【正文】 48。 這篇論文的順利完成，也離不開我們機械手設(shè)計小組的各個成員的共同努力，更離不開班級其他同學(xué)的辛勞幫助。導(dǎo)師用他淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)之道，精益求精的工作作風(fēng)感染著我。我們的學(xué)生時代已匆匆而去，在此我想對培養(yǎng)我成長的母校，傳授我知識的老師，陪我一起度過酸甜苦辣的同學(xué)、朋友表示衷心的感謝。在設(shè)計過程中盡量使用標(biāo)準(zhǔn)的配件，降低成本，每一個設(shè)計都小心謹(jǐn)慎，仔細(xì)計算，最終能夠?qū)崿F(xiàn)與數(shù)控機床相配合，實現(xiàn)加工過程中上下料的自動化。然后用Pro/e畫出三維圖,用AutoCAD畫出二維圖（二維圖見附錄）。 電機選型計算條件：絲杠軸向工作載荷約為，絲杠移動速度圓錐齒輪傳遞效率設(shè)計計算：絲杠工作的功率： ...................................................（）絲杠轉(zhuǎn)矩電機選用同步轉(zhuǎn)速的三相異步電機，速比 電機輸出軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩：電機輸出軸功率 ..........................................................................（）電機選用YS5012三相異步電動機 機械手直臂部分三維出圖及主要零部件出圖 直臂結(jié)構(gòu)三維圖 直臂部分傳動機構(gòu)三維圖 滾珠絲桿螺母 直臂套筒 光桿絲桿連接件 直臂箱體 直臂箱蓋 本章小結(jié) 本章對機械手直臂的類型及升降裝置進(jìn)行了設(shè)計。 錐齒輪計算條件：負(fù)載轉(zhuǎn)矩，直線錐齒輪，傳動比為，錐齒輪轉(zhuǎn)速材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度HBS=217~255，齒面粗糙度錐齒輪設(shè)計計算：（計算部分由組員張益完成本人參與數(shù)據(jù)討論修改）：電機軸端齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)齒數(shù)比估算時，安全系數(shù)，接觸疲勞強度極限因此估算時的齒輪許用接觸應(yīng)力 ...................（）估算結(jié)果：所以考慮到絲杠需從錐齒輪2中心穿過，且所選用絲杠的公稱直徑，絲杠螺母，故取，齒數(shù)：取大端模數(shù)： .....................................................................................（）1）.齒根彎曲疲勞強度設(shè)計其條件為 .....................................................................（）其中 載荷系數(shù) 齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) 齒寬系數(shù)查機械手冊得 ＝1 查圖得 ＝查機械手冊得 ＝ 查表得 ＝可得 ＝可得 ＝取常用值1/3代人計算得 .......................（）即，故安全。本節(jié)采用S=90176。錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒和曲線齒等形式。錐齒輪的輪齒排列在截圓錐體上，輪齒由齒輪的大端到小端逐漸收縮變小，如下圖所示。（10）臨界轉(zhuǎn)速校核 ....................................................................................（）式中，查機械手冊得，滿足轉(zhuǎn)速要求（11） 螺桿強度：螺桿材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其許用應(yīng)力螺桿當(dāng)量應(yīng)力： ....（）式中，符合強度要求(12)系統(tǒng)剛度計算 剛性為機械剛度的指標(biāo)，滾珠絲杠的剛性取決于螺桿與螺母之間軸向負(fù)荷珠槽接觸剛性及螺桿軸的剛性來決定。其中，滿足承載能力要求。 由表得，有效行程內(nèi)目標(biāo)行程公差，行程變動量 由表得，任意300mm行程內(nèi)行程變動量，2π弧度內(nèi)行程變動量 絲杠精度為5級，可靠性90%。 滾珠絲杠設(shè)計（計算部分由小組成員張益完成本人參與討論和數(shù)據(jù)修改）（1）選取的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動系統(tǒng)為：磨制絲杠(右旋)上固定端到螺母間距離(臨界長度) 下固定端到螺母間距離(臨界長度)設(shè)計后絲杠總長最大行程 支承方式為兩端固定定位精度：結(jié)構(gòu)如下圖：中間為絲杠，兩邊為光桿。直線運動的實現(xiàn)一般是氣動傳動，液壓傳動以及電動機驅(qū)動滾珠絲杠來實現(xiàn)。本次設(shè)計主要講直臂的升降。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運動。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機械手的工作性能。因此，一般來說臂部應(yīng)該具備3個自由度才能滿足基本要求，既手臂伸縮、左右回轉(zhuǎn)、和升降運動。第五章 直臂部分的三維設(shè)計 臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。然后用Pro/e畫出三維圖,用AutoCAD畫出二維圖（二維圖見附錄）。 ...................................................................（）靜力矩 ............................（）選用永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機57BYG450C 手腕部分出圖及主要零部件出圖 手腕三維圖 手腕法蘭 蝸桿 蝸輪 蝸輪軸 軸端法蘭 蝸輪蝸桿箱體 蝸輪蝸桿箱蓋 蝸輪軸承蓋 蝸輪軸承蓋開口 嵌入式軸承蓋 嵌入式軸承蓋開口 本章對機械手手腕的類型及回轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行了設(shè)計。工作壽命設(shè)計計算：1選擇材料和加工精度蝸桿選用45鋼、蝸輪選用ZCuAl10Fe加工精度7級1. 初選幾何參數(shù)，2. 計算蝸輪蝸桿傳動效率及蝸桿輸入轉(zhuǎn)矩粗算傳動效率 .................................（）蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩 ..............................................（）蝸桿輸入轉(zhuǎn)矩 ...................................................（）3. 確定許用接觸應(yīng)力蝸桿輸入功率 ......................................................（）滑動速度、 ..............................................（） ..................................（）4. 求載荷系數(shù)K動載荷系數(shù)、嚙合質(zhì)量系數(shù)、小時載荷率、小時載荷率系數(shù)、環(huán)境溫度系數(shù)、工作情況系數(shù)由于不帶風(fēng)扇，所以： .......................（）5. 計算m和q值 .......................（）取 ，16 ....................................（）接觸強度足夠。查機械手冊可得 .........................................（）查機械手冊可得所以（5）軸的強度校核其條件為 ....................（）其中 —— 軸的計算應(yīng)力，MPa； M —— 軸所受的彎矩，Nmm ； ............................（） T —— 軸所受的扭矩，Nmm； W —— 軸的抗彎截面系數(shù)，； —— 對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力，其值按表計算..........................................................................................................................................（）即＝270MPa，故安全。 蝸輪軸的設(shè)計計算設(shè)計計算：（計算部分由小組成員張益完成）（1）選擇軸的材料選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。)時電機停止轉(zhuǎn)動，完成手腕的轉(zhuǎn)動功能。 運行方式為步進(jìn)電機帶動蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動，繼而帶動手腕的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到一定角度(90176?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)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(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機是一種步進(jìn)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(jìn)電機件?；?80176。(4) 機液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。(3) 具有兩個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。的情況下，可采用齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。(2) 齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。回轉(zhuǎn)角由動片和靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來決定（一般小于2