工業(yè)機(jī)械手大學(xué)方案設(shè)計(jì)方案費(fèi)下載

1、知識(shí)不僅是指課本的內(nèi)容 , 還包括社會(huì)經(jīng)驗(yàn)、文明文化、時(shí)代精神等整體要素知識(shí)是新時(shí)代的資本 , 五六十年代人靠勤勞可以成事；今天的香港要搶知識(shí), 才有競(jìng)爭(zhēng)力, 要以知識(shí)取勝,第一章引言需要畢業(yè)設(shè)計(jì)論文配套圖紙請(qǐng)聯(lián)系 QQ； 351807965機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還是新興產(chǎn)業(yè)都離不開(kāi)各種各樣的機(jī)械裝備機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志因此世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一工業(yè)機(jī)械手是近幾十

2、年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景機(jī)械手是在機(jī)械化自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)迅速發(fā)殿起來(lái)的一門新興的技術(shù)它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合機(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力大的特

3、點(diǎn)因此機(jī)械手已受到許多部門的重視并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器它有多個(gè)自由度可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作1.1機(jī)械手的分類機(jī)械手一般分為三類：第一類是不需要人工操作的通用機(jī)械手它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序以完成各項(xiàng)規(guī)定的操作它的特點(diǎn)是具備普通機(jī)械的性能之外還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械第二類是需要人工才做的稱為操作機(jī)它起源于原子、軍事工業(yè)先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)后來(lái)發(fā)展到用無(wú)

4、線電訊號(hào)操作機(jī)來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇第三類是用專用機(jī)械手主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上用以解決機(jī)床上下料和工件送這種機(jī)械手在國(guó)外稱為Mechanical Hand它是為主機(jī)服務(wù)的由主機(jī)驅(qū)動(dòng)；除少數(shù)以外工作程序一般是固定的因此是專用的在國(guó)外目前主要是搞第一類通用機(jī)械手國(guó)外稱為機(jī)器人本課題所做的機(jī)械手是屬于第三類機(jī)械手1、簡(jiǎn)史機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)是示教形的1962 年美國(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手商名為 Unim

5、ate （即萬(wàn)能自動(dòng)）運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿照坦克炮塔臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮、用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲(chǔ)裝置不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的同年該公司和普魯曼公司合并成立萬(wàn)能自動(dòng)公司專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手1962 年美國(guó)機(jī)械制造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用液壓驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初但都是國(guó)外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)1978 年美國(guó) Unimate 公司和斯坦福大學(xué)麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種 Unimate-Vicarm 型工業(yè)機(jī)械手裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制用于裝配作業(yè)定位誤差小于1 毫米聯(lián)邦德國(guó)機(jī)械制造

6、業(yè)是從1970 年開(kāi)始應(yīng)用機(jī)械手主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)聯(lián)邦德國(guó)KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家自 1969 年從美國(guó)引進(jìn)兩種機(jī)械手后大力從事機(jī)械手的研究前蘇聯(lián)自六十年代開(kāi)始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手至 1977 年底其中一半是國(guó)產(chǎn)一半是進(jìn)口目前工業(yè)機(jī)械手大部分還屬于第一代主要依靠工人進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度第二代機(jī)械手正在加緊研制它設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力甚至聽(tīng)、想的能力研究安裝各種傳感器把感覺(jué)到的信息反饋是機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能第三代機(jī)械手則能獨(dú)立完成工作中過(guò)程中的任務(wù)它與電子計(jì)算機(jī)和電

7、視設(shè)備保持聯(lián)系并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中的重要一環(huán)2、 應(yīng)用簡(jiǎn)況現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化自動(dòng)化已成為突出的主題化工等連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化已基本得到解決但在機(jī)械工業(yè)中加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的因此裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的有資料統(tǒng)計(jì)：美國(guó)偏重于毛坯生產(chǎn)日本偏重于機(jī)械加工隨著機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用的對(duì)象還會(huì)有所改變機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力改善熱、累等勞動(dòng)條件國(guó)內(nèi)機(jī)械手工業(yè)、鐵路工業(yè)中首先在單機(jī)、專機(jī)上采用機(jī)械手上下料減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度國(guó)外鐵路工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手以加工鐵路車軸、輪等大、中批零件并

8、和機(jī)床共同組成一個(gè)綜合的數(shù)控加工系統(tǒng)采用機(jī)械手進(jìn)行裝配更始目前研究的重點(diǎn)國(guó)外已研究采用攝象機(jī)和力傳感裝置和微型計(jì)算機(jī)連在一起能確定零件的方位達(dá)到鑲裝的目的3、 發(fā)展趨勢(shì)目前工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鑄造、熱處理等方面無(wú)論數(shù)量、品種和性能方面還是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要在國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度改善作業(yè)條件在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)以及根據(jù)不同類型的加緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)所以便根據(jù)不同的作業(yè)要求選擇不同類型的基加緊

9、機(jī)構(gòu)即可組成不同用途的機(jī)械手既便于設(shè)計(jì)制造有便于更換工件擴(kuò)大應(yīng)用范圍同時(shí)要提高速度減少?zèng)_擊正確定位以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型以及具有觸覺(jué)、視覺(jué)等性能的機(jī)械手并考慮與計(jì)算機(jī)連用逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多發(fā)展較快目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)它可按照事先指定的作業(yè)程序來(lái)完成規(guī)定的操作此外國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手使它具有一定的傳感能力能反饋外界條件的變化作相應(yīng)的變更如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)即能更正并自行檢測(cè)重點(diǎn)是研究視覺(jué)功能和觸覺(jué)功能目前已經(jīng)取得一定成績(jī)視覺(jué)功能即在機(jī)械

10、手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（即距離傳感器）以及微型計(jì)算機(jī)工作是電視照相機(jī)將物體形象變成視頻信號(hào)然后送給計(jì)算機(jī)以便分析物體的種類、大小、顏色和位置并發(fā)出指令控制機(jī)械手進(jìn)行工作觸覺(jué)功能即是在機(jī)械手上安裝有觸覺(jué)反饋控制裝置工作時(shí)機(jī)械手首先伸出手指尋找工作通過(guò)安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺(jué)作用然后伸向前方抓住工件手的抓力大小通過(guò)裝在手指內(nèi)的敏感元件來(lái)控制達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小總之隨著傳感技術(shù)的發(fā)展機(jī)械手裝配作業(yè)的能力也將進(jìn)一步提高更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)1.2機(jī)械手的組成機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成

11、其組成及相互關(guān)系如下圖：1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如圖 1.2-1所示 )圖 1.2-1（ 1） 手部手部安裝在手臂的前端手臂的內(nèi)孔裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸可把動(dòng)作傳給手腕以轉(zhuǎn)動(dòng)、伸屈手腕開(kāi)閉手指本課所指的機(jī)械手僅需開(kāi)閉手指機(jī)械手手部的機(jī)構(gòu)系模仿人的手指分為無(wú)關(guān)節(jié)固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)三種手指的數(shù)量又可以分為二指、三指和四指等其中以二指用的最多可以根據(jù)夾持對(duì)象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭以適應(yīng)操作需要本課所做的機(jī)械手采用二指形狀（ 2） 手臂手臂有無(wú)關(guān)節(jié)和有關(guān)節(jié)手臂之分本課所做的機(jī)械手的手臂采用無(wú)關(guān)節(jié)臂手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確的抓住工件并運(yùn)送到所需要的位置上為了使機(jī)械手能夠正確的工作手臂的三個(gè)自由度都需要精確的定位

12、本課題所做的機(jī)械手在手臂的上升、下降、前伸、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三個(gè)方向的定位均采用行程開(kāi)關(guān)控制以保證定位的精度總括機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)離不開(kāi)直線移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)二種因此它采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是直線油缸、擺動(dòng)油缸、電液脈沖馬達(dá)、伺服油馬達(dá)、直流伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)等軀干是安裝手臂、動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架2、 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有四種：液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)其中以液壓氣動(dòng)用的最多占 90%以上電動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)用的較少液壓驅(qū)動(dòng)主要是通過(guò)油缸、閥、油泵和油箱等實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)；利用擺動(dòng)油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是壓力高、體

13、積小、出力大、運(yùn)動(dòng)平緩可無(wú)級(jí)變速自鎖方便并能在中間位置停止缺點(diǎn)是需要配備壓力源系統(tǒng)復(fù)雜成本較高氣壓驅(qū)動(dòng)所采用的元件為氣壓缸、氣壓馬達(dá)、氣閥等一般采用4-6 個(gè)大氣壓個(gè)別的達(dá)到8-10 個(gè)大氣壓它的優(yōu)點(diǎn)是氣源方便維護(hù)簡(jiǎn)單成本低缺點(diǎn)是出力小體積大由于空氣的可壓縮性大很難實(shí)現(xiàn)中間位置的停止只能用于點(diǎn)位控制而且潤(rùn)滑性較差氣壓系統(tǒng)容易生銹為了減少停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的沖擊氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機(jī)構(gòu)或緩沖機(jī)構(gòu)電氣驅(qū)動(dòng)采用的不多現(xiàn)在都用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力用大減速比減速器來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；直線運(yùn)動(dòng)則用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)；有的采用直線電動(dòng)機(jī)通用機(jī)械手則考慮用步進(jìn)電機(jī)、直流或交流的伺服電機(jī)、變速箱等電氣驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力

14、源簡(jiǎn)單維護(hù)使用方便驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)可以采用統(tǒng)一形式的動(dòng)力出力比較大；缺點(diǎn)是控制響應(yīng)速度比較慢機(jī)械驅(qū)動(dòng)只用于固定的場(chǎng)合一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作它的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作確實(shí)可靠速度高成本低；缺點(diǎn)是不易調(diào)整本課題所做的機(jī)械手采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)手臂的上升、下降方面采用手臂的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、手臂的夾緊、放松方面3、 控制系統(tǒng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的要素包括工作順序、到達(dá)位置、動(dòng)作時(shí)間和加速度等控制系統(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制它首先要編制程序加以存儲(chǔ)然后再根據(jù)規(guī)定的程序控制機(jī)械手進(jìn)行工作1.3應(yīng)用機(jī)械手的意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展機(jī)械手也越來(lái)越多的地被應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)中鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、

15、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實(shí)理其他部門如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國(guó)防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手的意義可以概括如下：一、以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化的程度從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本二、以改善勞動(dòng)條件避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場(chǎng)合中用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)使勞動(dòng)條件得以改善在一些簡(jiǎn)單、重復(fù)特別是較笨重的操作中以機(jī)械手代替人進(jìn)行工作可以避免由于操作疲

16、勞或疏忽而造成的人身事故三、可以減輕人力并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面因此在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上目前幾乎都沒(méi)有機(jī)械手以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)綜上所述有效的應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)第二章總體技術(shù)方案及系統(tǒng)組成2.1原始數(shù)據(jù)負(fù)載重量： 10kg重復(fù)定位精度：1mm自由度： 3（ Z 的移動(dòng)R 軸的平動(dòng) 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)）ZR：大臂的升降：大臂的伸縮：腰軸各軸最大運(yùn)動(dòng)速度：Z軸上下： 200mm/s 軸回轉(zhuǎn)： 30 /sR軸伸縮： 200mm/s各軸最大運(yùn)動(dòng)范圍：

17、Z 軸上下： 550mm 軸回轉(zhuǎn)： 90R 軸伸縮： 400mm2.2 工作要求：機(jī)械手的工藝流程：機(jī)械手原位機(jī)械手前伸機(jī)械手上升機(jī)械手抓取并夾緊機(jī)械手后退機(jī)械手前進(jìn)（小車）小車停止機(jī)械手左轉(zhuǎn) 90機(jī)械手前伸機(jī)械手松開(kāi)機(jī)械手后退（小車）機(jī)械手下降機(jī)械手右轉(zhuǎn) 90小車后退退至原位機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.3系統(tǒng)組成本基械手系統(tǒng)由機(jī)體傳送機(jī)構(gòu)動(dòng)力源和控制裝置四部分組成其中機(jī)體由小車及本體等部分組成；傳送機(jī)構(gòu)主要由伸縮臂及抓緊機(jī)構(gòu)所組成；動(dòng)力源由液壓驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)兩種形式構(gòu)成控制裝置主要由自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩部分組成2.4總體技術(shù)方案畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的就是要把我們所學(xué)的比較分散的知識(shí)綜合起來(lái)并進(jìn)行靈活運(yùn)用現(xiàn)在的發(fā)展趨

18、勢(shì)是機(jī)電一體化因此我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)是要我們將機(jī) 、 電 、液 三者合并起來(lái) 機(jī) 即是指機(jī)械機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程可以分五部分即機(jī)械手的上升下降、機(jī)械手的前伸后縮、機(jī)械手的加緊放松、機(jī)械手的左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、小車的前進(jìn)后退這五部分中我們靠機(jī)械完成機(jī)械手的上升下降動(dòng)作即本課題所做的機(jī)械手采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)手臂的上升、下降方面滾珠螺旋傳動(dòng)是在絲杠和螺母滾道之間放入適量的滾珠使螺紋間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦絲桿傳動(dòng)是帶動(dòng)滾珠沿螺紋軌道滾動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng)與滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)或者其他直線運(yùn)動(dòng)副相比有以下特點(diǎn)：1） 傳動(dòng)效率高一般滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率達(dá)85%-98%為滑動(dòng)絲杠副的3-4 倍2） 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)滾動(dòng)摩擦系數(shù)接近常數(shù)啟動(dòng)與

19、工作摩擦力矩差別很小啟動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊低速時(shí)無(wú)爬行3） 能源預(yù)緊預(yù)緊后可消除間隙產(chǎn)生過(guò)盈提高接觸剛度和傳動(dòng)精度同時(shí)增加的摩擦力矩相對(duì)不大4） 工作壽命長(zhǎng)滾珠絲杠螺母副的摩擦表面為高硬度、高精度具有較長(zhǎng)的工作壽命和精度保持性壽命約為滑動(dòng)絲杠副的4-10 倍以上.5） 定位精度和重復(fù)定位精度高由于滾珠絲杠副摩擦小、溫升小、無(wú)爬行、無(wú)間隙通過(guò)預(yù)緊進(jìn)行預(yù)拉伸的補(bǔ)償?shù)呐蛎浺虼丝梢赃_(dá)到較高的定位精度和重復(fù)定位精度6） 同步性好用幾套相同的滾珠絲杠副同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)部件可以得到較好的同步運(yùn)動(dòng)7） 可靠性高潤(rùn)滑密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維修方便8） 不自鎖用于垂直運(yùn)動(dòng)必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動(dòng)裝置9） 經(jīng)濟(jì)性差成本高由

20、于結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜故制造成本高價(jià)格往往以mm計(jì)經(jīng)過(guò)計(jì)算選擇如下：電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y802-2功率： 1.1W絲杠型號(hào)：Tr40 72.4.1 動(dòng)作分析工業(yè)機(jī)械手的機(jī)械機(jī)構(gòu)是指它的執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械手抓持工件、進(jìn)行操作及各種運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部件機(jī)械部件主要包括手部手臂前后伸縮部分手臂上下升降部分腰轉(zhuǎn)部分以及機(jī)座和行走機(jī)構(gòu)2.4.2手部手部：包括杠桿手指單向作用式握緊油缸等其工作原理：物體進(jìn)入手指后拉桿手油缸作用通過(guò)拉桿帶動(dòng)杠桿手指回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)握緊或松開(kāi)動(dòng)作1) 手臂的前后伸縮部分手臂的前后伸縮部分由直線油缸帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)當(dāng)直線油缸工作時(shí)通過(guò)活塞桿行程的變化完成手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)2) 手臂的上下升降部分手臂的上下升降部分是由電動(dòng)

21、機(jī)、絲桿傳動(dòng)副、立柱等部分組成當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)通過(guò)聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿由于絲桿螺母周受到立柱的徑向轉(zhuǎn)動(dòng)限制使得螺母及手臂架只能作上下運(yùn)動(dòng)3) 腰轉(zhuǎn)部分腰轉(zhuǎn)部分主要由轉(zhuǎn)盤和回轉(zhuǎn)油缸組成當(dāng)壓力油進(jìn)入回轉(zhuǎn)油缸時(shí)回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)通過(guò)活塞桿的伸縮帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的左右轉(zhuǎn)動(dòng)4) 行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)主要是由電動(dòng)機(jī)、齒輪、帶輪等組成當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)通過(guò)齒輪、帶輪的傳動(dòng)帶動(dòng)小車的輪子轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)行走第三章機(jī)械手的液壓部分 機(jī)、電、液 中的 液 即指液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是一門新興的技術(shù)人類使用水力機(jī)械及液壓技術(shù)雖然已有很長(zhǎng)的歷史但是液壓技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中得以應(yīng)用并取得迅速發(fā)展則是本世紀(jì)特別是第二次

22、世界大戰(zhàn)以來(lái)的事由于液壓傳動(dòng)具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)因而目前已廣泛的應(yīng)用在工、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、交通運(yùn)輸、路地行走設(shè)備、船舶控制、火炮控制、飛機(jī)、導(dǎo)彈等各方面3.1液壓系統(tǒng)的工作原理所謂液壓系統(tǒng)就是以液體為介質(zhì)依靠運(yùn)動(dòng)者的液體的壓力能來(lái)傳遞力的液壓系統(tǒng)工作是液壓泵把電動(dòng)機(jī)傳來(lái)的回轉(zhuǎn)式機(jī)械能轉(zhuǎn)變成油液的壓力能：油液被輸送到液壓缸（或液壓馬達(dá)）后又由液壓缸（或液壓馬達(dá)）把油液的壓力能變?yōu)橹本€式（或回轉(zhuǎn)式）的機(jī)械能輸出液壓系統(tǒng)中的油液在受調(diào)節(jié)、控制的狀態(tài)下進(jìn)行工作的因此液壓傳動(dòng)和液壓控制在這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)難以截然分開(kāi)液壓系統(tǒng)必須滿足起執(zhí)行元件在力和速度方面的要求3.2液壓傳動(dòng)的工作特性液壓系統(tǒng)工作是外界負(fù)載越

23、大（在有效承壓面積一定的前提下）所需要的壓力也越大反之亦然因此液壓系統(tǒng)的由壓力（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)的壓力下同）大小取決于外界負(fù)載負(fù)載大系統(tǒng)壓力大；負(fù)載小系統(tǒng)壓力??；負(fù)載為零系統(tǒng)壓力為零另外活塞或工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)的速度下同）取決于單位時(shí)間通過(guò)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸中油液的體積即流量流量越大（在有效承壓面積一定的前提下）系統(tǒng)的速度越快反之亦然流量為零系統(tǒng)的速度亦為零液壓系統(tǒng)的壓力和外在負(fù)載速度和流量的這兩個(gè)關(guān)系稱作液壓傳動(dòng)的兩個(gè)工作特性3.3液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成：1）動(dòng)力元件 它是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的裝置液壓泵即為動(dòng)力元件2）執(zhí)行元件 它是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝

24、置以驅(qū)動(dòng)部件液壓缸和液壓馬達(dá)即為執(zhí)行元件3）控制調(diào)節(jié)元件控制調(diào)節(jié)元件是指各種閥類元件它們的作用是控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和方向以保證執(zhí)行元件完成預(yù)期的工作運(yùn)動(dòng)4） 輔助元件輔助元件是指油箱、油管、管接頭、濾油器、壓力表、流量表等5）工作介質(zhì)在液壓系統(tǒng)中使用液壓油（通常為礦物油）3.4液壓系統(tǒng)的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓系統(tǒng)與機(jī)械、電力等傳動(dòng)相比有以下特點(diǎn)：1）能方便的進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速調(diào)速范圍大2）體積小、重量輕、功率大一方面在相同輸出功率的前提下其體積小、重量輕、慣性小、動(dòng)作靈敏這對(duì)于液壓自動(dòng)控制系統(tǒng)有重要的意義另一方面在體積或重量相近的情況下其輸出功率大能傳遞較大的扭矩或推力（如萬(wàn)噸水壓力等）3）控制和

25、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、方便、省力易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和過(guò)載保護(hù)4）可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)5）因?yàn)閭鲃?dòng)介質(zhì)為油液故液體元件有自我潤(rùn)滑作用使用壽命長(zhǎng)6）液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用7）可以采用大推力的液壓缸和大扭矩的液壓馬達(dá)直接帶動(dòng)負(fù)載從而失去了中間的減速裝置使傳動(dòng)簡(jiǎn)化液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：1） 漏由于作為傳動(dòng)介質(zhì)的液體是在一定的壓力下有時(shí)是在較高的壓力下工作的因此在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面間不可避免要產(chǎn)生泄漏同時(shí)由于油液并不是不可以壓縮的油管等也回產(chǎn)生彈性變形所以液壓傳動(dòng)不宜用在傳動(dòng)比要求較嚴(yán)格的場(chǎng)合2） 震液壓傳動(dòng)中的 液壓沖擊和空穴現(xiàn)象 會(huì)產(chǎn)生很大的震動(dòng)和噪聲3） 熱在能量轉(zhuǎn)換和傳

26、遞過(guò)程中由于存在機(jī)械摩擦、壓力損失、泄漏損失因而易使油液發(fā)熱總效率降低故液壓傳動(dòng)不宜遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)動(dòng)4） 液壓傳動(dòng)性能對(duì)溫度比較敏感故不宜在高溫及低溫下工作液壓傳動(dòng)裝置對(duì)油液的污染也較敏感故要求有良好的過(guò)濾設(shè)施5） 液壓元件加工要求高一般情況下又要求有獨(dú)立的能源（如液壓泵站）這些可能使產(chǎn)品成本提高6） 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)鼓故障時(shí)不宜追查原因不宜迅速排除綜上所述液壓傳動(dòng)由于其優(yōu)點(diǎn)比較突出故在工、農(nóng)業(yè)各個(gè)部門獲得廣泛的應(yīng)用它的某些缺點(diǎn)隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展、提高正在逐步得到克服由于液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)有以上幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)所以確定機(jī)械手的前伸后退、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、夾緊放松著三部分動(dòng)作用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)第四章回轉(zhuǎn)裝置的

27、總體組成及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 回轉(zhuǎn)裝置的組成回轉(zhuǎn)裝置主要由執(zhí)行件、傳遞件、驅(qū)動(dòng)件及控制系統(tǒng)四大部分組成4.1.1執(zhí)行件本設(shè)計(jì)選用的是回轉(zhuǎn)臺(tái)與傳遞件- 鏈輪共用的一個(gè)長(zhǎng)平鍵的心軸驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)傳遞件- 鏈輪傳動(dòng)鏈輪通過(guò)共用件將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接傳遞給與心軸件聯(lián)接的回轉(zhuǎn)臺(tái)并使之旋轉(zhuǎn)4.1.2傳遞件本課題中機(jī)械手要求作間歇往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)因此考慮采用回轉(zhuǎn)曲線傳動(dòng)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)可分為齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)雖然效率高工作可靠壽命長(zhǎng)結(jié)構(gòu)緊湊圓周速度及功率范圍廣但制造和安裝精度要求較高不能緩沖無(wú)過(guò)載保護(hù)低精度時(shí)噪聲大由于本課題中機(jī)械手回轉(zhuǎn)精度要求不高因此不予考慮鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象工作可靠具有準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比傳動(dòng)效

28、率較高在傳動(dòng)相同功率的情況下結(jié)構(gòu)較為緊湊鏈條張緊力小作用于鏈輪軸的力也較小故鏈傳動(dòng)能夠在低速重載的條件下使用與齒輪傳動(dòng)相比鏈傳動(dòng)制造和安裝精度要求較低鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比傳動(dòng)平穩(wěn)性較差工作時(shí)有沖擊和噪聲磨損后易發(fā)生跳齒傳動(dòng)中有周期性的重載荷和嚙合沖擊不適合載荷變化很大和急速反向轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合帶傳動(dòng)是一種應(yīng)用很廣的機(jī)械傳動(dòng)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制作成本低傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)需潤(rùn)滑制造和安裝精度要求不高噪聲小能緩沖吸震有過(guò)載保護(hù)作用同步帶傳動(dòng)是一種嚙合型帶傳動(dòng)它具有齒輪傳動(dòng)和摩擦帶傳動(dòng)的特點(diǎn)還具有傳遞功率大傳動(dòng)比準(zhǔn)確等特點(diǎn)故多用于要求傳動(dòng)平穩(wěn)傳動(dòng)精度較高的場(chǎng)合因此回轉(zhuǎn)裝置中的運(yùn)動(dòng)傳遞本設(shè)計(jì)使用同步帶

29、傳動(dòng)4.1.3驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)件主要有四種：氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)其中以液壓、氣動(dòng)用的最多占 90%以上；電動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)用的較少氣壓驅(qū)動(dòng)所采用的元件為氣壓缸、氣壓馬達(dá)、氣閥等一般采用4-6 個(gè)大氣壓個(gè)別的達(dá)到8-10 個(gè)大氣壓它的優(yōu)點(diǎn)是氣源方便維護(hù)簡(jiǎn)單成本低缺點(diǎn)是出力小體積大由于空氣的可壓縮性大很難實(shí)現(xiàn)中間位置的停止只能用于點(diǎn)位控制而且潤(rùn)滑性較差氣壓系統(tǒng)容易生銹為了減少停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的沖擊氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機(jī)構(gòu)或緩沖機(jī)構(gòu)氣驅(qū)動(dòng)采用的不多現(xiàn)在都用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力用大減速比減速器來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；直線運(yùn)動(dòng)則用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)；有的采用直線電動(dòng)機(jī)通用機(jī)械手則考慮采用同一種形式的動(dòng)力

30、出力比較大；缺點(diǎn)是控制響應(yīng)速度比較慢機(jī)械驅(qū)動(dòng)只用于固定的場(chǎng)合一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作它的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作確實(shí)可靠速度高成本低；缺點(diǎn)是不易調(diào)整液壓驅(qū)動(dòng)主要是通過(guò)油缸、閥、油泵和油箱等實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)；利用擺動(dòng)油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是壓力高、體積小、出力大、運(yùn)動(dòng)平緩可無(wú)級(jí)變速自鎖方便并能在中間位置停止缺點(diǎn)是需要配備壓力源系統(tǒng)復(fù)雜成本較高本課題設(shè)計(jì)采用液壓驅(qū)動(dòng)利用液壓缸帶動(dòng)帶動(dòng)鏈輪、鏈條實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)配有液壓總站與回轉(zhuǎn)裝置并排置于小車之上4.1.4控制系統(tǒng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的要素包括工作順序、到達(dá)位置、動(dòng)作時(shí)間和

31、加速度等控制系統(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制它首先要編制程序加以存儲(chǔ)然后再根據(jù)規(guī)定的程序控制機(jī)械手進(jìn)行工作本課題采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶輪、帶輪傳動(dòng)通過(guò)齒輪和軸的公用件實(shí)現(xiàn)小車的行走運(yùn)動(dòng)第五章機(jī)械傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1小車的主要組成部分1、 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步帶與帶輪驅(qū)動(dòng)小車沿導(dǎo)軌作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)2、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)交換工作臺(tái)的送出采用液壓送出方式交換工作臺(tái)應(yīng)沿相應(yīng)的軌道送出3、 控制部分采用 PLC可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)小車各個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制其小車示意圖如圖5.1-1所示圖 5.1-15.2同步帶傳動(dòng)方式優(yōu)缺點(diǎn)（一）優(yōu)點(diǎn)1、 傳動(dòng)比準(zhǔn)確同步帶是嚙合傳動(dòng)工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)2、 傳動(dòng)效

32、率高效率可達(dá)96%與 V 帶相比可節(jié)能10%以上3、 傳動(dòng)平穩(wěn)能吸收振動(dòng)噪聲小4、 使用范圍廣傳動(dòng)比可達(dá)10且?guī)л喼睆奖萔 帶小得多也不需要大的張緊力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)高速大50m/s傳遞功率300KW5、 傳動(dòng)比準(zhǔn)確對(duì)軸及軸承的壓力小耐油耐磨性好允許采用較小的帶輪直徑較短的中心距和較大是速比6、 維護(hù)保養(yǎng)方便能在高溫灰塵、水及、腐蝕介質(zhì)的惡劣環(huán)境中工作不需潤(rùn)滑（二）缺點(diǎn)：1、 安裝要求高要求二帶輪軸線平行同步在與二帶輪軸線垂直的平面內(nèi)運(yùn)行帶輪中心距要求較嚴(yán)格安裝不當(dāng)易發(fā)生干涉爬齒跳齒等現(xiàn)象2、 帶與帶輪的制造工藝比較復(fù)雜成本受批量影響5.3驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種把脈沖信號(hào)變換成直線位移或角位移的執(zhí)

33、行元件也可以說(shuō)是一種機(jī)械式的數(shù)模轉(zhuǎn)換器每輸入一個(gè)脈沖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就前進(jìn)一步因此稱作脈沖電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類繁多主要分三大類：反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、機(jī)床磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以及永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本是合計(jì)采用反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是應(yīng)用最廣泛的一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能成為現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)重要的執(zhí)行元件是因?yàn)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)本身也在不斷發(fā)展性能也在不斷完善其優(yōu)點(diǎn)如下：1、 可直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制2、 控制性能好3、 無(wú)接觸式元件沒(méi)有電刷和轉(zhuǎn)換器運(yùn)行平穩(wěn)可靠在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載范圍內(nèi)步距值不受電源電壓的大小負(fù)載大小波形及周圍環(huán)境溫度變換的影響抗干擾能力強(qiáng)能保持運(yùn)行轉(zhuǎn)速4、 誤差不長(zhǎng)期積累5、 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在一相繞組通

34、電的情況下具有自鎖能力永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在不通電的情況下也能保持轉(zhuǎn)矩5.4機(jī)械傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)采用一級(jí)傳動(dòng)傳動(dòng)比為1.5本設(shè)計(jì)計(jì)算參照 (下冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社出版 ) 中的第十章鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)中第五節(jié)多楔帶和同步帶傳動(dòng)中的同步帶傳動(dòng)章節(jié)5.4.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)確定因?yàn)樵O(shè)計(jì)車速為3km/h考慮到實(shí)際車速有50%的誤差所以實(shí)際最高車速應(yīng)為4.5km/h折算成米 / 秒 應(yīng)為 1.25m/sV車 =1.25m/s據(jù)實(shí)際工作要求取車輪直徑為130mm 因?yàn)檐囁贋樗攒囁僖矐?yīng)等于輪子的切向速度因?yàn)閂=dn/60 10001.25m/sV- 車輪切向速度V=1.25m/sd- 車輪直徑d=130mmn- 車

35、輪轉(zhuǎn)速所以經(jīng)計(jì)算得 n=60 1000V/d =60 1000 1.25/3.14 130=184rpm 因?yàn)檐囕嗈D(zhuǎn)速也等于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速所以n 轉(zhuǎn)驅(qū) =n=184rpmn轉(zhuǎn)驅(qū) =184rpm因?yàn)門=9.55 P 驅(qū) /nT-驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=9NMP 驅(qū) - 驅(qū)動(dòng)軸功率n-驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n=184rpm所以經(jīng)計(jì)算得9 =9.55 P 驅(qū)/184P驅(qū) =0.2KM因?yàn)?n 電 /n 驅(qū)n驅(qū) - 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n驅(qū) =184rpmn 電 - 電機(jī)軸轉(zhuǎn)速 - 傳動(dòng)比所以計(jì)算得 n 電=.n 電驅(qū) n 電 =1.5 184=276rpm記 n 電 =276rpm因?yàn)轵?qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)驅(qū)為 9N.m所以據(jù)實(shí)際工作要求選用型號(hào)為1

36、30BF001 相數(shù)為 5 相步距角為0.75 電壓為 12/80V 相電流為 10A 最大轉(zhuǎn)距為9.31N.m 空載起動(dòng)頻率為3000 步/S空載運(yùn)行頻率為 16000 步/S 的反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)因?yàn)?T電 =9.55 P 電 /n 電T電 - 電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩T電=9.31n.mn 電 - 電機(jī)軸轉(zhuǎn)速n電=276rpmP 電 - 電機(jī)功率所以計(jì)算得P 電=T 電 n 電 /9.55 =9.31 276/9.55 =0.26kmP 電 =0.26km因?yàn)榭?=帶聯(lián)滾總 - 總的傳動(dòng)效率帶 - 同步帶的傳動(dòng)效率帶 =0.98聯(lián) - 聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率聯(lián) =0.99滾 - 滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率滾 =0.9

37、9所以總 =0.98 0.99 0.99=0.99總=0.99因?yàn)?P驅(qū) =P 實(shí)電總P 驅(qū) - 驅(qū)動(dòng)軸功率P驅(qū) =0.2Kw總 - 總機(jī)械傳動(dòng)功率總 =0.99P 實(shí)電 - 電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率所以計(jì)算得 P實(shí)電 =P 驅(qū) / 總 =0.2/0.99=0.21kwP 實(shí)電 =0.21kw因?yàn)?P實(shí)電 P 電所以符合工作要求5.4.2同步帶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1）求出設(shè)計(jì)功率因?yàn)?Pd=Pm KPd-Pm-設(shè)計(jì)功率名義傳遞功率也就是電動(dòng)機(jī)功率P P=0.26kwK- 載荷修正系數(shù) 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) （下）表 10.5-9 載荷修正系數(shù) K取 1.8 又因?yàn)閭鲃?dòng)裝置未及張緊裝置和系統(tǒng)為減速運(yùn)動(dòng)所以其附加修正

38、系數(shù)為零所以 Pd=1.8 0.26=0.5kw2）、選擇帶的節(jié)距因?yàn)?Pd=0.5kwn電 =276rpm=n1- 小帶輪轉(zhuǎn)速查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）圖10.5-4查得同步帶的節(jié)距代號(hào)為對(duì)應(yīng)的節(jié)距Pd=12.7mm3）、確定帶輪直徑和帶節(jié)線長(zhǎng)H查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表10.5-8得 H 型帶小帶輪轉(zhuǎn)速n1=276rpm 小于 900rpm 所以小帶輪最少齒數(shù)Z1 取 22因?yàn)?=Z2/Z1Z1 應(yīng)為14 - 傳動(dòng)比 =1.5 Z2- 大帶輪齒數(shù)所以 =Z1 =1.5 22=33查機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表3-11大帶輪齒數(shù)Z2 取標(biāo)準(zhǔn)值 32Z2=32小帶輪節(jié)圓直徑因?yàn)?1=Pb Z1/Pb-同步

39、帶節(jié)距Pb=12.7mmZ1-小帶輪齒數(shù)Z1=22所以計(jì)算得d1=12.7 22/3.14=88.94mmd1=88.94mm同理可得大帶輪節(jié)圓直徑d2=129.36mmd2=129.36mm選擇帶長(zhǎng) LP初定中心距 a因?yàn)?.7(d2 d1) a 2(d2 d1)d2-大帶輪節(jié)圓直徑d2=129.36mmd1-小帶輪節(jié)圓直徑d1=88.94mm所以 152.81 a 436.6a取 420mma=420mm因?yàn)?Lp=2aCOS (d2 d1)/2 (d2 d1)/180定角因?yàn)?=arcsin(d2 d1/2a)所以 =arcsin(129.36 88.94/2 420)=3所以 a=42

40、0mm=3所以 Lp=2 420 COS3(129.36 88.94)/2 3（129.36-88.94） /180=839 343 2=1184mm節(jié)線長(zhǎng)Lp=1184mm查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) （下）表10.5-5 取整后選用長(zhǎng)度代號(hào)為510 Lp=1295.4mm齒數(shù) Zb=102 的同步帶4) 、傳動(dòng)中心距 a 的確定因?yàn)?M=Pb/8(2Zb-Z1-Z2)M-修正系數(shù)Pb-同步帶節(jié)距Pb=12.7mmZb-同步帶齒數(shù)Zb=102Z1-大帶輪齒數(shù)Z1=22Z2-小帶輪齒數(shù)Z2=32所以計(jì)算得M=12.7/8(21 102-22-32)=238.125M=238.125mm因?yàn)閍=M+ 23

41、8.125 =476mm a=476mm所以節(jié)線長(zhǎng)Lp=1295.4mm5) 、選擇標(biāo)準(zhǔn)帶寬傳動(dòng)中心距a=476mm確定小帶輪齒數(shù) Z1=22 查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)小帶輪轉(zhuǎn)速n1=184rpm( 下 ) 表 10.5-17用差值法計(jì)算得H 型帶的基準(zhǔn)額定功率P=2.7Kw確定實(shí)際帶寬因?yàn)?bs bs （ Pd/k2 P ）bsbs- 標(biāo)準(zhǔn)帶寬查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(下)表10.5-4bs=76.2mmPd-設(shè)計(jì)功率Pd=0.5kwK2-嚙合齒數(shù)系數(shù)K2據(jù)實(shí)際工作要求所以 bs 76.2(0.5/1 2.7)=17.4查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10.5-4bs 取標(biāo)準(zhǔn)為K2=125.4mm其標(biāo)準(zhǔn)寬度代號(hào)為

42、100 寬度極限偏差為bs=25.4mm確定帶寬系數(shù)Kw因?yàn)?Kw=(bs/bs)所以 Kw=（ 25.4/76.2） =0.29Kw=0.29確定額定功率 P因?yàn)?P=K2 Kw PK2-嚙合齒數(shù)系數(shù)k2=1Kw-帶寬系數(shù)kw=0.29P- 基準(zhǔn)額定功率P=2.7kw所以計(jì)算得P=0.29 2.7=0.77kw因?yàn)镻 Pd所以滿足設(shè)計(jì)要求帶的圓周速度V 的確定因?yàn)?V= Pb Z1n1/60 1000Pb- 帶的節(jié)距Pb=12.7mmZ1- 小帶輪齒數(shù)Z1=22n1小帶輪轉(zhuǎn)速n1=276r/mm所以計(jì)算得V=12.7 22 276/60 1000=1.3m/s工作能力驗(yàn)算因?yàn)?P=(K2 kw Ta-bs m v/bs)V10K2-Kw-Ta-嚙合齒數(shù)系數(shù)帶寬系數(shù)許用工作拉力K2=1Kw=0.29查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表10.5-9Ta=2100.85Nm-單位長(zhǎng)度質(zhì)量查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表m=0.448 /m10.5-9所以 P= 1 (25.4/76.2) 21