【正文】 電機接線圖與外形圖 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院37龍門式上下料機械手設(shè)計38根據(jù)等效轉(zhuǎn)動慣量 以及等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 的值，初選電機型號為 110BYG2502 tJmM 步進(jìn)電動機的校核根據(jù)已選出的電機 110BYG2502，查出其轉(zhuǎn)動慣量 ??－＝。Nm6t＝MtJ232.??mM在 及 時能使電機正常工作。廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院39第五章 橫梁（X 軸）傳動系統(tǒng)設(shè)計 傳動比的選定對于步進(jìn)電機，脈沖當(dāng)量 （mm/脈沖）確定，初步選定滾珠絲杠導(dǎo)程 (mm)和P? 0L電機步距角 [(3 176。使 i=1，使步進(jìn)電機直接與絲杠用聯(lián)軸器聯(lián)接，p?有利于簡化結(jié)構(gòu)，提高精度。h絲桿摩擦系數(shù) μ＝ 龍門式上下料機械手設(shè)計40電機最高轉(zhuǎn)速 ＝1500 （r/min）；加速度 ＝?2/s支承方式為(固定—固定)W = 125kg＋45kg＋50kg （工作臺質(zhì)量+機械手質(zhì)量＋托板重量） g=(重力加速度)I=1 (電機至絲杠的傳動比)摩擦阻力 Fw=μW g = 220 216(N) ?絲桿工作時受到的軸向載荷：無夾工件時 ＝( + + ) (g+ ) waF＋＝ 1M23??wF＋ ＝(125+45+50) (+)+216＝2504(N)夾工件時 ＝( + + + ) (g+ )wa＋＝ 123j w＋ ＝(125+45+50+30) (+)+216＝2816(N) ?運轉(zhuǎn)方式 軸向載荷Fa=F+Fw （N）進(jìn)給速度(mm/min) 工作時間比例無夾工件時上下移動 =25041V1=18000 q1=50夾工件時上下移動 =28162aV2=15000 q2=50 運轉(zhuǎn)方式 進(jìn)給速度(mm/min)進(jìn)給轉(zhuǎn)速(r/min)無夾工件時上下移動 V1=18000 n1=1500夾工件時上下移動 V2=15000 n2=1200 選取的滾珠絲杠型號和計算(1)導(dǎo)程的計算： ＝18000/1500＝12mm0LinVmax??(2)平均速度的計算：廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院41 21mn0qn?＋＝ ＝1350r/min 5＋＝(3)平均載荷的計算： 3 2m321m1 10qnF0qnF?????＝m 2652(N)3 33 05(86)5(254)＝ ?(4)絲桿時間壽命的計算： ＝24000135060＝1944000000 轉(zhuǎn)次60nLRmh?＝(5)額定動載荷的計算： 36wm10fFC＝? 43027(N)?＝ ? 其中 為絲桿在普通運動中的摩擦系數(shù)取 得到：額定動載荷 43027(N)。 有效行程 Lu=L1Le公稱導(dǎo)航 Lo 3 4 5 6 8 10 12 16 20龍門式上下料機械手設(shè)計42余程 L e 10 12 16 20 24 32 40 45 50 60 絲杠螺紋長度不得小于 2022mm 加上螺母總長一半 89mm(從“FDG 法蘭式雙螺母表”查得螺母總長 178mm)。在此取絲杠螺紋長度 L1=2100mm則軸承之間的距離 =2100mm?(7)絲桿公稱直徑的計算：注：公稱直徑由允許工作轉(zhuǎn)速與工作容許軸向載荷來得出。?Lnkn已知 ＝1500r/min，在此先假 ＝ ； ＝1500r/min maxnkmaxk 絲桿底徑 ???7?? 式中： 為安裝系數(shù)，在 “安裝方法圖”中查找，安裝方式為“固定－固定” 。結(jié)合上邊求得的 ＝12mm 以及 額定動載荷 43027(N)查“FDG?0L??C法蘭式雙螺母表”得到絲桿的型號為：FDG4012R–2200(8)預(yù)緊載荷的計算： 的確定aoF 939(N)?32816maxo＝＝ C 和拉伸力 的確定tF C＝ 3u010Lt－??? －＝ ?m?式中：C 行程補償值（ ） ； 溫度變化值 ； 最大行程；m?tC～ uL膨脹系數(shù) ＝ /度0?06.－? ＝ ＝4482(N)E4dtF2t???＝ ??式中： 行程內(nèi)預(yù)拉伸力； E 彈性模量 E＝ (N/ )； 為絲桿底徑。swD?(2)允許的軸向載荷 21LIEKP??＝ ＝20978(N)2＝ ＝ 72kFPn?＝ 8197 最大軸向載荷小于絲杠工作容許軸向載荷，絲桿可以正常工作。 1d? 允許工作轉(zhuǎn)速： ＝ 2100＝1680r/??/min 小于允許工作轉(zhuǎn)速 ，故絲桿可以正常工作。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對運動時，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動，在滑塊端部鋼球又通過返向裝置（返向器）進(jìn)入返向孔后再進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動。 直線導(dǎo)軌副型號特點滾動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉颍够瑝K與導(dǎo)軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動、靜摩擦力之差很小，隨動性極好，即驅(qū)動信號與機械動作滯后的時間間隔極短，有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。與 V 型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約 40 倍。能實現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。 成對使用導(dǎo)軌副時，具有“誤差均化效應(yīng)”，從而降低基礎(chǔ)件（導(dǎo)軌安裝面）的加工精度要求，降低基礎(chǔ)件的機械制造成本與難度。導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的可校性；心部保持良好的機械性能。廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院45 額定壽命及壽命時間的計算（選擇導(dǎo)軌型號為 RHD30A） 額定壽命 3cwathePCf50L）（＝ ? 44702Km?）（＝ 式中：除 為計算載荷外，其他系數(shù)在上表和下表中找出。等效轉(zhuǎn)動慣量 的計算：tJ ＝wLstJ＋＋＝ ???(3)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 的計算mM1. 加速度力矩 = a）＋（ tdJ2ax10.??n = ＝）＋（ ????.7Nm式中 Ma 電機啟動加速力矩（Nm) ， 、 電機自身慣量（在下表查得與負(fù)載慣量(Kg .) 。2. 預(yù)加載荷而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 fM =fiL??2kFp0ao = =..93 式中： 為預(yù)緊螺母內(nèi)的摩擦系數(shù)（～）在此取 3. 由負(fù)載產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 ZM龍門式上下料機械手設(shè)計48＝ZMi???2LF0a ＝ ＝式中： η為電機傳遞效率為 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 mM = + = afZ廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院49根據(jù)等效轉(zhuǎn)動慣量 以及等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 的值，初選電機型號為 Y112M4 該電機的軸徑為tJmM；轉(zhuǎn)動慣量為 （在機械設(shè)計手冊第五版第四卷） ；最大靜轉(zhuǎn)矩m28? 23mkg1059.??－＝＝ ＝ 25Nmegtn950P＝M4 步進(jìn)電動機的校核根據(jù)已選出的電機 Y112M4，其轉(zhuǎn)動慣量 以及最大靜轉(zhuǎn)矩 。???m在 及 時能使電機正常工作。龍門式上下料機械手設(shè)計50第六章 控制方案設(shè)計 控制系統(tǒng)的功能要求：(1)電機 1 和電機 2 采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制(2)行程控制(3)面板管理(4)其他功能：光電隔離、功率放大、報警急停、復(fù)位等。如果相同，表明單片機正確接收命令；如果不相同，則在屏幕上顯示錯誤信息。龍門式上下料機械手設(shè)計52通過接口電路實現(xiàn) IPC 串行口信號與單片機 TTL 信號之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn) IPC 與單片機的正常通信。功率放大電路是就將單片機并行口輸出的控制脈沖信號進(jìn)行電流和電壓放大，驅(qū)動電機，使電機隨著不同的控制脈沖信號做各種運轉(zhuǎn)。 控制電路 電機控制系統(tǒng)的電路原理如下圖：廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院53龍門式上下料機械手設(shè)計54參考文獻(xiàn) 《機械設(shè)計大師手冊》第五版第四卷 成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2022 年 4 月 《袖珍機械設(shè)計大師手冊》第二版 毛謙德 李振清主編 機械工業(yè)出版社 2022 年 1 月 《機械設(shè)計實用手冊》第二版 吳宗澤主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2022 年 1 月 《機械設(shè)計實用手冊》機械設(shè)計實用手冊編委會 機械工業(yè)出版社 2022 年 4 月 《機械設(shè)計大師手冊》上冊 吳宗澤主編 機械工業(yè)出版社 2022 年 9 月 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》第二版 吳宗澤 羅圣國主編 高等教育出版社 1998 《機械制造裝備設(shè)計》 馮辛安主編 機械工業(yè)出版社 1999 《機器人學(xué)》 張鐵 謝存禧主編 機械工業(yè)出版社 2022 《機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)》 鄭提 唐可洪主編 機械工業(yè)出版社 1997 《數(shù)控機床》 吳祖育 秦鵬飛主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2022龍門式上下料機械手設(shè)計56致 謝本設(shè)計在李冬梅老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著李老師的心血和汗水。 不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于小組的各位成員的認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠?