【正文】 ? = = 彈性系數(shù) ???? 由表 可得 ???? = √MPa 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ???? 有圖 ZH = 接觸最小安全系數(shù) ?????????? ?????????? = 總工作時(shí)間 ??? ??? = 10 30016 = 48000h 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ???? ????1 = 60????1??? = 109 ????2 = ????1?? = 108 γ為齒輪每轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面的嚙合次數(shù) ???齒輪的設(shè)計(jì)壽命 接觸壽命系數(shù) ???? 由圖 可知，取 ????1 = 1 ????2 = 接觸疲勞極限 由圖 ??????????1 = 710??????， ??????????2 = 580MPa 許用接觸應(yīng)力 [????] [????1] = ??????????1????1??????????= 710 = ?????? [????2] = ??????????2????2??????????= 580 = 驗(yàn)算 σH = ZEZHZε√2KT1bd2 ? u:1u = [σH2] 3. 確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 d ??1 = ???? = 26 = 65mm ??2 = ???? = 104 = 260mm 中心距 a ?? = ??(??1:??2)2 = 齒寬 b ?? = ??????1 = 1 65 = 65mm 取 ??1 = 75mm,??2 = 65mm 4 .齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) ???? ??↑?? = +????= 齒間載荷分配系數(shù) ???? 由表 可知， ?????? = 1????= 齒向載荷分布系數(shù) ?????? ??? =65 = 由圖 查得， ?????? = 載荷系數(shù) K ?? = ???????????????????? = = 齒形系數(shù) ?????? 由圖 查得， ??????1 = ??????2 = 應(yīng)力修正系數(shù) ?????? 由圖 查得， ??????1 = ??????2 = 彎曲最小安全系數(shù) ?????????? 由圖 查得， ??????????1 = 600MPa ??????????2 = 450MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ???? 由表 估計(jì) 3 106 NL 1010 ????1 = ???? = 60????1??? = 109 彎曲壽命系數(shù) ???? 由圖 可知， ????1 = ????2 = 尺寸系數(shù) ???? 由圖 可知 ???? = 許用彎曲應(yīng)力 [????] [????1] = ??????????1????1??????????????= 600 = [????2] = ??????????2????2??????????????= 450 = 驗(yàn)算 ????1 = 2????1????1????????1??????1???? = [σF1] σF2 = σF1 YFs2YSa2YFa1YSa1= [σF2] 符合要求。 高速級(jí)齒輪傳動(dòng) 運(yùn)輸機(jī)一般為工作機(jī)，速度不高，故選 7級(jí)精度，小齒輪選擇材料為 40Cr，需調(diào)質(zhì)處理，硬度為 260HB，大齒輪材料為 45鋼，硬度為 240HB，同樣需要調(diào)質(zhì)處理。常見(jiàn)的齒輪失效形式為齒面損傷和輪齒折斷，齒面損傷有點(diǎn)蝕、膠合、塑性流動(dòng)、磨粒磨損等損傷形式。 張緊力 ??0 = 500 ????????( ?????????)+????2 = 軸上載荷 ???? = 2????0 ????????2 = 齒輪 可以分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、錐齒輪等，齒輪傳動(dòng)的要求是要滿足沖動(dòng)比平穩(wěn)，要盡量的減少?zèng)_擊、噪聲和震動(dòng)。 = 153176。? ??2。 小帶輪直徑 由圖 可知， D1取 90mm 驗(yàn)算 V 帶速度 ?? = ????1????60000 = 5m/s＜ v＜ 25m/s 符合要求。它的缺點(diǎn)是適用壽命比較短，價(jià)格比較貴，而且傳動(dòng)的效率要略低于平帶。因?yàn)閭鲃?dòng)比為 4，查機(jī)械設(shè)計(jì)表 可以知道，選用 V 帶傳動(dòng)即可滿足要求。帶傳動(dòng)部分傳動(dòng)比為 4，高速級(jí)齒輪傳動(dòng)為 4，低速級(jí)為 3，錐齒輪傳動(dòng)比為 3?？倐鲃?dòng)比 1440 247。 圖 37 4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知工作頻率為 15次 /min， 則執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速為 30r/min。 選用凸輪連桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成機(jī)械手的上下擺動(dòng)，選用不完全齒輪 +連桿 +齒輪齒條來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的 120176。設(shè)計(jì)難度較大 綜合三種方案，選擇方案一更為合適，方案一具有計(jì)算簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，具有明顯的間歇運(yùn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，方案 二沖擊較大，方案 3 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不容易計(jì)算，運(yùn)動(dòng)停歇時(shí)間較難把握。齒條與齒輪嚙合帶動(dòng)齒輪左右轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)桿是其左右回轉(zhuǎn)，完成機(jī)械手水平左右回轉(zhuǎn)的工作動(dòng)作。 方案三：圓柱凸輪 +連桿 +齒輪齒條 減速器將動(dòng)力傳遞到 圓柱凸輪 帶動(dòng)其 轉(zhuǎn)動(dòng)， 因?yàn)閳A柱凸輪的輪廓線不同，從動(dòng)件連桿會(huì)沿著輪廓線運(yùn)動(dòng) ，因?yàn)閳A柱凸輪是水平放置的，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使連桿左右轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求可以確定左右擺動(dòng)的周期和擺動(dòng)的距離。 通過(guò)設(shè)計(jì)不完全齒輪的齒數(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手所要求的回轉(zhuǎn)角度，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間可以較好的把握。如圖 35 所示。所以不完全齒輪齒數(shù)應(yīng)該是完全齒輪的三分之一。通過(guò)齒條與齒輪嚙合來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿轉(zhuǎn)動(dòng) 。 手臂水平回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)與選擇 手臂的水平回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與手臂上下擺動(dòng)不同時(shí)進(jìn)行，環(huán)形運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖清晰明了的表述了兩種運(yùn)動(dòng)的工作時(shí)間。該結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 圖 32 圓柱凸輪 +搖桿 方案三 曲柄滑塊 +曲柄搖桿 通過(guò)偏心轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，再由連桿拉動(dòng)滑塊，從而完成從動(dòng)件的間歇上下擺動(dòng)?？梢酝瓿蓹C(jī)械手的上下擺動(dòng)。 通過(guò)圓柱凸輪的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，使 連桿上下擺動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)。 如圖 31所示，為凸輪連桿機(jī)構(gòu)。但是它也存在缺點(diǎn)，那就是具有一定程度的沖擊。因?yàn)橥馆喚哂羞@樣的特點(diǎn)，所以 凸輪連桿機(jī)構(gòu)可直接驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件 進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使機(jī)械手手臂上下?lián)u動(dòng)。 手臂上下擺動(dòng)的設(shè)計(jì)與選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)總體要求可以知道機(jī)械手上下擺動(dòng) 15 度，為完成所需要的動(dòng)作，需要設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)要求，可是實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)很多，有凸輪機(jī)構(gòu)，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，螺桿等機(jī)構(gòu)，下面，設(shè)計(jì)幾種方案來(lái)完成手臂的上下擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)：它的優(yōu)點(diǎn)在于工作平穩(wěn)、沒(méi)有噪聲 、結(jié)構(gòu)較為緊湊、沖擊小，它的優(yōu)點(diǎn)還有結(jié)構(gòu)尺寸小、 重量輕 、零件數(shù)目少。 鏈傳動(dòng)特點(diǎn)： 鏈傳動(dòng)沒(méi)有滑動(dòng)并且 不需很大的 張緊力 ,作用在軸上的載荷較小，效率高， 它的缺點(diǎn)是 只能用于平行間的傳動(dòng)，瞬時(shí)速度不均勻，工作時(shí)有噪聲，費(fèi)用較高 。傳遞相同 的 轉(zhuǎn)矩時(shí) 要 比其他機(jī)構(gòu)的尺寸大， 通常將帶傳動(dòng) 放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)。機(jī)械手最大抓重 2kg，所需功率不大，所以 通過(guò)查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以優(yōu)先 選擇 Y112M4型號(hào)電動(dòng)機(jī)來(lái)作為機(jī)械手的原動(dòng)機(jī)，完成要求的工作動(dòng)作。 這使它適用于不易爆炸不易燃且沒(méi)有腐蝕性氣體的工作環(huán)境中，如在機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)的機(jī)器上面。 Y系列的電動(dòng)機(jī)是全封閉的自 扇冷式的三相異步電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)可分為三相同步電機(jī)和三相異步電機(jī)。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的常見(jiàn)類型有直線型、圓形、直角坐標(biāo)式等類型，在這里，我們使用圓形運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，它可以更加直觀更形象的描繪出機(jī)械手水平運(yùn)動(dòng)與上下擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，即在平動(dòng)時(shí)水平停止，在進(jìn)行上下擺動(dòng)式水平方向靜止，兩者互相不干擾。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖是在機(jī)械協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)中所需要用到的重要的圖形文件 。 第六章對(duì)熱鐓機(jī)送料機(jī)械手進(jìn)行整體的分析計(jì)算。第五章對(duì)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。第三章主要介紹機(jī)械手部分，機(jī)械手的動(dòng)過(guò)過(guò)程為水平回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)水平反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)上擺和下擺四種運(yùn)動(dòng)，它們由凸輪連桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成手臂的上下擺動(dòng)，由不完全齒輪齒條來(lái)完成手臂回轉(zhuǎn)。 減速器部分齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、校核計(jì)算。 設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu) 并進(jìn)行速度、加速度分析 。圖 為機(jī)械手的外觀圖 ,技術(shù)參數(shù)為最大抓重 2kg,手臂夾持工件最大直徑 25mm，手臂回轉(zhuǎn)半徑 685mm,送料頻率 15 次 /min，電機(jī)轉(zhuǎn)速 1450r/min。手臂再上擺 ,水平反轉(zhuǎn) ,下擺 ,同時(shí)手指張開(kāi) ,準(zhǔn)備夾料。 ,手臂下擺 l5176。它的動(dòng)作順序是：手指夾料 ,手臂上擺 l5176。隨著時(shí)間的發(fā)展，機(jī)械手會(huì)變得 越來(lái)越先進(jìn)，逐步向智能化、模塊化發(fā)展。因此，機(jī)械手的未來(lái)發(fā)展方向?yàn)榇嫒斯みM(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)高精通的工作，同時(shí)替代人工在環(huán)境惡劣，高溫有毒等環(huán)境中工作。機(jī)械手通常用作機(jī)床、生產(chǎn)線等工作場(chǎng)合的上下料、換刀等 工作。手部是根據(jù)所要抓取 的物體的形狀、材質(zhì)、大小、重量等因素來(lái)設(shè)計(jì)的。我們所設(shè)計(jì)的機(jī)械手為機(jī)械式。因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究是很有必要的 機(jī)械手介紹 機(jī)械手應(yīng)用范圍十分廣泛，它常應(yīng)用與機(jī)械制造、電子、冶金、輕重工業(yè)中，機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一種，它是在工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的。 它可以模仿人的手部動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)和操作，可用來(lái)搬運(yùn)物體，成在各個(gè)不同環(huán)境中的工作 。機(jī)械手對(duì)工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。我選擇的題目是熱鐓擠送料機(jī)械手，該設(shè)計(jì)全面綜合的運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生在大學(xué)本科階段所學(xué)的各門(mén)專業(yè)課的知識(shí)，將這些專業(yè)課程的理論和實(shí)際知識(shí)進(jìn)行了一次重要實(shí)踐。 畢業(yè)設(shè)