【正文】 最后，我還要向關(guān)心和幫助我的每一個(gè)人致敬，向他們表示我最誠(chéng)摯的謝意。 其次應(yīng)該感謝和我一起的幾位同學(xué)，他們?cè)谖业脑O(shè)計(jì)工作中給予了我很大的支持和幫助，由此啟發(fā)了我不少的思維見解。確實(shí)如此，在設(shè)計(jì)的過程中，我碰到很多棘手的難題和挫折，有時(shí)曾想過放棄，但我沒有，因?yàn)橛泻芏嗟娜嗽趲椭?、鼓?lì)我，給我動(dòng)力與信心走下去。 本裝置的設(shè)計(jì)是以理論為主，提供了設(shè)計(jì)的程序和步驟。該裝置中伺服電動(dòng)機(jī)的選擇比較難以掌握，可以根據(jù)實(shí)際需要查詢相關(guān)伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品手冊(cè)。 則 1 1 1 0 4 8 . 6 1 0 . 8 2 0 05 . 3 1 4jy a jy ajyP M P M PA?? ??? ? ? ? ???? （ 56） 2 2 1 0 4 8 . 6 1 6 . 4 2 0 088jy a jy ajyP M P M PA ??? ? ? ? ???? （ 57） 由此可知，所選擇的 M8， M14 螺栓強(qiáng)度足夠。因此連接桿的聯(lián)接螺栓和油箱支架聯(lián)接角鐵的螺栓都將受到剪切和擠壓力的作用，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行剪切和擠壓強(qiáng)度校核是很有必要的。則滾輪組合件的組合結(jié)構(gòu)如圖 12 所示?？紤]到該螺栓受到的一定剪切力的作用，需要對(duì)其進(jìn)行校核 ,校核計(jì)算見 。 圖 10 滾輪 連接桿 設(shè)計(jì) 圖 11 連接桿 連接桿 的 主要 作用 是將從油箱支架傳遞過來的動(dòng)力通過軸承傳遞給滾輪，使?jié)L輪在導(dǎo)軌槽鋼槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。綜合考慮滾輪的外徑尺寸與軸承所受到的載荷，查手冊(cè)選型號(hào)為 02 尺寸系列的 6205 深溝球軸承，該軸承的基本尺寸如下： 內(nèi)徑 ?外徑 ?寬 =25 52 15mm?? 。 。則將聯(lián)接角鐵所占用的導(dǎo)軌長(zhǎng)度考慮在內(nèi)，現(xiàn)取作為導(dǎo)軌的槽鋼長(zhǎng)度為 1250mm。 尺寸確定 （ 1） 支架 根據(jù)油箱外輪廓尺寸以及槽鋼的尺寸即可確定油箱支架所需要的槽鋼長(zhǎng)度，即長(zhǎng)為 650mm 的槽鋼兩根作為支架的寬度尺寸， 1066mm 的槽鋼兩根作為支架的長(zhǎng)度尺寸。 14 圖 9 聯(lián)接角鐵 通過實(shí)際測(cè)量所得到的 FT380L 油箱的輪廓尺寸如下：底面長(zhǎng) 970mm，寬650mm，高 330mm，底面和側(cè)面的圓角均為 R80。因此該工作機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌部分?jǐn)M定采用槽鋼聯(lián)接而成。定位支承板結(jié)構(gòu)見圖 7 所示。 方案確定 由于油箱自 身的重量（ 32kg）以及油箱夾具自身的重量（ 75kg）作用 ,并且機(jī)構(gòu)的傳送速度較慢，因此工作機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)、停止過程中對(duì)油箱產(chǎn)生的慣性力很小。 圓角半徑見零件圖。同時(shí)為保證齒輪與螺桿配 13 合有良好的對(duì)中性，故選齒輪 內(nèi)孔的配合為 H7/k6。 ○ 4 齒輪安裝在 12d 段，其右端面采用軸肩軸向定位，軸肩高 2a d mm?? （ 43） 則 12 21d mm? ，取該段軸長(zhǎng) 12 2 20l b mm?? 。軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，故選用單列 圓錐滾子軸承。按軸上零件的對(duì)稱配置原則，如圖 6 所示 12 軸段與齒輪配合， 34， 56 軸段與軸承配合。 （ 1） 螺桿傳遞的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 12 75 0 0. 98 0. 98 72 0 0. 72P P W KW??? ? ? ? ? ? ? ?額 （ 35） 2 943 m inn n r?? （ 36） 2 0 . 7 29 5 4 9 9 5 4 9 7 . 2 9943PT N mn? ? ? ? ? （ 37） （ 2）大齒輪上的作用力 3222 2 7 . 2 9 1 0 140105t TFNd ??? ? ? （ 38） ta n 14 0 ta n 20 51rtF F N?? ? ? 。 5 螺 桿 穩(wěn)定性校核 對(duì)于長(zhǎng)徑比較大的受壓螺桿，當(dāng)軸向壓力大于某一臨界值時(shí)，螺桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。則螺紋牙必然受到剪切、彎曲的雙重作用力，以下分別對(duì)所設(shè)計(jì)計(jì)算得到的螺母進(jìn)行強(qiáng)度校核。 （ 2）螺桿螺紋段危險(xiǎn)截面積 2 2 23 4 27 4 572A d m m?? ? ? ? （ 28） （ 3）查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式 73 107 27 577 .8tT F d N m m? ? ? ? ? ? （ 29） ? ?221 4 5 7 7 . 81 0 7 3 1 . 25 7 2 3 5ca?????? ? ? ? ????? （ 30） 即螺桿滿足強(qiáng)度條件。在本裝置中，螺桿工作時(shí)既承受軸向壓力又承受拉力的作用，以及扭矩的作用。螺紋工作圈數(shù)不宜過多。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 螺旋傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)精度雖然很高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價(jià)格昂貴，因此本結(jié)構(gòu)擬定采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，單線梯形螺紋，查相關(guān)手冊(cè)，按一般工作要求，將螺桿螺母材料分別選為 45 鋼（調(diào) 質(zhì)），青銅 ZCuAl10Fe3。 2）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91160 60 30 00 1 10 00 0 1. 8 10hN n jL? ? ? ? ? ? ? （ 16） 9921 1 .8 1 0 3 .1 8 0 .5 7 1 0N N i? ? ? ? ? （ 17） 上式中 hL 為齒輪工作壽命，取 10000 小時(shí) ， j 為齒輪每轉(zhuǎn)一周同一齒面嚙合次數(shù)，在此為 1。 工作機(jī)構(gòu)所需 要的驅(qū)動(dòng)功率 1 0 .7 3 5 3 7 0P F V k g m m s W? ? ? ? （ 2） 按傳動(dòng)方案，查齒輪、滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的效率分別為 1 ?? ，2 ? ? ， 3 ?? ， 則電動(dòng)機(jī)輸出功率 21 2 3 370 6420 . 9 8 0 . 6PWPW? ? ?? ? ?? ? ?出 （ 3） 7 查伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品手冊(cè)，選額定功率為 750W 的 8cc751c 型直流伺服電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)參數(shù)尺寸如下表： 表 1 8cc751c 直流電機(jī)參數(shù)尺寸 型 1 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 外伸軸尺寸 鍵槽尺寸 8cc751c 3000r/min ? m 19 30? ? 64? 5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 減速 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 參數(shù)確定 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 （ 1） 分度圓 上切向力 8 112021 2 0 0 0 2 .3 1 3 1 .435t TFNd ?? ? ? （ 12） （ 2） 因原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，工作有較小沖擊，查表 14181，取使用系數(shù) ? 。在一般情況下，直流伺服電動(dòng)機(jī)適用的場(chǎng)合，應(yīng)該避免采用交流伺服電動(dòng)機(jī) [5]。電刷和換相片還限制了直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率的提高，而交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率不受這種限制，有較寬的調(diào)速（可達(dá) 1： 100000）和功率范圍。設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)時(shí)，在對(duì)工藝、負(fù)載、執(zhí)行元件、伺服電動(dòng)機(jī)特性等特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，選擇直流伺服電動(dòng)機(jī)的型號(hào) [4]。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，伺服電動(dòng)機(jī)是一個(gè)執(zhí)行元件，它的作用是把信號(hào)（控制電壓或相位）變換 成機(jī)械位移，也就是把接收到的電信號(hào)變?yōu)殡姍C(jī)的一定轉(zhuǎn)速或角位移。 5 圖 3 自動(dòng)傳動(dòng)工裝示意圖 ； ； ； ； ； ； ； 4 電動(dòng)機(jī)選擇 在本裝置中，由于油箱的往復(fù)運(yùn)動(dòng)有一定的控制要求，并且電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止比較頻繁，因此所選電動(dòng)機(jī)應(yīng)能滿足以下特點(diǎn)： （ 1） 調(diào)速范圍比較寬； （ 2） 快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大，頻響特性好； （ 3） 可靠性高、壽命長(zhǎng)； （ 4） 能適應(yīng)頻繁啟、停的工作要求。 現(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)描述如下：由伺服電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送至工作機(jī)構(gòu)（油箱夾具），從而使油箱滿足一定的運(yùn)動(dòng)軌跡要求。 并且 當(dāng)錐齒輪的速度過高時(shí)，還應(yīng)考慮能否達(dá)到制造精度及成本問題。由于螺旋傳動(dòng)的摩擦阻力小，故可選用傳動(dòng)比較小的減速裝置，在選用減速裝置時(shí)，根據(jù)所選擇的電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速、功率、扭矩，結(jié)合工作機(jī)構(gòu)所需要的工作速度以及功率、扭矩等選定合適的減速裝置傳動(dòng)比，進(jìn)而選 取減速裝置。 由于傳動(dòng)部件直接影響著整體機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)等特性，因此，應(yīng)設(shè)計(jì)和選擇滿足傳動(dòng)間隙小、精度較高、低摩擦、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、響應(yīng)速度快傳遞轉(zhuǎn)矩大以及與伺服電動(dòng)機(jī)等其他環(huán)節(jié)的 動(dòng)態(tài)性能相匹配的傳動(dòng)部件。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免采用 [2]。螺旋傳動(dòng)具有 摩擦阻力小，操作輕便靈活，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度高等優(yōu)點(diǎn)，并且能獲得很大減速比和力的增益。本裝置中的工作機(jī)構(gòu)由油箱及其夾具組成，預(yù)計(jì)總重量不