【正文】 荷成份較大的合成負(fù) 荷 該類軸承承受任何方向的軸向負(fù)荷時(shí)都能形成其中的一個(gè)接觸角（ α ），因此套圈與球總在任一接觸線上的兩面三刀點(diǎn)接觸 主要適用的保持架：銅合金切制保持架 主要用途：飛機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、燃汽輪機(jī) 由于外圈滾道面呈球面，具有調(diào)心性能，因此可自動(dòng)調(diào)整因軸或外殼的撓曲或不同心引起的軸心不正 。 、 30176。 本此設(shè)計(jì)選用型號(hào) JBT644792 YCJR 系列齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)。 ⑤ 軸承質(zhì)量和壽命提高。 ③ 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。 促使減速器水平提高的主要因素有： 26 ① 理論知識(shí)的日趨完善，更接近實(shí)際（如齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、修形技術(shù)、變形計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根圓滑過(guò)渡、新結(jié)構(gòu)等）。 ③ 型式多樣化，變型設(shè)計(jì)多。 ② 積木式組合設(shè)計(jì)。通用減速器的發(fā)展趨勢(shì)如下： ① 高水平、高性能。但價(jià)格 略貴。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。減速器的種類繁多，按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓 柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開(kāi)式、分流式和同軸式減速器。 減速機(jī)的種類 減速機(jī)是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。大家可以看一下一般電機(jī)都有一個(gè)慣量數(shù)值。減速機(jī)的作用主要有： 1）降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機(jī)額定扭矩。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見(jiàn)到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī) 車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見(jiàn)的家電，鐘表等等 .其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見(jiàn)到減速機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。= 圖 減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。 D=70mm 活塞寬度 B=D=100mm 活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度 A=D=100mm 活塞桿密封長(zhǎng)度 M=20mm 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H=l／ 20+D／ 2 =200／ 20+100／ 2 =60mm 其他長(zhǎng)度 C=H(A+B)／ 2 =60(100+100) ／ 2 =10mm 缸筒長(zhǎng)度 L=l+B+A+M+C =200+100+100+20+10 24 =430mm≤ 20179。f = kg178。 179。 則我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)械手手指的夾緊力為： N≥ 179。f 式中 k1—— 安全系數(shù)，通常取 ～ 2，我們?nèi)?k1=； k2—— 動(dòng)載系數(shù)，主要考慮慣性 力的影響，可按 k2＝ 1＋ a/g 估算； a為機(jī)械手在搬運(yùn)過(guò)程中的加速度，單位為 m/s2,a＝ ,g為重力加速度，所以這里 k2=1； k3—— 方位系數(shù)，按《機(jī)械工程手冊(cè)》 (第 10卷 )表 k3=～，我們?nèi)?k3=。這時(shí)機(jī)械臂上的彈簧頂桿 3 又自由伸出，將活動(dòng)手爪 18 鎖死，保證機(jī)械手將刀具拔出后，機(jī)械手能將刀具可靠地夾緊。擋塊 13 即將機(jī)械臂上的彈簧頂桿 3 壓入，將活動(dòng)手爪 18自鎖緊狀態(tài)下松開(kāi)。當(dāng)擋塊 13未與固定桿 35相碰時(shí)，錐孔盤(pán) 4處于與鋼球 5 相對(duì)位置，彈簧銷 11 頂著端蓋 10，使錐孔盤(pán) 4 緊靠于支架 12 的端面上， 22 此時(shí)機(jī)械臂的彈簧頂桿 3 自由伸出，活動(dòng)手爪 1 處 8 于鎖死狀態(tài)。為了使機(jī)械手的活動(dòng)手爪 18 在這時(shí)能從自鎖狀態(tài)下松開(kāi)，在機(jī)床床身立柱上設(shè)有固定桿 35，在機(jī)械臂的一側(cè)有擋塊裝置。與此同時(shí)，齒條 44（或 39）上的擋桿壓于調(diào)整螺釘而限位，同時(shí)微動(dòng)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作發(fā)出下一動(dòng)作的信號(hào)。 這樣，杠桿 21的一端將擋桿 22的斜面自活動(dòng)手爪 18 的端部斜面滑開(kāi)。當(dāng)彈簧頂桿 3未碰到擋塊 13 而自由伸出時(shí)，擋桿 22在彈簧作用下，其一端的斜面與活動(dòng)手爪 18 的端部斜面臺(tái)階相靠，從而將活動(dòng)手爪 18 鎖死。 21 4．部件與零件的確定 機(jī)械手爪的設(shè)計(jì) 圖 機(jī)械臂的頭部帶有固定手爪 14 與活動(dòng)手爪 18，用來(lái)夾持刀柄之用。適用于刀庫(kù)距離主軸較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。 圖 、擺刀站和換刀臂的機(jī)械手 特點(diǎn) :結(jié)構(gòu)更復(fù)雜 ,各部分在空間巧妙配置和組合 ,更具變化性。 （ 7）雙臂端面夾緊式機(jī)械手 這種機(jī)械手只是在夾緊部位上和前幾種不同，上述幾種機(jī)械手均靠夾緊刀柄的外圓表面來(lái)抓住刀具，而此種機(jī)械手則是夾緊刀柄的兩個(gè)端面 20 圖 雙臂端面夾緊式機(jī)械手 （ 8）帶送刀臂、擺刀站和換刀臂的機(jī)械手 送刀臂將刀具從刀庫(kù)中取出送到擺刀站 ,由擺 刀站將刀具送到換刀位置 ,最后由換刀臂進(jìn)行換刀。卸刀手完成往主軸上取下“舊刀”歸回刀庫(kù)，裝刀機(jī)械手執(zhí)行從刀庫(kù)取出“新刀”裝入主軸。其中一個(gè)機(jī)械手執(zhí)行拔“舊刀”歸回刀庫(kù)，另一個(gè)機(jī)械手執(zhí)行從刀庫(kù)取“新刀”插入機(jī)床主軸 圖 雙機(jī)械手 （ 6）雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手 19 圖 雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手 這 種機(jī)械手兩臂可往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并交叉成一定角度。之后有同時(shí)將刀具歸回刀庫(kù)及裝入主軸，是目前加工中心機(jī)床上最為常用的一種形式，換刀時(shí)間要比前兩種都短。 （ 3）單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手 17 圖 單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手 這種機(jī)械手的手臂上有兩個(gè)卡爪，兩個(gè)卡爪有所分工，一個(gè)卡爪只執(zhí)行從主軸上取下“舊刀”送回刀庫(kù)的任務(wù)，另一個(gè)卡爪則執(zhí)行由刀庫(kù)取出“新刀”送到主軸的任務(wù)，其換刀時(shí)間較上述單爪回轉(zhuǎn)式 機(jī)械手要短。如圖所示： 16 圖 單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手 （ 2） 單手式 ： 一個(gè)換刀臂且僅一端有一個(gè)抓刀手 圖 特點(diǎn) ： 所有動(dòng)作均由單手完成，執(zhí)行動(dòng)作多，換刀時(shí)間長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。由于加工中心機(jī)床的刀庫(kù)和主軸，其相對(duì)位置距離不同，相應(yīng)的換刀機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)過(guò)程也不盡相同，它們由各種形式的機(jī)械手來(lái)完成。 由于液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)有以上幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，所以確定機(jī)械手的前伸后退、 左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)用傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 綜上所述，液壓傳動(dòng)由于其優(yōu)點(diǎn)比較突出，故在工、農(nóng)業(yè)各個(gè)部門(mén)獲得廣泛的應(yīng)用。 5） 液壓元件加工要求高一般情況下又要求有獨(dú)立的能源（如液壓泵站），這些可能使產(chǎn)品成本提高。 4） 液壓傳動(dòng)性能對(duì)溫度比較敏感，故不宜在高溫及低溫下工作。 15 2） 震 液壓傳動(dòng)中的“液壓沖擊和空穴現(xiàn)象”會(huì)產(chǎn)生很大的震動(dòng)和噪聲。 液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)： 1） 漏 由于作為傳動(dòng)介質(zhì)的液體是在一定的壓力下，有時(shí)是在較高的壓力下工作的，因此在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面間不可避免要產(chǎn)生泄漏。 6）液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。 4）可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。另一方面，在體積或重量相近的情況下，其輸出功率大，能傳遞較大的扭矩或推力（如萬(wàn)噸水壓力等）。 2） 體積小、重量輕、功率大。 5）工作介質(zhì) 在液壓系統(tǒng)中使用液壓油（通常為礦物油）。 3）控制調(diào)節(jié)元件 控制調(diào)節(jié)元件是指各種閥類元件，它們的作用是控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和方向，以保證執(zhí)行元件完成預(yù)期的工作運(yùn)動(dòng)。 2）執(zhí)行元件 它是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，以驅(qū)動(dòng)部件。 液壓系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成： 14 1）動(dòng)力元件 它是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的裝置。流量為零，系統(tǒng)的速度亦為零。另外，活塞或工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)的速度，下同）取決于單位時(shí)間通過(guò)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸中油液的體積即流量。因此液壓系統(tǒng)的由壓力（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)的壓力，下同）大小取決于外界負(fù)載。它與開(kāi)式或半開(kāi)式相比，潤(rùn)滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要的場(chǎng) 合。它的工作條件雖有改善，但仍不能做到防止外界雜物侵入，潤(rùn)滑條件也不算最好。這種傳動(dòng)外界雜物極易侵入，而且潤(rùn)滑不良，因此工作條件不好，輪齒也極易磨損，故只宜用于低速傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)可做成開(kāi)式、半開(kāi)式及閉式。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于這一特點(diǎn)。這對(duì)車輛及礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。 2）構(gòu)緊湊 在相同的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。如一級(jí)圓柱齒輪的效率可達(dá) 99%。 9） 經(jīng)濟(jì)性差，成本高 由于結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，故制造成本高。 7） 可靠性高 潤(rùn)滑密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。 6） 同步性好 用幾套相同的滾珠絲杠副同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)部件。 4） 工作壽命長(zhǎng) 滾珠絲杠螺母副的摩擦表面為高硬度、高精度，具有較長(zhǎng)的工作壽命和精度保持性。 3）能源預(yù)緊 預(yù)緊后可消除間隙產(chǎn)生過(guò)盈，提高接觸剛度和傳動(dòng)精度。 2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 滾動(dòng)摩擦系數(shù)接近常數(shù)，啟動(dòng)與工作摩擦力矩差別很小。絲桿傳動(dòng)是帶動(dòng)滾珠沿螺紋軌道滾動(dòng)。 1 手爪 2 回轉(zhuǎn)液壓缸 3 聯(lián)軸器 4 柱塞液壓缸 5 柱塞液壓缸 6 聯(lián)軸器 7 減速電機(jī) 圖 總結(jié) ： 對(duì)比以上三種方案，方案三要好于方案一和二，方案三結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高便于控制，優(yōu)點(diǎn)高于一二，所以選用方案三。 然后按前邊相似過(guò)程進(jìn)行裝刀，當(dāng)安裝完畢后液壓缸縮回，把取下來(lái)的刀具送入刀庫(kù)中。至臥式位置，其他過(guò)程與上述立式相同。至此本輪換刀結(jié)束，待接到新的換刀命令后，重復(fù)上述過(guò)程。主軸箱 1在換刀，卡爪松開(kāi)后，縱向差動(dòng)油缸 8帶動(dòng)換刀手至位置 C（此時(shí)，主軸已開(kāi)始工作，下述換刀作為輔助運(yùn)動(dòng)，與工件加工同步進(jìn)行），橫向油缸帶動(dòng)換刀手至 D，油缸 8 使其移至位置Ｅ而將刀插入刀庫(kù)中，橫向油缸回位，使換到手回到換刀準(zhǔn)備位置 B。 本課題設(shè)計(jì)采用液壓驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是壓力高、體積小、出力大、運(yùn)動(dòng)平緩，可無(wú)級(jí)變速，自鎖方便，并能在中間位置停止。它的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作確實(shí)可靠，速度高，成本低；缺點(diǎn)是不易調(diào)整 液壓驅(qū)動(dòng)主要是通過(guò)油缸、閥、油泵和油箱等實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。 機(jī)械驅(qū)動(dòng)只用于固定的場(chǎng)合?，F(xiàn)在都用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，用大減速比減速器來(lái)驅(qū) 8 動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；直線運(yùn)動(dòng)則用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)；有的采用直線電動(dòng)機(jī)。 為了減少停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的沖擊，氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機(jī)構(gòu)或緩沖機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)是出力小，體積大。一般采用 46個(gè)大氣壓，個(gè)別的達(dá)到 810 個(gè)大氣壓。其中以液壓、氣動(dòng)用的最多，占 90%以上；電動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)用的較少。 (3)多看參考資料，論文等，查閱手冊(cè)和老師的指導(dǎo)來(lái)設(shè)計(jì)總體方案、計(jì)算和選擇。 (1) 如何 制定自動(dòng)換刀裝置總體設(shè)計(jì)方案，確定機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu) 。/s 裝卸刀具直線運(yùn) 60mm 30mm/s （ 1） ATC各個(gè)組成部分的功能具有相對(duì)的獨(dú)立性； （ 2）組成結(jié)構(gòu)與刀庫(kù)、主軸之間的相對(duì)位置關(guān)系密切相關(guān)； （ 3） ATC的設(shè)計(jì)必須考慮機(jī)床三軸運(yùn)動(dòng)的參與。 ～ +180176。 本設(shè)計(jì) 用機(jī)械手的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工中心的換刀，機(jī)械手 由 回轉(zhuǎn)液壓缸 及 其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。換刀裝置作為加工中心的重要組成部分 , 其主要作用在于減少加工過(guò)程中的非切削時(shí)間 , 提高生產(chǎn)率 , 降低生產(chǎn)成本 , 進(jìn)而提升機(jī)床乃至整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)力。 更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前 6 機(jī)械制造 系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。手的抓力大小通過(guò)裝在手指內(nèi)的敏感元件來(lái)控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小。 觸覺(jué)功能即是在機(jī)械手上安裝有觸覺(jué)反饋控制裝置。 視覺(jué)功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（ 即距離傳感器）以及微型計(jì)算機(jī)。如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)，即能更正并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺(jué)功能和觸覺(jué)功能。 此外，國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。 在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)以及根據(jù)不同類型的加緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，所以便根據(jù)不同的作業(yè)要求選擇不同類型的基加緊機(jī)構(gòu)，即可組成不同用途的機(jī)械手。 目前工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鑄造、熱處理等方面，無(wú)論數(shù)量、品種和性能方面還是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。并和機(jī)床共同組成一個(gè)綜合的數(shù)控加工系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)機(jī)械手工業(yè)、鐵路工業(yè)中首先在單機(jī)、專機(jī)上采用機(jī)械手上下料，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用的對(duì)象還會(huì)有所改變。因此，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化已基本得到解決。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS 和柔性制造單元 FMC 中的重要一環(huán)。研究安裝各種傳感器，把感覺(jué)到的信息反饋，是機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī) 能。 第二代機(jī)械手正在加緊研制。 前蘇聯(lián)自六十年代開(kāi)始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手，至 1977 年底，其中一半是國(guó)產(chǎn)，一半是進(jìn)口。 日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家。聯(lián)邦德國(guó)機(jī)械制造業(yè)是從 1970 年開(kāi)始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于 4 起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上 下料等作業(yè)。 1978 年美國(guó) Unimate 公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種UnimateVicarm 型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配