【正文】 rn ? ， 直臂移動速度 smmv /167? m in/2021 rnnm ?? 初算導程 mmnvP mh ?? ， 所以取 mmPh 5? （ 4） 選工作壽命： hLh 20210? （ 5）由表得， NffLnFfC cahmmawam )60( 3/139。 ?? ， .............................................................（ ） NFfC maeam 100539。39。 ?? 式中， 查機械手冊得，精度系數(shù) ?af 查機械手冊得，可靠性系數(shù) 1?cf 查機械手冊得，載荷性質系數(shù) ?wf 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 33 查機械手冊得，預加載荷系數(shù) ?ef 所以， NCam ? （ 6） 靜載計算：由機械手冊得， NFf as 300max ? ，式中 2?sf ..........................（ ） （ 7）選取滾珠絲杠型號：采用外循環(huán)導珠管埋入式 CDM 型。 其中 160?d ， ?d ， 50?hP ， kNCa ? ， kNCoa ? 滿足承載能力要求。 （ 8）計算預緊力： NFFaP 5031 m ax ??， ama FF ?max ................................................（ ） （ 9） nd 值校驗 由機械手冊得， 7 0 0 0 03 2 0 0 02 0 0 016m a x0 ????nd ，符合要求。 （ 10）臨界轉速校核 m in/2507/10 2 227 rLfdn cc ?? ....................................................................................（ ） 式中，查機械手冊得， ?f mmll downc 10862 ?? m i n/2 0 0 6m i n/2 5 0 rrnn c ???? 滿足轉速要求 （ 11） 螺桿強度： 螺桿材料為 45 鋼 ，調質處理，其許用應力 MPap 60][ ?? 螺桿當量應力： ][) 120(3) 1504()(3)4( 2322321222 pcaMP adTdF ??? ????????? ....（ ） 式中， mmNnPT ??? 1 11 符合強度要求 (12)系統(tǒng)剛度計算 bK 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 34 剛性為機械剛度的指標，滾珠絲杠的剛性取決于螺桿與螺母之間軸 向負荷珠槽接觸剛性及螺桿軸的剛性來決定。機械驅動系統(tǒng)總剛性的慣性經(jīng)由測試，可將螺帽 —螺桿及鋼珠 — 珠槽兩者間的剛性合二為一，成為螺帽剛性 nK ，因此 nSb KKK111 ?? ....................................................................................................（ ） 2022 ?????ldK S ) ()( 3131 ?????? CFRK Pn ? mNKKKnsb ?/11 ??? 錐齒輪設計 錐齒輪傳動的特點： 錐 齒輪 是圓錐齒輪的簡稱，它用來實現(xiàn)兩相交軸之間的傳動 ,兩軸交角 S 稱為軸角，其值可根據(jù)傳動需要確定，一般多采用 90176。錐齒輪的輪齒排列在截圓錐體上，輪齒由齒輪的大端到小端逐漸收縮變小，如下圖所示。由于這一特點，對應于圓柱齒輪中的各有關 圓柱 在錐齒輪中就變成了 圓錐 ，如分度錐、節(jié)錐、基錐、齒頂錐等。錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒和曲線齒等形式。直齒和斜齒錐齒輪設計、制造及安裝均較簡單，但噪聲較大，用于低速傳動（＜ 5m/s）；曲線齒錐齒輪具有傳動平穩(wěn)、噪聲小及承載能力大等特點，用于高速重載的場合。本 節(jié)采用 S=90176。的標準直齒錐齒輪傳動。 圖 錐齒輪 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 35 計算條件：負載轉矩 mNT ?? ，直線錐齒輪，傳動比為 202130000 ??? nni，錐齒輪轉速 m i n/2 0 0 0m i n ,/3 0 0 0 21 rnrn ?? 材料為 45 鋼，調質處理，齒面硬度 HBS=217~255，齒面粗糙度 mRR ZZ ? ?? 錐齒輪設計計算： （計算部分由組員張益完成本人參與數(shù)據(jù)討論修改） ： 電機軸端齒輪轉矩 mNT ?? 載荷系數(shù) ?K 齒數(shù)比 ?i 估算時，安全系數(shù) 39。 ?HS ， 接觸疲勞強度極限 MPaH 52539。 lim ?? 因此估算時的齒輪許用接觸應力 MP aMP aS HHHP 39。39。 lim39。 ??? ?? ...................（ ） 估算結果： mmde 3 239。 1 ???? 所以 mmidd ee 39。 139。 2 ?? 考慮到絲杠需從錐齒輪 2 中心穿過，且所選用絲杠的公稱直徑 mmd 160 ? ，絲杠螺母mmD 361 ? ，故取 mmde 722 ? ， mmde 481 ? 齒數(shù)：取 36,24 21 ?? zz 大端模數(shù)： mmzdm ee 211 ?? .....................................................................................（ ） 1） .齒根彎曲疲勞強度設計 其條件為 ? ? ? ?1 0 .5t F a S aFFRK F Y Ybm?????? .....................................................................（ ） 其中 載荷系數(shù) AvK K K K K??? FaY 齒形系數(shù) SaY 應力校正系數(shù) 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 36 R? 齒寬系數(shù) 查機械手冊得 AK ＝ 1 查圖得 vK ＝ 查機械手冊得 K? ＝ 查表得 K? ＝ 可得 FaY ＝ 可得 SaY ＝ R? 取常用值 1/3 代人計算得 ? ? ? ?1 . 5 1 0 2 . 1 1 . 5 0 . 5 6 21 0 . 5 2 1 0 . 5 / 3 2 4t F a S aF RK F Y Ybm? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? .......................（ ） 即 ? ? 380FF M Pa???? ，故安全。 2） .齒面 接觸疲勞強度計算 其條件為? ? ? ?1 2 315 * 1 0 . 5H E HRRKTZ du????? ? ? ................................................（ ） 其中 EZ 彈性影響系數(shù) 查機械手冊得 EZ ＝ 12162MPa 代人計算得 ? ? ? ?1 22331 * 5 * 162 * 8* 1 1 / 3 * 1 / 3 * 24 * RR KTZ MP adu? ? ? ?? ? ? ? .....................................................................................................................................（ ） 即 ? ? 540HH M Pa???? ，故安全。 電機選型 計算條件：絲杠軸向工作載荷約為 NFm 150? ，絲杠移動速度 smmv /167? 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 37 圓錐齒輪傳遞效率 ?? 設計計算： 絲杠工作的功率： 6 71 5 01 ???? NFvP ...................................................（ ） 絲杠轉矩 11 ?? nPT 電機選用同步轉速 min/30000 rn ? 的三相異步電機，速比 202130000 ??? nni 電機輸出軸負載轉矩： ???LT 電機輸出軸功率 ?? LL TnP ..........................................................................（ ） 電機選用 YS5012 三相異步電動機 機械手直臂部分三維出圖及主要零部件出圖 圖 直臂結構三維圖 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 38 圖 直臂部分傳動機構三維圖 圖 滾珠絲桿螺母 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 39 圖 直臂套筒 圖 光桿絲桿連接件 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 40 圖 直臂箱體 圖 直臂箱蓋 本章小結 本章對機械手直臂的類型及升降裝置進行了設計。先對滾珠絲桿結構和錐齒輪進行設計分析計算設計，對電機進行了選型。然后用 Pro/e 畫出三維圖 ,用 AutoCAD 畫出二維圖（二維圖見附錄）。 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 41 通過近三個月的畢業(yè)設計，經(jīng)過資料的收集、方案的選擇比較和論證，到分析計算，再到工程圖紙的繪制以及畢業(yè)設計論文的撰寫等各個環(huán)節(jié)，我對大學四年所學的知識有了一個整體的深層次的理解，同時對機械設計這門專業(yè)的理解更加深刻和準確。在設計過程中盡量使用標準的配件，降低成本，每一個設計都小心謹慎，仔細計算，最終能夠實現(xiàn)與數(shù)控機床相配合，實現(xiàn)加工過程中上下料的自動化。 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 42 致 謝 大學四年就這樣匆匆過去了，在此我想對培養(yǎng)我四年的母校，傳授我知識的老師，陪我一起度過酸甜苦辣的同學、朋友表示衷心的感謝 。 特別感謝我的畢業(yè)論文指導老師張偉老師，是他悉心指導我完成了這個畢業(yè)設計。張老師用他淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W之道，精益求精的工作作風感染著我。從選題到答辯，都有張老師的指導，每次遇到問題，張老師都及時地給我們解答，這篇畢業(yè)論文的順利完成，張老師付出了太多，在此，再次向張老師表示崇高的敬意和真摯的感謝。 這篇論文的順利完成，也離不開我們機械手設計小組的各個成員的共同努力。在此，特別感謝我的組長陳述，組員張益、林日玖、金守勇這四位同學，是他們用汗水澆灌了今天的成果。另外，感謝我們班的同學，感謝他們的 關心和幫助。 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設計（論文） 43 參考文獻 [1]于傳浩 ,章滌峰 .一種氣動機械手夾持機構的設計 [J].武漢：武漢化工學院機械工程學院， [2]何芹 ,原政軍 姚龍元 . 用于方形物件裝卸液壓機械手的設計 [D].山東：山東建筑大學機電工程學院， [3] 岳錫芬 .數(shù)控車床單機自動化的途徑及若干技術問題 [J]. 南京：南京數(shù)控機床有限公司技術開發(fā)部， [4]楊建平 ,邊際 .機器手自動給料系統(tǒng) [J].黑龍江：佳木斯大學中專部， [5] 邱濟寶 . 全自動易拉罐盆栽機的系統(tǒng)研制 [D].浙江： 中國計量學院， [6] 李昌輝 . 自動上料機器人系統(tǒng)開發(fā) [D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學 , [7]無平 . 用于缸體三軸孔機床上下料的桁架機械手設計 [J]. 遼寧大連：大連機床集團有限責任公司自動化所 , [8] 羅庚興 ,寧玉珊 . 氣動安裝機械手的 PLC控制 [D]. 山東：廣東松山職業(yè)技術學院 , [9] 尹自榮 ,熊曉紅 ,駱際煥 ,王建坤 . 數(shù)控上下料機械手的研究及應用 [D].武漢：華中理工大學， [10] 趙碧 ,巴鵬 ,徐英鳳 . 氣動上下料機械手手部結構的設 計與分析 [D]. 遼寧 : 沈陽理工大學機械工程學院 , [11] 張海英，劉勝明 .基于 PLC的自動上下料機械手設計 [D].浙江：寧波職業(yè)技術學院， 2021 [12] 張祺 , 侯力 , 劉松 , 唐艷 , 蔣維旭 . 加工中心換刀機械手控制系統(tǒng)研究 [D]. 四川：四川大學制造科學與工程學院， 2021,2 [13]、尹自榮，熊曉紅，駱際煥，王建坤 .數(shù)控上下料機械手的研究及應用 [J].鍛壓機械 [14]、壽慶豐 .一種經(jīng)濟型數(shù)控車床的自動上下料系統(tǒng) [J]. 中國學術期刊出版社， 1999年第 3期 [15]、陳佩云，金茂菁，曲忠萍 .我國工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀 [J].機器人技術與應用， 2021年第 1期 [16]、張海英，劉勝明 .基于 PLC 的自動上下料機械手設計 [J]. 電氣技術與自動化， 2021年 第 9期 [17]康立新，馬建華 .工業(yè)機械手的設計 [J].工程技術