【文章內容簡介】 查表得=；∴載荷系數(shù)為K==1= 進過校核后的分度圓直徑為 ==mm= 計算模數(shù)m m=/ =㎜=㎜3. 按齒根彎曲強度設計 由公式得彎曲強度為 確定公式內的各計算值由表查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa；齒條的彎曲疲勞強度極限=380MPa；由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=。 =計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=,由公式得 = = （1）計算載荷系數(shù)K K==1= （2）查取齒形系數(shù) 由表查得=。 =（3）查取應力校正系數(shù) 由表可查得=。 =計算小齒輪，試比較齒條的大小 = 經(jīng)過比較，小齒輪的數(shù)值比齒條的大。2)設計計算 mm= 由計算的結果分析，齒面的接觸疲勞強度模數(shù)m大于齒根的彎曲疲勞強度模數(shù)，承載能力基本上決定齒輪模數(shù)m大小，承載力只與齒輪直徑相關，模數(shù)標準值為m=㎜，則小齒輪的齒數(shù) 1）由公式得到齒輪的分度圓直徑為 =30㎜=75㎜ 2）由公式得到齒輪的寬度為 b==175㎜=75㎜ 取=75㎜, =80㎜。 5. 驗算 N= N/mm =100N/mm,合適。 齒輪與軸連接所用的鍵的選擇在此次設計的裝置中，直齒圓柱齒輪安裝在軸的兩個支承點間，齒輪和軸的選材均為鍛鋼，用鍵組成靜聯(lián)接。聯(lián)結齒輪處軸的直徑d=55mm，而齒輪輪轂的寬度為70㎜，載荷是輕微沖擊。為了滿足該齒輪的定心精度，可選用平鍵聯(lián)接。因為齒輪不位于軸端，所以可采用圓頭普通平鍵。 根據(jù)d=56mm從表中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=16㎜，高度h=10㎜，鍵長L取70㎜（比輪轂寬度小些）。2. 鍵聯(lián)接的強度校核 鍵，軸，輪轂的材料都是鋼，由表查得其許用擠壓應力=100120MPa之間，可取其平均值，=110MPa。則鍵的長度Lb=54㎜，相關的接觸高度h==10㎜=㎜。 ∵電動機的額定功率=11Kw,=，=1500r/min,i= ∴軸上的輸入功率P==11Kw=10KW 軸的轉速 n=(1500/)r/min=960r/min ∴軸上的轉矩T=9550P/n=(955010247。960)Nm=m 由式(6—1)可得 =(21000)247。(55456)=（合適）鍵的標記為： 鍵1610 GB/T1096—1979 （1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸為了滿足從動V帶輪的定心精度要求，可選取平鍵聯(lián)接的方式。材料可選取圓頭普通平鍵。按照d=：高度h=㎜，寬度b=㎜，可取鍵長L=㎜。（2）校核鍵聯(lián)接的強度 鍵，軸的材料都是鋼，輪轂的材料為鑄鐵，由表6—2查得許用擠壓應力=5060MPa，取其平均值，==55MPa。鍵的工作長度Lb=90㎜－10㎜=80㎜，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k==8㎜=4㎜。 由式(6—1)可得 =(21000)247。(48035)=（合適）鍵的標記為： 鍵108 GB/T1096—1979 主動V帶輪與電動機主軸連接所用的鍵的選擇其選材可選用鑄鐵，軸的選材則可選用鍛鋼，鍵采用靜聯(lián)接的方式聯(lián)接。主動V帶輪的軸的直徑徑d=，V帶輪的輪轂寬度為110㎜，載荷是輕微沖擊。本章介紹了機械手設計時所要選擇的材料、機械手的腕部與手臂的結構及其它們與齒輪齒條連接的方式，構成了所要設計機械手的大致結構，充分保證了機械手的正常運行。第4章 控制系統(tǒng)的設計控制系統(tǒng)是工業(yè)機器人系統(tǒng)的一個關鍵組成部分，主要是來接收上位機傳來的控制指令信號的，再通過相應控制程序轉化為執(zhí)行機構的運動。本課題所研究的高速高精度沖壓轉序機械手系統(tǒng)的控制，將時間順序以及位置控制相結合。上位機與 PLC 的通訊通過 VC++編寫通訊程序實現(xiàn)，PLC 與執(zhí)行機構的通訊通過 RS232C 接口實現(xiàn)。在電磁機械手系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)運行的中樞神經(jīng)，控制整個系統(tǒng)的正常運行?？刂葡到y(tǒng)的方式為上下位機的主從控制模式。主從控制即上位機和下位機分別以個人計算機和PLC為中心，采用這樣的控制模式主要優(yōu)點有：一方面利用 PLC 可靠性高及編程簡單，并將其作為采集和控制任務；另一方面運用個人計算機及相關程序實現(xiàn)監(jiān)控功能和人機對話，同時也可實現(xiàn)故障診斷和報警等，如圖 41 所示。 個 人 計 算 機 人機界面程序 PLC 電磁執(zhí)行機構 圖 41 控制系統(tǒng)結構流程圖在電磁機械手控制系統(tǒng)中，上位承擔責整個系統(tǒng)的優(yōu)化、協(xié)調及正常的運行。主要負責兩方面：對 PLC 發(fā)送控制命令，從而實現(xiàn)對機械手的控制；另一方面實時對系統(tǒng)進行監(jiān)控，有良好監(jiān)視和模擬運行功能。而下位機主要起對電磁機械手各電磁閥動作控、位置操作控制及反饋系統(tǒng)運行位置的信息等。由于電磁機械手受PLC的控制，從而使巨大而又復雜多變的控制系統(tǒng)、程序的編制、修改變得簡單明了。電磁機械手控制系統(tǒng)不管是硬件還是軟件部分，都應具備功能齊全實用且作業(yè)穩(wěn)定性可靠、系統(tǒng)可擴展性以及維護性良好等最基本要求。 選型及地址配置PLC是一種工業(yè)控制裝置，在涉及工業(yè)智能化等行業(yè)上應用越來越廣。若要合理的運用PLC實現(xiàn)電磁機械手的控制，首先必須了解PLC的構造特點以及工作原理，這對之后開發(fā)控制程序起到了決定作用。PLC通常由CPU、存儲器及后備電池、I/O接口電源等幾個重要部分組成。PLC 的 CPU 順序逐條對用戶程序進行掃描，主要流程為：CPU 按控制要求編寫好并儲存在RAM中的程序里，按指令執(zhí)行周期性循環(huán)掃描。每次掃的描過程里，還要進行對對輸出狀態(tài)的刷新和輸入信號的采樣等指令，如此往復下去。PLC 的工作過程如圖42 所示。輸入存儲器輸入端口輸入設備輸出設備輸出端子輸出存儲器執(zhí)行程序輸入刷新 一個掃描周期 輸出刷新 一個掃描周期 圖 42 PLC 的工作過程 PLC 選型及地址配置 時下 PLC 口碑比較好的有品牌有 SIEMENS、西門子、施耐德、美國的 GE公司、富士等，PLC 的選材要注意的幾點：性價比高；掃描速度；被控對象的 I/O 點數(shù)以及工藝要求；自動診斷能力以及之后擴展等方面。本控制系統(tǒng)之中，總計涉及輸入量 3 個，輸出量 8 個，即 I/O 點數(shù)總計為 11 點。系統(tǒng)中選用松下公司 AFPXL60RF 型 PLC，有 32 個輸入點和 28 個輸出點，滿足系統(tǒng)應用要求。其性能規(guī)格如表 41 所示。 表 41 PLC 性能規(guī)格表 程序內存容量 內存容量32K部 基本指令 運算速度 應用指令 輸入點數(shù) X0X32，32點（10進制編號） 點數(shù) 輸出點數(shù) X0X28, 28點（10進制編號） 外部輸入繼電器 208點（X0X12F） 繼電器數(shù) 外部輸出繼電器 208點（Y0Y12F） 內部繼電器 1008點（R0