【正文】 數(shù)Z=1/2；5）按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=650MPa。6）由式N=60nljLh計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60901（2812020）＝10 ()7）由圖查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式得 ()（2）計(jì)算1）試計(jì)算齒輪分度圓直徑，代入的值 ()=（1.247。（247。942））=(mm)2）計(jì)算圓周速度v v=πdtN/(601000)= π90247。(601000) （）=(mm/s) 3）計(jì)算齒寬b b==＝（mm） （）4）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) mt=d1t/z=247。36＝（mm） （）齒高 h===（mm） （） b/h=247。= （）5） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=，7級精度，由高等教育出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)第八版課本中表108查得動(dòng)載荷系數(shù)kv=；直齒輪，假設(shè)，查表得；由表102查得使用系數(shù)=1；由表104查得；由圖1013查得（由b/h=，=）故載荷系數(shù)=1＝ （） 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑得 =(247。)=(mm) （） 7）計(jì)算模數(shù) =247。36=(mm) 由式(105)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 () 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （1）由圖1020d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ； （2）由圖1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)； （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由式 得：=4801247。= （） （4）計(jì)算載荷系數(shù)K =1＝ （） （5）查取齒形系數(shù) 由表105可查得 （6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表105查得 （7）計(jì)算齒輪的 =247。＝ （） 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 （） =對比計(jì)算結(jié)果，由齒面列出疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m小于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=4，按接觸強(qiáng)度所得的分度圓直徑，由，取。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪齒條傳動(dòng),既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,并做到了結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi)。 1）計(jì)算分度圓直徑 （） 2）計(jì)算齒輪寬度 （） 圓整取B=82(mm).e）驗(yàn)算 （） ，合適 因此與齒輪相嚙合的齒條選用直齒，7級精度，齒條材料為經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，齒面硬度為250HBS。齒條速度在最大時(shí)，由公式 （）得 （）計(jì)算 （）式中v—齒條速度（mm/s） N—齒輪轉(zhuǎn)速（rpm）標(biāo)準(zhǔn)齒條的幾何尺寸如下：1. 取模數(shù)為 4mm；2. 壓力角 ；3. 齒頂高 （）4. 齒根高 （）5. 齒全高 （）本傳動(dòng)采用3根長度為1米的齒條來完成拖車和砂箱的水平運(yùn)動(dòng)過程。因?yàn)辇X條和齒輪屬于嚙合傳動(dòng)，所以也可以取齒條的齒寬b=82(mm)。為了保證齒輪齒條傳動(dòng)的平穩(wěn)性和可靠性，經(jīng)驗(yàn)可得齒條分度圓到齒條底部的距離為80mm。5總體協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)總體協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)就是完成其它輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[10],然后在協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)之間的連接關(guān)系,特別市機(jī)械手和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的連接關(guān)系,從而使整個(gè)系統(tǒng)更加的合理與協(xié)調(diào)。本機(jī)機(jī)架采用相似捅分機(jī)機(jī)架，其橫梁尺寸如下：總 長：5540mm 總 寬：1600mm單梁寬： 240mm 厚 度： 300mm兩者承重對比表51：表51 脫分箱機(jī)械手與捅箱機(jī)械手承重對比脫分箱機(jī)械手捅箱機(jī)械手拖 車（kg）11001100機(jī)械手（kg）10001100砂 箱（kg）14001200總 重（kg35003600由上表可知，脫分箱機(jī)械手與捅箱機(jī)械手對橫梁重力作用很相似。因此，脫分箱機(jī)械手的機(jī)架可以采用捅箱機(jī)械手的機(jī)架[15]。橫梁尺寸如上，立柱如圖51。 脫分箱機(jī)械手立柱 圖51脫分箱機(jī)械手立柱 圖51 脫分箱機(jī)械手立柱在以往的開銷機(jī)構(gòu)中，有的采用液壓，有的采用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)本生產(chǎn)線，其本身既有液壓系統(tǒng)也有氣動(dòng)系統(tǒng)。但由于開銷時(shí)需用力并不大，且要求動(dòng)作快，因此，選用氣動(dòng)系統(tǒng)[16]。原機(jī)構(gòu)不足之處，待機(jī)狀態(tài)下工作桿長度過長。工作行程為。最長狀態(tài)下為：=550+280=830(mm)。這對桿的剛度要求較高。為此，為機(jī)構(gòu)加一支架。使其下移，減小，從而減小。支架如圖52。圖52 機(jī)械手支架5 結(jié) 論(1)本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的機(jī)械手實(shí)現(xiàn)了鑄造生產(chǎn)線上脫箱分箱操作的自動(dòng)化，并且此機(jī)械手結(jié)構(gòu)比較簡單，制作成本也比較低廉，與此同時(shí)它大大提高了鑄造的生產(chǎn)率，改善了人工砂箱鑄造的許多不足之處。（2）本設(shè)計(jì)中也存在著一些問題，比如運(yùn)用液壓缸控制機(jī)械手的升降，雖然利用液壓控制有許多優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在不少問題，包括液壓油的泄露問題，環(huán)境污染等。還有就是感覺此機(jī)械手靈活程度不夠，可以多設(shè)置幾個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)更多的操作，包括澆注等等。（3）現(xiàn)在有很多氣動(dòng)式取料機(jī)械手，是否這里的某些液壓機(jī)構(gòu)以及齒輪齒條機(jī)構(gòu)用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)來代替，這樣可以降低成本，減少污染和噪聲，并且氣動(dòng)機(jī)構(gòu)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。 參 考 文 獻(xiàn)[1] 劉靜華，江文琳，[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1986:480486.[2] 徐旭東，[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1995:168205.[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M]．化學(xué)工業(yè)出版社,1987:355890.[4] 謝家瀛．液壓缸手冊[M]．機(jī)械工業(yè)出版社,1994:310412.[5] 孫魯安，閡先雄．化學(xué)建材[M]．化學(xué)工業(yè)出版社,2002:260380. [6] 劉新亞．實(shí)用機(jī)械加工工藝[M]．國防工業(yè)出版社,1999:120135.[7] 濮良玉，紀(jì)明剛．機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M]．高等教育出版社,1994:184268.[8] 陳辛盆，何翔．一種雙腕作業(yè)簡易機(jī)械手的研究[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)與研究,2000年10月刊:4555.[9] 東北工學(xué)院．機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊（第二版）[M]．冶金工業(yè)出版社,1986:360378.[10] 盧雄輝，易建強(qiáng)，趙冬斌，李新春．移動(dòng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與協(xié)調(diào)控制綜述[J]．中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所,2002年12月:1624.[11] 劉靜華，江文琳．工程圖學(xué)及計(jì)算機(jī)繪圖[M]．機(jī)械工業(yè)出版社,2003:1536.[12] 彭勇剛, 韋?。貜?fù)控制在機(jī)械手位置伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．機(jī)床與液壓,2006年第10期:3645.[13] 朱錚濤，陳其勇，李揚(yáng)．利用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的自動(dòng)控制[J]．MD制造業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù),2006年第10期:3439.[14] Jaspreet Dhupia ，Bartosz Powalka ，Reuven Katz ，A. Galip Ulsoy. Dynamics of the archtype reconfigurable machine tool[J]．International Journal of Machine Tools amp。 Manufacture 47 (2007): 326–334．[15] Josef Adolfsson ，Amos Ng , Petter Olofsg_ard ,Philip Moore , Junsheng Pu , ChiBiu Wong . Design and simulation of ponentbased manufacturing machine systems [J]. J. Adolfsson et al, Mechatronics 12 (2002):1239–1258．[16] M. Kovacic , M. Brezoik , I. Pahole．A Simple Method of Contorl of Flexible Multilink Manipulator[J]．Robotics Laboratory Ch inese Academy of Science,2000:364