有拉應力 (331)滿足強度要求3 連接桿推力調(diào)心滾子軸承軸承選擇 連接桿最小軸頸d=50，由于連接桿的下端需要連接法蘭盤與夾持機構相連，考慮法蘭連接螺栓沉頭座的因素，法蘭盤的直徑：d1=130 (332)圖39 軸承及最小軸頸而連接桿的法蘭盤需要穿過推力調(diào)心滾子軸承的內(nèi)圈（如圖39），所以選擇推力調(diào)心滾子軸承的內(nèi)圈直徑da=140 (333)所以推力調(diào)心滾子軸承的型號為2928。4 旋轉(zhuǎn)齒輪及齒條設計 旋轉(zhuǎn)齒輪收到的阻力矩為夾持機構的旋轉(zhuǎn)力矩及夾持機構對推力調(diào)心滾子軸承的摩擦力產(chǎn)生的摩擦力矩。查滾動軸承摩擦系數(shù)表可知推力調(diào)心滾子軸承的摩擦系數(shù)約為f=。所以摩擦阻力矩M1為(F:垂直力；r：軸承平均半徑)： M1=2*F*f*r=2***150=m (334) 所以總的阻力矩(M:夾持機構旋轉(zhuǎn)力矩)：M180。=M+M1=+=m (335)齒輪連接軸有一個鍵，需要在最小直徑d的基礎上增加6％，取齒輪連接軸直徑d1為： d1=50=53 (336) 取d1=55。由于齒輪中心孔邊緣距離齒根不能太小，所以齒輪的齒數(shù)z滿足： mz≥d1+2m (337)初取m=2，則有： z≥30 (338) 又因為齒數(shù)太小對旋轉(zhuǎn)氣缸的缸徑要求較大，經(jīng)大致計算，初選z=90 (339)按齒根彎曲疲勞強度計算模數(shù)m (340) 初取K=、=1；T1= M180。= Nm=54100 Nmm；z初取90； (341) 取應力循環(huán)影響系數(shù)KFN=1，查表可得45調(diào)質(zhì)鋼彎曲疲勞強度極σFE=380MPa,取安全系數(shù)S=,則： = (342) 又查表得：齒形系數(shù)YFa= ；應力矯正系數(shù)YSa=。所以： (343)由于m不小于2，取齒輪m=2；b=20z=90(修正結果參看下一部分的352)齒條m=2b=20z1=63 (344)5 氣缸選擇 （1）缸徑選擇 由式335已知總阻力矩M180。= Nm，已知齒輪m=2；z=90。則分度圓直徑d=mz=180 (345) 所需要的圓周力為: (346)圓周力由氣缸通過齒條直接提供，所以氣對于氣缸力：(F4:氣缸力；p：氣壓 ()；d：缸徑) F4=F (347)由式323可得： (348)結合SMC氣缸選型手冊，選取缸徑： d=80 (349)（2）氣缸行程選擇 氣缸通過齒條直接驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，所以齒輪需要的圓周行程就是氣缸的行程，由344可知，齒輪m=2,z=90。旋轉(zhuǎn)角度為90176。所以，齒輪的圓周行程 (350)對應SMC氣缸選型手冊，缸徑d=，將L=150代入348式求出z的圓整數(shù)為：z11=95；z22=96 (351)對應的理論需求行程為： (352) (353)由350和351比較，選取與氣缸實際行程相差最小的對應的齒數(shù)，所以修正旋轉(zhuǎn)齒輪的齒數(shù)為： z=96 (354)至此，氣缸的缸徑d=80,行程L=150,對應SMC氣缸選型手冊，所以最終型號為：CDA2L80150Y7LBW3。 數(shù)含義。（3）氣缸所需流量計算 已知氣缸的缸徑d和行程l，要求旋轉(zhuǎn)時間為3s，所以氣缸所需流量為： (355)6 制動器選擇 選擇制動器的類型為TJ2A型交流電磁制動器。由式334可知，制動力矩為M180。= Nm，對應TJ2A型交流電磁制動器系列參數(shù)，選擇制動器的型號為TJ2A100，制動力矩為200 Nm。7緩沖蝶形彈簧初選為D=63 升降機構和橫向行走設計計算1 升降機構 升降動作通過一對電動葫蘆實現(xiàn)，在UG ；夾持機構的總重量約為50Kg。駕駛室總重量為200Kg。所以電動葫蘆升降重量約為： G=200+100+100=350Kg (356) 要求升降速度為8 m/s 。選擇電動葫蘆的型號為KITO，對應選型手冊，選擇電動葫蘆的型號為：ER003H。額定起重量為250Kg。升降速度為8 m/s。2 橫向行走機構設計（1）CD電動葫蘆鋼輪選擇 橫向行走機構的設計參照了起重機的小車運行部分的設計，機構如23所示，初選電動機、減速器加上其他配件估算后，整體機構的重量不會超過1t，所以選取主動鋼輪的外徑D=。（2）電動機初步選擇 電動機選擇為YREZ系列起重用錐形繞線轉(zhuǎn)子制動電動機。根據(jù)CW圓柱蝸桿減速器標準減速比系列及車輪行走速度要求，初步選擇轉(zhuǎn)速為n=720 r/min的型號，功率P待定。（3）減速器減速比選擇及輸入齒輪齒數(shù)確定 要求車輪的行走速度為v=20 m/min，又已知主動車輪外徑D=，所以主動車輪的轉(zhuǎn)速n180。滿足： πn180。D=v (357) 所以n180。為： n180。=v/(πD)=20/()= r/min (358) 所以減速比為i=n/ n180。=720/= (359) 對應CW圓柱蝸桿減速器減速比標準系列，選擇減速比i1= (360)理論所需減速比與CW圓柱蝸桿減速器提供的減速比之差由主公鋼輪齒輪與輸入齒輪之間的傳動比彌補（如圖310）。已知減速器i=。則輸入齒輪與主動鋼輪齒輪之間的傳動比i2為： i2=i/ i1=(361)已知主公鋼輪的模數(shù)m=3,齒數(shù)z=53。所以輸入齒輪的齒數(shù)z1= i2z=53= (362)取z1=54圖310 減速比配置簡圖（4） 電動機功率選擇 電動機的功率根據(jù)橫行運行時所受到的阻力計算。整體機構各個部件的重量如下表31：（標準件的重量為查表獲得，非標準件在 UG 。表31各機構質(zhì)量表 部件名稱 部件質(zhì)量(Kg) 部件數(shù)量駕駛室 200 1夾持機構 100 1旋轉(zhuǎn)機構 50