機械手手臂前后伸縮機構(gòu)設計【5張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】

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[2]左健民.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社,1999. [3]王為.機械設計[M].湖北：華中科技大學出版社，2007. [4]唐增寶.機械設計課程設計[M].湖北：華中理工大學出版社,1999. [5] [日]加藤一郎.機械手圖冊[M]. 上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1979. [6]第一機械工業(yè)部機械研究院機電研究所編.工業(yè)機械手圖冊.北京：第一機械工業(yè)部機械研究院機電研究所，1976. [7]付亞子.機械手控制系統(tǒng)[C].湖北：湖北工業(yè)大學，2006. [8]楊德華.通用機械手設計[C].湖北：湖北工業(yè)大學，2006. [9]劉晶晶.遙控清污機器人[C].湖北：湖北工業(yè)大學，2006. [10]許睿.多功能機械手的設計[C].湖北：湖北工業(yè)大學，2006. [11]彭鍵中.水下機械手系統(tǒng)設計[C].湖北：湖北工業(yè)大學，2006. [12]張亮亮.噴油嘴殼體加工送料機械手的設計[C].湖北：湖北工業(yè)大學，2006. 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日 機械手手臂前后伸縮機構(gòu)設計 畢業(yè)設計（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標、任務、途徑、方法，應掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻）以及設計技術(shù)要求、注意事項等）（紙張不夠可加頁） 一、設計技術(shù)要求、原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻） 通過實習調(diào)研搜集資料，運用所學知識，借助AutoCAD軟件，對整機主體結(jié)構(gòu)、傳動形式進行設計與計算；要求設備結(jié)構(gòu)緊湊。 主要參數(shù) 臂力10公斤；手臂前后伸縮行程600mm（速度1000mm/s），手臂左右轉(zhuǎn)動角度240°（角速度90°/s），手臂上下升降行程150mm(速度500mm/s)，小臂伸縮行程300mm(速度1000mm/s)，小臂轉(zhuǎn)動角度180°（角速度150°/s）；手臂最大工作半徑1460mm； 二、設計目標與任務 1.查閱文獻資料12種以上，外文資料不少于兩種。寫出3000字以上文獻綜述，單獨裝訂成冊。 2. 完成總體方案設計。 3. 選擇并論證設計傳動方案、整機結(jié)構(gòu)草圖，完成主要零部件的強度校核計算等。 4.用AutoCAD等軟件繪制裝配圖、部裝圖、主要零部件圖， 5.編寫摘要，英中文完全對照，中文不少于300字。 6.編寫設計說明書，不少于8000字符。 備注：用電動驅(qū)動設計，不要用液壓或者氣壓設計，上邊參數(shù)中可能有些沒用，只設計機械手手臂前后伸縮部分就行 完成時間： 2016 年 3 月 15 日之前 摘 要 “機械手”（Mechanical Hand）：多數(shù)是指附屬于主機、程序固定的自動抓取、操作裝置，如自動線、自動線的上、下料，加工中心的自動換刀的自動化裝置。實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)方式，達到了減少勞動力、節(jié)約費用、提高工作效率、增加企業(yè)經(jīng)濟效益之目的。 本文設計的機械手手臂前后伸縮機構(gòu)由電動機、絲杠螺母副、導桿、手臂、連接板等構(gòu)成。設計過程中，首先，調(diào)查了機械手研究現(xiàn)況，在此基礎上根據(jù)設計技術(shù)要求選定了驅(qū)動機構(gòu)及伸縮機構(gòu)方案；接著，根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)方案對各主要零部件進行了設計與校核；最后，通過AutoCAD繪圖軟件繪制了該機械手手臂前后伸縮機構(gòu)的裝配圖及主要零部件圖。 通過本次設計，鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械原理、機械設計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了普通機械產(chǎn)品的設計方法并能夠熟練使用AutoCAD軟件，本次機械手臂的設計代表了設計的一般過程，對今后的設計工作有一定的參考價值。 關鍵詞：機械手；手臂；伸縮；設計 Abstract "Robot" (mechanical hand): most of the refers to attach belongs to the host program fixed automatic crawl, operation device, such as automatic assembly line, automatic line, cutting, machining center automatically change knife automatic device. The realization of automatic production, to reduce labor, save costs, improve work efficiency, increase the economic efficiency of the purpose of the enterprise. In this paper, the manipulator and the front and back telescopic mechanism of the manipulator is composed of a motor, a lead screw nut pair, a guide rod, an arm, a connecting plate, and the like. In the design process, firstly, to investigate the status of the research of manipulator, based on the driving mechanism and the telescopic mechanism scheme is selected according to design requirements; then, based on the selected structure of the main parts were designed and checked. Finally, through the AutoCAD drawing software drawn before and after the manipulator arm telescopic mechanism assembly and major parts of the map. Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing, and master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software, the design of the mechanical arm represents the general process of design, have certain reference value for the design work in the future. Key words: manipulator; arm; expansion; design 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1研究背景及意義 1 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 第2章 總體方案設計 3 2.1設計要求 3 2.2方案設計 3 2.2.1驅(qū)動機構(gòu) 3 2.2.2伸縮機構(gòu) 3 2.2.3總體方案 4 第3章 設計計算 5 3.1手臂伸縮驅(qū)動力計算 5 3.1.1 手臂摩擦力的分析與計算 5 3.1.2手臂密封處的摩擦阻力的計算 6 3.1.3手臂慣性力的計算 6 3.2電機的選擇 7 3.2.1 扭矩的計算 7 3.2.2 啟動矩頻特性校核 8 3.3絲杠螺母的選擇與計算 8 3.3.1絲杠螺母副支承方式選擇 8 3.3.2確定滾珠絲杠副的導程 9 3.3.3強度計算 10 3.3.4螺母選擇 12 3.4聯(lián)軸器的選用 12 3.5軸承及鍵的選用與校核 13 3.5.1軸承 13 3.5.2鍵 13 3.6手臂設計與校核 14 3.6.1導向裝置 14 3.6.2平衡裝置 14 3.6.3尺寸設計 14 3.6.4尺寸校核 15 結(jié) 論 16 參考文獻 17 致 謝 18 18 機械手手臂伸縮機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計 第1章 緒論 1.1研究背景及意義 機械手具有許多人類無法比擬的優(yōu)點，滿足了社會化大生產(chǎn)的需要，其主要優(yōu)點如下： （1）能代替人從事危險、有害的操作。只要根據(jù)工作環(huán)境進行合理設計，選擇適當?shù)牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)，機械手就可以在異常高溫或低溫、異常壓力和有害氣體、粉塵、放射線作用下，以及沖壓、滅火等危險環(huán)境中勝任工作。 （2）能長時間工作，不怕疲勞，可以把人從繁重單調(diào)的勞動中解放出來，并能擴大和延伸人的功能。 （3）動作準確，因此可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時又可避免人為的操作錯誤。 （4）機械手特別是通用機械手的通用性、靈活性好，能較好地適應產(chǎn)品品種的不斷變化，以滿足柔性生產(chǎn)的需要。 （5）機械手能明顯地提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。 由于機械手在工業(yè)自動化和信息化中發(fā)揮了以上巨大的作用，世界各國都很重視機械手的應用和發(fā)展，機械手的應用在我過還屬于起步階段，就顯示出了許多的無法替代的優(yōu)點，展現(xiàn)了廣闊的應用前景。近十幾年來，機械手的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化，而且涵蓋了許多領域，應用的范疇十分廣闊。 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 機械手（Industral Robot ,簡稱IR）是1960年由《美國金屬市場》報首先使用的，但這個概念是由美國George?C?Pevol在1954年申請的專利“程序控制物料傳送裝置“時提出來的。在這專利中所記述的機械手，以現(xiàn)在的眼光來看，就是示教再現(xiàn)機器人。根據(jù)這一專利，Devol與美國Consolide Control Corp合作，于1959年研制成功采用數(shù)字控制程序自動化裝置的原型機。 隨后，美國的Unimation公司和美國的機械鑄造(AMF)公司于1962年分別制造了實用的一號機，并分別取名為Unimate和Ver?satran。Unimate機器人外形類似坦克炮塔，采用極坐標結(jié)構(gòu)，而Versatran機器人采用圓柱坐標結(jié)構(gòu)。 在歐洲第一臺機械手是1963年瑞典Kavieldt公司發(fā)表的第一臺操作機。 日本在六十年代初期就開始研制固定程序控制的機器手，并從其他各國引進了用于不同生產(chǎn)過程的機器人，并獲得迅速，很快研制出日本國產(chǎn)華的機械手，技術(shù)水平很快趕上了美國并超過了其它國家，目前機械手在日本已得到迅速發(fā)展并很快得到普及。 我國雖然開始研制機械手僅比日本晚5~6年，但由于種種原因，機械手的技術(shù)發(fā)展比較慢。但目前已引起了有關方面的極大關注。除了引進、消化、仿制外，已經(jīng)具備了一定的獨立設計和研制能力。在1958年維吾爾自治區(qū)成立30年大慶站展覽館展出了由機械局研制的跳舞機器人《阿依古麗》。在1986年地十六屆廣交會上，成都電訊工程學院研制的第三代仿人機器人《成蓉小姐》已經(jīng)用漢語或英語向來賓問好，并能簡要的介紹的展覽產(chǎn)品及回答簡單問話。西北電訊工程學院研制的微機控制示教再現(xiàn)式機器人《西電I號》，也于1985年9月在陜西省科技貿(mào)易大會上進行了表演。此外，清華大學自動化系研制的具有視覺手眼系統(tǒng)，北京鋼鐵學院研制的焊接機器人，均已達到了較高的水平。 近幾年來的成就表明，我國機器人技術(shù)已經(jīng)邁出了可喜的一步。相信在不久的將來，我們一定回趕上世界各國前進的步伐。 2 第2章 總體方案設計 2.1設計要求 設計機械手手臂前后伸縮機構(gòu)，其中機械手參數(shù)要求如下： （1）臂力10公斤； （2）手臂前后伸縮行程600mm（速度1000mm/s）； （3）手臂左右轉(zhuǎn)動角度240°（角速度90°/s）； （4）手臂上下升降行程150mm(速度500mm/s)； （5）小臂伸縮行程300mm(速度1000mm/s)； （6）小臂轉(zhuǎn)動角度180°（角速度150°/s）； （7）手臂最大工作半徑1460mm。 2.2方案設計 2.2.1驅(qū)動機構(gòu) 有氣動、液動、電動和機械式四種形式。氣動式速度快，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。采用點位控制或機械擋塊定位時，有較高的重復定位精度，但臂力一般在300N以下。液動式的出力大，臂力可達 1000N 以上，且可用電液伺服機構(gòu)，可實現(xiàn)連續(xù)控制，使工業(yè)機械手的用途和通用性更廣，定位精度一般在 1mm 范圍內(nèi)。目前常用的是氣動和液動驅(qū)動方式。電動式用于小型，機械式只用于動作簡單的場合。 根據(jù)設計要求，本次采用電動式驅(qū)動機構(gòu)。 2.2.2伸縮機構(gòu) 常用的平移伸縮機構(gòu)有以下幾種： （1）齒輪齒條傳動 齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一，形式很多，應用廣泛，傳遞率可達到數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達200m/s。有以下特點：1）.效率高2）.結(jié)構(gòu)緊湊3）.工作可靠4）.傳動比穩(wěn)定。但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。 （2）渦輪渦桿傳動 優(yōu)點是傳動比大，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，但軸向力大、易發(fā)熱、效率低。 （3）曲柄滑塊機構(gòu) 常用于將曲柄的回轉(zhuǎn)運動變換為滑塊的往復直線運動；或者將滑塊的往復直線運動轉(zhuǎn)換為曲柄的回轉(zhuǎn)運動。構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡單，加工方便，易于得到較高的制造精度等優(yōu)點，因而在包括煤礦機械在內(nèi)的各類機械中得到了廣泛的應用，如自動送料機構(gòu)、沖床、內(nèi)燃機空氣壓縮機等。 （4）絲桿螺母副 梯形螺桿、螺母的滑動螺旋傳動：梯形螺紋具有牙根強度高，工藝性好，螺紋對中性好但主要缺點是效率低。 滾珠絲杠螺母副是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動的理想產(chǎn)品。它是傳統(tǒng)滑動性絲杠的進一步延伸發(fā)展。滾珠絲杠螺母副因優(yōu)良的摩擦特性，并且可以消除方向間隙并施加預載，高精度和高靈敏度使其廣泛的運用于各種工業(yè)設備。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對滾珠絲杠副的要求也越來越高，為了使機械產(chǎn)品能實現(xiàn)高的定位精度且能平穩(wěn)運行，要求滾珠絲杠副的運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高。 綜上述分析：本次設計的機械手手臂前后伸縮機構(gòu)采用滾珠絲杠螺母副。 2.2.3總體方案 結(jié)合上述選定的驅(qū)動機構(gòu)和伸縮機構(gòu)方案得出本次機械手手臂前后伸縮機構(gòu)方案如下： 圖2-1 手臂前后伸縮機構(gòu)方案 第3章 設計計算 3.1手臂伸縮驅(qū)動力計算 先進行粗略的估算，或類比同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運動參數(shù)初步確定有關機構(gòu)的主要尺寸，再進行校核計算，修正設計。如此反復，繪出最終的結(jié)構(gòu)。 做水平伸縮直線運動的絲桿螺母副的驅(qū)動力根據(jù)克服的摩擦、慣性等幾個方面的阻力，來確定來確定絲桿螺母副所需要的驅(qū)動力。絲桿螺母副的驅(qū)動力的計算為。 3.1.1 手臂摩擦力的分析與計算 由于導向桿對稱配置，兩導向桿受力均衡，可按一個導向桿計算。 得 得 式中 參與運動的零部件所受的總重力（含工件）（N）； L——手臂與運動的零部件的總重量的重心到導向支撐的前端的距離（m）,參考上一節(jié)的計算； a——導向支撐的長度（m）； ——當量摩擦系數(shù)，其值與導向支撐的截面有關。 對于圓柱面： ——摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時： 鋼對青銅：取 鋼對鑄鐵：取 計算：油缸桿的材料選擇鋼，導向套支撐選擇鋼， 預估，已知L=800mm，導向支撐a設計為200mm 將有關數(shù)據(jù)代入進行計算 600=1260N 3.1.2手臂密封處的摩擦阻力的計算 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設計中，采用O型密封圈，當液壓缸工作壓力小于10Mpa。液壓缸處密封的總摩擦阻力可以近似為： =0.03F。 3.1.3手臂慣性力的計算 =0.1 式中 ——參與運動的零件的總重力（包括工件）(N)； ——從靜止加速到工作速度的變化量(m/s)； ——啟動時間(s)，一般取0.01~0.5； 設啟動時間為0.2s，最大為0.233m/s。 則： =0.1=69.9N 由于背壓阻力較小，可取=0.05 所以 =+++=1260+69.9+0.03F+0.05F 求得 =1446N 所以手臂伸縮驅(qū)動力為=1446N。 3.2電機的選擇 根據(jù)該機械臂的參數(shù)，其動力系統(tǒng)要求電動機定位精度高，速度調(diào)節(jié)方便快速，受環(huán)境影響小，且功率小，并且可用于開環(huán)系統(tǒng)。而BF系列伺服電動機為反應式伺服電動機，具備以上的所有條件，我們選用的型號90BF004的電動機作為主運動的動力源。選用時主要有以下幾個步驟： 3.2.1 扭矩的計算 伺服電機最大靜轉(zhuǎn)矩是指電機的定位轉(zhuǎn)矩。伺服電機的名義啟動轉(zhuǎn)矩與最大靜轉(zhuǎn)矩的關系是； 伺服電機空載啟動是指電機在沒有外加工作負載下的啟動。伺服電機所需空載啟動力矩按下式計算： 式中： ——空載啟動力矩； ——空載啟動時運動部件由靜止升速到最大快進速度折算到電機軸上的加速力矩； ——空載時折算到電機軸上的摩擦力矩； ——由于絲桿預緊折算到電機軸上的附加摩擦力矩； 而且初選電機型號時，應滿足伺服電動機所需空載啟動力矩小于伺服電動機名義啟動轉(zhuǎn)矩，即： 計算的各項力矩如下： ①加速力矩 ==1.8×10= =0.519N/m ②空載摩擦力矩 =0.6 ③附加摩擦力矩 == =0.519+0.6+1.222=2.341 =0.951×25=23.775 3.2.2 啟動矩頻特性校核 伺服電機有三種工況：啟動、快速進給運動、工進運行。 前面提出的，僅僅是指初選電機后檢查電機最大靜轉(zhuǎn)矩是否滿足要求，但是不能保證電機啟動時不丟步。因此，還要對啟動矩頻特性進行校核。 伺服電機啟動有突跳啟動和升速啟動。 突跳啟動時加速力矩很大，啟動時丟步是不可避免的。因此很少見。而升速啟動過程中只要升速時間足夠長，啟動過程緩慢，空載力矩中的加速力矩不會很大。一般不會發(fā)生丟步現(xiàn)象。 3.3絲杠螺母的選擇與計算 3.3.1絲杠螺母副支承方式選擇 絲杠螺母副就是由絲桿、螺母和滾珠組成的一個機構(gòu)。他的作用就是把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)和直線運動進行相互轉(zhuǎn)換。設最大行程為800mm，移動部件大概質(zhì)量為720Kg。 表3-1 絲杠螺母副支承 支承方式 簡圖 特點 一端固定一端自由 結(jié)構(gòu)簡單，絲桿的壓桿的穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速都較低設計時盡量使絲桿受拉伸。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度底，僅僅適用于短絲桿。 一端固定一端游動 需保證螺母與兩端支承同軸，故結(jié)構(gòu)較復雜，工藝較困難，絲桿的軸向剛度與兩端相同，壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比同長度的較高，絲桿有膨脹余地，這種安裝方式一般用在絲桿較長，轉(zhuǎn)速較高的場合，在受力較大時還得增加角接觸球軸承的數(shù)量，轉(zhuǎn)速不高時多用更經(jīng)濟的推力球軸承代替角接觸球軸承。 兩端固定 只有軸承無間隙，絲桿的軸向剛度為一端固定的四倍。一般情況下，絲桿不會受壓，不存在壓桿穩(wěn)定問題，固有頻率比一端固定要高?？梢灶A拉伸，預拉伸后可減少絲桿自重的下垂和熱膨脹的問題，結(jié)構(gòu)和工藝都比較困難，這種裝置適用于對剛度和位移精度要求較高的場合。 3.3.2確定滾珠絲杠副的導程 滾珠絲杠副的導程按下式計算： 式中 —滾珠絲杠副的導程，（）； Vmax—工作臺最高移動速度，（）； —電機最高轉(zhuǎn)速，（）； 由進給系統(tǒng)設計要求知： Vmax=2.5 查閱《機械設計手冊》[13]得： 步進電機110BF003的最高轉(zhuǎn)速nmax=6000。 將數(shù)值代入上式(5-1)可得：Ph≥10。 故取Ph=S=10。 3.3.3強度計算 1）對于圓柱導桿的牽引力計算 Fm=KFX+f(Fz+2FY+G) 取 K=1.4 f=0.2 考慮工作臺在移動過程中只受G影響 故F=fG=0.2×30×9.8=58.8() 考慮工作臺在加工時靜止只受FX影響 故F= KF=1.4×9.8×130=1783.6() 故Fm= F＋ F=58.8＋1783.6=1842.4 2）計算最大動載荷 C 當轉(zhuǎn)速時，滾珠絲杠螺母的主要破壞形式是工作表面的疲 勞點蝕，因此要進行動載強度計算，其計算動載荷應小于或等于滾珠絲杠螺母副的額定動載荷，即 式中 —動載荷系數(shù)； —硬度影響系數(shù)； —當量動載荷，； —滾珠絲杠螺母副的額定動載荷，； —壽命，以為一個單位。 式中 T—使用壽命，； N—循環(huán)次數(shù)； —滾珠絲杠的當量轉(zhuǎn)速，。 取 T=15000 代入數(shù)據(jù)可得： 取 取f=1.0 當工作載荷單調(diào)連續(xù)或周期性單調(diào)連續(xù)變化時，則 式中 、—最大和最小工作載荷，。 所以 計算可得： 查閱《機械設計手冊》[7]選取GD3210-4型滾珠絲杠副 （），所以剛度滿足要求。 3）靜載強度計算 當轉(zhuǎn)速時，滾珠絲杠螺母的主要破壞形式為滾珠接觸面上產(chǎn)生較大塑性變形，影響正常工作。為此進行靜載強度計算，最大計算靜載荷為： 式中 —硬度影響系數(shù)； 查《機械設計手冊》[7]可得：GD3210-4型滾珠絲杠副額定靜載荷，所以滿足要求。滾珠絲杠螺母的主要參數(shù)如表3-2所示： 表3-2 滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù) 滾珠絲杠副型號 GD3210-4 公稱直徑 導程 鋼球直徑 絲杠外徑 螺紋底徑 額定動載荷 額定靜載荷 接觸剛度 3.3.4螺母選擇 由于數(shù)控機床對滾珠絲杠副的剛度有較高要求，故選擇螺母時要注重其剛度的保證。推薦按高剛度要求選擇預載的螺母型式。其中插管式外循環(huán)的端法蘭雙螺母應用最為廣泛。它適用重載荷傳動、高速驅(qū)動及精密定位系統(tǒng)。并在大導程、小導程和多頭螺紋中具有獨特優(yōu)點，且較為經(jīng)濟。 ①滾珠的工作圈數(shù)i和列數(shù)j。根據(jù)所要求性能、工作壽命，推薦按表3-3選取。 表3-3 要求特性 插管式(i×j) 滾珠循環(huán)流暢 1.5×2　1.5×3　2.5×1 剛性 2.5×2　　　2.5×3 ②法蘭形狀。按安裝空間由標準形狀選擇，亦可根據(jù)需要制成特殊法蘭形狀。 ③導程精度選擇 根據(jù)機床定位精度，確定滾珠絲杠副導程的精度等級。一般情況下，推薦按下式估算： E≤(0.25～0.6)TD 式中：E——累計代表導程偏差，μm； TD——機床有效行程的定位精度，μm。 3.4聯(lián)軸器的選用 根據(jù)前面計算，軸最小直徑：取 查機械手冊，根據(jù)軸徑和計算轉(zhuǎn)矩選用彈性柱銷聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩計算 查表課本14-1， K=1.3，則 啟動載荷為名義載荷的1.25倍，則 按照計算轉(zhuǎn)矩應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊選擇聯(lián)軸器型號為選用HL1（J1型）彈性柱銷聯(lián)軸器，其允許最大扭矩[T]=63,許用最高轉(zhuǎn)速 n=5000，半聯(lián)軸器的孔徑d=15，孔長度l=30mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=32。 3.5軸承及鍵的選用與校核 3.5.1軸承 1）按承載較大的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承的預期壽命取為：L'h＝29200h 由上面的計算結(jié)果有軸承受的徑向力為Fr1=340.43N， 軸向力為Fa1=159.90N， 2）初步選擇深溝球軸承6204，其基本額定動載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。 3）徑向當量動載荷 動載荷為，查得，則有 由式13-5得 滿足要求。 3.5.2鍵 1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 選用單圓頭平鍵，尺寸為 2)校核鍵聯(lián)接的強度 鍵、軸材料都是鋼，由機械設計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為 鍵的工作長度 ，合適 3.6手臂設計與校核 3.6.1導向裝置 氣壓驅(qū)動的機械手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設計手臂結(jié)構(gòu)時，應該采用導向裝置。具體的安裝形式應該根據(jù)本設計的具體結(jié)構(gòu)和抓取物體重量等因素來確定，同時在結(jié)構(gòu)設計和布局上應該盡量減少運動部件的重量和減少對回轉(zhuǎn)中心的慣量。 導向桿目前常采用的裝置有單導向桿，雙導向桿，四導向桿等，在本設計中才用單導向桿來增加手臂的剛性和導向性。 3.6.2平衡裝置 在本設計中，為了使手臂的兩端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)，減少手抓一側(cè)重力矩對性能的影響，故在手臂伸縮一側(cè)加裝平衡裝置，裝置內(nèi)加放砝碼，砝碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量的運行參數(shù)視具體情況加以調(diào)節(jié)，務求使兩端盡量接近平衡。 3.6.3尺寸設計 長度設計為,內(nèi)徑為,半徑R=105mm,軸徑半徑,運行角速度=，加速度時間0.5s,壓強, 則力矩： 3.6.4尺寸校核 （1）測定參與手臂轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量,分析部件的質(zhì)量分布情況， 質(zhì)量密度等效分布在一個半徑的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣量： （） 考慮軸承，油封之間的摩擦力，設定一摩擦系數(shù), 總驅(qū)動力矩： 設計尺寸滿足使用要求。 結(jié) 論 這次畢業(yè)設計幾乎用到了我們大學所學的所有專業(yè)課程，可以說是我們大學所學專業(yè)知識的一次綜合考察和評定。通過這次畢業(yè)設計，使我們對以前所學的專業(yè)知識有了一個總體的認識與融會貫通。例如我們在設計過程當中需要用到所學的工程制圖、材料力學、機械工程材料、機械設計、極限配合與公差以及CAD計算機輔助制圖等基礎的專業(yè)知識。在做畢業(yè)設計的過程中，不僅使我們熟悉了舊的的知識點，還使我們發(fā)現(xiàn)了許多以前沒有注意的細節(jié)問題，而這些細節(jié)問題恰恰是決定我們是否能夠成為一名合格的機械技術(shù)人才的關鍵所在。 此外，我感覺兩個月的畢業(yè)設計極大的豐富了我們的知識面，使我學到了許多知識，不僅僅局限于多學的專業(yè)知識.在做設計的過程中，由于需要用到課本外的知識，這要求我們上網(wǎng)或者到圖書館等查閱資料。例如在設計傳動方案時就需要我們對提升裝置的工作環(huán)境和工作能力等由一定的了解才能選擇合適的傳動方式。由于以前沒有注意此方面的問題,所以必須通過實踐認識和查閱資料才能做到更好。 參考文獻 [1]喬東凱 黃崇林. 移動式工業(yè)機器人設計的動力學分析[J] .茂名學院學報，2003， 13（3） [2]張廣鵬 方英武 田忠強. 工業(yè)機器人整機結(jié)構(gòu)方案的動態(tài)性能評價[J]. 西安理工大 [3]徐灝. 機械設計手冊[M]第5卷. 機械工業(yè)出版社， 1992 [4]吳宗澤. 機械設計師手冊[M]. 機械工業(yè)出版社， 2002 [5]成大先. 機械設計圖冊[M]. 化學工業(yè)出版社， 2002年 [6]羅洪量 . 機械原理課程設計指導書[M]（第二版）. 高等教育出版社，1986 [7] JJ.杰克（美）. 機械與機構(gòu)的設計原理[M]（第一版）. 機械工業(yè)出版社，1985 [8]王玉新. 機構(gòu)創(chuàng)新設計方法學[M]（第一版）. 天津大學出版社， 1996 [9]張建民. 工業(yè)機器人[B][M]. 北京理工大學出版社，1992 [10]馬香峰. 機器人結(jié)構(gòu)學[B] [M] . 機械工業(yè)出版社，1991 [11] [俄]IO.M.索羅門采夫. 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