【文章內(nèi)容簡介】 作程序不可變。 電力傳動機(jī)械手 即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動速度快和行程 長，維護(hù)和使用方便。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。 (三 )按控制方式分 點(diǎn)位控制 它的運(yùn)動為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動，只能控制運(yùn)動過程中幾個(gè)點(diǎn)的位置，不能控制其運(yùn)動軌跡。若欲控制的點(diǎn)數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。 連續(xù)軌跡控制 它的運(yùn)動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無限的，整個(gè)移動過程處于控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。這類工業(yè)機(jī)械手一般采用小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。 2 路錐自動裝車擺放裝置總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 路錐自動裝車擺放裝置 的總體方案圖 本次設(shè)計(jì)的路錐自動裝車擺放裝置采取的方案是：工作人員將路錐從倉庫取出擺放到皮帶輸送機(jī)上，皮帶輸送機(jī)會自動將路錐自動輸送到車上，同時(shí)車上設(shè)一機(jī)械手，當(dāng)需要擺放路錐在指定的維修區(qū)域時(shí)，機(jī)械手會將路錐從車上取下并擺放在車上應(yīng)該放置的位置，以備路段維修時(shí)使用。當(dāng)路段維修好后，路錐會返回到車上原先位置，這時(shí)如需要將路錐取下時(shí)，也可通過機(jī)械手將路錐送回地面，實(shí)現(xiàn)輕松移載，其具體方案布局圖如下： 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 8 路錐自動裝車 擺放裝置 的工作原理 路錐自動裝車擺放裝置的工作原理為：人工將路錐放在皮帶輸送機(jī)上面，皮帶輸送機(jī)會自動將路錐自動輸送到車上，同時(shí)車上設(shè)一機(jī)械手，當(dāng)需要擺放路錐在指定的維修區(qū)域時(shí)，機(jī)械手會將路錐從車上取下并擺放在車上應(yīng)該放置的位置，以備路段維修時(shí)使用。當(dāng)路段維修好后，路錐會返回到車上原先位置，這時(shí)如需要將路錐取下時(shí)，也可通過機(jī)械手將路錐送回地面，實(shí)現(xiàn)輕松移載 機(jī)械傳動部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 出料輸送線電機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)出料輸送線的總 重量 150KG,其他重量 50KG，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg， 釘 排 移動速度為 1~2r/min。即： m m sG = m g = 2 0 0 1 0 = 2 0 0 0 NV = 1 2 m / m i n = 1 6 . 6 3 3 . 3 / 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : 確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 01(t t )60?Vll Vl 負(fù)載速度（ m/min） 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 9 有速度可知每秒上升 50mm，0 .0 3 31 .2 =1 .23 6 0?? ?ls 電機(jī)轉(zhuǎn)速 電 機(jī) ?VlnPB 2 400 / m i n 機(jī) ? ? ?VlnrPB 0 .3 1 0 2 0 0 0 .0 0 5 1 .7 3 .2 2 0 .9? ? ?? ? ??Bg M PTL N m?? ? ? 式中： 啟動轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 .6 0 6 0 1 . 2? ? ?? ? ??SN M J M J L J MT N mt?? 必須轉(zhuǎn)矩 ? ? 2 .3 6 .? ? ?T M T L T S S N m S 為安全系數(shù)，這里取 。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號為 160BLA，此無電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 10 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用 電機(jī) 型號為160BL4030H1LKB，電機(jī)額定功率為 ，額定轉(zhuǎn)矩為 ，最大轉(zhuǎn)矩為， 額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。電機(jī)大致圖如下： 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 11 外形尺寸 292x232， 電機(jī)輸出軸徑為 24mm。 直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 導(dǎo)軌主要根據(jù)導(dǎo)軌副之間的摩擦情況，導(dǎo)軌分為： （ 1）滑動導(dǎo)軌 兩導(dǎo)軌之間為滑動摩擦。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，剛度好，抗振性高，是機(jī)床上最廣泛采用的。 特點(diǎn)：導(dǎo)向精度高，不會出現(xiàn)間隙，能自動補(bǔ)償磨損。一般選取三角形頂角γ =90176。 ,重型機(jī)械采用大頂角γ =110176。～ 120176。 。當(dāng)水平力大于垂直力， V 形導(dǎo)軌兩側(cè)受力不均勻時(shí)，采用不對稱 V形導(dǎo)軌。直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌均可采用 承載能力大，制造方便。必須留有側(cè)向間隙。不能補(bǔ)償磨損。用鑲條調(diào)整時(shí)，會降低導(dǎo)向精度。 需注意導(dǎo)軌的保護(hù)。直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌均可采用 尺寸緊湊，適用于要求高度小﹑導(dǎo)軌層數(shù)多的場合?？蓸?gòu)成閉式導(dǎo)軌。用一根鑲條可以調(diào)整各面的間隙。剛度比平面導(dǎo)軌小。制造簡單，彎曲剛度小，主要用于受軸向載荷的導(dǎo)軌。適用于同時(shí)作直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的場合。 （ 2）滾動導(dǎo)軌 滾動直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板 等組成。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對運(yùn)動時(shí)，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動，在滑塊端部鋼球又通過返向裝置（返向器）進(jìn)入返向孔后再 進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動運(yùn)動。返向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。 特點(diǎn)： 滾動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動摩擦阻力，從而獲上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 12 得： 動、靜摩擦力之差很小，隨動性極好，即驅(qū)動信號與機(jī)械動作滯后的時(shí)間間隔極短，有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈 敏度。 驅(qū)動功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。與 V 型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約 40 倍。 適應(yīng)高速直線運(yùn)動，其瞬時(shí)速度比滑動導(dǎo)軌提高約 10倍。能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。 能實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動剛度。 成對使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有“誤差均化效應(yīng)”，從而降低基礎(chǔ)件（導(dǎo)軌安裝面）的加工精度要求，降低基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。導(dǎo)軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應(yīng)力小，承接能力及剛度比平面與鋼球點(diǎn)接觸時(shí)大大提高，滾動摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。 導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo) 軌具有良好的可校性；心部保持良好的機(jī)械性能。簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。 2） 導(dǎo)軌的確定 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 3》第二版選取直線滾動導(dǎo)軌副系列，又根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)要求的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)初步選擇 : (1)直線滾動導(dǎo)軌副選取四方向等載荷型（ GGB 型），其特點(diǎn)是：垂直向上向下和左右水平額定載荷是等同的，額定載荷比較大，剛度高。 (2)尺寸規(guī)格初選 45，其結(jié)構(gòu)形式選擇 AA 型。 (3)每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)為 2。 (6)查出全自動軸承磨床推薦的精度等級為 3。 (7)導(dǎo)軌的材料為 HT200. 初步確定直線滾動導(dǎo)軌的型號為 GGB45AA1C12?3 選擇用南京工藝設(shè)備制造廠的滾動直線導(dǎo)軌如圖 1 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 13 V 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）設(shè)計(jì)功率 dP kwPAKdP ????? AK －工況系數(shù)，查 B1 表 8－ 1－ 22 ，取 AK ＝ P－傳遞的功率 2）選定帶型 根據(jù) dp 和 1n 查 B1 圖 8－ 1－ 2 選取普通 V 帶 A 型， 1n －小帶輪轉(zhuǎn)速，為1440r/min 傳動比 ?0i 2n ＝ in1 ＝ min/8 18 0 44 0 r? 3）小帶輪基準(zhǔn)直徑 1d （ mm） 由 B1表 8－ 1－ 12 和表 8－ 1－ 14 選定 1d ＝ 100mm mindd ＝ 75r/min 4）大帶輪基準(zhǔn)直徑 2d （ mm） cmdid dd 1 7 61 0 ????? 由 B3表 8－ 7得 2d =180mm 5）帶速驗(yàn)算 smvsmndv d /3025/ 1440100100060 m a x11 ????? ????? ?? 6）初定軸間距 0a （ mm） 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 14 mmdda dd 2 8 0)(2 210 ??? 7）所需帶的基準(zhǔn)長度 0dL （ mm） 020 4)()(22 12210 addddaL ddddd????? ? ＝ 2804 80280228022????? ? ＝ 886mm 依 B1表 8－ 1－ 8取 dL ＝ 900mm，即帶型為 A－ 900 8）實(shí)際軸間距 a mmLLaa dd 2872 8869002802 00 ＝?????? 9）小 帶輪包角 1? ?? 8 0 121 ????? a dd dd = ?? ?? = ?164 10)單根 V帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號、 1d 和 1n 普通 V帶查 B1 表 8－ 1－ 27（ c） 取 11) 1?i 時(shí)單根 V帶型額定功率增量 1P? 根據(jù)帶型號、 1n 和 i 查 B1表 8－ 1－ 27（ c） 取 12)V 帶的根數(shù) Z Z = )()(11 ???????? Lad kkpp P ak －小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8－ 1－ 23,取 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 15 Lk －帶長修正系數(shù)查 B1表 8－ 1－ 8，取 13)單根 V帶的預(yù)緊力 0F 20 )1(5 0 0 mvZvPkF da ??? = ) (5 00 ???? =134（ N） m－ V帶每米長的質(zhì)量（ kg/m）查 B1 表 8－ 1－ 24，取 14)作用在軸上的力 ?F )(1 0 6 182s in41 3 422s in2 10 NZFF ???????? ? )(159282s in413432s in3 10m a x NZFF ???????? ? max?F －考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 倍 15)帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。 輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度 mRa ?? ）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為 HT150。查 B1 表 8－ 1－ 10 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑查 B1 表 8－ 1－ 16 確定輪輻 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 16 主臂回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 主臂的回轉(zhuǎn)的時(shí) 候，驅(qū)動主臂回轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動力矩必須克服主臂起動時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩，主臂的轉(zhuǎn)動軸與支承孔處的摩擦阻力矩。 主臂轉(zhuǎn)動時(shí)所需的驅(qū)動力矩可按下式計(jì)算 : 封摩偏慣驅(qū) MMMMM ???? 式中 : 驅(qū)M 驅(qū)動主臂轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力矩 ( cmN? )。 慣M 慣性力矩 ( cmN? )。 偏M 參與轉(zhuǎn)動的 零部件的重量 (包括工件、夾具部位 )對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 ( cmN? )., 下面分析各阻力矩的計(jì)算 : 主臂加速運(yùn)動時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩 M 悅 若主臂轉(zhuǎn)動過程按等加速運(yùn)動，主臂轉(zhuǎn)動時(shí)的角速度為 ? ，起動過程所用的時(shí)間為 t? ，則 : 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 17 ).(1 cmNtJJM ??? ?）（慣 式中 :J 參與主臂轉(zhuǎn)動的部件對轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量 )..( 2scmN 。 1J 工件對主臂轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量 )..( 2scmN `。 若工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合，其轉(zhuǎn)動慣量 1J 為 : gGJJ c 11 ?? 21e 式中 : cJ 工件對過重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量 )..( 2scmN : 1G 工件的重量 (N)。 1e 工件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心距 (cm), ? 主臂轉(zhuǎn)動時(shí)的角速度 (弧度 /s)。 t? 起動過程所需的時(shí)間 (s)。 ?? — 起動過程所轉(zhuǎn)過的角度 (弧度 )。 主臂轉(zhuǎn)動件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 M偏 ?偏M 11eG + 33eG ( cmN? ) 式中 : 3G 主臂轉(zhuǎn)動件的重量 (N)。 3e 主臂轉(zhuǎn)動件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心距 (cm) 當(dāng)工件的重心與主臂轉(zhuǎn)動軸線重合時(shí)，則 11eG 0? . 主臂轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩 封M ?封M )(2 12 dRdRf BA ? ( cmN? ) 式中 : 1d ， 2d 轉(zhuǎn)動軸的軸頸直徑 (cm)。 f 摩擦系數(shù)，對于滾動軸承 ?f ，對于滑動軸承 ?f 。 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 18 AR , BR 處的支承反力 (N)，可按主臂轉(zhuǎn)動軸的受力分析求