【正文】 最后再次對(duì)梁老師及所有幫助過我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。同時(shí)，梁老師還給我提出了多個(gè)非常好的建議，使我又學(xué)到了很多書本上沒有的知識(shí)。參考文獻(xiàn)[1] 數(shù)控機(jī)床功能部件產(chǎn)業(yè)化 [EB/OL]., 20040831.[2] [M].北京：化工工業(yè)出版社，2004：4245.[3] 加工中心科普知識(shí)[EB/OL]. , 2004078.[4] 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀系統(tǒng)產(chǎn)品化的研究[EB/OL]. , 20050803.[5] [M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001：8792.[6] [M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，1997：27.[7] 歐貴寶，（第3卷、第10卷）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出，1982:，.[8] 朱加銘. 材料力學(xué)[M]. 哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001：72101.[9] 楊培元，[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998：314, 116166.[10] 陳鐵鳴，王連明. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001：6579，102104.[11] 趙經(jīng)文，（下）[M]. 北京：高等教育出版社，2001：78106.[12] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì). 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3卷、第5卷）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[13] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，1999：813，99131.[14] 鄭問煒，[M]. 北京：高等教育出版社，1996：108149.[15] [M].北京：兵器工業(yè)出版社，1999：3234，96103.[16] [M]. 哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2002：185202.[17] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[18] [M].國(guó)防工業(yè)出版社，1977.[19] 呂金麗，[J].應(yīng)用科技，2002，29(06)：45.[20] 夏粉玲，李體仁，[J].西北工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，20(05)：1316.[21] [EB/OL]. ,200310004803. [22] [J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2004，23(03)：319322.致 謝在這十多周的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我在梁鴻斌老師的精心指導(dǎo)下，順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此對(duì)梁老師致以衷心的感謝。在設(shè)計(jì)過程中，由于一些尺寸、數(shù)據(jù)選取的不太合理，使我所涉及的加工中心換刀機(jī)械手在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了一些問題。如設(shè)計(jì)中的手架旋轉(zhuǎn)軸直徑不大，每次旋轉(zhuǎn)的角度也很小，這樣加工中心換刀機(jī)械手在每次的手架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)上占用的時(shí)間應(yīng)該很小。用滑鍵來連接旋轉(zhuǎn)軸與圓錐齒輪，為只用一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)手架旋轉(zhuǎn)軸在拔刀和插刀前后的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供了可能，從一定程度上可以簡(jiǎn)化換刀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。結(jié)論經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算與校核，本設(shè)計(jì)中的加工中心換刀機(jī)械手在滿足抓刀、松刀、拔刀、插刀以及刀庫(kù)刀具與主軸刀具之間刀具的互換等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、快速、可靠的換刀。但是，手架旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度比較小，使得電動(dòng)機(jī)的啟停時(shí)間間隔也比較短，為保證準(zhǔn)確、穩(wěn)定換刀，就需要為各液壓缸的運(yùn)動(dòng)時(shí)間留出時(shí)間余量，并嚴(yán)格控制好電動(dòng)機(jī)的起、停時(shí)間，同時(shí)，兩個(gè)圓錐齒輪的加工精度和它們之間的傳動(dòng)比也要嚴(yán)格控制好。后，手架旋轉(zhuǎn)軸復(fù)位。在手架旋轉(zhuǎn)180176。復(fù)位時(shí)間： =；從加工中心發(fā)出換刀信號(hào)到換刀機(jī)械手復(fù)位動(dòng)作完成總需時(shí)間：=本設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)的控制則主要依靠于延時(shí)繼電器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)刀設(shè)計(jì)位置后，油腔c內(nèi)油壓力升高，電磁鐵DT2通電，手臂伸縮液壓缸開始反行程運(yùn)動(dòng)，當(dāng)回到初始位置后，換刀動(dòng)作結(jié)束，手架旋轉(zhuǎn)軸準(zhǔn)備復(fù)位。在手架旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180176。a腔內(nèi)油壓力升高，壓力繼電器1YJ動(dòng)作，同時(shí)，電磁鐵DT1斷電，電磁鐵DT3通電，開始手指夾緊動(dòng)作。對(duì)于手架伸縮液壓缸，由于它的行程較大，為縮短加工中心換刀機(jī)械手的整體換刀時(shí)間，本設(shè)計(jì)中將手架伸縮液壓缸的速度取得較大，同時(shí)由于它的負(fù)載也很大，所以在它的兩端都需要設(shè)置緩沖裝置。在本設(shè)計(jì)中，手指夾緊液壓缸的負(fù)載雖然不是很大，可是由于它的速度較高，為保證各類部件的安全，仍給它設(shè)置了緩沖裝置。所以，在本設(shè)計(jì)中選用葉片泵。 手指夾緊與手臂伸縮運(yùn)動(dòng)分析圖各運(yùn)動(dòng)過程的流速如下：==12m/min===手臂伸縮液壓缸進(jìn)油腔油壓力： =； 手指夾緊液壓缸進(jìn)油腔油壓力： =；手臂伸縮液壓缸流量： =；手指夾緊液壓缸流量； =；手架伸縮液壓缸伸出時(shí)：=18m/min=； =；縮回時(shí)：=15m/min=； =；手架伸縮液壓缸伸出時(shí)進(jìn)油腔油壓力： =； 確定液壓泵的流量、壓力及液壓泵的型號(hào)泵的工作壓力的確定考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為： ()式中：——液壓泵的最大工作壓力；——執(zhí)行元件的最大工作壓力；——進(jìn)油管路中的壓力損失，~，~，本設(shè)計(jì)中取p=；將各值代入式()，得=+=；上述計(jì)算中所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定的壓力儲(chǔ)備量，并保證泵的壽命，因此，選用泵的額定壓力應(yīng)滿足(~)，在中低壓系統(tǒng)中取小值，高壓系統(tǒng)中取大值，本設(shè)計(jì)為低壓系統(tǒng)，故取===；泵的流量的確定泵的最大流量: ()式中：——液壓泵的最大流量；——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取=~，本設(shè)計(jì)中=；——同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值，這里取=；將各值代入式()，得：==液壓泵的選擇泵的主要類型有：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等。為便于采取標(biāo)準(zhǔn)的密封件，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑尺寸系列，將內(nèi)徑D進(jìn)行圓整，取=50mm；又因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中=，所以=50=15mm，樣為便于采取標(biāo)準(zhǔn)密封件，根據(jù)活塞桿直徑系列，將活塞桿直徑d進(jìn)行圓整，取=16mm；活塞的寬度=30~50mm，這里取=40mm。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核彎曲計(jì)算用單位齒寬上的載荷= （）式中：——中點(diǎn)分度圓上的圓周力，=；——工況系數(shù)，=1；——?jiǎng)虞d系數(shù)，=1；——彎曲計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)，取=；——彎曲計(jì)算用的端面載荷分布系數(shù)，對(duì)直齒圓錐齒輪，一般取1；將各值代入式()可得：=111/18=變位系數(shù)、：為提高彎曲疲勞強(qiáng)度，采用切向—高變位傳動(dòng)，因Σ=90176。接觸計(jì)算用的壽命系數(shù)：因按持久壽命計(jì)算，故取==1；潤(rùn)滑劑系數(shù)：取=1；表面光潔度系數(shù)：由于是高精度齒輪，齒面光潔度為，=，所以齒寬中點(diǎn)當(dāng)量圓柱齒輪中心距為：=4176。34′初選齒寬系數(shù)：，這里取=；工況系數(shù)：因其載荷特性為工作平穩(wěn)，故可取=；動(dòng)載系數(shù)：這里取=1；試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力：由于此齒輪為硬齒面，并經(jīng)淬火處理，故可取=1350N/mm2；齒輪大端分度圓直徑：由式：得小齒輪大端分度圓直徑為：=本設(shè)計(jì)中取=35mm；大端模數(shù)：=35/19=按標(biāo)準(zhǔn)系列取=2；重求齒輪大端分度圓直徑、：=219=38mm =257=114mm錐距：=38/(2sin18176。=3，故：=arctg（1/）=arctg（1/3）=18176。電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇根據(jù)文獻(xiàn)[13，813]，各傳動(dòng)副傳動(dòng)效率為：彈性柱銷連軸器： =；圓錐滾子軸承： =；單級(jí)圓錐齒輪： =；總的傳動(dòng)效率為：==取單級(jí)圓錐齒輪的傳動(dòng)比為=3； 所選電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿足：=3r/s=180r/min= =根據(jù)上述條件，查電機(jī)系列，取TYV4型齒輪減速電動(dòng)機(jī)，其基本參數(shù)如下：允許負(fù)載為=60w，輸出轉(zhuǎn)速為=150r/min，轉(zhuǎn)矩為=。若采用液壓缸和行程開關(guān)進(jìn)行控制，則一般只能實(shí)現(xiàn)一種角度的旋轉(zhuǎn)。對(duì)于這個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它需要能實(shí)現(xiàn)手架的75176。另一個(gè)液壓缸則是在拔刀過程結(jié)束后，實(shí)現(xiàn)手架旋轉(zhuǎn)180176。由于手臂回轉(zhuǎn)部件的回轉(zhuǎn)軸線與其重心軸線重合，所以可?。罕驹O(shè)計(jì)中=15mm,取=250mm，則：=（+3）/12===將值代入式（）可得：= Nm手架旋轉(zhuǎn)軸的輸出功率：= Nmm 2πrad/s =手架旋轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度校核公式如下： ()式中：——手架旋轉(zhuǎn)軸的扭矩，此處 = Nm；——手架旋轉(zhuǎn)軸的抗彎截面模量，對(duì)于實(shí)心軸有，所以此處==m3；將值代入式()可得：=因=20MPa, ，故所選軸安全。手臂伸縮液壓缸活塞桿的最大行程取60mm, 由式()可得手臂伸縮液壓缸的最大儲(chǔ)油量為：==估算手臂伸縮液壓缸負(fù)載：兩機(jī)械手手指的質(zhì)量： =2= kg； 上擋板的質(zhì)量： = kg；下?lián)醢宓馁|(zhì)量： = kg；后擋板的質(zhì)量： =；側(cè)擋板的質(zhì)量： =2=；手指與活塞桿之間連接件的質(zhì)量：=；夾持工件的質(zhì)量： =8kg；取 =+++++=取鋼與鋁合金之間的滑動(dòng)摩擦力=，則：==設(shè)活塞達(dá)到穩(wěn)定速度過程中的加速度為：=20m/s2， 則：=20=手臂伸縮液壓缸負(fù)載：=+=考慮到手臂在伸縮運(yùn)動(dòng)過程中的能量損失，取=，則手臂伸縮液壓缸的實(shí)際驅(qū)動(dòng)力為：=在手架旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，手臂伸縮液壓缸受到的慣性力較大，為保證手臂伸縮液壓缸的安全，這里取=200N；根據(jù)：得： ()式中： ——手臂伸縮液壓缸的實(shí)際驅(qū)動(dòng)力；——液壓缸的工作壓力，由計(jì)算結(jié)果確定；