【正文】 （ 1）集中載荷 如對鍛造液壓機砧座的窄邊，可看作集中載荷，受力簡圖如下： 37 L/2 L/2P2P2Pf max下橫梁。此外，在出砂孔及與柱塞聯(lián)接的螺孔處，有出現(xiàn)裂紋的情況，這往往是由于聯(lián)接螺釘松動而造成的。 二、活動橫梁的強度及剛度計算： 對桁架機器人，一般只校核活動橫梁承壓面上的擠壓應力，對 Q235 應力≤ 80MPa，尚需考慮活動橫梁的自重 G，其受力簡圖如下： ɑPɑPDG2DG2三缸大型液壓機活動橫梁受力圖 P 為側缸公稱力，簡化為一個集中力，重力 G/2 的作用點近似地取為半邊活動橫梁的重心處，許用應力可取 6075MPa。 ） ； A — 梁的截 面積（ cm178。 ） ； J — 梁的截面慣性矩（ cm178。＋ 4（ D/∏ L） 179。 ]＋ KPL/4GA[1－ 2（ D/∏ L） ] ＝ PL179。 最大剪力為： Q =P/2 最大撓度在梁的中點： 36 ?0 =P/48EJ (L/2－ D/∏ ) [3L178。 一、 上橫梁的強度與剛度的計算： 由于上橫梁的剛度遠大于立太平的剛度，因此可以將上橫梁簡化為簡支梁，支點間距離為寬邊立柱中心距。按簡支梁計算出的橫梁中間截面的應力值和該處實測應力值還比較接 近，因此作為粗略核算，這種方法還是可行的。 橫梁的強度與剛度的計算 由于橫梁是三個方向上尺寸相差不太多的箱體零件，用材料力學的強度分析方法不能全面地反應它的應力狀況。 斜齒輪嚙合過程中，接觸線和危險截面位置在不斷的變化，要精確計算其齒根應力是很難的，只能近似的按 法面上的當量直齒圓柱齒輪來計算其齒根應力。根據(jù)分析，齒根所受的最大玩具發(fā)生在輪齒嚙合點位于單對齒嚙合最高點時。 齒輪齒跟彎曲疲勞強度計算 齒輪受載時，齒根所受的彎矩最大，因此齒根處的彎曲疲勞強度最弱。 AK = 動載系數(shù) VK 齒輪傳動制造和裝配誤差是不可避免的，齒輪受載后還要發(fā)生彈性變形，因此引入了動載系數(shù)。因此在計算載荷的強度時，應按接觸線單位長度上的最大載荷，即計算 Pca （單位 N/mmm）進行計算。沿齒面接觸線單位長度上的平均載荷 P（單位為 N/mm）為 P = LFn Fn —— 作用在齒面接觸線上的法向載荷 L —— 沿齒面的接觸線長，單位 mm 法向載荷 Fn 為公稱載荷，在實際傳動中，由于齒輪的制造誤差，特別是基節(jié)誤差和齒形誤差的影響，會使法面載荷增大。 小齒輪的強度計算 計算斜齒 圓柱齒輪傳動的接觸應力時，推導計算公式的出發(fā)點和直齒圓柱齒輪相似，但要考慮其以下特點：嚙合的接觸線是傾斜的，有利于提高接觸強度 ；重合度大， 31 傳動平穩(wěn)。 防護裝置的功能主要是防止灰塵、切屑、冷卻液進入導軌 ,以提高導軌壽命。(f h ft fc fα )(L/50) 1/3=208N 由《機械電子工程專業(yè)課程設計指導書》表 320 中選用 LY15AL 直線滾動導軌副 ,其 Cα =606N, C0α =745N. 基本參數(shù)如下 : 導軌的額定動載荷 17500aC ? N 30 依據(jù)使用速度 v（ m/min）和初選導軌的基本動額定載荷 aC (kN)驗算導軌的工作壽命 Ln： 額定行程長度壽命 : ()H T C aWf f f CS fFTK? 20214 500MFMF ? ? ? 1 , 2 , 0 . 8 1 , 1 ,50oT W C HRdf f f fK? ? ? ??? 33 1 1 0 . 8 1 1 7 5 0 02 5 0 0( ) 5 0 ( ) 1 4 2 4 0 9 .5 8H T C aWf f f CS fFT K k m??? ? ? 導軌的額定工作時間壽命 : 3102S oTH lnT ?? 3 31021 4 2 4 0 9 . 5 8 1 0 4 9 4 4 7 7 1 5 0 0 02 0 . 6 4 6 0SoTH lnT h T h? ?? ? ? ? ?? ? ? 導軌的工作壽命足夠 . （ 3）滾動導軌間隙調整 預緊可以明顯提高滾動導軌的剛度 ,預緊采用過盈配合 ,裝配時 ,滾動體、滾道及導軌之間有一定的過盈量。 直線滾動導軌 副的計算、選擇 根據(jù)給定的工作載荷 Fz和估算的 Wx和 Wy計算導軌的靜安全系數(shù) fSL=C0/P，式中： C0為導軌的基本靜額定載荷， kN；工作載荷 P=(Fz+W)； fSL=~(一般運行狀況 )，~（運動時受沖擊、振動）。 齒部彎曲安全系數(shù) S = b? / 01F? = 因此，齒條設計滿足彎曲疲勞強度設計要求。 d=mz=2*20=40mm (4317) b．計算齒輪齒條寬度 b= d? *d=*40=18mm, (4318) 取齒輪寬度 B=17mm,齒條寬度為 B=16mm. da=d+2ha*m=40+2*2=44mm (4319) df=d2(ha+c)m=402**2=35mm (4320) P=? m=2? (4321) ha=ha* m=1*2=2 (4322) hf=(c* +ha* )m=(1+)*2= (4322) 28 齒條齒部彎曲強度的計算 齒條牙齒的單齒彎曲應力： 210 */**6 sbhF xtF ?? 式中： xtF —— 齒條齒面切向力 b—— 危險截面處沿齒長方向齒寬 1h —— 齒條計算齒高 S —— 危險截面齒厚 從上面條件可以計算出齒條牙齒 彎曲應力： ?0F? ***6 =上式計算中只按嚙合的情況計算的，即所有外力都作用在一個齒上了，實際上齒輪齒條的總重合系數(shù)是 （理論計算值），在嚙合過程中至少有 2個齒同時參加嚙合，因此每個齒的彎曲應力應分別降低一倍。 （ 1） .試選載荷系數(shù) Kt= (2).計算齒輪傳遞的轉矩 T= 1010 35 *40*m in/26 * ?r (432) =*104 (3).選齒寬系數(shù) d? = （ 4） .查得材料的彈性影響系數(shù) ZE= 2/1 25 (5).按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 600lim ?? ，齒條的接觸疲勞強度極限 MPaH 550lim ?? （ 6）取齒輪接觸疲勞壽命系數(shù) kH=, 齒條接觸疲勞壽命系數(shù) kH= （ 7）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1 00 ，安全系數(shù) S=1，由公式 ? ?H? = lim*?SkHN求得：齒輪的接觸疲勞許用 應力 ? ?H? =540MPa,齒條的接觸疲勞許用應力 ? ?H? =。選擇齒輪材料為 40Cr（調質），硬度為 280HBS，齒條材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS； h. 初選齒輪齒數(shù)為 Z=20。 f. 貨叉為一般工作機械，速度不高，故選用 7級精度（ GB/009588） 。 圖 110BYG 系列混合式步進電機的外形尺寸 110BYG 系列混合式步進電機的矩頻特性曲線，如圖 所示。 圖 110BYG 系列混合式步進電機的技術數(shù)據(jù) 所以根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)選擇 110BYG350DHSAKRMA 型號的電機，圖 是 110BYG 系列混合式步進電機的型號說明。 m ?? 慣MM l N 代 入數(shù)據(jù)得： 3 ??????? B H lm ?外 kg 3 ??????? bhlm ?內 kg ???? 內外 mm kg 同理有： ?臂 kgm2 ?手腕J kgm2 ?負載J kgm2 ??? ?lv? rad/s ???? tJM ?總慣 N m)； l —— 臂的長度（ mm）， 2021l? mm； ? —— 臂材料的密度（ kg/m3）， ??? kg/m3； B —— 臂的外寬（ mm）， 180?B mm； H —— 臂的外長（ mm）， 180?H mm； b —— 臂的內寬（ mm）， 150?b mm； h —— 臂的內高（ mm）， 150?h mm； d —— 旋轉中心的偏移量（ mm）， 40?d mm； ? —— 臂擺動的角速度 （ rad/s）； v —— 工作速度（ m/s）， ?v m/s； 啟t —— 啟動時間（ s）， 啟 t =； 22 /l —— 電機安裝位置， 200/ ?l mm。 m）； 慣M —— 臂轉動 產生的慣性轉矩 (N m） () ? ?22121 hbmJ ?? (kg m） () ? ? /M J J J t?? ? ?慣 手 腕 負 載 啟臂（ N b. 按齒面接觸強度計算 (1) 計算齒輪的分度圓直徑 dt≧ ? ?3 22 11dkTHZE??? ?? (433) =34221*1 11 ? = （ 2） .計算圓周速度 v= 1000*60dtn? (434) = 1000*60 26**? =（ 3） .齒寬 b=d? *dt=*= (435) (4).計算齒寬與齒高之比 hb 模數(shù) mt=zdt =(436) 齒高 h==*= (437) hb =（ 5） .計算載荷系數(shù) 根據(jù) v=,7 級精度，由圖可查得動載系數(shù) Kv= 直齒輪， KH? =KF? =1 由表查得使用系數(shù) KA= 19 由表查得 7級精度，齒輪懸臂布置時， KH? = 由hb=， KH? =，查得 KF? =；故載荷系數(shù) K=KAKvKH? KH? =*1**1*= (438) （ 6） .按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由公式得： d=dt3KtK== (439) (7).計算模數(shù) m m=d/z=(4310) 彎曲強度的設計公式為 m≧ ? ?3 22 zdKTFYFaYSa ?? ???????? (4311) a. 確定公式內各參數(shù)的值 （ 1） .查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5001?? ；齒條的彎曲疲勞強度極限MPaFE 3802 ?? （ 2） .查得齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=；齒條的彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN2=； （ 3） .計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由公式得： 齒輪的許用應力 ? ?F? = S FEKFN 11? = 500* = (4312) 齒條的許用應力 ? ?F? = S FEKFN 22? = 380* = (4313) (4).計算載荷系數(shù) K K=KAKvKF? KF? =**1*= (4314) (5).查取齒形系數(shù) 查得齒輪的齒形系數(shù) YFa= (6).查取應力校正系數(shù) 查得 YSa= (7).計算 ? ?FYFaYSa?=