【正文】 a2對于70000AC型軸承，按《機(jī)械設(shè)計》（第七版）表137，軸承派生軸向力Fd=則: Fd1===(N)Fd2===(N)按式（1311）得：Fa1=Fd2=(N)Fa2=Fd1=(N)Fa1/C0=Fa2/C0==(3) 求軸承當(dāng)量動載荷P1和P2：Fa1/Fr1=＜,則： P1=Fr1+=+=(N)Fa2/Fr2=＞,則： P2=+=+=(N)(4) 驗算軸承壽命因為P1＞P2，所以按軸承1的受力大小驗算：Lh=106(C/P1)ε/60n=106(103/)3/(601460)=＞L′h故所選軸承可滿足壽命要求。另外，在回轉(zhuǎn)液壓缸中轉(zhuǎn)軸的支承我們選用推力球軸承，型號為：51207，其基本尺寸為：dDT=35mm62mm18mm，基本額定載荷為：Ca=，C0a=，極限轉(zhuǎn)速脂潤滑時為2800r/min，油潤滑時為4000r/min，回轉(zhuǎn)液壓缸中的轉(zhuǎn)軸的支承我們選用滾針軸承，其設(shè)計及驗算過程與角接觸球軸承相似，這里就不再重復(fù)。 彈簧的設(shè)計計算 彈簧的分類按照所承受載荷的不同，彈簧可以分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等四種類型；而按照彈簧的形狀不同，又可分為螺旋彈簧、環(huán)形彈簧、碟形彈簧、板簧和平面渦卷彈簧等。彈簧材料的許用應(yīng)力[τ]及[б]必須按照其負(fù)荷性質(zhì)來確定。彈簧按載荷性質(zhì)分為三類：Ⅰ類：受變負(fù)荷作用，次數(shù)在106次以上的彈簧；Ⅱ類：受變載荷作用，次數(shù)在103~105次或沖擊負(fù)荷的彈簧；Ⅲ類：受變載荷作用，次數(shù)在103次以下的彈簧。彈簧材料是根據(jù)彈簧絲直徑d選擇的，當(dāng)d≤8mm時，用碳素彈簧鋼絲Ⅱ組或Ⅱa組，當(dāng)d≥10mm時，用60Si2MnA.最大工作負(fù)荷Pn，Ⅱ類彈簧按[τ]=。節(jié)距P是近似值，按表97計算出的自由高度應(yīng)圓整至尺寸參數(shù)系列中的H0推薦值。我們在機(jī)械手中所選用的彈簧有圓柱螺旋拉伸彈簧和圓柱螺旋壓縮彈簧。普通圓柱螺旋彈簧的主要幾何尺寸有：外徑D、中徑D內(nèi)徑D節(jié)距p、彈簧絲直徑d，如圖9所示：圖9我們所選用的彈簧的規(guī)格如下：編號彈簧絲直徑d（mm）彈簧中徑D2（mm）節(jié)距P（mm）13 28 198234其中，彈簧1為圓柱螺旋拉伸彈簧，彈簧123為圓柱螺旋壓縮彈簧。 彈簧的設(shè)計過程彈簧19的設(shè)計計算、校核步驟如下：原始條件：最大工作負(fù)荷：pn=11 kg最小工作負(fù)荷：p1=0 kg工作行程： h=5 mm負(fù)荷種類： Ⅱ類端部形式：端部并緊并磨平，支承圈為一圈制造精度：主要參數(shù)的制造精度為2級彈簧材料：碳素彈簧鋼絲Ⅱ根據(jù)pn，查表911，得到彈簧的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：dD2PPnFnpd′lQ彈簧要求的剛度：p′=(pnp1)/h=(110)/6= (kg/mm)有效圈數(shù)：n=pd′/p′=計算項目：彈簧實際剛度：p′=pd′/n=（kg/mm）, 與要求高度相近.總?cè)?shù)： n1=n+2=+2=自由高度： H0=nt+=+= (mm) , 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值22彈簧實際節(jié)距： p=()/n=()/7= (mm)工作極限負(fù)載下的變形： Fj=pj/p′=因取τj=[τ] Ⅱ，根據(jù)表92，[τ] Ⅲ=[τ] Ⅱ，所以τj=[τ] Ⅲ故:pj等于同樣規(guī)格彈簧的Ⅱ類彈簧的最大工作負(fù)荷，從表911查得pj=。最大工作負(fù)荷下的變形： Fn=pn/ p′=11/.= (mm)最小工作負(fù)荷下的變形： F1= p1/ p′=0 (mm)最大工作負(fù)荷下高度： Hn=H0Fn== (mm)最小工作負(fù)荷下高度： H1=H0F1=220=18 (mm)工作極限下高度： Hj=H0Fj== (mm)展開長度： L=ln1=9= (mm)細(xì)長比： b=H0/D2 =22/8=故穩(wěn)定。5 結(jié) 論在本次的臥式加工中心換刀機(jī)械手的設(shè)計過程中，主要完成了以下設(shè)計工作：（1）對機(jī)械手的各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了設(shè)計方案，并選出一種最優(yōu)方案進(jìn)行具體的設(shè)計；（2）對所選最優(yōu)設(shè)計方案中換刀機(jī)械手的組成機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析；（3）對加工中心換刀機(jī)械手的手指夾緊力進(jìn)行了分析與計算，并對其關(guān)鍵部位進(jìn)行校核，以保證換刀的可靠性；（4）確定了機(jī)械手各部分運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)；（5）對在機(jī)械手中出現(xiàn)的齒輪、軸等重要零部件通過計算確定尺寸并進(jìn)行了安全校核。在完成這些工作的同時，在設(shè)計中我獲得了不少設(shè)計經(jīng)驗和想法，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）可以根據(jù)刀具重量的不同計算不同的手指夾緊力。本次設(shè)計中選擇的11kg的重量代表刀庫中刀具的最大重量；（2）在刀庫中刀具排列不是很密集的情況下，也可以選擇雙臂回轉(zhuǎn)機(jī)械手中不帶可伸縮手臂種類的機(jī)械手，這樣可以簡化設(shè)計，減少成本；（3）對于機(jī)械手的驅(qū)動裝置，也可選用氣壓驅(qū)動裝置或者機(jī)械式驅(qū)動裝置；（4）在設(shè)計的過程中當(dāng)設(shè)計某部分時，要結(jié)合考慮到其它因素的影響和限制，要把部分和整體有機(jī)地結(jié)合起來，尋找適當(dāng)?shù)脑O(shè)計方案和辦法，讓我們認(rèn)識到將來無論認(rèn)識什么事都要系統(tǒng)地、全面地認(rèn)識它。經(jīng)過以上設(shè)計方案的選擇和計算，本次設(shè)計的換刀機(jī)械手可以成功的達(dá)到給定的技術(shù)要求并可以準(zhǔn)確的完成在臥式加工中心中的換刀任務(wù)，即可以使機(jī)械手做到 [開始（縮手）伸手抓住刀具并夾緊直線伸出拔出刀具手臂同時縮回逆時針旋轉(zhuǎn)180176。手臂同時伸出直線回程插入刀具松手同時縮回復(fù)位]的全部換刀動作，并保證換刀過程中的可靠性、安全性以及穩(wěn)定性。[1]劉明保,呂春紅,[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004，20（6）：621～623. [2][J].山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2002 ,25（2）:235～237.[3]楊建平,[J].電子機(jī)械工程. 2004,9（4）:523～526.[4]劉煒. 數(shù)控加工中心自動換刀系統(tǒng)[J].機(jī)床與液壓, 2005,(05):125～128.[5]、高速的臥式加工中心[J].世界制造技術(shù)與裝備市場,1996,(04):221～223.[6][J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),1994,（12）:174～178.[7]李劍玲,賀煒,丁毅,[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),2003,（10）:136～139.[8][J].航空精密制造技術(shù)，1997，33（6）：18～20.[9]夏粉玲，李體仁，[J].西北工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2002（05）：13～16.[10][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[11]（第2版）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006. [12](新版) [M].天津:天津大學(xué)出版社,2007.[13]吳宗澤,(第3版) [M].北京:高等教育出版社,2006.[14][M].沈陽:東北大學(xué)出版社,2001.[15]孫恒,陳作模,(第七版) [M].北京:高等教育出版社,2006.[16]李郝林，（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[17]吳祖育，秦鵬飛. 數(shù)控機(jī)床（第三版）[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，.[18]陸祥生，[M].北京：中國鐵道出版社，1985:20～62.[19]T. Keller, , ,et al. A system for measuring finger forces during grasping[J]. Proceeding of IFESS, Aalborgh,Denmark,2000.[20]F C synthesis of machining centers with tool change mechanisms[J].International Journal of Machine toolamp。Manufacture,1999,(39):273～295.27