【正文】 圖39 小臂 小臂部分軸承的三維圖及工程圖的選取選取軸承為微型深溝球軸承，規(guī)格為8mm*12mm*。如圖310所示： 圖310 軸承 小臂部分步進(jìn)電機(jī)的選取[[] 張軍,]步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。所選步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)為： 42步進(jìn)電機(jī)42BYGHW609 ：電機(jī)的外形尺寸：小臂部分的電機(jī)通過外六角螺釘固定在小臂上，選擇M8的外六角螺釘。三維軟件繪制的步進(jìn)電機(jī)如圖311所示： 圖311 步進(jìn)電機(jī)外六角螺釘?shù)娜S圖如圖312所示： 圖312 螺釘 小臂部分齒輪的選取 本次設(shè)計(jì)機(jī)械手小臂部分采用齒輪傳動(dòng)，通過大臂的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，傳遞給小臂上的齒輪，實(shí)現(xiàn)一定的傳動(dòng)比。根據(jù)機(jī)械手的要求，設(shè)計(jì)的齒輪參數(shù)如下：(1) 傳動(dòng)比為i =:1；(2) 兩齒輪模數(shù)為m=；(3) 壓力角為β= 20；(4) 中心距選擇α =56mm。手腕的齒輪設(shè)計(jì)： 分度圓直徑d=mZ=*60=60mm， 基圓直徑 =mzcos=, 齒頂圓直徑=m（z+2）=62mm, 齒根圓直徑=m（z22）=, 標(biāo)準(zhǔn)中心距a=m（+)=56mm.齒輪三維圖如313所示： 圖313 齒輪 小臂部分的三維軟件總圖如314所示： 圖314 小臂部分裝配總圖 大臂部分各零件的計(jì)算 大臂支板的確定 根據(jù)支板所承受的力的大小和自身重量，取壁厚為3mm。臂部的尺寸通過查閱機(jī)械手手冊(cè)，以及強(qiáng)度的校核，選取板長為74mm,寬為30mm，高為65mm.。小臂部分通過齒輪傳動(dòng)裝置，側(cè)面的四個(gè)孔為步進(jìn)電機(jī)安裝位置，其臂寬根據(jù)步進(jìn)電機(jī)安裝齒輪的位置確定，確保齒輪安裝在臂部的中間，以便于有足夠的強(qiáng)度使得整個(gè)機(jī)構(gòu)能平穩(wěn)工作。大臂部分的三維軟件圖及工程圖如圖315所示： 圖315 大臂 大臂部分轉(zhuǎn)軸的選取大臂上的轉(zhuǎn)軸的直徑為8mm的圓軸，其上的圓槽為安裝卡簧的位置。腕部齒輪的厚度為10mm，通過鍵固定到轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸兩邊通過軸承和卡簧連接到手腕的耳板上。選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力同小臂部分的轉(zhuǎn)軸易知，大臂部分的轉(zhuǎn)軸傳遞的功率屬于中小功率，對(duì)材料無特殊要求，故選用45鋼并調(diào)制處理。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軸的常用材料及其主要力學(xué)性能知強(qiáng)度極限，再由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軸材料的許用彎曲應(yīng)力表知許用彎曲應(yīng)力。 大臂部分軸承和卡簧的三維圖及工程圖的選取卡簧三維圖如圖315所示： 圖315 卡簧 大臂部分步進(jìn)電機(jī)的選取及計(jì)算 由式輪傳動(dòng)比的計(jì)算知, 且，,故求得：, 在齒輪傳動(dòng)過程中齒輪傳動(dòng)損耗系數(shù)為，這里我們?nèi)?，又因?yàn)樗詫?、帶入求得?由電機(jī)手冊(cè)查得步進(jìn)電機(jī)功率的計(jì)算公式為：則其中：表示電動(dòng)機(jī)軸每秒的角速度，單位為弧度：表示電動(dòng)機(jī)的力矩，單位為牛頓米：表示電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，單位為每分鐘轉(zhuǎn)速 將,；,帶入求得：,. 電動(dòng)機(jī)參數(shù)見下表：電動(dòng)機(jī)計(jì)算參數(shù)參數(shù)電動(dòng)機(jī)一電動(dòng)機(jī)二轉(zhuǎn)數(shù)（）功率（）力矩() 三維軟件繪制的步進(jìn)電機(jī)圖如圖316所示： 圖316 步進(jìn)電機(jī)所選步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)為： 57系列三相步進(jìn)電機(jī) YK57HB5603A YK57XN5503A 電機(jī)的具體參數(shù)如圖317所示： 圖317 電機(jī)具體參數(shù)電機(jī)的外形尺寸如圖318所示： 圖318 電機(jī)外形該電機(jī)的矩頻曲線圖如圖319所示： 圖319 矩頻曲線圖 大臂部分齒輪的選取[[] 濮良貴,：]本次設(shè)計(jì)機(jī)械手大臂部分采用齒輪傳動(dòng)，通過大臂上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，傳遞給小臂上的齒輪，實(shí)現(xiàn)一定的傳動(dòng)比。根據(jù)機(jī)械手的要求，設(shè)計(jì)的齒輪參數(shù)如下：(1) 傳動(dòng)比為i =:1；(2) 兩齒輪模數(shù)為m=；(3) 壓力角為β= 20；(4) 中心距選擇α =66mm。手腕的齒輪設(shè)計(jì)： 分度圓直徑d=mZ=*40=40mm， 基圓直徑 =mzcos=, 齒頂圓直徑=m（z+2）=42mm, 齒根圓直徑=m（z22）=, 標(biāo)準(zhǔn)中心距a=m（+)=66mm.大臂齒輪三維圖如320所示： 圖320 大臂齒輪 底座的三維設(shè)計(jì)及工程圖： 底座部分是用來固定機(jī)械手整個(gè)機(jī)構(gòu)的裝置，在它上面有四個(gè)螺釘孔，通過螺紋連接固定大臂部分。底座部分用直徑為180mm的圓形底盤，必須要有足夠的承重，確保整體機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。 另外，底座部分加工時(shí)應(yīng)該確保基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，全部以中心線為基準(zhǔn)參考線，加工時(shí)留有足夠加工余量，確保裝配時(shí)的精確嚙合。三維圖如321所示： 圖321 底座 大臂固定部分螺釘?shù)倪x?。郝葆敳牧线x擇Q235，則（）螺釘?shù)闹睆? 螺釘?shù)闹睆竭x擇d=。外六角螺釘?shù)娜S軟件圖如322所示： 圖322 螺釘 大臂部分的三維軟件總圖如圖323所示： 圖323 大臂總圖 本章小結(jié)本章通過對(duì)機(jī)械手手臂的整體設(shè)計(jì)，通過大臂的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪1傳遞力矩給齒輪2，通過兩個(gè)直齒輪的標(biāo)準(zhǔn)嚙合，實(shí)現(xiàn)一定傳動(dòng)比，使得小臂部分可以實(shí)現(xiàn)上下的仰俯運(yùn)動(dòng)和一個(gè)擺動(dòng)。總結(jié) 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我了解了機(jī)械手的很多相關(guān)知識(shí)。機(jī)械手的作用、組成和分類，學(xué)習(xí)了機(jī)械手自由度和確定整體座標(biāo)的形式。同時(shí)，也給了我在以后的學(xué)習(xí)工作中許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和解決問題的方法。也使我了解了當(dāng)前國內(nèi)外在此方面的一些先進(jìn)生產(chǎn)和制造技術(shù)，了解了機(jī)械手設(shè)計(jì)的一般過程，通過對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)作了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握了一定的機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，也學(xué)會(huì)了使用proe軟件創(chuàng)建模型，并使用proe軟件對(duì)機(jī)械手進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真。為以后的工作學(xué)習(xí)創(chuàng)造了一定基礎(chǔ)。感受如下：1. 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)輕型搬運(yùn)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)做了系統(tǒng)的計(jì)算設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中沒有涉及到機(jī)械手的控制問題，對(duì)這方面有點(diǎn)模糊，需要在以后的工作學(xué)習(xí)中了解和掌握。2. 本次設(shè)計(jì)的是輕型搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)，相對(duì)于通用機(jī)械手的，因此，動(dòng)作固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)成本低廉，專用性比較高，可實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)的一些搬運(yùn)工作。3. 采用齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)力大，臂力可達(dá)1000N以上，且可用步進(jìn)電機(jī)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，使機(jī)械手用途更廣，定位精度一般非常高。4. 該機(jī)械手選擇配置電磁吸盤，吸附一般輕型板料。必要時(shí)也方便更換。5. 由于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)水平的局限，設(shè)計(jì)難免有不到之處，望有心人指正。致 謝 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，是因?yàn)榈玫搅酥笇?dǎo)老師的全面、細(xì)致的指導(dǎo)。老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)和無私的幫助。老師淵博的知識(shí)、務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)也是我學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。真是由于他的悉心幫助和支持，才使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作順利完成。他以踏實(shí)的工作作風(fēng)、忘我的工作精神和寬厚的待人品格使我受益匪淺，更是我一生難得的財(cái)富。 另外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)械專業(yè)的同學(xué)也給我提供了很多便利條件，感謝同學(xué)們的關(guān)心和照顧！感謝所有幫助我的人！為期兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)到了許多知識(shí)，開闊了眼界，這些新方法和理論一定會(huì)使我受益終身。參考文獻(xiàn)42 / 4