【正文】 33 所示： 20 圖 33 齒輪示意圖 齒輪三維圖如圖 34 所示： 圖 34 齒輪三維圖 腕部轉(zhuǎn)軸的選擇及計算 腕部轉(zhuǎn)軸的直徑為 8mm 的圓軸，其上的圓槽為安裝卡簧的位置。轉(zhuǎn)軸兩邊通過軸承和卡簧連接到手腕的耳板上。查機(jī)械設(shè)計手冊軸的常用材料及其主要力學(xué)性能知強(qiáng)度極限，再由機(jī)械設(shè)計手冊軸材料的許用彎曲應(yīng)力表知許用彎曲應(yīng)力。 式 41 根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊常用材料值和值，取 錯誤 !未找到引用源。 、錯誤 !未找到引用源。由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑。 軸材料的許用彎曲應(yīng)力表 常用軸材料 22 腕部轉(zhuǎn)軸的三維圖及工程圖如圖 35 所示： 圖 35 腕部轉(zhuǎn)軸 選取軸承為深溝球軸承，規(guī)格為 8mm*12mm*。 本章小結(jié) 本章通過四種基本的手腕結(jié)構(gòu)，選擇了具有一個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。 24 小臂部分的設(shè)計及有關(guān)計 算 手臂部件是機(jī)械手的主要握持部件。本次設(shè)計的手臂運動形式為上下仰俯運動和伸縮運動。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。手臂的各種運動通常用驅(qū)動機(jī)構(gòu)和各種傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的靜、動載荷，而且自身運動較多。 小臂部分設(shè)計的基本要求 臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕 (1)根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。 (3)合理布置作用力的位置和方向。 (5)提高配合精度。對于高速度運動的機(jī)械手，其最大移動速度設(shè)計在 1000 1500mm s,最大回轉(zhuǎn)角速度設(shè) 計在0180s 內(nèi)，大部分平均移動速度為 1000mms ，平均回轉(zhuǎn)角速度在 090s 。減少慣量具體有 3 個途徑： （ 1）減少手臂運動件的重量，采用鋁合金或密度稍小的碳鋼材料。 （ 3）減少回轉(zhuǎn)半徑 ? ，再安排機(jī)械手動作順序時，先縮后回轉(zhuǎn)（或先回轉(zhuǎn)后伸縮），盡可能在較小的前伸位置下進(jìn)行回轉(zhuǎn)動作。 手臂動作應(yīng)該靈活 為減少手臂運動之間的摩擦阻力，盡可能用滾動摩擦代替滑動摩擦。為此，必須計算使之滿足不自鎖的條件。 25 總結(jié)：以上要求是相互制約的，應(yīng)該綜合考慮這些問題，只有這樣，才能設(shè)計出完美的、性能 良好的機(jī)械手。 （ 2）手臂的典型運動形式有：直線運動，如手臂的伸縮，升降和橫向 移動；回轉(zhuǎn)運動，如手臂的左右擺動，上下擺動；符合運動，如直線運動和回轉(zhuǎn)運動組 合，兩直線運動的雙層液壓缸空心結(jié)構(gòu)。 （ 4）齒輪裝置傳動機(jī)構(gòu)。 小臂部分各零件的計算 先進(jìn)行粗略的估算，或類比同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運動參數(shù)初步確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸，再進(jìn)行校核計算，修正設(shè)計。 腕部轉(zhuǎn)軸的直徑為 8mm 的圓軸，其上的圓槽為安裝卡簧的位置。轉(zhuǎn)軸兩邊通過軸承和卡簧連接到手腕的耳板上。查機(jī)械設(shè)計手冊軸的常用材料及其主要力學(xué)性能知強(qiáng)度極限，再由機(jī)械設(shè)計手冊軸材料的許用彎曲應(yīng)力表知許用彎曲應(yīng)力。 式 41 根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊常用材料 錯誤 !未找到引用源。 值，取 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑。 小臂部分轉(zhuǎn)軸的三維圖及工程圖如圖 38 所示 ： 圖 38 小臂轉(zhuǎn)軸 小臂支板的確定 小臂的板料厚度為 4mm，便于有足夠的強(qiáng)度，也利于軸承的安裝。臂部的尺寸通過查閱機(jī)械手手冊，以及強(qiáng)度的校核，選取 板長為 74mm,寬為 30mm，高為 65mm.。 小臂的三維軟件 圖及工程圖如圖 39 所示 ： 27 28 圖 39 小臂 小臂部分軸承的三維圖及工程圖的選取 選取軸承為微型深溝球軸承，規(guī)格為 8mm*12mm*。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的 頻率 和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。 所選步進(jìn)電機(jī)的型號為： 42 步進(jìn)電機(jī) 42BYGHW609 4 線 參數(shù)： 電機(jī)的外形尺寸： 小臂部分的電機(jī)通過外六角螺釘固定在小臂上，選擇 M8 的外六角螺釘。根據(jù)機(jī)械手的要求，設(shè)計的齒輪參數(shù)如下： (1) 傳動比為 i =:1； (2) 兩齒輪模數(shù)為 m=； (3) 壓力角為β = 20； 31 (4) 中心距選擇α =56mm。臂部的尺寸通過查閱機(jī)械手手冊，以及強(qiáng)度的校核，選取 板長為 74mm,寬為 30mm，高為 65mm.。大臂部分的三維軟件圖及工程 圖如圖 315 所示 ： 34 圖 315 大臂 大臂部分轉(zhuǎn)軸的選取 大臂上的轉(zhuǎn)軸的直徑為 8mm 的圓軸，其上的圓槽為安裝卡簧的位置。轉(zhuǎn)軸兩邊通過軸承和卡簧連接到手腕的耳板上。查機(jī)械設(shè)計手冊軸的常用材料及其主要力學(xué)性能知強(qiáng)度極限，再由機(jī)械設(shè)計手冊軸材料的許用彎曲應(yīng)力表知 許用彎曲應(yīng)力。 , 錯誤 !未找到引用源。 ，錯誤 !未找到引用源。 ,錯誤 !未找到引用源。 ， 這里我們?nèi)?錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 ,錯誤 !未找到引用源。 ：表示電動機(jī)軸每秒的角速度，單位為弧度 錯誤 !未找到引用源。米 錯誤 !未找到引用源。 ,錯誤 !未找到引用源。 ,錯誤 !未找到引用源。 ,錯誤 !未找到引用源。 ） 功率（ 錯誤 !未找到引用源。 ) 三維軟件繪制的步進(jìn)電機(jī)圖如圖 316 所示： 36 圖 316 步進(jìn)電機(jī) 所選步進(jìn)電機(jī)的型號為： 57 系列三相步進(jìn)電機(jī) YK57HB5603A YK57XN5503A 電機(jī)的具體參數(shù)如圖 317 所示： 圖 317 電機(jī)具體參數(shù) 電機(jī)的外形尺寸如圖 318 所示： 37 圖 318 電機(jī)外形 該電機(jī)的矩頻曲線圖如圖 319 所示： 圖 319 矩頻曲線圖 大臂部分齒輪的選取 [8] 本次設(shè)計機(jī)械手大臂部分采用齒輪傳動，通過大臂上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動齒輪，傳遞給小臂上的齒輪，實 現(xiàn)一定的傳動比。 手腕的齒輪設(shè)計： 分度圓直徑 d=mZ=*40=40mm， 基圓直徑 bd =mzcos? =, 齒頂圓直徑 ad =m（ z+2 *ha ） =42mm, 38 齒根圓直徑 fd =m（ z2 *ha 2*c ） =, 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a= 21 m（ 1z + 2z )=66mm. 大臂齒輪三維圖如 320 所示： 圖 320 大臂齒輪 底座的三維設(shè)計及工程圖： 底座部分是用來固定機(jī)械手整個機(jī)構(gòu)的裝置，在它上面有四個螺釘孔，通過螺紋連接固定大臂部 分。 另外，底座部分加工時應(yīng)該確?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一性，全部以中心線為基準(zhǔn)參考線，加工時留有足夠加工余量，確保裝配時的精確嚙合。 外六角螺釘?shù)娜S軟件圖如 322 所示： 圖 322 螺釘 大臂部分的三維軟件總圖如圖 323 所示： 圖 323 大臂總圖 41 本章小結(jié) 本章通過對機(jī)械手手臂的整體設(shè)計，通過大臂的步進(jìn)電機(jī)帶動齒輪 1 傳遞力矩給齒輪 2，通過兩個直齒輪 的標(biāo)準(zhǔn)嚙合，實現(xiàn)一定傳動比，使得小臂部分可以實現(xiàn)上下的仰俯運動和一個擺動。機(jī)械手的作用、組成和分類，學(xué)習(xí)了機(jī)械手自由度和確定整體座標(biāo)的形式。 也使我了解了當(dāng)前國內(nèi)外在此方面的一些先進(jìn)生產(chǎn)和制造技術(shù)，了解了機(jī)械手設(shè)計的一般過程，通過對機(jī)械手的結(jié)構(gòu)作了系統(tǒng)的設(shè)計，掌握了一定的機(jī)械設(shè)計方面的基礎(chǔ)知識，也學(xué)會了使用 proe 軟件創(chuàng)建模型，并使用 proe 軟件對 機(jī)械手進(jìn)行簡單的運動仿真。感受如下： 1. 本次畢業(yè)設(shè)計只是對輕型搬運機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動做了系統(tǒng)的計算設(shè)計，設(shè)計中沒有涉及到機(jī)械手的控制問題，對這方面有點模糊，需要在以后的工作學(xué)習(xí)中了解和掌握。 3. 采用齒輪傳動，齒輪傳動驅(qū)動力大，臂力可達(dá) 1000N以上，且可用步進(jìn)電機(jī)機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)連續(xù)控制，使機(jī)械手用途更廣，定位精度一般非常高。必要時也方便更換。 43 致 謝 我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，是因為得到了指導(dǎo)老師的全面、細(xì)致的指導(dǎo)。老師淵博的知識、務(wù)實的工作作風(fēng)也是我學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。他以踏實的工作作風(fēng)、忘我的工作精神和寬厚的待人品格使我受益匪淺，更是我一生難 得的財富。 44 參考文獻(xiàn) 45 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作者簽名： 日 期： 46 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 49 3）其它 [1] 劉明保 ,呂春紅等 .機(jī)械手的組成機(jī)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)的確定 .河南高等?？茖W(xué)校學(xué) 報 ,2020 [2] 李軍 .PROE實例教程 .北京：北京理工大學(xué)出版社 .2020 [3] 李超 .氣動通用上下料機(jī)械手的研究與開發(fā) .陜西科技大學(xué) .2020 [4] 張建民 .工業(yè)機(jī)械人 .北京理工大學(xué)出版社 .2020 [5] 李允文 .工業(yè)機(jī)械手設(shè)計手冊 .機(jī)械工業(yè)出版社 .1998 [6] 李明 .單臂回轉(zhuǎn)機(jī)械手設(shè)計 .制造技術(shù)與機(jī)床 .2020 [7] 張軍 ,封志輝 .多工步 搬運機(jī)械手的設(shè)計 .機(jī)械設(shè)計 .2020 [8] 濮良貴 ,紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計 .第七版 .北京：高等教育出版社 .2020