【正文】 用滾珠絲桿的最大動載荷，則可認(rèn)為其軸向當(dāng)量動載荷 Pa=14705N，為了適應(yīng)其總體機構(gòu)大小，選擇軸承型號為 51203，其基本本科生畢業(yè)設(shè)計－ 21 －額定動載荷為 14705N。 其滾動軸承的基本額定壽命為 L10= = =106r???????PC3147052??? 其軸承的安裝形式如圖 317 所示和實體圖片如圖 318 所示：圖 317 單向推力球軸承裝配圖圖 318 單向推力球軸承實體圖 其他軸承的選用 每個絲桿螺母兩端需要采用一對面對面組配的推力角接觸球軸承，而經(jīng)過通過以上方式的計算都可以采用 7305B 型號的角接觸球軸承。同樣，錐齒輪軸兩端也要采用一對面對面組配的推力角接觸球軸承，同樣經(jīng)過計算都可以采用 7305B 型號的角接觸球軸承。則這里要用 16 個 7305B 型號的角接觸球軸承，安裝方式如圖 31圖 3圖 321 所示：本科生畢業(yè)設(shè)計－ 22 －圖 319 軸承裝配圖圖 320 軸承裝配圖圖 321 軸承裝配圖本科生畢業(yè)設(shè)計－ 23 － 錐齒輪傳動的計算與選型 X 軸的簡圖如圖 322 所示，錐齒輪的安裝方式圖 323 所示，和錐齒輪參數(shù)如圖 324 所示。圖 322 x 軸簡圖 電動機； 錐齒輪 z1； 錐齒輪 z2； 絲桿圖 323 齒輪裝配圖本科生畢業(yè)設(shè)計－ 24 －圖 324 齒輪參數(shù)圖（1）錐齒輪的初定 已知電機的輸出轉(zhuǎn)矩最大為 ，其最高轉(zhuǎn)速 12022r/min，平均轉(zhuǎn)速為6000r/min，由電機驅(qū)動，工作壽命為 15 年（設(shè)每年工作 300 天），兩班制。 1）斜齒輪 z1 和 z2 的規(guī)格相同，所以傳動比為 1:1； 2）選取齒輪齒數(shù)為 Z=40； 3）本碼垛機工作速度、功率不高，選用 6 級精度； 4）選擇材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 HBS=241~286。（2）按齒面接觸疲勞強度計算： 1）因為錐齒輪以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，依據(jù)齒寬中點處的當(dāng)量齒輪作為強度計算來進行計算。 初擬齒寬系數(shù) ，取載荷系數(shù) ，節(jié)錐角為 δ=45 o，HBS=260,查《==K械設(shè)計》P211 圖 1025 得 σ Hlim=539Mpa。 2）由書本《機械設(shè)計》P203 圖 1020 可以查到得齒輪區(qū)域系數(shù) ZH=，同樣由《機械設(shè)計》P202 表 105 得材料的彈性系數(shù)影響系數(shù)為 ZE= 3）選取接觸疲勞強度壽命系數(shù)。取安全系數(shù)為 S= 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60n1jLh=6060001（2830015）=10 10查《機械設(shè)計》P208 圖 1023，得 KHN=1。 4)計算接觸疲勞許用應(yīng)力 許用接觸應(yīng)力為：[σ H]=KHNσlim/S=539MPa 5）按齒面接觸強度設(shè)計傳動 )][().( 233 221 ???????）（）（ HERZuKTd??本科生畢業(yè)設(shè)計－ 25 －齒輪模數(shù) ?Zd（3）按齒根彎曲疲勞強度計算：對齒輪取 HBS=260，按線性插值得彎曲疲勞極限為 MPaF )06(235718lim?????許用應(yīng)力： 查《機械設(shè)計》圖 1017，得 YFa= PaSKFN186][lim?? ][aY . 7.)35.(][).(.32321 ????????FRaRuZYKTm?? （4）綜上所述，應(yīng)取模數(shù)較大值 m=2 （5）齒數(shù)參數(shù)的計算 齒輪的當(dāng)量齒數(shù) ??OOCSZr 分度圓直徑 d=Zm=402=80mm 齒寬 ，圓整取 b=???udbR? （6）主要設(shè)計結(jié)論 從動與主動兩個齒輪參數(shù)一樣，齒數(shù) Z=40，模數(shù) m=2mm，分錐角 δ=45 o，齒寬b=17，分度圓直徑為 80mm，齒輪采用 40Cr（調(diào)質(zhì)）。齒輪按 6 級精度設(shè)計。4 總體支架的受力分析 對支架的受力分析，主要是校核導(dǎo)軌底座的強度，底座如圖 41，因為這機器人的主要載荷都是有導(dǎo)軌底座承受的，這里要分別對 x 軸和 y 軸的導(dǎo)軌底座的受力分析。本科生畢業(yè)設(shè)計－ 26 －圖 41 導(dǎo)軌底座三維裝配圖 （1）y 軸的受力分析 y 軸有兩個導(dǎo)軌底座，y 軸只承受的最大的垂直載荷約 3000N，則單個導(dǎo)軌底座承受的最大的垂直載荷約 1500N，導(dǎo)軌底座的材料為鑄鐵，當(dāng) y 軸移動的中間時，某一截面能得到最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力。導(dǎo)軌底座的截面鑄鐵梁的載荷和截面尺寸如圖 42和圖 43 所示，鑄鐵的抗拉許用應(yīng)力為[σt]=30MPa，抗壓許用應(yīng)力為[σc]=160MPa。已知截面對形心軸 x 軸的慣性矩為 Ix=104mm4，且[y1]=31mm。圖 42 導(dǎo)軌底座截面圖圖 43 導(dǎo)軌底座受力分析本科生畢業(yè)設(shè)計－ 27 －由平衡方程求出梁的支座約束力為 F1= F2=做彎矩圖如圖 44 所示： 圖 44 彎矩圖 最大的載荷在中間的截面，該截面的彎矩為 M1==?m，最大拉應(yīng)力在截面的下邊緣各點，最大壓應(yīng)力在截面的上邊緣各點，拉應(yīng)力求得： ][.)10(24. ]1033)[1035.(MCy2t 64233 tMPaPammNIx ?? ??????????? ?同理計算出最大壓應(yīng)力沒有超過許用應(yīng)力，強度條件滿足的。（2）x 軸的受力分析 同理 x 導(dǎo)軌底座的截面鑄鐵梁的載荷和截面尺寸如圖 45 和圖 46 所示圖 45 x 軸導(dǎo)軌底座受力分析本科生畢業(yè)設(shè)計－ 28 －圖 46 x 軸導(dǎo)軌底座截面圖 同理計算出 x 軸導(dǎo)軌的最大拉應(yīng)力沒有超過許用應(yīng)力，最大壓應(yīng)力沒有超過許用應(yīng)力，強度條件滿足的。本科生畢業(yè)設(shè)計－ 29 －總 結(jié)本設(shè)計是通過運用了大學(xué)四年的專業(yè)知識，還有課外海量的擴展知識而得出的結(jié)晶。同樣還需要一定的創(chuàng)新精神，和在同學(xué)和老師的無私幫助下克服各種難題而得出的結(jié)果。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對以前學(xué)到的專業(yè)知識進一步鞏固和深入理解，和知道了知識的可貴，并提高了自己的創(chuàng)新設(shè)計能力。本設(shè)計主要完成下面主要工作。（1）、簡要介紹了國內(nèi)外有關(guān)碼垛機器人領(lǐng)域內(nèi)的研究背景和發(fā)展?fàn)顩r，并闡述了本論文所設(shè)計直角坐標(biāo)型碼垛機器人的設(shè)計思路。（2）、通過方案對比確定最終適合的方案，并對各部件的計算和選型，和對某些構(gòu)件部件的強度校核。（3）、通過 cad 畫出總裝配圖和零件圖，和 pro/E 畫出三維模型。鳴 謝－ 30 －鳴 謝 我利用將近三個月的時間終于將本次畢業(yè)設(shè)計完成。在此期間，同學(xué)和俞國燕老師的無私幫助下，我們一起解決了在畢業(yè)設(shè)計中遇到的無數(shù)困難和障礙。尤其要強烈感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師——俞國燕老師，他對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計。俞老師知識淵博，對知識追求孜孜不倦、精益求精的治學(xué)態(tài)度，給我留下了深刻的印象，也使我在設(shè)計期間受益匪淺。另外，在此向幫助和指導(dǎo)過我的其他各位老師表示最中心的感謝。 再次感謝俞國燕老師的悉心指導(dǎo)，讓我受益匪淺。 本文引用了許多位學(xué)者的研究成果，參考他們的文獻，要是沒有各學(xué)者的的幫助和啟發(fā)，我也很難完成本次的畢業(yè)設(shè)計，非常感謝各個學(xué)者。 由于我的專業(yè)水平有限，所做的畢業(yè)設(shè)計也存在著一些不足之處，懇請各位老師和同學(xué)批評和指正。參考文獻－ 31 －參考文獻[1] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，.[2] 濮良貴，陳國定，[M].北京：高等教育出版社，.[3] [M].北京：高等教育出版社，.[4] [M].北京：電子工業(yè)出版社，.[5] [M].北京：電子工業(yè)出版社，.[6] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，.[7] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999.[8] [M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999.[9] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2022.[10] 盧秉恒,趙萬華,[M].北京：機械工業(yè)出版,2022.[11] 余達太，[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2022.[12] 李曉剛，、問題及對策[J].包裝工程， 2022(2).[13] 李成偉，貧超。碼垛機器人機構(gòu)設(shè)計與運動學(xué)研究[J].機械設(shè)計與制造.2022（06）.[14] 李金泉，楊向東，[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2022.[15] 丁黎光，陳小泉，學(xué)報，2022（12）.[16] [M].北京：機械工業(yè)出版社,202