【正文】 選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質）,硬度為240HBS，大齒輪材料為45鋼（表面正火），硬度為200HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。2 按齒面接觸疲勞強度設計由設計計算公式進行計算（1）確定式中各項數(shù)值1）因載荷平穩(wěn),可初選載荷系數(shù)。2）小齒輪傳遞的扭矩。3）由表107,選取。4）由表106,查得。5）由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。6）計算應力循環(huán)次數(shù)。7)由圖1019取接觸疲勞壽命系數(shù)（允許點蝕）；。8）計算接觸疲勞許用應力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式1020得（2）計算1)試算小齒輪分度圓直徑。代入中較小的值。2)計算圓周速度。3）計算齒寬b。4）計算齒寬與齒高之比。模數(shù) 齒高 5）計算載荷系數(shù)根據(jù)，7級精度、由圖108查得動載系數(shù)；直齒輪，；由表102查得使用系數(shù)；由表104用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置，由，查圖1013得；故載荷系數(shù)6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。7）計算模數(shù)。3．按齒根彎曲強度設計彎曲強度設計公式（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1）由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限。2）由圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù)；。3）計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，得4）計算載荷系數(shù)K。5)查取齒形系數(shù)。由表105查得 ；。6）查取應力校正系數(shù)。由表105查得；。7）計算大、小齒輪的并加以比較。大齒輪的數(shù)值較大。（2）設計計算=1mm，按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑,算出小齒輪的齒數(shù)大齒輪齒數(shù)。（1）計算分度圓直徑（2）計算中心距（3）計算齒輪寬度取。圖36 III軸小齒輪工程圖圖37 III軸大齒輪工程圖由于任務書要求手爪采用旋轉變直線運動，結合機械手的手爪傳動形式，本次采用齒輪齒條式手爪加緊裝置。齒輪齒條式加緊裝置的優(yōu)點在于機械手的夾具運動方向為平行移動，運動軌跡為一條直線。這樣可以提高機械手的精度。其結構如下圖38所示。1擋板； 2支架； 3齒輪； 4齒條； 5夾具圖38 齒輪齒條式機械手爪裝配圖 結構設計的特點176。旋轉，故而大臂在底座支架的一側。這樣就會使得底座受力不均勻，從而對底座的旋轉軸及其連接在軸上的軸承的受力相對增大。 為了解決這個問題，本次設計把底座設計成圓形，底座的旋轉軸在底座中心，底座外圍有一個半圓的槽，與底座轉軸連接的部件也有一個半圓槽，并且與底座相互配作，形成一個圓槽，中間可以放入滾珠，從而減小底座轉軸的彎矩。其裝配結構如下圖39所示。1基座上部； 2 滾珠 圖39 基座部分裝配圖2. 為了保證手臂操作過程中安全可靠，本次機械手設計時加入的斷電位置保護。具體方案為1） 由于底座是在XOY平面旋轉，當斷電時，機械手就會自然停下，而且底座的傳動比為16，且所選電機轉速較慢，故按一般傳動來設計。2） 機械手大臂是在XOZ平面177。180176。轉動，當斷電時，由于機械手臂自身重力與工件重力影響，機械手可能會轉動，為了實現(xiàn)機械手大臂的自鎖，在機械手大臂的傳動軸上裝有一個電磁制動閥。當切斷電源時，機械手大臂產(chǎn)生制動，使手臂保持原有姿態(tài)，電磁制動閥原理如下圖所示。當手臂電源被切斷時，彈簧1把活動壓塊緊壓錐形塊4 ，而錐形塊4與軸5是固定的。由于摩擦，軸5被鎖住。當手臂電源接通時，電磁鐵8通電產(chǎn)生磁力，把活動壓塊6吸向電磁鐵，即與錐形塊4脫開，軸5便能自由轉動1彈簧；2支柱；3螺母；4錐形快；5軸；6活動壓塊；7定位快；8電磁閥；9電機支撐件；10電動機圖 3－10 電磁制動閥工作原理圖。3） 小臂的處理方式與大臂一樣。4） 機械手手腕的運動范圍為在XOZ平面上下180176。擺動，在YOZ平面177。180176。轉動，為了實現(xiàn)斷電自鎖，其傳動方式采用蝸輪蝸桿的形式，采用該形式的好處是蝸輪蝸桿傳動的傳動比較大，而且有很好的自鎖能力，這樣不僅能減少重量，還節(jié)省空間。5) 機械手爪采用齒輪齒條的方式來夾緊工件，由于機械手爪與工件的摩擦因數(shù)μ=，故而手爪在水平方向受到的力為工件重量的10倍以上，而機械手爪是距離大臂的傳動軸最遠的部件，其重量的增加會很大程度上影響到大臂的齒輪傳動的設計及電機的選擇，為了使機械手結構緊湊，故而機械手爪不能太重，綜合考慮，機械手爪采用蝸輪蝸桿的傳動方式，不僅能解決機械自鎖問題，還能節(jié)約空間，減少重量。，為了能夠觀察和了解機械手的結構和傳動方式，本次設計是在機械手大臂及其以后的傳動均為開式齒輪傳動，能讓學生對其結構一目了然。而且該機械手的組成零件較多，配合有規(guī)律，可以拆裝成很小的單元，在一定程度上可以鍛煉學生的動手能力。，也可以用步進電機代替，編程可以用單片機或者PLC，亦能鍛煉學生。提高學生的能力水平。，本次設計的手爪可以實現(xiàn)兩種抓取工件的方式，一種是水平抓取，另一種為垂直抓取。提高了編程的靈活性。結論，實現(xiàn)結構可視化（大臂及以后的傳動為開式齒輪傳動，只設計出其骨架，沒有涉及外形設計），傳動多樣化（包含蝸輪蝸桿傳動，齒輪齒條傳動和齒輪傳動）等特點。（關節(jié)型）能實現(xiàn)此次課題的目標（使機械手能夠在一定范圍內(nèi)某一位置W1抓取物體，并在另一任意位置W2放下該物體），使我受益匪淺。并開拓了自己的知識面，加強自己的專業(yè)知識。把大學所學的內(nèi)容融為一體。由于時間和本身知識水平有限，并不能做到很完美。參考文獻[1].金茂青，曲忠萍， ，2001[2].，2001, 4[3].:北京理工大學出版社，1988[4] ：：97～98[5] ：高等教育出版社2006：186～192[6] ：：59～66[7] ：：83～90[8] ：：67～69[9] ：：160～168[10] ：科學技術出版社2002：206～213[11] Arthur Sanderson, and L. Weiss. Adaptive Visual Servo Control of Robots. New York, 1988.[12] David G. Ullman. The Mechanical Design Process Netherlands ,2006致 謝本設計是在XXX導師的悉心指導下完成的。導師淵博的專業(yè)知識，精益求精的工作作風，嚴以律己，寬以待人的風范，平易近人的人格魅力對我影響很深遠。使我樹立了學術目標、掌握了基本的研究方法。這次畢業(yè)設計讓我充分感受到一個機械設計人員對于設計的執(zhí)著和熱愛。在導師的大力幫助之下，使自己在設計方面有了長足的進步。沒有導師的精心輔導和幫助，我不能深刻的領悟到設計的重要環(huán)節(jié)和精妙之處。衷心感謝在設計過程中曾經(jīng)幫助過我的所有老師和同學們。感謝你們對我的關懷和照顧。本設計從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，對導師獻上崇高的敬意和衷心的感謝！47