【正文】 0(8)預(yù)緊載荷的計(jì)算： 的確定aoF 939(N)?32816maxo＝＝ C 和拉伸力 的確定tF C＝ 3u010Lt－??? －＝ ?m?式中：C 行程補(bǔ)償值（ ） ； 溫度變化值 ； 最大行程；m?tC～ uL膨脹系數(shù) ＝ /度0?06.－? ＝ ＝4482(N)E4dtF2t???＝ ??式中： 行程內(nèi)預(yù)拉伸力； E 彈性模量 E＝ (N/ )； 為絲桿底徑。t 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院43 滾珠絲杠的校核 (1)絲桿剛度及其彈性變形量 2kw0s )(165－??R ＝ 53N/29..4(－ m? 定位精度（即 ） s1RF ???5302?1? 式中： 為絲桿剛度， 為球徑， 為彈性變形量。swD?(2)允許的軸向載荷 21LIEKP??＝ ＝20978(N)2＝ ＝ 72kFPn?＝ 8197 最大軸向載荷小于絲杠工作容許軸向載荷，絲桿可以正常工作。(3)臨界轉(zhuǎn)速及允許工作轉(zhuǎn)速 臨界轉(zhuǎn)速： 721L0dn??＝ ＝2100r/. ＝ 式中： 為絲桿軸底徑， 為安裝系數(shù)。 1d? 允許工作轉(zhuǎn)速： ＝ 2100＝1680r/??/min 小于允許工作轉(zhuǎn)速 ，故絲桿可以正常工作。10max?nk 直線導(dǎo)軌副型號的選擇及額定壽命的計(jì)算 直線導(dǎo)軌副型號結(jié)構(gòu)龍門式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)44滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動(dòng)，在滑塊端部鋼球又通過返向裝置（返向器）進(jìn)入返向孔后再進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動(dòng)。返向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。 直線導(dǎo)軌副型號特點(diǎn)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨動(dòng)性極好，即驅(qū)動(dòng)信號與機(jī)械動(dòng)作滯后的時(shí)間間隔極短，有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。與 V 型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約 40 倍。適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約 10 倍。能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而獲得：能實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。 成對使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有“誤差均化效應(yīng)”，從而降低基礎(chǔ)件（導(dǎo)軌安裝面）的加工精度要求，降低基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。導(dǎo)軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應(yīng)力小，承接能力及剛度比平面與鋼球點(diǎn)接觸時(shí)大大提高，滾動(dòng)摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的可校性；心部保持良好的機(jī)械性能。簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院45 額定壽命及壽命時(shí)間的計(jì)算（選擇導(dǎo)軌型號為 RHD30A） 額定壽命 3cwathePCf50L）（＝ ? 44702Km?）（＝ 式中：除 為計(jì)算載荷外，其他系數(shù)在上表和下表中找出。cP 壽命時(shí)間 60nL2ueh?＝ ＝46378(h) 5(年) 41383＝ ?龍門式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)46 電機(jī)的選型及計(jì)算 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號的選擇(1)脈沖當(dāng)量、步距角的確定及傳動(dòng)比的計(jì)算脈沖當(dāng)量：一個(gè)脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離 =?P步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 ＝ /脈沖，其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù) S= =120 p/r?b03036步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿間的傳動(dòng)比 i= =1?isL?120.?(2)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 的計(jì)算tJ 1．滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JsJs= 3440 )0.( ??????lpd? 2．聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （查第四章聯(lián)軸器圖）LJ廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院47 在下表中選出聯(lián)軸器的型號為：LK5－C82－2840 其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ＝???3．工作臺、機(jī)械手及托板的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 wJ 10.)0.(89615)(J ??????gw式中：w 為工作臺及機(jī)械手重量。等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 的計(jì)算：tJ ＝wLstJ＋＋＝ ???(3)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 的計(jì)算mM1. 加速度力矩 = a）＋（ tdJ2ax10.??n = ＝）＋（ ????.7Nm式中 Ma 電機(jī)啟動(dòng)加速力矩（Nm) ， 、 電機(jī)自身慣量（在下表查得與負(fù)載慣量(Kg .) 。dJt 2?n電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速（r/min ） ， T電機(jī)升速時(shí)間為 1（s） 。2. 預(yù)加載荷而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 fM =fiL??2kFp0ao = =..93 式中： 為預(yù)緊螺母內(nèi)的摩擦系數(shù)（～）在此取 3. 由負(fù)載產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 ZM龍門式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)48＝ZMi???2LF0a ＝ ＝式中： η為電機(jī)傳遞效率為 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 mM = + = afZ廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院49根據(jù)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 以及等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 的值，初選電機(jī)型號為 Y112M4 該電機(jī)的軸徑為tJmM；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 （在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第五版第四卷） ；最大靜轉(zhuǎn)矩m28? 23mkg1059.??－＝＝ ＝ 25Nmegtn950P＝M4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的校核根據(jù)已選出的電機(jī) Y112M4，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 以及最大靜轉(zhuǎn)矩 。??－＝ Nm25t＝M電機(jī)正常工作時(shí)負(fù)載慣量 ＝ ，負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ＝。???m在 及 時(shí)能使電機(jī)正常工作。2Mmt?4t? ?＝ ??－－＝ 選擇電機(jī) 110 BYG2502 滿足此條件，電機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。龍門式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)50第六章 控制方案設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的功能要求：(1)電機(jī) 1 和電機(jī) 2 采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制(2)行程控制(3)面板管理(4)其他功能：光電隔離、功率放大、報(bào)警急停、復(fù)位等。 控制電機(jī)及控制原理框圖： 電機(jī) 1 和電機(jī) 2 的驅(qū)動(dòng)器 電機(jī) 1 的驅(qū)動(dòng)器：廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院51電機(jī) 2 的驅(qū)動(dòng)器 系統(tǒng)運(yùn)行原理 電機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理如下圖所示：IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）是電機(jī)控制系統(tǒng)的主機(jī)，負(fù)責(zé)從鍵盤接收外部命令，通過串行口發(fā)送到單片機(jī)，然后接收單片機(jī)回送的相同數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)數(shù)據(jù)的情況控制電路。如果相同，表明單片機(jī)正確接收命令；如果不相同，則在屏幕上顯示錯(cuò)誤信息。IPC 的控制結(jié)束后，可做其他處理工作。龍門式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)52通過接口電路實(shí)現(xiàn) IPC 串行口信號與單片機(jī) TTL 信號之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn) IPC 與單片機(jī)的正常通信。單片機(jī)負(fù)責(zé)接收來自 IPC 的命令，并將其轉(zhuǎn)換成控制脈沖信號，從并行口輸出，去控制電機(jī)的運(yùn)行；在脫離 IPC 控制時(shí)，還要保證系統(tǒng)能按一定的程序自動(dòng)運(yùn)行。功率放大電路是就將單片機(jī)并行口輸出的控制脈沖信號進(jìn)行電流和電壓放大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)隨著不同的控制脈沖信號做各種運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)是執(zhí)行動(dòng)作的設(shè)備，當(dāng)脈沖按一定順序輸入電機(jī)各個(gè)相時(shí)，它就能實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而帶動(dòng)固定在其他的其他設(shè)備如攝像頭等做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。 控制電路 電機(jī)控制系統(tǒng)的電路原理如下圖：廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院53龍門式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)54參考文獻(xiàn) 《機(jī)械設(shè)計(jì)大師手冊》第五版第四卷 成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2022 年 4 月 《袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)大師手冊》第二版 毛謙德 李振清主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2022 年 1 月 《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》第二版 吳宗澤主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2022 年 1 月 《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊編委會(huì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2022 年 4 月 《機(jī)械設(shè)計(jì)大師手冊》上冊 吳宗澤主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2022 年 9 月 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第二版 吳宗澤 羅圣國主編 高等教育出版社 1998 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 馮辛安主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 《機(jī)器人學(xué)》 張鐵 謝存禧主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2022 《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 鄭提 唐可洪主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 《數(shù)控機(jī)床》 吳祖育 秦鵬飛主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2022龍門式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)56致 謝本設(shè)計(jì)在李冬梅老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，無不凝聚著李老師的心血和汗水。無論是在專業(yè)知識方面、專業(yè)技巧還是經(jīng)驗(yàn)，李老師都給予了我很大的幫助；在此向李冬梅老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于小組的各位成員的認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，機(jī)械系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷Ｔ诖?，將簡短的一句話送給我們和藹可親的老師：“老師們，謝謝您們，您們辛苦拉