【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同，所以手爪需要的力與氣缸提供的力相同。對(duì)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(jī)構(gòu)的各處摩擦和齒輪滑動(dòng)摩擦，取d=40。 （2）氣缸行程選擇 氣缸通過(guò)雙聯(lián)齒輪帶動(dòng)手爪運(yùn)動(dòng)，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(jì)算各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副壓力角的Matlab程序中，找到ΔH1對(duì)應(yīng)的變量dtH1(I)。對(duì)應(yīng)SMC氣缸選型手冊(cè)。選擇行程為： l=75 至此，手爪開合氣缸缸徑為Φ40，行程為75。對(duì)應(yīng)SMC氣缸選型手冊(cè)，最終氣缸型號(hào)為：CDA2L4075Y7BW3.型號(hào)代號(hào)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(guān)型號(hào)。3：磁性開關(guān)個(gè)數(shù)。(3)氣缸所需流量計(jì)算 已知?dú)飧椎母讖絛和行程l，要求手爪開合時(shí)間為2s，所以氣缸所需流量為： 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1 旋轉(zhuǎn)力矩計(jì)算（1） 整個(gè)夾持機(jī)構(gòu)連同駕駛室的整體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算：駕駛室的質(zhì)量為200Kg，整個(gè)夾持機(jī)構(gòu)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(dòng)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(shè)計(jì) 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(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按靜強(qiáng)度校核。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件扭轉(zhuǎn)切應(yīng)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(qiáng)度校核，有拉應(yīng)力 (331)滿足強(qiáng)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(jī)構(gòu)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(guò)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(hào)為2928。4 旋轉(zhuǎn)齒輪及齒條設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)齒輪收到的阻力矩為夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)力矩及夾持機(jī)構(gòu)對(duì)推力調(diào)心滾子軸承的摩擦力產(chǎn)生的摩擦力矩。查滾動(dòng)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(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)力矩)：M180。=M+M1=+=m (335)齒輪連接軸有一個(gè)鍵，需要在最小直徑d的基礎(chǔ)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?yàn)辇X數(shù)太小對(duì)旋轉(zhuǎn)氣缸的缸徑要求較大，經(jīng)大致計(jì)算，初選z=90 (339)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)m (340) 初取K=、=1；T1= M180。= Nm=54100 Nmm；z初取90； (341) 取應(yīng)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(qiáng)度極σFE=380MPa,取安全系數(shù)S=,則： = (342) 又查表得：齒形系數(shù)YFa= ；應(yīng)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(jié)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(guò)齒條直接提供，所以氣對(duì)于氣缸力：(F4:氣缸力；p：氣壓 ()；d：缸徑) F4=F (347)由式323可得： (348)結(jié)合SMC氣缸選型手冊(cè)，選取缸徑： d=80 (349)（2）氣缸行程選擇 氣缸通過(guò)齒條直接驅(qū)動(dòng)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(duì)應(yīng)SMC氣缸選型手冊(cè)，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(duì)應(yīng)的理論需求行程為： (352) (353)由350和351比較，選取與氣缸實(shí)際行程相差最小的對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)SMC氣缸選型手冊(cè)，所以最終型號(hào)為：CDA2L80150Y7LBW3。 數(shù)含義。（3）氣缸所需流量計(jì)算 已知?dú)飧椎母讖絛和行程l，要求旋轉(zhuǎn)時(shí)間為3s，所以氣缸所需流量為： (355)6 制動(dòng)器選擇 選擇制動(dòng)器的類型為TJ2A型交流電磁制動(dòng)器。由式334可知，制動(dòng)力矩為M180。= Nm，對(duì)應(yīng)TJ2A型交流電磁制動(dòng)器系列參數(shù)，選擇制動(dòng)器的型號(hào)為TJ2A100，制動(dòng)力矩為200 Nm。7緩沖蝶形彈簧初選為D=63 升降機(jī)構(gòu)和橫向行走設(shè)計(jì)計(jì)算1 升降機(jī)構(gòu) 升降動(dòng)作通過(guò)一對(duì)電動(dòng)葫蘆實(shí)現(xiàn)，在UG ；夾持機(jī)構(gòu)的總重量約為50Kg。駕駛室總重量為200Kg。所以電動(dòng)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(dòng)葫蘆的型號(hào)為KITO，對(duì)應(yīng)選型手冊(cè)，選擇電動(dòng)葫蘆的型號(hào)為：ER003H。額定起重量為250Kg。升降速度為8 m/s。2 橫向行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）CD電動(dòng)葫蘆鋼輪選擇 橫向行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參照了起重機(jī)的小車運(yùn)行部分的設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)如23所示，初選電動(dòng)機(jī)、減速器加上其他配件估算后，整體機(jī)構(gòu)的重量不會(huì)超過(guò)1t，所以選取主動(dòng)鋼輪的外徑D=。（2）電動(dòng)機(jī)初步選擇 電動(dòng)機(jī)選擇為YREZ系列起重用錐形繞線轉(zhuǎn)子制動(dòng)電動(dòng)機(jī)。根據(jù)CW圓柱蝸桿減速器標(biāo)準(zhǔn)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(hào)，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(dòng)車輪外徑D=，所以主動(dòng)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(duì)應(yīng)CW圓柱蝸桿減速器減速比標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)比彌補(bǔ)（如圖310）。已知減速器i=。則輸入齒輪與主動(dòng)鋼輪齒輪之間的傳動(dòng)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(jiǎn)圖（4） 電動(dòng)機(jī)功率選擇 電動(dòng)機(jī)的功率根據(jù)橫行運(yùn)行時(shí)所受到的阻力計(jì)算。整體機(jī)構(gòu)各個(gè)部件的重量如下表31：（標(biāo)準(zhǔn)件的重量為查表獲得，非標(biāo)準(zhǔn)件在 UG 。表31各機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu) 100 1旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 50