【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 小臂部分步進電機的選取[[] 張軍,]步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。所選步進電機的型號為： 42步進電機42BYGHW609 ：電機的外形尺寸：小臂部分的電機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電機如圖311所示： 圖311 步進電機外六角螺釘?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)計機械手小臂部分采用齒輪傳動，通過大臂的步進電機驅(qū)動齒輪，傳遞給小臂上的齒輪，實現(xiàn)一定的傳動比。根據(jù)機械手的要求，設(shè)計的齒輪參數(shù)如下：(1) 傳動比為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： 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械手手冊，以及強度的校核，選取板長為74mm,寬為30mm，高為65mm.。小臂部分通過齒輪傳動裝置，側(cè)面的四個孔為步進電機安裝位置，其臂寬根據(jù)步進電機安裝齒輪的位置確定，確保齒輪安裝在臂部的中間，以便于有足夠的強度使得整個機構(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，對材料無特殊要求，故選用45鋼并調(diào)制處理。查機械設(shè)計手冊軸的常用材料及其主要力學(xué)性能知強度極限，再由機械設(shè)計手冊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 大臂部分步進電機的選取及計算 由式輪傳動比的計算知, 且，,故求得：, 在齒輪傳動過程中齒輪傳動損耗系數(shù)為，這里我們?nèi)?，又因為所以將、帶入求得?由電機手冊查得步進電機功率的計算公式為：則其中：表示電動機軸每秒的角速度，單位為弧度：表示電動機的力矩，單位為牛頓米：表示電動機軸的轉(zhuǎn)速，單位為每分鐘轉(zhuǎn)速 將,；,帶入求得：,. 電動機參數(shù)見下表：電動機計算參數(shù)參數(shù)電動機一電動機二轉(zhuǎn)數(shù)（）功率（）力矩() 三維軟件繪制的步進電機圖如圖316所示： 圖316 步進電機所選步進電機的型號為： 57系列三相步進電機 YK57HB5603A YK57XN5503A 電機的具體參數(shù)如圖317所示： 圖317 電機具體參數(shù)電機的外形尺寸如圖318所示： 圖318 電機外形該電機的矩頻曲線圖如圖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)計機械手大臂部分采用齒輪傳動，通過大臂上的步進電機驅(qū)動齒輪，傳遞給小臂上的齒輪，實現(xiàn)一定的傳動比。根據(jù)機械手的要求，設(shè)計的齒輪參數(shù)如下：(1) 傳動比為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： 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)計及工程圖： 底座部分是用來固定機械手整個機構(gòu)的裝置，在它上面有四個螺釘孔，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，確保整體機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。 另外，底座部分加工時應(yīng)該確?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一性，全部以中心線為基準(zhǔn)參考線，加工時留有足夠加工余量，確保裝配時的精確嚙合。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)本章通過對機械手手臂的整體設(shè)計，通過大臂的步進電機帶動齒輪1傳遞力矩給齒輪2，通過兩個直齒輪的標(biāo)準(zhǔn)嚙合，實現(xiàn)一定傳動比，使得小臂部分可以實現(xiàn)上下的仰俯運動和一個擺動。總結(jié) 通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我了解了機械手的很多相關(guān)知識。機械手的作用、組成和分類，學(xué)習(xí)了機械手自由度和確定整體座標(biāo)的形式。同時，也給了我在以后的學(xué)習(xí)工作中許多寶貴的經(jīng)驗和解決問題的方法。也使我了解了當(dāng)前國內(nèi)外在此方面的一些先進生產(chǎn)和制造技術(shù)，了解了機械手設(shè)計的一般過程，通過對機械手的結(jié)構(gòu)作了系統(tǒng)的設(shè)計，掌握了一定的機械設(shè)計方面的基礎(chǔ)知識，也學(xué)會了使用proe軟件創(chuàng)建模型，并使用proe軟件對機械手進行簡單的運動仿真。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)計只是對輕型搬運機械手的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動做了系統(tǒng)的計算設(shè)計，設(shè)計中沒有涉及到機械手的控制問題，對這方面有點模糊，需要在以后的工作學(xué)習(xí)中了解和掌握。2. 本次設(shè)計的是輕型搬運機械手設(shè)計，相對于通用機械手的，因此，動作固定，結(jié)構(gòu)簡單，同時成本低廉，專用性比較高，可實現(xiàn)車間內(nèi)的一些搬運工作。3. 采用齒輪傳動，齒輪傳動驅(qū)動力大，臂力可達1000N以上，且可用步進電機機構(gòu)，實現(xiàn)連續(xù)控制，使機械手用途更廣，定位精度一般非常高。4. 該機械手選擇配置電磁吸盤，吸附一般輕型板料。必要時也方便更換。5. 由于經(jīng)驗知識水平的局限，設(shè)計難免有不到之處，望有心人指正。致 謝 我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，是因為得到了指導(dǎo)老師的全面、細致的指導(dǎo)。老師在畢業(yè)設(shè)計的整個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、務(wù)實的工作作風(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)計工作順利完成。他以踏實的工作作風(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富。 另外，在畢業(yè)設(shè)計時，機械專業(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！為期兩個月的畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)到了許多知識，開闊了眼界，這些新方法和理論一定會使我受益終身。參考文獻42 / 4