【文章內(nèi)容簡介】 級(jí)傳動(dòng)，中間軸上方裝有第二級(jí)帶傳動(dòng)的小帶輪，通過同步齒形帶與安裝在配有盤心軸下方的大帶輪組成第二級(jí)傳動(dòng)。我們選取45BF003Ⅱ步進(jìn)電機(jī)?？倐鲃?dòng)比為： 其中， 對于底座傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：首級(jí)傳送帶： 1）傳遞名義功率： P = KW。2) 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速=從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 3) 原動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)4）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 每天24小時(shí)5) 中心距要求： a= 100mm（2）傳送帶的節(jié)距和型號(hào)1）計(jì)算設(shè)計(jì)功率 a) 由表661查的載荷的修正系數(shù)b) 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 2） 傳送帶型號(hào)和節(jié)距 由 。查圖69節(jié)距代號(hào)為H。對應(yīng)節(jié)距為 H ： s 40 3) 確定帶直徑和節(jié)線長1 由表669。H 形帶，帶輪轉(zhuǎn)速 最小齒數(shù) Z = I4 ，取Z=14 按照標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒數(shù)，取小帶輪直徑 6 選擇帶長 = 查表659，同步帶長GB1161689，取 7 傳動(dòng)中心距： （8） 選擇標(biāo)準(zhǔn)帶寬4 確定基準(zhǔn)額定功率 按照標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒數(shù)，取 轉(zhuǎn)速。由表660，內(nèi)插法，H型帶基準(zhǔn)額定功率 。2 確定額定功率A 嚙合齒數(shù) 則： B 帶寬系數(shù) （同步帶基準(zhǔn)帶寬）C 確定額定P 3 選擇帶寬： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 則可以得到： 按表 6 58，查 mm（9） 結(jié)果整理1 選用H型同步帶 mm2 帶輪 傳送帶中心距近似計(jì)算的： 滾動(dòng)軸承的選擇選擇軸承時(shí)，首先必須了解和掌握所需配備軸承的機(jī)械設(shè)備性能，再根據(jù)各類軸承的技術(shù)特性和具體工作條件等要求進(jìn)行軸承類型的選擇，最終應(yīng)該滿足設(shè)備的使用要求。具體選擇時(shí)可以參考以下幾個(gè)方面：1 軸承的載荷軸承所承受載荷的大小、方向、和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。一般棍子軸承的承載能力大于求軸承，并且承受沖擊載荷的能力強(qiáng)，所以載荷較大的工作場合，優(yōu)先選用棍子軸承。軸承承受純徑向載荷時(shí)，可以選用深溝球軸承，圓柱滾子軸承或者滾針軸承；所承受純軸向載荷，可選用推力軸承；當(dāng)徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用時(shí)，一般選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承；若徑向載荷很大，而軸向載荷很小時(shí)，也可以選用深溝球軸承，若軸向載荷很大，徑向載荷較小時(shí)，可用推力調(diào)心滾子軸承，也可用圓柱滾子軸承或者深溝球軸承和推力軸承聯(lián)合使用。2 支撐限位要求： 可以承受雙向軸向載荷的軸承，可以作固定支撐用。只承受單向軸向載荷的軸承可以作單向限位支撐。游動(dòng)支撐軸向不限位，可使軸在支撐上自由伸縮游動(dòng)，此時(shí)可用內(nèi)，外圈不可分的向心軸承在座孔內(nèi)游動(dòng)，也可以用內(nèi)，外圈可用的圓柱滾子軸承，其內(nèi)，外圈相對游動(dòng)。3 軸承的調(diào)心性能當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線由于加工、安裝等誤差的影響而不重合時(shí)，或因受力后使軸向彎曲而撓度較大時(shí)，會(huì)造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜，這時(shí)應(yīng)該選用調(diào)心性能好的調(diào)心球軸承或者調(diào)心滾子軸承，使軸的偏轉(zhuǎn)角控制在需用值以內(nèi)，否則會(huì)降低軸承壽命。4 軸承的安裝和拆卸方便地裝拆軸承，也是選用軸承類型時(shí)應(yīng)該考慮的因素之一。當(dāng)軸承座保護(hù)是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承。 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中的一種常用軸系部件，它的基本功用是聯(lián)接兩軸，并傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸，只有在及其停車后并經(jīng)過拆卸才能被彼此分開。在機(jī)械中應(yīng)用聯(lián)軸器，可以方便地將組成機(jī)器的各個(gè)部分連接起來，有利于機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸和維修。聯(lián)軸器的類型很多，通常根據(jù)相對位移有無補(bǔ)償能力劃分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。剛性聯(lián)軸器對相對位移無補(bǔ)償能力，且全部由剛性零件組成，也沒有緩沖減震能力，故適用于被聯(lián)接的兩軸嚴(yán)格對中，在和平穩(wěn)的場合。撓性聯(lián)軸器因具有撓性，對相對位移具有補(bǔ)償能力。他按是否具有彈性元件又分為無彈性元件的腦性聯(lián)軸器和有彈性元件的腦性聯(lián)軸器兩種。有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，可以依靠彈性元件的變形與蓄能性來緩沖、減振、改善傳動(dòng)系統(tǒng)的工作性能。 此次設(shè)計(jì)，我們選用的是梅花形彈性聯(lián)軸器。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的緩沖、減振能力，補(bǔ)償兩軸相對位移量大，工作溫度范圍廣，適用范圍也廣，可以用于各種中小功率傳動(dòng)的軸系。連軸器的選擇：1) 類型的選擇：選擇梅花形彈性聯(lián)軸器。2) 載荷計(jì)算：公稱轉(zhuǎn)矩：T=9550*P/n=9550**m式中：P為電動(dòng)機(jī)的功率； n為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表141得，轉(zhuǎn)矩變化比較小，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以，Ka=根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式141，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tca=Ka*T=*=*m3) 型號(hào)的選擇：從GB432384中查得，選擇Tl1，*m，最大許用轉(zhuǎn)速為6600r/min，軸徑為9~24mm，所以適合。 械手的基本參數(shù)圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手 機(jī)身回轉(zhuǎn)： ，實(shí)際需要回轉(zhuǎn)角度是45； 手臂上下升降： 82mm 手臂升縮： 80mm 抓緊動(dòng)作： 行程27mm第五章 中間軸軸徑估計(jì)一、估軸徑為了繪制軸和軸承部件的結(jié)構(gòu)，確定軸的支撐距離和作用力的位置，先初估軸徑。軸徑估計(jì)公式為： 　　　　立軸　　?。茫?10 則 ；；因?yàn)榇藘奢S均有鍵槽，應(yīng)增大3%，則立軸　　d1==23mm 圓整為 d1=25mm；二、零件的強(qiáng)度校核（一）、軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 定出軸的支撐距離及軸上零件作用力的位置，如圖（a） 軸的簡化與校核（1）軸的簡化力學(xué)模型 將軸簡化為鉸支座（一端固定鉸鏈，另一端活動(dòng)鉸鏈）的簡支梁（2）繪制軸的受力簡圖（圖b）（3）作彎矩圖，作出水平彎矩圖（圖c）（4）由所作彎矩圖判斷出截面彎矩最大處最危險(xiǎn)，計(jì)算其彎矩。 P=Fv,v=2rn,所以, M=F1xl===28360Nmm軸的校核計(jì)算如圖截面，載荷大,有軸肩，存在應(yīng)力集中，比較危險(xiǎn)，應(yīng)對此截面進(jìn)行校核計(jì)算。根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核：＝軸使用45號(hào)鋼，查得=353MPa故該軸可以正常工作。2 滾動(dòng)軸承的壽命校核 軸承的選擇根據(jù)裝軸承處的軸徑d=￠25,且受到較小的軸向載荷，所以選擇7205C型角接觸球軸承。 求兩處軸承的徑向載荷A處軸承：C處軸承：看出C處軸承徑向載荷較大，所以對C處軸承進(jìn)行校核。 滾動(dòng)軸承的壽命校核① 當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算對于角接觸球軸承，當(dāng)量動(dòng)載荷P為：P=查得= ，所以② 壽命校核壽命校核公式為： ——軸承的壽命（單位為h）。n——軸承的轉(zhuǎn)速r/min n=9 r/min。C——基本額定動(dòng)載荷, 查得7204C型角接觸球軸承的C=27000N。P——當(dāng)量動(dòng)載荷 ，P=3216N.?！?3 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 鍵的強(qiáng)度校核（1）、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）。 根據(jù)d=22mm,選用鍵：寬度b=8mm,高度h=7mm.。由輪轂寬度并參考鍵長系列，取鍵長L=12mm. 故選用鍵的型號(hào)為 ：鍵812GB1096—1979。（2）、鍵的強(qiáng)度校核鍵的強(qiáng)度校核公式為：T——傳遞的轉(zhuǎn)矩 T= K——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。K=10=5mm。——鍵的工作長度 =L—b=12—8=4mm。d——軸的直徑 d=22mm。查得許用擠壓應(yīng)力~120Mpa，取其平均值Mpa≤ Mpa所以，鍵可以正常工作。鍵的型號(hào)為 ：鍵812GB1096—1979。第六章 電器圖設(shè)計(jì)由于機(jī)械手是按照一定的軌跡來運(yùn)行的，而這些軌跡需要我們給出準(zhǔn)確的定位，然后機(jī)械手才能夠去準(zhǔn)確的執(zhí)行。而這一軌跡，需要我們?nèi)y試，這就是平時(shí)我們所知的信息檢測與處理。這一仗我們的任務(wù)就是在充分了解其工作程序后，選擇合適的電路，合適的上微機(jī)，完成系統(tǒng)工作的電器圖。 微機(jī)測控系統(tǒng)的基本組成 微機(jī)測控系統(tǒng)包括微機(jī)測試系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)部分，微機(jī)測試系統(tǒng)即以測試為目的，微機(jī)控制系統(tǒng)以控制為目的。 測控系統(tǒng)的硬件組成 測控系統(tǒng)的硬件可以分為主機(jī)、輸入輸出通道、常規(guī)外部設(shè)備、接口電路、運(yùn)行操作臺(tái)、系統(tǒng)總線等。硬件組成如圖：工業(yè)對象人機(jī)對話設(shè)備接口系統(tǒng)總線接口A/D轉(zhuǎn)換采樣設(shè)備傳感元件主機(jī)開關(guān)量輸入 圖 測控系統(tǒng)軟件組成軟件通常分為兩大類，一類是系統(tǒng)軟件，另一類是應(yīng)用軟件。．3 模擬信號(hào)的檢測檢測系統(tǒng)的功能是利用傳感器從被測對象中提取所需要的信號(hào)，并把該信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，在經(jīng)過中間變換電路將信號(hào)放大，轉(zhuǎn)換，傳輸?shù)?，以便進(jìn)行下一步的處理。傳感元件傳感器基本轉(zhuǎn)換電路放大器濾波器模數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī) 模擬信號(hào)檢測系統(tǒng)的基本組成 傳感器電感傳感器是利用線圈自感和互感的變化實(shí)現(xiàn)非電量測量的一種裝置。可以用來測量位移，振動(dòng)，壓力，應(yīng)變，流量，密度等參數(shù)。電感傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式和互感式兩種；柑橘結(jié)構(gòu)形式的不同，可分氣隙式和螺管型兩種。電感傳感器和其他類型傳感器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)簡單，可靠，測量力小（銜鐵重為（），磁吸力為（110） 。（2） 分辨力高，，甚至更小的機(jī)械位移。傳感器的輸出信號(hào)強(qiáng)，電感靈敏度一般每一毫米可以達(dá)到數(shù)百毫伏，因此有利于信號(hào)的傳輸和放大。（3） 重復(fù)性好，線形度優(yōu)良。在一定位移范圍（最小幾十微米，最大達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百毫米）內(nèi)，輸出特性的線形度較好，且比較穩(wěn)定。當(dāng)然，電感傳感器也有不足之處，如存在零點(diǎn)殘余電壓，不易于高頻動(dòng)態(tài)測量等。自感式電感傳感器可分為變間隙型、變面積型和螺管型三種類型。一、自感式電感傳感器的工作原理（一）變間隙型電感傳感器 變間隙型電感傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖21所示。 傳感器由線圈、鐵心和銜鐵組成。工作時(shí)銜鐵與被測物體連接，被測物體的位移將引起空氣隙的長度發(fā)生變化。由于氣隙磁阻的變化，導(dǎo)致了線圈電感量的變化。線圈的電感可用下式表示： (61)式中，N為線圈匝數(shù)；Rm為磁路總磁阻。對于變間隙式電感傳感器，如果忽略磁路鐵損，則磁路總磁阻為 ()式中，l1為鐵心磁路長；l2為銜鐵磁路長；A為截面積；181。1為鐵心磁導(dǎo)率；181。2為銜鐵磁導(dǎo)率；181。0為空氣磁導(dǎo)率；δ為空氣隙厚度。因此有： （63）一般情況下，導(dǎo)磁體的磁阻與空氣隙磁阻相比是很小的，因此線圈的電感值可近似地表示為： （64）由上式可以看出傳感器的靈敏度隨氣隙的增大而減小。為了發(fā)送非線性，氣隙的相對變化量要很小，但過小又將影響測量范圍，所以要兼顧考慮兩個(gè)方面。 （二）變面積型電感傳感器 由變氣隙型電感傳感器可知，氣隙長度不變，鐵心與銜鐵之間相對而言覆蓋面積隨被測量的變化面改變，從而導(dǎo)致線圈的電感量發(fā)生變化，這種形式稱之為變面積型電感傳感器，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖62。通過對式（64）的分析可知，線圈電感量L與氣隙厚度是非線性的，但與磁通截面積A卻是成正比，是一種線性關(guān)系。特性曲線參見圖63。 圖 64 便面積型電感傳感器 圖65 電感傳感器特性 （三）螺管型電感式傳感器 圖64為螺管型電感式傳感器的結(jié)構(gòu)圖。螺管型電感傳感器的銜鐵隨被測對象移動(dòng)，線圈磁力線路徑上的磁阻發(fā)生變化，線圈電感量也因此而變化。線圈電感量的大小與銜鐵插入線圈的深度有關(guān)。 圖66 螺管型電感傳感器設(shè)線圈長度為l、線圈的平均半徑為r、線圈的匝數(shù)為N、銜鐵進(jìn)入線圈的長度la、銜鐵的半徑為ra、鐵心的有效磁導(dǎo)率為181。m，則線圈的電感量L與銜鐵進(jìn)入線圈的長度la的關(guān)系可表示為（65） 通過以上三種形式的電感式傳感器的分析,可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論: ● 變間隙型靈敏度較高,但非線性誤差較大,且制作裝配比較困難. ● 變面積型靈敏度較前者小,但線性較好,量程較大,使用比較廣泛. ● 螺管型靈敏度較低,但量程大且結(jié)構(gòu)簡單易于制作和批量生產(chǎn),是使用最廣泛的一種電感式傳感器. (四)差動(dòng)電感傳感器 在實(shí)際使用中,常采用兩個(gè)相同的傳感線圈共用一個(gè)銜鐵,構(gòu)成差動(dòng)式電感傳感器,這樣可以提高傳感器的靈敏度,減小測量誤差. 圖66是變間隙型、變面積型及螺管型三種類型的差動(dòng)式電感傳感器。差動(dòng)式電感傳感器的結(jié)構(gòu)要求兩個(gè)導(dǎo)磁體的幾何尺寸及材料完全相同，兩個(gè)線圈的電氣參數(shù)和幾何尺寸完全相同。差動(dòng)式結(jié)構(gòu)除了可以改善線性、提高靈敏度外，對溫度變化、電源頻率變化等影響，也可以進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少了外界影響造成的誤差。 圖67 差動(dòng)式電感傳感器a