【正文】 蝸輪齒寬 b2 由設(shè)計(jì)確定 蝸輪齒寬角 θ θ=2arcsin(b2/d1) 蝸桿軸向齒厚 sa sa=1/(2πm) 蝸桿法向齒厚 sn sn=sacosγ 蝸輪齒厚 st 按蝸桿節(jié)圓處軸向齒槽寬 ea39。 名 稱 代 號(hào) 計(jì) 算 關(guān) 系 式 說 明 中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按規(guī)定選取 蝸桿頭數(shù) z1 按規(guī)定選取 蝸輪齒數(shù) z2 按傳動(dòng)比確定 齒形角 α αa=20。 減速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力蝸桿傳動(dòng)，通常取 5≤ u≤ 70，優(yōu)先采用 15≤ u≤ 50；增速傳動(dòng) 5≤ u≤ 15。 一 176。但導(dǎo)程角過大，蝸桿車削困難。 。導(dǎo)程角大時(shí)，效率高，通常 γ ＝ 15176。 。 廈門技師學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 9 4）導(dǎo)程角 γ 蝸桿的形成原理與螺旋相同，所以蝸桿軸向齒距 pa 與蝸桿導(dǎo)程 pz 的關(guān)系為 pz＝z1pa，由下 圖可知： tanγ =pz／ π d1＝ z1pa／ π d1＝ z1m／ d1＝ z1／ q 導(dǎo)程角 γ 的范圍為 176。對于傳遞運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)， z2 可達(dá) 200、 300，甚至可到 1000。 蝸輪齒數(shù)的多少，影響運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，并受到兩個(gè)限制：最少齒數(shù)應(yīng)避免發(fā)生根切與干涉， 理論上應(yīng)使 z2min≥ 17，但 z2＜ 26 時(shí)，嚙合區(qū)顯著減小，影響平穩(wěn)性，而在 z2≥30 時(shí)，則 可始終保持有兩對齒以上嚙合，因之通常規(guī)定 z2＞ 28。 （ 3）蝸桿頭數(shù) z1 和蝸輪齒數(shù) z2 蝸桿頭數(shù)可根據(jù)要求的傳動(dòng)比和效率來選擇，一般取 z1＝ 110，推薦 z1＝ 1， 2， 4，6。顯然，這樣很不經(jīng)濟(jì)。 （ 2）蝸桿的分度圓直徑 d1 和直徑系數(shù) q 為了保證蝸桿與蝸輪的正確嚙合，要用與蝸桿尺寸相同的蝸桿滾刀來加工蝸輪。 廈門技師學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 6 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型 本論文對 于機(jī)械手的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選用交流伺服電機(jī) ，由學(xué)校提供的 3 個(gè) 型號(hào)為 1FK70325AK711AG0 西門子交流伺服電機(jī) 。 可分階段實(shí)施的數(shù)據(jù)管理 UG 主要功能有 工業(yè)設(shè)計(jì)風(fēng)格造型 、 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 、 仿真、 確認(rèn)和優(yōu)化 NC 加工 。 集成的數(shù)字分析 機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)學(xué) 分析 ，硬干涉檢查和軟干涉檢查 ，運(yùn)動(dòng)仿真和分析 ，動(dòng)畫過程中的動(dòng)態(tài)干涉檢查。 被業(yè)界證實(shí)的 數(shù)控加工 ２～５軸銑 ，車加工， 線切割 ， 鈑金件制造 ，刀軌仿真和驗(yàn)證 ，刀具庫／標(biāo)準(zhǔn)工藝數(shù)據(jù)庫功能 。 協(xié)同化裝配建模 可提 供自頂向下、自底向上兩種 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 定義方式并可在上下文中設(shè)計(jì)／編輯 ，高級(jí)的裝配導(dǎo)航工具 ，可圖示裝配樹結(jié)構(gòu)，可方便快速的確定部件位置 ， 對裝配件的簡化表達(dá)，隱藏或關(guān)掉特定組件。 廈門技師學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 5 幾何特征 ：具有凸墊、鍵槽、凸臺(tái)、斜角、挖殼等特征、用戶自定義特征 、引用模式 。幾年來， UG 在中國的用戶已超過 800 家，裝機(jī)量達(dá)到 3500 多 臺(tái)臺(tái)套 。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標(biāo)準(zhǔn)二次曲線方法放樣、等半徑和變半 徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動(dòng)態(tài)拉動(dòng)調(diào)整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點(diǎn)云生成、曲面編輯。 UGS 公司的產(chǎn)品同時(shí)還遍布通用機(jī)械、醫(yī)療器械、電子、高技術(shù)以及日用消費(fèi)品等行業(yè)，如： 3M、 WillPemco、 Biomet、 Zimmer、 飛利浦 公司、吉列公司、 Timex、 Eureka 和 Arctic Cat 等。 Whitney 和 GE 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)公司這樣的知名客戶。 另外， UGS 公司在航空領(lǐng)域也有很好的的表現(xiàn)：在美國的航空業(yè)，安裝了超過10,000 套 UG 軟件；在俄羅斯航空業(yè)， UG 軟件具有 90%以上的市場；在北美 汽輪機(jī) 市場， UG 軟件占 80%。 UG 在航空航天、汽車、通用機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、 醫(yī)療器械 以及其它高科技應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)和 模具加工 自動(dòng)化的市場上得到了廣泛的應(yīng)用。其主要的 CAD 產(chǎn)品是 UG。應(yīng)用齊次坐標(biāo)變換不僅能夠?qū)ψ鴺?biāo)進(jìn)行描述，也能夠表達(dá)控制算法、計(jì)算機(jī)視覺 和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等問題 [5]。 圖 2 機(jī)械手結(jié)構(gòu)視圖 兩 自由度機(jī)械手的數(shù)學(xué)描述 機(jī)械手具有 兩 個(gè)自由度，其末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置相對于機(jī)械本體不斷的變化 。機(jī)械手的原理 如圖 1 所示。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。 兩 自由度機(jī)械手的總體 方案 機(jī)械手自由度的選擇 機(jī)械手 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。 最后，利用 UG 軟件中的數(shù)控加工模塊，編寫機(jī)械零部件的數(shù)控加工程序。 兩 自由度機(jī)械手 機(jī)械系統(tǒng) 設(shè)計(jì)思想 首先 利用 UG 三維制圖軟件作為輔助設(shè)計(jì)工具進(jìn)行 兩 自由度機(jī)械手的機(jī)械零件設(shè)計(jì)，建立三維模型。 因此，在電機(jī)與負(fù)載之間用一套傳動(dòng)裝置來進(jìn)行轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的匹配。 關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械手 本體機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)作靠 的是關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)，機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)大多是基于閉環(huán)控制的原理來進(jìn)行的。 1 總體方案設(shè)計(jì) 兩 自由度機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì) 兩 自由度機(jī)械手系統(tǒng) 由機(jī)械本體結(jié)構(gòu)、 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 、 西門子 810D 數(shù)控系統(tǒng) 等部分組成。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或 其它 機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢。 機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。 關(guān)鍵 詞： 機(jī)械手 ； 兩 自由 度 ； 三維設(shè)計(jì) ； 數(shù)控加工 廈門技師學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） I 目 錄 前 言 ........................................................................................................... 1 1 總體方案設(shè)計(jì) ........................................................................................ 1 自由度機(jī)械手 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................. 1 兩 自由度機(jī)械手 機(jī)械系統(tǒng) 設(shè)計(jì)思想 ............................................................... 2 兩 自由度機(jī)械手的總體 方案 ........................................................................... 2 兩 自由度機(jī)械手的數(shù)學(xué)描述 ........................................................................... 4 2 兩 自由度機(jī)械手零部件 的 三維設(shè)計(jì) ..................................................... 4 三維設(shè)計(jì)軟件 UG 簡介 .................................................................................... 4 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型機(jī) ................................................................................... 6 械手 蝸輪蝸桿、齒輪 零部件設(shè)計(jì) ................................. 7 機(jī)械手 軸 零部件設(shè)計(jì) .......................................... 15 機(jī)械手其 它 零部件設(shè)計(jì) ................................................................................. 16 材料及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 ..................................................................................... 19 機(jī)械手的 虛擬裝配