【導(dǎo)讀】機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動機(jī)構(gòu)組成。托持型和吸附型等。運(yùn)動機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)。規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運(yùn)動機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)。動方式，稱為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度。式能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作靈活性。傳動裝置是將驅(qū)動元件的動力傳遞給機(jī)器人。大的蝸輪蝸桿傳動和將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的螺旋傳動。由于步進(jìn)電機(jī)能夠直接接收數(shù)字量，響應(yīng)速度快而且工作可靠并無累積誤差，常。開環(huán)控制方式，這種方式既能滿足控制精度的要求，又能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用化目的，在此基礎(chǔ)上，對步進(jìn)電機(jī)的功率計(jì)算及選型問題經(jīng)行了分析。

　　

【正文】 min。 計(jì)算：已知電機(jī)效率為 ? =，物體的總轉(zhuǎn)動慣量為 J總 = ㎏ 2m? ，物體的轉(zhuǎn)速為n=，求電機(jī)的功率和扭矩。 解：由 P 2J21t ????? 得 P=t2J2??= )( 2?? ??? = W 選取 KA47R37DR63S4 型號的電機(jī) ??16 ，其功率為 ，輸出轉(zhuǎn)速為 n=，最大額定轉(zhuǎn)矩 T額 =290Nm? ， m=32 ㎏ 電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩 T實(shí) =9549nP =9549 ? = Nm? ＜ T額 ，因此電機(jī)合適。 （ 3）聯(lián)軸器 的型號 的選擇 電機(jī)與軸之間采用聯(lián)軸器，由國標(biāo) GB/T38521997 選擇聯(lián)軸器的型號為 YL3 型凸緣聯(lián) 21 軸器 ??19 ，重量為 ㎏ 軸承 的選擇 軸承的類型及特點(diǎn) 一 、 深溝球軸承的特點(diǎn) ：（ 1） 在結(jié)構(gòu)上深溝球軸承的每個(gè)套圈均具有橫截面大約為球周長的三分之一 的連續(xù)溝型滾道。它主要用于承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷；（ 2） 在軸承的徑向游隙增大時(shí)，具有角接觸球軸承的性質(zhì)，可承受兩個(gè)方向交變 的軸向載荷；（ 3） 摩擦小，轉(zhuǎn)速高 ；（ 4） 結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，容易達(dá)到較高的制造精度 ；（ 5） 一般采用沖壓浪形保持架，內(nèi)徑大于 200mm 或高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，采用車制實(shí)體保持架 ??20 。 二 、 角接觸球軸承的特點(diǎn) ： 可同時(shí) 承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，轉(zhuǎn)速較高，接觸角越大，軸向承載能力越高。 單列軸承只能承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷，在承受徑向負(fù)荷時(shí)，將引起附加軸向力。 并且只能限制軸或外殼在一個(gè)方向的軸向位移。若是成對雙聯(lián)安裝，使一對軸承的外圈相對，即寬端面對寬端面，窄端面對窄端面。這樣即可避免引起附加軸向力，而且可在兩個(gè)方向使軸或外殼限制在軸向游隙范圍內(nèi)。角接觸球軸承的變型結(jié)構(gòu)多達(dá) 70多種 。（ 1） 名義接觸角有 15176。、 25176。、 40176。三種，接觸角越大軸向承載能力越高。高精度和高速軸承通常取 15176。接觸角，在軸向力作用下，接觸角會增大 ；（ 2） 一般為內(nèi)圈或外圈帶鎖口，內(nèi)、外圈不可分離。外圈加熱膨脹后與內(nèi)圈、滾動體、 保持架組件裝配。裝球數(shù)比深溝球軸承多，額定負(fù)荷在球軸承中最大，剛性強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) ；（ 3） 可以利用內(nèi)、外圈相互位移調(diào)整徑向游隙。常成對使用，并施加預(yù)負(fù)荷，以提高軸承剛性 。 三 、 圓柱滾子軸承的特點(diǎn) ：（ 1） 滾子與滾道為線接觸，徑向承載能力大，適用于承受重負(fù)荷與沖擊負(fù)荷 ；（ 2） 摩擦系數(shù)小，適合高速，極限轉(zhuǎn)速接近深溝球軸承 ； ??21 （ 3）N型及 NU型可軸向移動，能適應(yīng)因熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對 位置的變化，可作自由端支承使用。內(nèi)圈或外圈可分離，便于安裝和拆卸 ；（ 4） 對軸和座孔的加工要求較高，軸承安裝后內(nèi)外圈軸線相對偏斜要嚴(yán)加控制，以免造成接觸應(yīng)力集中 ；（ 5）內(nèi)孔帶 1： 12 錐度的雙列圓柱滾子軸承，徑向游隙可以調(diào)整，徑向剛度高，適應(yīng)于機(jī)床主軸 ??22 。 軸承的選擇 在本設(shè)計(jì)中 軸承需要承受很大的軸向力，所要承受的徑向力十分的小，因此選用了 止 22 推軸承和角接觸球軸承，而角接觸球軸承 公稱接觸角為 40176。，可以承受很大的軸向力，采用角接觸球軸承的型號為 7236AC。 ??23 其外形如圖 42所示。 圖 42 軸承 軸的設(shè)計(jì) 在選定好軸承后 ，電動機(jī)輸出地功率需要通過軸承與軸的連接傳遞到機(jī)械手，因此需要對軸進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由于在本設(shè)計(jì)中軸只承受軸向力和扭轉(zhuǎn)，不承受徑向力，因此只需要對軸的扭轉(zhuǎn)進(jìn)行校核。當(dāng)軸的直徑最小處滿足扭轉(zhuǎn)條件時(shí)，整根軸就滿足扭轉(zhuǎn)條件。 ??24 抗扭截面系數(shù) Wt = 16D3? = 161019 33）（ ??? =1346? 109? m3 軸的最大切應(yīng)力為 max? =tWT = 9101346 ?? = 由于軸的材料為 45鋼， ??? =60MPa，所以max? ? ???，故此軸合適。 圖 43 是設(shè)計(jì)的軸的形狀。 23 圖 43 軸 第五章 總結(jié)與展望 此次我們做的畢業(yè)設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過 3個(gè)多月努力，設(shè)計(jì)終于順利完成。這次設(shè)計(jì)給了我們一個(gè)很好的機(jī)會，使我們了解了設(shè)計(jì)工作的基本流程和設(shè)計(jì)的方法以及理念。 在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們遇到了許多以前從未遇到過的問題，但過通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和我們的努力，這些問題都得到了很好的解決。 雖然我們設(shè)計(jì)的只是個(gè)簡單 的機(jī)械手，但需要完成抓取，旋 轉(zhuǎn)等功能，對應(yīng)分別要有 抓取機(jī)構(gòu)，旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等來實(shí)現(xiàn) 。通過這些機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使理論知識與實(shí)際相結(jié)合，鞏固和深化了所 學(xué)過的專業(yè)理論知識。由于此次設(shè)計(jì)是次創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為了設(shè)計(jì)的機(jī)械 24 手 具有合理的結(jié)構(gòu)和更高的性能，我們不斷學(xué)習(xí)和修改。自學(xué)了許多相關(guān)學(xué)科的內(nèi)容，求教 了多位專業(yè)老師，上網(wǎng)或查閱大量相關(guān)資料。 畢 業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我們在獨(dú)立完成的同時(shí)也進(jìn)一步加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，取 得了一定的成績。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我相信在以后的學(xué)習(xí)和工作過程中，一定可以好好的解決問題，提高自己的能力，較快地適應(yīng)工作和社會激烈的競爭。 25 參考文獻(xiàn) [1]Craig, John to robotics[M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. 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[24]劉鴻文 .材料力學(xué) [M].北京：高等教育出版社， 2020.山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 致 謝 在本設(shè)計(jì)的開題論證、課題研究、論文撰寫和論文審校整個(gè)過程中，得到了閆鵬老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)，使得本設(shè)計(jì)得以順利完成，其中飽含了閆鵬老師的汗水和心血。老師敏銳的學(xué)術(shù)思想、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的治學(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識、精益求精的工作作風(fēng)、誨人不倦的育人精神，將永遠(yuǎn)銘記在學(xué)生心 中，使學(xué)生終生受益。在此我們向閆鵬老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。 感謝學(xué)校給我們提供設(shè)計(jì)場地，和系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合工作體會和經(jīng)歷，提出了許多建設(shè)性的觀點(diǎn)，為我完成設(shè)計(jì)給予了極大的幫助。 感謝機(jī)械工程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的關(guān)心和幫助。 再次感謝所有支持和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)們。