【正文】 GB10095— 88） （ 3）材料的選擇。平鍵連接的特點是具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便，對中性比較好。 1） 螺釘?shù)姆植? 采用三 個平均分布，螺栓數(shù) Z=3. 2） 受力分析 螺釘受抓手的重力和殘余預(yù)緊力 F=(6+*3+*3+)*10= N 取 =, 得 =*= N 總拉力 = = N 3） 直徑的確定 選擇材料為 Q23性能等級為 的螺釘，查表得材料屈服極限 =240Mpa，安全系數(shù) S=，故螺釘材料的許用應(yīng)力 = Mpa. 根據(jù)螺栓危險截面的拉伸強(qiáng)度條件 = 得 代入數(shù)據(jù)得 桂林電子科技大學(xué) 第 14 頁 共 43 頁 =1mm 按普通螺紋的基本尺寸（ GB19681），選用螺紋公稱直接 d=3mm. 查粗牙螺栓、螺釘?shù)男肷疃群吐菁y孔尺寸得 d=3mm， h=6mm 查普通螺紋連接的標(biāo)準(zhǔn)件（ GB7076）得圓柱頭內(nèi)六角螺釘?shù)拈L度為 L=10mm 的質(zhì)量為 R=20mm,r=5mm, =5rad/ 桂林電子科技大學(xué) 第 15 頁 共 43 頁 代入數(shù)據(jù)得 J= ()+ ()+ =. = = =53N 鍵的選擇 鍵通常是用來實現(xiàn)軸與輪轂間的周向固定，以便傳遞扭矩。螺釘除了作為連接盒緊定用外，還可以用于調(diào)整零件的位置 。其用途和雙頭螺栓連接相似，但經(jīng)常拆裝時，易使螺紋孔磨損，會導(dǎo)致被連接件報廢，故多用于受力不大，或不需用經(jīng)常拆裝的場合。 （ 2） 雙頭螺栓連接 這種連接適用于結(jié)構(gòu)上不能采用螺栓連接的場合，如被連接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比較軟，且需要經(jīng)常拆裝時，往往采用雙頭螺栓連接。由于螺桿的長度為 36mm 套筒的長度為 ，為了便于安裝連桿和連桿盤，直接開了三個深糟，糟的深度與螺桿的長度一樣，也就是 36mm 套筒還要與轉(zhuǎn)臂相連，故在最上面還要做耳。由擠壓強(qiáng)度條件 = 式中： 擠壓力 耳片的厚度 d孔的直徑 代入數(shù)據(jù)得 300* * 取 =10mm , d=4mm 則連桿盤的厚度可為 10mm 套筒的設(shè)計 套筒的尺寸 套筒內(nèi)是螺桿，在桿上連桿盤固定在螺母上，套筒的下方是抓盤，但為了節(jié)約材料，我們把套筒和抓盤合在一起。 桂林電子科技大學(xué) 第 12 頁 共 43 頁 連接處，在外力的作用下，銷釘與孔直接接觸。在這里剛好適用。如圖 ： 圖 27 連桿盤的結(jié)構(gòu)簡圖 中間的孔是為了螺桿能通過，使螺桿與連桿盤不接觸就可以了，而盤中的三個孔則是為了固定連桿盤與螺母而留的。 螺桿的長度：工作行程為 30mm 加上螺母的高度 6mm,因此取長度為 36mm. 連桿盤的設(shè)計 連桿固定在連桿盤上，然后連桿盤與螺母連接，然后跟著螺母的上下移動而移動，從而通過連桿推動抓爪的轉(zhuǎn)動。 螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算 因為螺母的材料強(qiáng)度 比較螺桿的強(qiáng)度要 低 很多 ，而螺紋牙又多因為發(fā)生剪切和擠壓破壞而失效，故需要校核螺母的螺紋牙的強(qiáng)度。 螺桿的強(qiáng)度計算 螺桿的 強(qiáng)度條件為： = 式中： F螺桿受到的軸向壓力； A螺桿截面面積； 螺紋小徑； T螺紋受到的扭矩 。 表 21 螺旋傳動常用的材料 螺旋副 材料牌號 應(yīng)用范圍 螺桿 Q23 Q27 4 50 材料不經(jīng)熱處理，適用于經(jīng)常運動，受力不大，轉(zhuǎn)速較低的傳動 40Cr、 65Mn、 T1 40WMn、20CrMnTi 材料需經(jīng)熱處理，以提高其耐磨性，適用于重載、轉(zhuǎn)速較高的重要傳動。它比三角甌的傳動效率高，強(qiáng)度大。 當(dāng)載荷不大，工作對螺紋間的摩擦力 要求不大、螺距又比較小 時，可采用基本螺紋和細(xì)牙螺紋。螺紋工作面上的壓力越大，螺旋副間越容易形成過度磨 桂林電子科技大學(xué) 第 8 頁 共 43 頁 損。而滾動螺旋相反，阻力小，傳動精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 。 螺旋運動又可分為滑動螺旋、滾動螺旋和靜壓螺旋。它以傳遞運動為主 (3)調(diào)整螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，一般為間歇性工作，每次的工作時間較短，工作速度也不高，而且通常需要有自鎖能力。 螺旋傳動按其用途不同，可分為以下三種： (1)傳力螺旋。它主要是把回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動。設(shè)通孔的中心到一邊的距離為 5mm，則連桿實際長度為 40+5*2=50mm. 爪片的設(shè)計 為了更好的抓起物體，使物體不掉下來，應(yīng)把爪片的下面做成一個傾角，受力分析如下： 圖 25 抓物時受力簡圖 Mg=cos *F+sin *? cos * ?=sin *F F=Mg*cos 可知， 越小， F會越大，當(dāng)取 為 45 度時，代入數(shù)據(jù)后得 F=2*10*cos =14N 根據(jù)拉壓桿的強(qiáng)度條件： = 得： 桂林電子科技大學(xué) 第 6 頁 共 43 頁 [ ]= 式中： [ ]為許用應(yīng)力； n為安全因數(shù)； 為載荷； A為桿的橫截面面積 表 1 常用材料的力學(xué)性能表 材料名稱 牌號 /MPa / MPa /% 備注 普通碳素鋼 Q215 Q235 Q255 Q275 215 235 255 275 335450 375500 410550 490630 2631 2126 1924 1520 對應(yīng)久牌號 A2 對應(yīng)久牌號 A3 對應(yīng)久牌號 A4 對應(yīng)久牌號 A5 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 25 35 45 55 275 315 355 380 450 530 600 645 23 20 16 13 25 號鋼 35 號鋼 45 號鋼 55 號鋼 合金鋼 20Cr 40Cr 30CrMnSi 540 785 885 835 980 1080 10 9 10 20 鉻 40 鉻 30 鉻錳硅 鋁合金 LY12 274 412 19 硬鋁 查表 1得 ： 考慮 到要質(zhì)量較輕，采用鋁合金材料： 則 取安全系數(shù) n=,代入數(shù)據(jù)得 [ ]=274/=228 Mpa A 14/228* =* 故取抓爪的尺寸為 14*5=70 60mm 取首尾間的距離為 80mm 由杠桿原理得 桂林電子科技大學(xué) 第 7 頁 共 43 頁 圖 26抓爪受力簡圖 10*N=80*F 得 N=8*14=112 N 由前面 圖 23 的受力分析得 當(dāng) = 時 N=cos F F=112/=158 N 受力較大，所以采用了合金鋼 Cr20,查表得 。 從圖上可知，當(dāng) 為 45 度時， 越小， L4 越短，從材料和經(jīng)濟(jì)方面來看， 越小越好，故取 = 。 受力分析： 圖 22 四桿受力分析 桂林電子科技大學(xué) 第 4 頁 共 43 頁 =cos *F =sin *F 由受力分析可知： 當(dāng) = 時， = ，也就是使爪子向下轉(zhuǎn)動的力與向外的力是一樣的，這時，爪子處于平衡狀態(tài)。結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 21 四桿結(jié)構(gòu)簡圖 其中 L1是連桿盤與抓盤的距離， L2是爪子上兩個圓柱銷之間的距離， L3 是連桿與爪子的距離， L4是連桿。 抓手結(jié)構(gòu)的設(shè)計 設(shè)抓盤的直徑為 50mm，爪子的開口角度為 120度，抓爪可轉(zhuǎn)動 30度。 桂林電子科技大學(xué) 第 3 頁 共 43 頁 2 機(jī)械手的設(shè)計 由于設(shè)計的抓物車一般是在危險的地方工作，那地方可能是一些夾縫什么的，因此我們設(shè)計的小車都比較的小?？紤]液壓和氣動都比較的便宜，但考慮到精確度，能采用的也只有絲桿了。在性能滿足的情況下，考慮經(jīng)濟(jì)方面，我們采用了步進(jìn)電機(jī)。但不適合在長時間和同方向的場合使用，這樣容易燒壞電機(jī)。 方案的選擇 由于小車的移動都要很精確，所以只考慮了步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。 設(shè)計目的 （ 1） 可以在危險的，無人可進(jìn)入的地方抓住物體并且移動物體，便于實驗和研究。而在小車的上面則是抓物機(jī)械手的部件。 桂林電子科技大學(xué) 第 2 頁 共 43 頁 1 設(shè)計方案 設(shè)計內(nèi)容 因為是要進(jìn)行比較精密的抓取物體，所以采用 無線通信技術(shù)實現(xiàn)對機(jī)器車的控制。 而且 SolidWorks 可以提供不同的設(shè)計方案、減少了設(shè)計過程中的錯誤以便提高產(chǎn)品質(zhì)量。該軟件的功能很強(qiáng)大，組件也很多。于是特制的抓物機(jī)器車就很有必要設(shè)計出來。所以 10級潔凈室也只能由機(jī)器來完成了，想進(jìn)去，條件太苛刻了。 100 級潔凈室就是在一立方英尺內(nèi)不得出現(xiàn) 100 個同樣大小的塵埃。例如要 在 10 級潔凈室中制造的電腦重要器件 。也正是這些工作對汽車行業(yè)的不可或缺，近幾年來，國內(nèi)生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人大多是用于服務(wù)汽車行業(yè)的，也正因為這樣，汽車工業(yè)的發(fā)展也推動了機(jī)器人的增長。這樣的地方很多，在工業(yè)里已經(jīng)屢見不鮮了。 一般的，在有危險，對人體有害的場合，你總能看到他們的身影。而且，機(jī)器人的發(fā)明大大的提高了工作效率，提高了工業(yè)的發(fā)展，為更多的人提供了機(jī)會。于是人們強(qiáng)烈的希望能有什么東西能代替自己工作而自己不用那么的難受。 中間板的設(shè)計 ................................................. 錯誤 !未定義書簽。 固定架的固定 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。 固定板的設(shè)計 ................................................ 錯誤 !未定義書簽。 絲桿的固 定 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 絲桿的長度 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 螺桿的強(qiáng)度計算 .............................................. 錯誤 !