四自由度上下料機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及機(jī)構(gòu)精度研究-機(jī)械綜合實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)-中期進(jìn)度報(bào)告-資料下載頁
2025-06-23 17:10本頁面
【正文】 。采用GGB型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副[]，導(dǎo)軌副的截面圖如圖63。圖63 導(dǎo)軌副的截面采用雙導(dǎo)軌四個(gè)滑塊座 ，在計(jì)算前做一些說明：導(dǎo)軌水平安裝，臥式導(dǎo)軌，滑塊座移動(dòng)；工作臺質(zhì)量分布不均勻，重心不在中間，G為質(zhì)量，勻速運(yùn)動(dòng)。受力簡圖如圖64：圖64 導(dǎo)軌副受力圖導(dǎo)軌滑塊的布局如圖65：圖65 導(dǎo)軌副滑塊布置圖，其中工作臺的質(zhì)量為40㎏。計(jì)算得：由上述計(jì)算的最大的載荷為。選取作為導(dǎo)軌副的長度余量。導(dǎo)軌副的編號為：查表，導(dǎo)軌的額定動(dòng)，靜載荷分別為 查表，各項(xiàng)系數(shù)，，硬度系數(shù) 溫度系數(shù)接觸系數(shù) 精度系數(shù)載荷系數(shù)取其中最大值，代入式（） 按式（）壽命時(shí)間（h） 額定壽命（km）行程長度（m） n每分鐘往復(fù)次數(shù)受力最大的滑塊所受的載荷（） 大于要求的壽命，所選的導(dǎo)軌符合要求。 拖動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的齒輪齒條設(shè)計(jì)以及電機(jī)的選擇: 齒輪齒條的設(shè)計(jì)拖動(dòng)導(dǎo)軌前進(jìn)所需要的力F有FμM總g=M總a，導(dǎo)軌的長度為400mm,規(guī)定三秒內(nèi)走完，則導(dǎo)軌平均速度為133mm/s,。M總=40kg,g=,由于導(dǎo)軌為滾動(dòng)接觸，摩擦系數(shù)較小，~。則F =μM總g+M總a =*40*+40*=。齒條受到的最大軸向力：F=齒輪齒條的材料選擇: 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選擇齒輪齒條的材料為 齒輪：38SiMnMo，調(diào)質(zhì)，硬度320340HBS 齒條：35SiMnMo，調(diào)質(zhì)，硬度280300HBS確定齒輪齒條的疲勞極限應(yīng)力: ，按MQ級質(zhì)量要求取值，查得 σ=790N/mm2，σ=760N/mm2； σ=640N/mm2,σ=600N/mm. 各系數(shù)的選定: 齒輪齒條系統(tǒng)的最大功率P=FV，F(xiàn)=,V=150mm/s. 計(jì)算齒輪強(qiáng)度用的載荷系數(shù)k，包括使用系數(shù)k；動(dòng)載荷系數(shù) k；齒間載荷分配系數(shù)k；及齒向載荷分配系數(shù)k； 即：K=kkkk.1）使用系數(shù) 考慮齒輪嚙合是外部因素引起的附加載荷影響的系數(shù)，該齒輪傳動(dòng)的載荷狀態(tài)為輕微沖擊，.2）動(dòng)載荷系數(shù) 齒輪傳動(dòng)不可避免地會有制造及裝配誤差，輪齒變載后還需要產(chǎn)生彈性變形，由于嚙合齒對剛度的變化，也要引起動(dòng)載荷，.3）齒間載荷分配系數(shù) 對于直齒齒輪，取k=1.4）齒輪載荷分布系數(shù) 計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)，考慮齒面上載荷沿接觸線分布不均勻現(xiàn)象，通常以系數(shù) k 來表征齒面上載荷分布不均勻的程度對齒輪強(qiáng)度的影響，取k =. 綜上所述，最終確定齒輪系數(shù)k=kkkk=11=.齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)，許用應(yīng)力的選擇:1）壓力角α的選擇我國對一般用途的齒輪傳動(dòng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20176。C.2）齒數(shù)z的選擇為使齒輪免于根切，應(yīng)取Z≧17，這里取z=20.4） 齒寬系數(shù)的選擇取=.4）預(yù)計(jì)工作壽命3年，每年300個(gè)工作日，每個(gè)工作日兩班，共16個(gè)小時(shí).L=330016=14400h.6） 齒輪的許用應(yīng)力[σ]=。式中：s疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，對接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，取S=1 k考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，稱為壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N的計(jì)算方法是：N=60njLn為齒輪的轉(zhuǎn)速；j為齒輪每轉(zhuǎn)一周時(shí)，同一齒面嚙合次數(shù)；L為齒輪的工作壽命；n暫取60（單位為r/min）則N=606014400=10. k=.[σ]===948MPa.σ=640N/㎜；K=1；s=。[σ]===.當(dāng)齒數(shù)z=20 ＞ 17 時(shí)，齒形系數(shù)Y=，應(yīng)力校正系數(shù)Y=基本參數(shù)選擇完畢.齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪的設(shè)計(jì)公式：m≥ . 轉(zhuǎn)矩T=. P為功率，單位kw；T為扭矩，單位Nm；n轉(zhuǎn)速，單位r/min.m3≥.得到m≥根據(jù)模數(shù)的常用值取m=；n=35r/min 通過上述計(jì)算得m=，z=20，所以分度圓直徑d=50mm. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式()d≥.式中[σ]的單位為MPa, d的單位為mm，其余各符號的意義和單位同前，由于傳動(dòng)為齒輪齒條傳動(dòng)，傳動(dòng)比近似無窮大，所以=1.查（）Z=.d≥=.取兩者的偏大值d=50mm.計(jì)算齒寬b==50=2mm.齒條寬度要比齒輪齒寬要大，取齒條寬b=25mm.齒條的高度，考慮到齒高和裝配要求，取h=15mm.最終確定齒輪數(shù)據(jù)： 模數(shù)m=,齒數(shù)z=20,分度圓直徑d=5mm,齒寬b=20mm. 齒條寬 b=25mm. 轉(zhuǎn)速n=35r/=15mm. 齒輪齒條強(qiáng)度校核：齒輪齒條的強(qiáng)度校核與轉(zhuǎn)臂處齒輪齒條的強(qiáng)度校核類似，可參見轉(zhuǎn)臂處的齒輪齒條校核，在此不作贅述，校核結(jié)果為所選取及設(shè)計(jì)的齒輪齒條能滿足實(shí)際工作需求。 齒輪齒條具體參數(shù)序號名稱符號計(jì)算公式及參數(shù)選擇1端面模數(shù)mn2螺旋角β03分度圓直徑d 4齒頂高5齒根高6全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑 GB590386，LCKH抗氧防腐型工業(yè)開式齒輪油，是普通的具有抗腐蝕的瀝青型產(chǎn)品，用于中等溫度和輕負(fù)荷下運(yùn)行的圓柱形或斜齒輪，適用于一般輕載荷的齒輪潤滑。由于需要導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，為方便控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，仍選用交流伺服電機(jī)，(由于導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)非常小，故使其運(yùn)動(dòng)的所需的力很小，也就使所需功率很小)，在此為留出一定的工作余量，則實(shí)際電機(jī)應(yīng)提供的功率為：*=。如下是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)狀況所選取的交流伺服電機(jī)的部分參數(shù)：型號：40CB010C500000.級數(shù)：4級.額定輸出功率：100W.額定轉(zhuǎn)矩：*m.瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩：*m.電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量:cm2.電氣時(shí)間常數(shù)：.額定轉(zhuǎn)速：3000rpm.額定相電流：.重量：.編碼器：2500P/R.適配驅(qū)動(dòng)器：MS0010A（經(jīng)濟(jì)型）.額定功率100W.額定電壓:單相220VAC.型號說明：七 傳感器和微動(dòng)開關(guān)的選擇 光電傳感器的選擇選用歐姆龍光電傳感器（光電開關(guān)），型號E3JK5M3，直流正負(fù)12~240V， 交流24~。消費(fèi)電力小于3W，：320176。.繼電器輸出，最大250V3A，最小5VDC10MA.響應(yīng)時(shí)間不大于30ms,工作溫度25~55176。C。濕度35~.保護(hù)構(gòu)造：IEC60529IP64. 微動(dòng)開關(guān)的選取及其具體參數(shù)選用LXW6系列，LXW611CL型。六對：導(dǎo)軌兩端各一對，旋轉(zhuǎn)底盤各一對，齒條支架兩端各一對。，額定控制器100VA.觸頭對數(shù)：一常開一常閉，0,49N.動(dòng)作行程1mm,推桿起行程.機(jī)械、電氣壽命100萬次。工作條件：5~40176。C. 濕度：40176。C時(shí)不大于50%，25176。C不大于90%.海拔：2000米以下.八 后續(xù)工作5月20號~5月25號完成三維建模工作 ，對機(jī)械手進(jìn)行ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)分析5月26號~6月1號Ansys仿真分析，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整6月2號~6月15號對機(jī)械手進(jìn)行精度誤差分析，提出誤差補(bǔ)償方案6月16號~6月18號撰寫技術(shù)總結(jié)報(bào)告、準(zhǔn)備ppt6月19號答辯，提交相關(guān)材料
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