【正文】 = 查表659，同步帶長(zhǎng)GB1161689，取 5 傳動(dòng)中心距： （6） 選擇標(biāo)準(zhǔn)帶寬2 確定基準(zhǔn)額定功率 按照標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒數(shù)，取 轉(zhuǎn)速。2 確定額定功率A 嚙合齒數(shù) 則： B 帶寬系數(shù) （同步帶基準(zhǔn)帶寬）C 確定額定P 3 選擇帶寬： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 則可以得到： 按表 6 58，查 mm（7） 結(jié)果整理1 選用H型同步帶 mm2 帶輪 3 傳送帶中心距近似計(jì)算的： 第四章 機(jī)械手的設(shè)計(jì) 引言機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。 機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：(1) 機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。(3) 可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。(5） 宇宙及海洋的開發(fā)。軸承裝卸工業(yè)機(jī)械手是一種模仿人手部分動(dòng)作，按照預(yù)先設(shè)定的程序Z軌跡或其它要求實(shí)現(xiàn)抓取Z搬運(yùn)工件或操縱工具的自動(dòng)化裝置。等檢測(cè)結(jié)束之后，由另外一個(gè)機(jī)械手將目標(biāo)搬走，然后由原來的機(jī)械手繼續(xù)放料，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)循環(huán)。他的動(dòng)作則需要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，升降運(yùn)動(dòng)，伸縮運(yùn)動(dòng)，抓取物體。4．3 機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)功能我們的檢測(cè)系統(tǒng)中整形機(jī)構(gòu)包括了多關(guān)節(jié)機(jī)械手和控制箱兩部分組成。二個(gè)油缸控制兩個(gè)關(guān)節(jié)，抓手的抓物動(dòng)作由油缸控制。 以下是此次我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)械手的工作框圖機(jī)械手甲廢品箱機(jī)械手乙XYABDC圖示我們的機(jī)械手動(dòng)作順序，此為一個(gè)循環(huán)機(jī)械手甲開始動(dòng)作甲手完成下降、抓取目標(biāo)、上升、將目標(biāo)放到檢測(cè)點(diǎn)機(jī)械手乙啟動(dòng)CCD開始檢測(cè)（甲手返回A 上方）———檢測(cè)結(jié)束乙完成轉(zhuǎn)動(dòng)，下降，抓取目標(biāo)，上升，機(jī)械手甲啟動(dòng)乙繼續(xù)完成轉(zhuǎn)動(dòng)，下降，放物，上升，縮回B點(diǎn)，序號(hào)動(dòng)作（機(jī)械手甲）時(shí)間(s)1在A點(diǎn)上方下降2抓取目標(biāo)O．23在A點(diǎn)上升4轉(zhuǎn)動(dòng)到C點(diǎn)上方5下降到C點(diǎn)，6放下目標(biāo)（啟動(dòng)CCD）7上升到C點(diǎn)上方8轉(zhuǎn)回到A點(diǎn)上方序號(hào)動(dòng)作（機(jī)械手乙）時(shí)間（s）1CCD檢測(cè)結(jié)束，發(fā)出啟動(dòng)機(jī)械手乙指令共需2S2由B上方轉(zhuǎn)動(dòng)到C點(diǎn)上方3在C點(diǎn)上方下降4抓取目標(biāo)5在C點(diǎn)上升6轉(zhuǎn)動(dòng)到D點(diǎn)上方7下降到D點(diǎn)，8放下目標(biāo)9上升到D點(diǎn)上方10縮回到B點(diǎn)上方從上面可以看出，機(jī)械手甲動(dòng)作，到檢測(cè)完畢機(jī)械手乙動(dòng)作并在C點(diǎn)將目標(biāo)抓取到手后機(jī)械手甲開始下一個(gè)動(dòng)作，完成了一個(gè)循環(huán)。 CCD攝像機(jī)工作時(shí)間為T2=2s 乙手動(dòng)抓住目標(biāo)T3=此時(shí)，甲手開始下一個(gè)循環(huán)，也就是說，當(dāng)乙手往起升的時(shí)候，甲手剛好下降。總的循環(huán)周期：T= +2+=取T=4s，這就是各個(gè)機(jī)器的循環(huán)周期，也是整個(gè)系統(tǒng)工作的周期。 機(jī)械手手部的設(shè)計(jì)我們抓取的目標(biāo)是半徑為r=20mm的軸承，軸承的大小，形狀決定了我們?cè)O(shè)計(jì)的手部的大小，形狀。我們?cè)O(shè)計(jì)的是手指式手部。機(jī)械手的手部采用油缸控制，缸活塞后退時(shí)抓緊工件，缸活塞前進(jìn)時(shí)松開工件。因此，必須對(duì)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)進(jìn)行足夠的分析，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，以滿足要求。 2 手指要有足夠的加緊力。 3 手指應(yīng)有一定的開閉范圍，其大小不僅與工件尺寸有關(guān)，而且必須注意手部接近工件的運(yùn)動(dòng)路線及方位的影響。5 保證手部有足夠的柔度，軸承是金屬品，而且是對(duì)表面質(zhì)量要求很高，在抓取的時(shí)候，不能對(duì)工件造成損害。經(jīng)過計(jì)算，機(jī)械手的加緊力為：N=2kgf 臂部的設(shè)計(jì) 臂部是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件，其作用是支撐手部和腕部，主要用來改變工件的位置，手部在空間的活動(dòng)范圍主要取決于臂部的運(yùn)動(dòng)形式。為了解決這個(gè)問題，在機(jī)械手的臂部，用了鋼管最為他的導(dǎo)向桿。 臂部設(shè)計(jì)中，我們用了四根導(dǎo)向柱，用來提到他的導(dǎo)向定位精度。有一個(gè)電機(jī)經(jīng)過聯(lián)軸器直接帶動(dòng)絲杠軸，實(shí)現(xiàn)了伸縮運(yùn)動(dòng)。 機(jī)身的設(shè)計(jì)機(jī)身是支撐臂部的部件。我們采用升降油缸，實(shí)現(xiàn)了升降運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的依據(jù)有：（1） 主機(jī)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作循環(huán)和主要技術(shù)要求，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、動(dòng)作精度、動(dòng)作連鎖、自動(dòng)化程度和效率等。（3）其他要求，如對(duì)液壓裝置的重量，外形，尺寸，經(jīng)濟(jì)性等。包括：選定系統(tǒng)的工作壓力，擬定系統(tǒng)的主要回路和綜合考慮其他問題。D 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的性能。對(duì)升降運(yùn)動(dòng)的油缸計(jì)算如下： 液壓缸工作壓力確定由表可以查的P1=16MPa. 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定單活塞桿液壓缸可簡(jiǎn)化為：，P1—液壓缸工作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力Pp=16Mp。F—=4000N.Ffc—液壓缸密封處摩擦力,它的精確值不易求得,常用液壓缸的機(jī)械效率 進(jìn)行估算F+Ffc=, —液壓缸的機(jī)械效率，一般 =~，將以上代入 ，=，得到D=74mm。液壓缸壁厚和外徑的確定 液壓缸壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。D—液壓缸內(nèi)徑（m）。[]=110MPa,[],取20mm。 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足以下要求： L—液壓缸的最大行程，L=400mm；D—液壓缸的內(nèi)徑,D=80mm。7 驗(yàn)算活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性： 由于活塞桿只受軸向載荷，因而采用如下公式進(jìn)行驗(yàn)算：≤[]，其中 F——液壓缸輸出力，[]——活塞桿的許用壓力（Mpa），當(dāng)活塞桿為碳鋼時(shí)，[]=100120（Mpa），取[]=110（Mpa）。8 校核活塞桿的穩(wěn)定性：活塞缸承受壓縮載荷時(shí)，如果活塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度與活塞桿的直徑之比大于10時(shí)，需要對(duì)活塞桿縱向彎曲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。本機(jī)械手，我們較好的解決了偏距問題，應(yīng)該沒有偏心載荷的作用，可以采用等截面的方法來進(jìn)行校核：當(dāng)L/k≥m*時(shí)，臨界載荷為：P=*n*E*J/L*L式中n為末端條件系數(shù)。一端自由，即n=m為柔性系數(shù)選用鑄鐵的柔性系數(shù)，即m=70k為活塞桿的回轉(zhuǎn)半徑，本次設(shè)計(jì)的活塞桿為實(shí)心活塞桿，即k==，其中為活塞桿的直徑。E為活塞桿的彈性模量，取E=*10Mpa代如以上數(shù)值，可以得到：L/k=596/63/4=≥70*此式成立，故臨界載荷為：P=****10*63**596=*10（N）而本次設(shè)計(jì)的液壓缸最大工作載荷為17263N，可見，液壓缸滿足穩(wěn)定性的要求。當(dāng)機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，為了不影響機(jī)身的油缸內(nèi)不通油，我們運(yùn)用了配油盤。我們選取45BF003Ⅱ步進(jìn)電機(jī)。2) 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速=從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 3) 原動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)4）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 每天24小時(shí)5) 中心距要求： a= 100mm（2）傳送帶的節(jié)距和型號(hào)1）計(jì)算設(shè)計(jì)功率 a) 由表661查的載荷的修正系數(shù)b) 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 2） 傳送帶型號(hào)和節(jié)距 由 。對(duì)應(yīng)節(jié)距為 H ： s 40 3) 確定帶直徑和節(jié)線長(zhǎng)1 由表669。由表660，內(nèi)插法，H型帶基準(zhǔn)額定功率 。具體選擇時(shí)可以參考以下幾個(gè)方面：1 軸承的載荷軸承所承受載荷的大小、方向、和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。軸承承受純徑向載荷時(shí)，可以選用深溝球軸承，圓柱滾子軸承或者滾針軸承；所承受純軸向載荷，可選用推力軸承；當(dāng)徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用時(shí)，一般選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承；若徑向載荷很大，而軸向載荷很小時(shí)，也可以選用深溝球軸承，若軸向載荷很大，徑向載荷較小時(shí)，可用推力調(diào)心滾子軸承，也可用圓柱滾子軸承或者深溝球軸承和推力軸承聯(lián)合使用。只承受單向軸向載荷的軸承可以作單向限位支撐。3 軸承的調(diào)心性能當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線由于加工、安裝等誤差的影響而不重合時(shí)，或因受力后使軸向彎曲而撓度較大時(shí)，會(huì)造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜，這時(shí)應(yīng)該選用調(diào)心性能好的調(diào)心球軸承或者調(diào)心滾子軸承，使軸的偏轉(zhuǎn)角控制在需用值以內(nèi)，否則會(huì)降低軸承壽命。當(dāng)軸承座保護(hù)是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承。聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸，只有在及其停車后并經(jīng)過拆卸才能被彼此分開。聯(lián)軸器的類型很多，通常根據(jù)相對(duì)位移有無補(bǔ)償能力劃分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。撓性聯(lián)軸器因具有撓性，對(duì)相對(duì)位移具有補(bǔ)償能力。有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，可以依靠彈性元件的變形與蓄能性來緩沖、減振、改善傳動(dòng)系統(tǒng)的工作性能。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的緩沖、減振能力，補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移量大，工作溫度范圍廣，適用范圍也廣，可以用于各種中小功率傳動(dòng)的軸系。2) 載荷計(jì)算：公稱轉(zhuǎn)矩：T=9550*P/n=9550**m式中：P為電動(dòng)機(jī)的功率； n為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 械手的基本參數(shù)圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手 機(jī)身回轉(zhuǎn)： ，實(shí)際需要回轉(zhuǎn)角度是45； 手臂上下升降： 82mm 手臂升縮： 80mm 抓緊動(dòng)作： 行程27mm第五章 中間軸軸徑估計(jì)一、估軸徑為了繪制軸和軸承部件的結(jié)構(gòu)，確定軸的支撐距離和作用力的位置，先初估軸徑。 P=Fv,v=2rn,所以, M=F1xl===28360Nmm軸的校核計(jì)算如圖截面，載荷大,有軸肩，存在應(yīng)力集中，比較危險(xiǎn)，應(yīng)對(duì)此截面進(jìn)行校核計(jì)算。2 滾動(dòng)軸承的壽命校核 軸承的選擇根據(jù)裝軸承處的軸徑d=￠25,且受到較小的軸向載荷，所以選擇7205C型角接觸球軸承。 滾動(dòng)軸承的壽命校核① 當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算對(duì)于角接觸球軸承，當(dāng)量動(dòng)載荷P為：P=查得= ，所以② 壽命校核壽命校核公式為： ——軸承的壽命（單位為h）。C——基本額定動(dòng)載荷, 查得7204C型角接觸球軸承的C=27000N?！?3 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 鍵的強(qiáng)度校核（1）、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。 根據(jù)d=22mm,選用鍵：寬度b=8mm,高度h=7mm.。（2）、鍵的強(qiáng)度校核鍵的強(qiáng)度校核公式為：T——傳遞的轉(zhuǎn)矩 T= K——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度?！I的工作長(zhǎng)度 =L—b=12—8=4mm。查得許用擠壓應(yīng)力~120Mpa，取其平均值Mpa≤ Mpa所以，鍵可以正常工作。第六章 電器圖設(shè)計(jì)由于機(jī)械手是按照一定的軌跡來運(yùn)行的，而這些軌跡需要我們給出準(zhǔn)確的定位，然后機(jī)械手才能夠去準(zhǔn)確的執(zhí)行。這一仗我們的任務(wù)就是在充分了解其工作程序后，選擇合適的電路，合適的上微機(jī)，完成系統(tǒng)工作的電器圖。 測(cè)控系統(tǒng)的硬件組成 測(cè)控系統(tǒng)的硬件可以分為主機(jī)、輸入輸出通道、常規(guī)外部設(shè)備、接口電路、運(yùn)行操作臺(tái)、系統(tǒng)總線等。．3 模擬信號(hào)的檢測(cè)檢測(cè)系統(tǒng)的功能是利用傳感器從被測(cè)對(duì)象中提取所需要的信號(hào)，并把該信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，在經(jīng)過中間變換電路將信號(hào)放大，轉(zhuǎn)換，傳輸?shù)?，以便進(jìn)行下一步的處理?？梢杂脕頊y(cè)量位移，振動(dòng)，壓力，應(yīng)變，流量，密度等參數(shù)。電感傳感器和其他類型傳感器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，測(cè)量力?。ㄣ曡F重為（），磁吸力為（110） 。傳感器的輸出信號(hào)強(qiáng)，電感靈敏度一般每一毫米可以達(dá)到數(shù)百毫伏，因此有利于信號(hào)的傳輸和放大。在一定位移范圍（最小幾十微米，最大達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百毫米）內(nèi)，輸出特性的線形度較好，且比較穩(wěn)定。自感式電感傳感器可分為變間隙型、變面積型和螺管型三種類型。 傳感器由線圈、鐵心和銜鐵組成。由于氣隙磁阻的變化，導(dǎo)致了線圈電感量的變化。對(duì)于變間隙式電感傳感器，如果忽略磁路鐵損，則磁路總磁阻為 ()式中，l1為鐵心磁路長(zhǎng)；l2為銜鐵磁路長(zhǎng)；A為截面積；181。2為銜鐵磁導(dǎo)率；181。因此有： （63）一般情況下，導(dǎo)磁體的磁阻與空氣隙磁阻相比是很小的，因此線圈的電感值可近似地表示為： （64）由上式可以看出傳感器的靈敏度隨氣隙的增大而減小。 （二）變面積型電感傳感器 由變氣隙型電感傳感器可知，氣隙長(zhǎng)度不變，鐵心與銜鐵之間相對(duì)而言覆蓋面積隨被測(cè)