【正文】 完成。并且在采用齒輪齒條機構(gòu)時需要兩個齒輪分別安裝在齒條的兩側(cè)，以防止齒條的受力不均造成損害。需要設(shè)計機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)碼垛操作，包括動力傳遞、擺放機構(gòu)等的設(shè)計，也包括電氣控制元件的選型。③ 使學(xué)生經(jīng)歷機械設(shè)計的綜合訓(xùn)練，回顧以前所學(xué)知識，并綜合利用所學(xué)知識?？彰娣鄞叽鐬椋?00*500(長*寬)（單位mm）。碼垛數(shù)量：只考慮碼垛四袋面粉，即將四袋面粉呈井字型交叉放置在托盤上；碼垛范圍：800*800*300（長*寬*高）（單位mm）。面粉袋的90度交叉放置：通過間歇運動家機構(gòu)實現(xiàn)；抓手形式：鏟子式，工作時將面粉袋從傳送帶的末端鏟起；控制系統(tǒng)：整個機器需要控制系統(tǒng)的控制，但不作為設(shè)計內(nèi)容。根據(jù)工作要求，設(shè)計碼垛機的總體尺寸x方向的手臂的長度為1300mm。整個面粉袋碼垛機需要四個電動機來驅(qū)動，根據(jù)工作需求都選用自帶減速器的減速電機，自行選擇減速電機的各項參數(shù)，具體位置電機的選擇見后面的計算。這種配置形式的手臂可以在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，具有占地面積小，工作范圍大的特點。如圖所示即為單臂的立柱式機械手，它可以實現(xiàn)多個方向的運動。把抓持機構(gòu)安裝在大臂的前端，使手爪可以繞小臂轉(zhuǎn)動，由于要求面粉袋在托盤上能交錯放置，所以手爪的轉(zhuǎn)動使用間歇機構(gòu)來實現(xiàn)。水平方向的移動通過絲杠螺母傳動來完成。方案二：采用立柱式機械手來完成面粉袋的碼垛。但凸輪機構(gòu)中的凸輪不能做的太大，因此立柱的行程就不能保證達到要求的長度。方案三：如上圖所示，手臂與機身的配置形式為屈伸式的，小臂相對于大臂可以做屈伸運動，大臂又可相對于機身做回轉(zhuǎn)運動和俯仰運動。這種配置方式能有效地利用空間，并能繞過障礙物夾持和送放工件，但機械手的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，無形中就增加了設(shè)計，加工，生產(chǎn)這種機械手的成本，也會使它的使用費用比較高，超過了大多數(shù)企業(yè)的支付能力，不利于這種機械手的推廣利用。導(dǎo)軌實現(xiàn)的是x,y軸方向的移動，需要通過伺服電動機來驅(qū)動。抓持機構(gòu)的安裝如圖所示，使手爪可以繞數(shù)值立柱轉(zhuǎn)動，由于要求面粉袋在托盤上能交錯放置，所以手爪的轉(zhuǎn)動使用間歇機構(gòu)來實現(xiàn)。方案五：面粉袋在托盤上的放置要求呈90度交錯放置，可以采用間歇機構(gòu)來實現(xiàn)。方案六：水平運動采用框架結(jié)構(gòu)在導(dǎo)軌上實現(xiàn)，由伺服電動機來驅(qū)動。以上各種碼垛機的控制系統(tǒng)都是由程序控制裝置和位置檢測裝置組成。 碼垛機的主要控制元件，包括可編程控制器、變頻調(diào)速控制器、接近開關(guān)，按鈕開關(guān)和接線端子等。完善的安全聯(lián)鎖機制，可以對設(shè)備和操作人員提供保護。抓持機構(gòu)的轉(zhuǎn)動要通過電動機來驅(qū)動，電纜要用電刷。但綜合各方面因素考慮，發(fā)現(xiàn)方案二中大凸輪制造困難，并且很難確保它的機械特性，從而影響到整個機器的使用壽命；方案三中的機械手雖然自動化程度非常高，但機械手的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，無形中就增加了設(shè)計，加工這種機械手的成本；方案四中框式碼垛機設(shè)計比較簡單，但占地面積比較大，且控制裝置不好安裝；方案五中將間歇機構(gòu)安裝在托盤上，減輕了手抓的設(shè)計復(fù)雜度，但卻增大了托盤設(shè)計的復(fù)雜度，并且控制系統(tǒng)不能只用一套；方案六中連桿機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，但要設(shè)計一定的運動軌跡的連桿機構(gòu)卻不是一件簡單的事，并且占用的空間比較大。手臂相對于立柱的運動采用齒輪傳動，小齒輪為主動輪，由減速電機帶動，大齒輪是一個齒圈，套在立柱上的一定位置，與小齒輪完成嚙合，從而達到設(shè)計要求，滿足設(shè)計需求。手爪相對于手臂的上下移動通過齒輪齒條傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，減速電動機帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪的轉(zhuǎn)動引起齒條的上下移動，從而完成手抓的上下移動，以適應(yīng)面粉袋高度的變化，更好的完成堆垛任務(wù)。因為需要法蘭裝置將減速電機固定，所以選用RF系列減速電機。根據(jù)設(shè)計要求，；所以。那么減速電機的輸出功率。綜上所述所選的減速電機的型號為RF37DR63M4。3）齒輪材料的選擇，由表101選擇大齒輪材料為45鋼，調(diào)制處理，硬度達到240HBS,小齒輪的材料為40Cr，調(diào)制處理，硬度達到280HBS,兩者材料硬度相差為40HBS，滿足設(shè)計要求。 設(shè)計公式為 （1）先試計算小齒輪的直徑，其計算公式為 1）試選載荷系數(shù)=。6）小齒輪和大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60=60*13*1*（2*8*300*15）=*== 7）根據(jù)圖1019取小齒輪和大齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)分別為。 3）取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，則由式1012得彎曲疲勞許用應(yīng)力 4)根據(jù)小齒輪的圓周速度v=,齒輪精度為8級精度，由圖108查得動載系數(shù)對于直齒輪。根據(jù)表104用插值法查得精度為8級的齒輪傳動，并且小齒輪懸臂布置時；由齒寬與齒高比，查圖1013得。應(yīng)力校正系數(shù)。選用梯形螺紋，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（），試選螺桿螺紋的公稱直徑，則其對應(yīng)的其它參數(shù)為：螺距，中徑,小徑；（1）螺紋升角和當(dāng)量摩擦角，及自鎖性校核，則；梯形螺紋的牙型角；查表512知，螺桿螺母材料為鋼青銅的摩擦系數(shù)為，則當(dāng)量摩擦角；由知螺桿螺旋副滿足自鎖條件。對于整體螺母，磨損后不能調(diào)整間隙，為使受力分布比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不能過多，故取，則；對于梯形螺紋，h==*7=。同時，螺紋工作圈數(shù),顯然合格。(6)螺桿強度的計算 根據(jù)第四強度理論求出危險截面的計算應(yīng)力，其強度條件為 螺桿所受的軸向壓力；螺紋桿的小徑；螺桿螺紋段的危險截面面積A=；螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù)；查表58知材料為40Cr的螺桿的屈服極限；再由表513得螺桿的許用應(yīng)力為；將以上所得數(shù)據(jù)代入上式得所以滿足強度要求。臨界載荷，式中E為材料的彈性模量，E=*Mpa。則臨界載荷。綜上所述，本次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的螺桿螺紋的最終參數(shù)為公稱直徑，螺距，中徑,小徑，螺紋升角，當(dāng)量摩擦角。螺桿與螺母的螺紋精度配合為：。如下圖所示，是將螺母的一圈螺紋沿其大徑展開，則可將這看成是寬度為的懸臂梁 螺母螺紋圈的受力螺紋牙危險截面aa的剪切強度條件為；彎曲強度條件為；螺紋牙根部的厚度；彎曲力臂； 由表513查得螺母材料的許用切應(yīng)力；許用彎曲應(yīng)力；螺紋工作圈數(shù)；則螺母沒全螺紋所受的平均壓力；根據(jù)剪切強度條件；根據(jù)彎曲強度條件；所以設(shè)計的螺母滿足剪切強度和彎曲強度。因為需要法蘭裝置將減速電機固定，所以選用SF系列減速電機。根據(jù)設(shè)計要求，；所以。那么減速電機的輸出功率。綜上所述所選的減速電機的型號為SF37DR63L4。3)齒輪材料的選擇，由表101選擇大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為230HBS，小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度275HBS,兩者材料硬度差為45HBS。 設(shè)計公式為 （1）先試計算小齒輪的直徑，其計算公式為 1）試選載荷系數(shù)=。mm=*N6）大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60=60*127*1*（2*8*300*15）=*== 7）根據(jù)圖1019取大小齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)分別為。 3）取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，則由式1012得彎曲疲勞許用應(yīng)力 4)根據(jù)小齒輪的圓周速度v=,齒輪精度為8級精度，由圖108查得動載系數(shù)對于直齒輪。根據(jù)表104用插值法查得精度為8級的齒輪傳動，并且小齒輪懸臂布置時；由齒寬與齒高比，查圖1013得。應(yīng)力校正系數(shù)。因為需要法蘭裝置將減速電機固定，所以選用SF系列減速電機。根據(jù)設(shè)計要求，；所以。那么減速電機的輸出功率。綜上所述所選的減速電機的型號為SF37DR63M4。3）齒輪材料的選擇，由表101選擇齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為240HBS；4）齒輪的使用壽命為15年，設(shè)每年工作300天，每天工作8小時；