繼電器彈片升降機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要彈片升降機(jī)械手產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)中占據(jù)舉足輕重的地位，一個(gè)國家的機(jī)械設(shè)備加工水平反應(yīng)了制造業(yè)的精密水平?，F(xiàn)在，彈片升降機(jī)械手幾乎進(jìn)入了國民生產(chǎn)的各個(gè)范疇。隨著工業(yè)和只能技術(shù)的發(fā)展，對彈片升降機(jī)械手的需求量日益劇增，現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)品更換周期越來越短，因?yàn)楫a(chǎn)品線、產(chǎn)量和材料質(zhì)量都上交了更高的標(biāo)準(zhǔn)。在彈片升降機(jī)械手的設(shè)計(jì)工程上，彈片升降機(jī)械手的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)指標(biāo)必須越來越高。本文以這樣的時(shí)代背景，按照最新的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)一套高效率、高質(zhì)量的彈片升降機(jī)械手。在裝配繼電器的時(shí)候，講彈片插進(jìn)繼電器外殼是非常重要的一道工序，本設(shè)計(jì)從，利用升降機(jī)械手臂抓取繼電器彈片通過升降和伸縮運(yùn)動直接插進(jìn)繼電器外殼當(dāng)中，減輕了人工裝配繼電器的負(fù)擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)自動化。主要研究內(nèi)容如下：1.現(xiàn)場調(diào)研及分析。2.繼電器彈片升降機(jī)械手臂總體設(shè)計(jì)。3.繼電器彈片升降機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.繼電器彈片升降機(jī)械手臂模型建立。5.繼電器彈片升降機(jī)械手臂動態(tài)仿真。關(guān)鍵詞：搬運(yùn)機(jī)械手、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿真分析StructuredesignandsimulationanalysisoftherelayspringliftingmanipulatorAbstractShrapnelliftingmanipulatorindustryplaysanimportantroleinmodernindustry.Themachininglevelofmechanicalequipmentinacountryreflectstheprecisionlevelofmanufacturingindustry.Now,theliftingmanipulatorofshrapnelhasalmostenteredeverycategoryofnationalproduction.Withthedevelopmentofindustryandtechnology,thedemandforthespringliftingmanipulatorisincreasingrapidly,andthereplacementcycleofmodernindustrialproductsisbecomingshorterandshorter,becausetheproductline,outputandmaterialqualityhavehandedoverhigherstandards.Inthedesignengineeringofshrapnelliftingmanipulator,thedesignandproductionindexofshrapnelliftingmanipulatormustbehigherandhigher.Basedonthisbackground,thispaperdesignsasetofhigh-efficiencyandhigh-qualityshrapnelliftingmanipulatoraccordingtothelateststandards.Whenassemblingtherelay,itisaveryimportantprocesstoinserttheshrapnelintotherelayshell.Inthisdesign,theliftingmanipulatorisusedtograbtheshrapneloftherelayandinsertitdirectlyintotherelayshellthroughliftingandtelescopingmovement,whichreducestheburdenofmanualassemblyoftherelayandrealizesautomation.Themainresearchcontentsareasfollows:1.Onsiteinvestigationandanalysis.2.Overalldesignoftherelayspringliftingmanipulator.3.Structuredesignoftherelayspringliftingmanipulator.4.Establishthemodelofrelayspringliftingmanipulator.5.Dynamicsimulationofrelayspringliftingmanipulator.Keywords:Handlingmanipulator,structuraldesign,simulationanalysis目錄目錄1前言 61.1課題研究背景 61.2工業(yè)機(jī)器人研究現(xiàn)狀 61.2.1國外機(jī)器人研究現(xiàn)狀 61.2.2國內(nèi)機(jī)器人研究現(xiàn)狀 61.3彈片升降機(jī)械手發(fā)展方向 71.4本次設(shè)計(jì)的目的 71.5本次設(shè)計(jì)的任務(wù) 81.6本章小結(jié) 82生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研 92.1調(diào)研情況 92.1.1宏達(dá)電力電器有限責(zé)任公司基本情況 92.1.2繼電器彈片人工裝配現(xiàn)場 92.1.3繼電器彈片升降機(jī)械手臂動作設(shè)計(jì) 92.2彈片升降機(jī)械手設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方案 102.2.1彈片升降機(jī)械手需求評估 102.2.2機(jī)械傳動的設(shè)計(jì)基本要求 112.2.3機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求 112.2.4繼電器彈片機(jī)械手方案設(shè)計(jì) 112.2.4.1機(jī)械手手爪方案擬定………………….……...…...132.2.4.2機(jī)械手升降系統(tǒng)方案擬定…………………..…142.2.4.3機(jī)械手伸縮系統(tǒng)方案擬定……………..….……152.2.5方案評估與選擇 152.3本章小結(jié) 153彈片升降機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 163.1驅(qū)動電機(jī)的選擇 163.2手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 163.2.1壓片設(shè)計(jì) 163.2.2手指設(shè)計(jì) 173.2.3氣缸選型 183.3伸縮運(yùn)動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 183.3.1伸縮驅(qū)動電機(jī)選擇 183.3.2齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 193.3.3十字連接板設(shè)計(jì) 243.3.4電機(jī)連接板設(shè)計(jì) 253.3.5滑塊設(shè)計(jì) 263.3.6導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 273.3.7基板設(shè)計(jì) 283.4升降裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 283.4.1升降驅(qū)動電機(jī)選擇 283.4.2聯(lián)軸器選取 293.4.3螺桿螺母設(shè)計(jì)計(jì)算 303.4.4軸承選用 333.4.5軸承座設(shè)計(jì) 333.4.6螺母座設(shè)計(jì) 343.4.7端蓋設(shè)計(jì) 353.4.8滑塊設(shè)計(jì) 363.3.9導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 373.5彈片升降機(jī)械手機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 373.5.1立板設(shè)計(jì) 373.5.2支撐板設(shè)計(jì) 383.5.3底板設(shè)計(jì) 383.6本章小結(jié) 394繼電器彈片升降機(jī)械手臂的動態(tài)分析 404.1手部結(jié)構(gòu) 404.2升降裝置 404.3伸縮裝置 414.4機(jī)體結(jié)構(gòu) 434.5繼電器彈片升降機(jī)械手總裝配圖 434.6繼電器彈片升降機(jī)械手臂動態(tài)仿真 454.6.1定義運(yùn)動副參數(shù) 454.6.2添加驅(qū)動模塊 464.6.3運(yùn)行分析 464.6.4結(jié)果回放 474.7本章小結(jié) 48總結(jié) 49參考文獻(xiàn) 50謝辭 51 1前言1.1課題研究背景機(jī)械臂是一種具有代表性的機(jī)電產(chǎn)品，而運(yùn)輸機(jī)械臂是機(jī)械手領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。運(yùn)輸機(jī)械手的研究需要大量的課程知識，如力學(xué)、微電子、信息論、人工智能系統(tǒng)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)等。我國的機(jī)械工業(yè)發(fā)展歷史悠久，最早可以追溯到洋務(wù)運(yùn)動。但是彈片升降機(jī)械手的大量設(shè)計(jì)制造缺是在80年代末改革開放時(shí)進(jìn)行的發(fā)展，人們對彈片升降機(jī)械手的需求不斷增加。一些彈片升降機(jī)械手公司開始生彈片升降機(jī)械手。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前彈片升降機(jī)械手高端零部件國產(chǎn)率為15%，進(jìn)口率為85%。目前，日本是彈片升降機(jī)械手核心零部件的主要供應(yīng)國。在高端彈片升降機(jī)械手領(lǐng)域我國與發(fā)達(dá)國際存在較大差異。

1.2工業(yè)機(jī)器人研究現(xiàn)狀1.2.1國外機(jī)器人研究現(xiàn)狀國外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用多，發(fā)展快。目前主要用于機(jī)床、點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先設(shè)置好的的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢是大舉研制具有某種智能化的機(jī)械手。使其有一定的傳感能力，能響應(yīng)外界條件的變化，作出相應(yīng)的動作。如果發(fā)生一點(diǎn)點(diǎn)偏差的時(shí)候，可以自動更正并自我檢測，重點(diǎn)的是外國已經(jīng)開始研究了視觸覺功能，并有了相應(yīng)的成績。1.2.2國內(nèi)機(jī)器人研究現(xiàn)狀我國的工業(yè)機(jī)械手發(fā)展歷史悠久，最早可以追溯到洋務(wù)運(yùn)動。但是彈片升降機(jī)械手的大量設(shè)計(jì)制造卻是在80年代末改革開放時(shí)進(jìn)行的發(fā)展，人們對彈片升降機(jī)械手的需求不斷增加。一些彈片升降機(jī)械手公司開始生彈片升降機(jī)械手。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前彈片升降機(jī)械手高端零部件國產(chǎn)率為15%，進(jìn)口率為85%。目前，日本是彈片升降機(jī)械手核心零部件的主要供應(yīng)國。在高端彈片升降機(jī)械手領(lǐng)域我國與發(fā)達(dá)國際存在較大差異。據(jù)分析，我彈片升降機(jī)械手發(fā)展的主要因素如下。一、國內(nèi)彈片升降機(jī)械手的關(guān)鍵零件主要采用國外進(jìn)口零件。許多高端客戶不接受我國生產(chǎn)的彈片升降機(jī)械手，因?yàn)樾屎驮胍舴矫娴膯栴}，并且還存在一定的安全問題。二、工作狀態(tài)的差異：國產(chǎn)彈片升降機(jī)械手在質(zhì)量上與進(jìn)口彈片升降機(jī)械手有差異，主要表現(xiàn)在連續(xù)工作能力差、連接不牢固、零件之間容易斷開、設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)?。機(jī)器的外觀有缺陷，容易引起審美疲勞。此外，彈片升降機(jī)械手品種少，其中大部分是低端機(jī)，缺乏性價(jià)比。三、生產(chǎn)成本高，科研不足。核心部件靠進(jìn)口，技術(shù)和設(shè)備落后，進(jìn)口價(jià)格成本高，大多數(shù)國內(nèi)生產(chǎn)線還是成本較低的人工勞動力。高昂的成本不足以改善科研和設(shè)備。對我國彈片升降機(jī)械手發(fā)展的幾點(diǎn)建議：我國需要在彈片升降機(jī)械手型號、數(shù)量和質(zhì)量上進(jìn)一步發(fā)展。在發(fā)展階段，要從國情出發(fā)，發(fā)展重點(diǎn)是吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，逐步發(fā)展，發(fā)展從大中小劃所需的應(yīng)用機(jī)型。1.3彈片升降機(jī)械手發(fā)展方向1.優(yōu)化執(zhí)行效率與噪聲污染當(dāng)傳動功率相同時(shí)，直流電機(jī)的穩(wěn)定性高于交流電機(jī)，從振動噪聲的角度來看，直流電機(jī)的振動噪聲也小于交流電機(jī)。在城市人口密集的地區(qū)，當(dāng)振動噪聲控制嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)選用噪聲中等和較低的直流電機(jī)作為動力。但是若追求經(jīng)濟(jì)性應(yīng)選擇交流電機(jī)作為動力。2.加強(qiáng)彈片升降機(jī)械手材料的研究。在我國彈片升降機(jī)械手生產(chǎn)工藝以及，技術(shù)還需改進(jìn)和提高。部分核心零件的工藝性能相對較差，但使用壽命一般較短，不理想。增加優(yōu)質(zhì)材料的應(yīng)用，可以顯著的提高彈片升降機(jī)械手使用經(jīng)濟(jì)性。3.發(fā)展彈片升降機(jī)械手的生產(chǎn)配套彈片升降機(jī)械手的供應(yīng)鏈條很長，各行業(yè)合作是必要的，現(xiàn)代機(jī)械化工業(yè)和對外貿(mào)易發(fā)展相結(jié)合，老設(shè)施不適應(yīng)，新設(shè)施要不斷完善和更新。例如，新的智能裝置必須由電子和工業(yè)材料等行業(yè)聯(lián)合開發(fā)，不屬于簡單機(jī)械的范疇。毫無疑問，高科技現(xiàn)代化技術(shù)在未來的彈片升降機(jī)械手中有著廣泛的應(yīng)用。1.4本次設(shè)計(jì)的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對所有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)也是是鍛煉自學(xué)能力的一次好機(jī)會。在完成大學(xué)幾年的課程設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)、產(chǎn)品制造實(shí)踐工作，我不斷熟練地掌工程繪圖、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械體系、工程技術(shù)等專業(yè)理論課的基礎(chǔ)知識。在基礎(chǔ)課老師的輔助下和同學(xué)們的推薦下，通過查詢宏達(dá)電力電器有限責(zé)任公司等公司網(wǎng)上的相關(guān)資料，我對彈片升降機(jī)械手設(shè)計(jì)的最新標(biāo)準(zhǔn)有了進(jìn)一步的了解。我還通過查詢圖書館研究了大量具有代表性的彈片升降機(jī)械手零件，在明晰了工業(yè)彈片升降機(jī)械手的通常運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)理、制造、加工處理工藝。同時(shí)在圖書室閱覽了相當(dāng)多相關(guān)資料和教材。在設(shè)計(jì)期間，還與大學(xué)同學(xué)進(jìn)行商討，盡可能盡力弄好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過完成本次設(shè)計(jì)進(jìn)一步鍛煉分析問題的能力，加強(qiáng)了基本的創(chuàng)新能力，為機(jī)械制圖工作的開展奠定了良好的基礎(chǔ)。在本次設(shè)計(jì)中，難免會出現(xiàn)錯(cuò)誤，但有指導(dǎo)老師的耐心輔導(dǎo)，堅(jiān)信會順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。通過本次設(shè)計(jì)掌握了從書本上學(xué)習(xí)的理論知識。因?yàn)槲覀儗W(xué)生經(jīng)驗(yàn)不足，且缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)不好的地方難以避免，我會在今后的工作中不斷修正錯(cuò)誤成長成一名真正的彈片升降機(jī)械手設(shè)計(jì)工程師。1.5本次設(shè)計(jì)的任務(wù)1.畢業(yè)論文題目：繼電器彈片的升降機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真分析2.畢業(yè)論文內(nèi)容：（1）進(jìn)行彈片升降機(jī)械手的整體尺寸工藝預(yù)估，制訂設(shè)計(jì)工藝方案，完成彈片升降機(jī)械手設(shè)計(jì)方案及總體結(jié)構(gòu)的剖析和確定。（2）對其彈片升降機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)度核算，完成標(biāo)準(zhǔn)彈片升降機(jī)械手各部份機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì);（3）彈片升降機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪出標(biāo)準(zhǔn)繼電器彈片升降機(jī)械手裝配圖（A0幅面）和非標(biāo)準(zhǔn)彈片升降機(jī)械手零件圖（A3以上幅面）。（4）編撰切合設(shè)計(jì)內(nèi)容的畢業(yè)論文，畢業(yè)論文要求內(nèi)容充實(shí)，字?jǐn)?shù)達(dá)到1萬五千字以上。1.6本章小結(jié)對本論文設(shè)計(jì)的來源和背景進(jìn)行了論述，進(jìn)一步說明了彈片機(jī)械手在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，國內(nèi)現(xiàn)狀的不足和發(fā)展趨勢，并闡述了本次設(shè)計(jì)的目的，提出了本文的主要研究內(nèi)容2生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研2.1調(diào)研情況2.1.1宏達(dá)電力電器有限責(zé)任公司基本情況宏發(fā)電力電器成立于1984年，公司秉承“不斷進(jìn)取，永不滿足”的企業(yè)精神，建成了品類齊全、配套完整的產(chǎn)業(yè)體系。目前，宏發(fā)建立了三大區(qū)域研發(fā)生產(chǎn)基地。宏發(fā)產(chǎn)品主要有繼電器、低壓電器等多個(gè)類別，廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域之中。2.1.2繼電器彈片人工裝配現(xiàn)場圖2-1人工裝配繼電器彈片如圖2-1所示：人工裝配繼電器彈片效率低下大量消耗人力金屬彈片要達(dá)到無臟物異物要求2.1.3繼電器彈片升降機(jī)械手臂動作設(shè)計(jì)為了降低工人裝配時(shí)間，改善生產(chǎn)效率，現(xiàn)在設(shè)計(jì)機(jī)械手，完成搬運(yùn)，轉(zhuǎn)動，升降的3部分機(jī)械手。本設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)升降的這一部分，機(jī)械手臂抓取彈片縮回來，然后上升到一定高度，最后在伸出去準(zhǔn)確插入繼電器外殼當(dāng)中。因?yàn)閺椘b配是一個(gè)精密的運(yùn)動，所以不能成批量的裝配，機(jī)械手只能逐個(gè)的裝配，一次運(yùn)動只能裝配一個(gè)繼電器。2.1.4繼電器彈片分析繼電器彈片參數(shù)為50x50x5mm，重量為0.02kg。圖2-2繼電器彈片2.2彈片升降機(jī)械手設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方案2.2.1彈片升降機(jī)械手需求評估圖:A圖:B圖:C圖:D(1)圖:A汽車變速器行業(yè)使用機(jī)械手(2)圖:B建筑材料行業(yè)使用機(jī)械手(3)圖:C玻璃生產(chǎn)行業(yè)使用機(jī)械手(4)圖:D電子器件行業(yè)使用機(jī)械手2.2.2機(jī)械傳動的設(shè)計(jì)基本要求每種機(jī)械系統(tǒng)都有大量的運(yùn)動部件。運(yùn)動部件本身具有傳遞、操縱和執(zhí)行權(quán)力的功能。盡管運(yùn)動部件的用途各不相同，但是這些運(yùn)動部件可以統(tǒng)稱為傳動系統(tǒng)。通常傳動系統(tǒng)包含，原始動力裝置、操作裝置、動力傳輸裝置。傳動系統(tǒng)是輸出系統(tǒng)的中心，主要用來將動力和功率傳輸?shù)浇K端。動力傳動系統(tǒng)主要由停止裝置、切換機(jī)構(gòu)、傳動裝置、啟動裝置、制動裝置和安全防護(hù)裝置組成。動力傳動系統(tǒng)的要求如下：（1）采用減速增扭原理降低原動機(jī)的輸出速度，滿足工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要。（2）利用傳動功率實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)連續(xù)傳動的基本要求。（3）將發(fā)動機(jī)輸出力矩改為工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的力矩或力。（4）一個(gè)或多個(gè)原動機(jī)驅(qū)動多個(gè)相同或不同速度的驅(qū)動操作機(jī)構(gòu)。彈片升降機(jī)械手的傳動系統(tǒng)要求，穩(wěn)定、準(zhǔn)確。因此，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，對其制造精度、裝配精度、機(jī)械剛度、穩(wěn)定性、操作方便性和可控性等都需要進(jìn)行嚴(yán)格的審查，以滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的更高的基本要求。2.2.3機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)項(xiàng)目為彈片升降機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)，用于將繼電器彈片插入繼電器外殼當(dāng)中。本機(jī)械手主要由手部，伸縮裝置，升降裝置來組成，其中手部是由壓縮空氣提供動力，其余靠伺服電機(jī)提供動力。本次采用的機(jī)械手一共有三個(gè)執(zhí)行動作。1.彈片的抓取，2.機(jī)械手的升降動作，3.機(jī)械手的伸縮動作。2.2.4繼電器彈片機(jī)械手方案設(shè)計(jì)2.2.4.1手爪方案擬定機(jī)械手手抓主要是抓取彈片的功能，現(xiàn)擬出三種可行的方案如下所示：（1）手指氣缸驅(qū)動方案（2）齒輪連桿式手指方案（3）絲桿連桿手指方案圖3-1手指氣缸驅(qū)動方案圖3-2齒輪連桿式手指方案圖3-3絲桿連桿手指方案2.2.4.2機(jī)械手升降系統(tǒng)方案擬定機(jī)械手升降系統(tǒng)是提升機(jī)械手高度的功能，現(xiàn)擬出三種可行的方案如下所示：（1）直線電機(jī)方案（2）螺桿螺母運(yùn)動方案（3）鏈條方案圖3-4直線電機(jī)方案圖3-5螺桿螺母運(yùn)動方案圖3-6鏈條提升方案2.2.4.3機(jī)械手伸縮系統(tǒng)方案擬定機(jī)械手伸縮系統(tǒng)是決定機(jī)械手前進(jìn)形成的功能，現(xiàn)擬出三種可行的方案如下所示：（1）皮帶直線運(yùn)動方案（2）氣缸導(dǎo)軌運(yùn)動方案（3）齒輪齒條運(yùn)動方案圖3-7皮帶直線運(yùn)動方案圖3-8氣缸導(dǎo)軌運(yùn)動方案圖3-9齒輪齒條運(yùn)動方案2.2.5方案評估與選擇抓取動作方案擬定優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1手指氣缸抓取準(zhǔn)確2齒輪連桿式手指抓取力大機(jī)構(gòu)復(fù)雜3絲桿連桿手指抓取力大機(jī)構(gòu)復(fù)雜升降動作方案擬定優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1直線電機(jī)綜合性能優(yōu)良成本昂貴2螺桿螺母精度高可靠性高傳動力中等3鏈條鏈輪成本便宜效率高精度比較低伸縮運(yùn)動方案擬定優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1皮帶直線精度高傳遞力較小2氣缸導(dǎo)軌精度中等傳遞力中等3齒輪齒條成本便宜性能好齒輪沖擊噪音通過上述分析，本次設(shè)計(jì)抓取動作方案選擇，手指氣缸。本次設(shè)計(jì)升降動作方案選擇螺桿螺母方案。本次設(shè)計(jì)伸縮運(yùn)動方案選擇齒輪齒條方案。2.3本章小結(jié)本章對宏達(dá)電力電器有限責(zé)任公司進(jìn)行了調(diào)研，大概了解了繼電器彈片的一些基本數(shù)據(jù)和情況，明確了機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求，并對機(jī)械手的三個(gè)動作進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)及選取。3彈片升降機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)繼電器彈片升降機(jī)械手臂的具體要求，主要對驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行了選擇，并對機(jī)械手臂進(jìn)行了手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，伸縮裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，升降裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)體設(shè)計(jì)。3.1驅(qū)動電機(jī)的選擇電動機(jī)經(jīng)過長時(shí)間的使用與更新，現(xiàn)在已經(jīng)有大量的電動機(jī)的類型面向市場。在選擇電動機(jī)的時(shí)候需要優(yōu)先根據(jù)使用要求選擇電動機(jī)的型號以及功能參數(shù)。根據(jù)本文的設(shè)計(jì)要求，選擇交流電動機(jī)作為本次設(shè)計(jì)的動力源，且交流電源易于獲得，滿足使用的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的夾取工件重量較輕，經(jīng)過考慮選取電機(jī)功率為0.55kw的Y80M1-4電機(jī)。3.2手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手部結(jié)構(gòu)由壓片，手指和氣缸組成3.2.1壓片設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊并結(jié)合題意，對壓片零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，壓片主要是安裝在手爪上并對工件進(jìn)行夾緊，零件長度為25m，寬度為10mm，高度為5.75mm，選用材料Q235,壓片與繼電器彈片接觸面積據(jù)計(jì)算得1250,（1）確定壓片夾持工件所需力為使得加工時(shí)，繼電器彈片能穩(wěn)定不動。所需夾緊力FN≥K1K2K3GFN=1.5x1.02x0.5x0.02x10=0.153N1）K1—安全系數(shù)取1.52）K2—工況系數(shù)取1.023）K3—方位系數(shù)取0.54）G—工件所受重力（2）校核壓片Q235屈服強(qiáng)度σs為235MPa，且Q235是塑性材料，取安全系數(shù)S=1.5故而壓片許用應(yīng)力為[σ]=σs/s=157MPa工作應(yīng)力σ=F/A=0.153/1250=0.0001224MPa所以該材料滿足使用要求。圖3-1壓片主視圖圖3-2壓片左視圖圖3-3壓片俯視圖3.2.2手指設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊和題意，對手指零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，材料選用45鋼，在本設(shè)計(jì)中手爪主要是用來支撐壓片并對工件進(jìn)行夾緊，所以手爪所受得力即為它們的重量，據(jù)soilwork軟件質(zhì)量估算可得為0.05kg，手爪與壓片接觸面積為60，故F=mg=0.05N，45鋼屈服強(qiáng)度為σs=355MPa，為塑性材料故選取安全系數(shù)為1.5，許用應(yīng)力σ=σs/s=237MPa，工作應(yīng)力σ=F/A=0.05/60=0.00083MPa，故選取材料符合要求。圖3-4手指主視圖圖3-5手指左視圖圖3-6手指俯視圖3.2.3氣缸選型根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊和題意可知，氣缸所推動的物體為手指和壓片，故所需推力F=mg=0.05N，空氣壓力P為0.6MPa，根據(jù)負(fù)載率選取原則負(fù)載率η=0.5.繼電器彈片厚度為5mm，所以氣缸所走行程能達(dá)到0-10mm即可，故可以選擇CQ2-B-32-10D薄型氣缸.3.3伸縮運(yùn)動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)下圖所示，彈片升降機(jī)械手中伸縮運(yùn)動裝置核心零件主要由電機(jī)、齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)、十字連接板、電機(jī)連接板、導(dǎo)軌、滑塊、基板組成，這些零件經(jīng)過裝配在一起形成伸縮系統(tǒng)，為彈片升降機(jī)械手提供必要的工作支持。(1)電機(jī)作用：根據(jù)題意電機(jī)為彈片升降機(jī)械手提供驅(qū)動力，保證彈片升降機(jī)械手傳動系統(tǒng)能有足夠的動力工作。(2)齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)作用：根據(jù)題意齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)在彈片升降機(jī)械手傳動系統(tǒng)中使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動。(3)導(dǎo)軌作用：根據(jù)題意導(dǎo)軌的主要作用是提供彈片升降機(jī)械手引導(dǎo)作用。(4)基板作用：根據(jù)題意基體的主要作用是提供彈片升降機(jī)械手安裝承載作用。(5)十字連接板作用：連接手爪機(jī)構(gòu)和滑塊(6)電機(jī)連接板作用：連接電機(jī)和齒輪3.3.1伸縮驅(qū)動電機(jī)選擇1.重量估算：通過軟件進(jìn)行測量橫向移動的重量為1.9kg。圖3-7機(jī)械手伸縮系統(tǒng)質(zhì)量分析2.速度估算：則計(jì)算平均速度取2米每秒。P=（1）K-工況系數(shù)，取1.5：（2）F=驅(qū)動力，取F=mgu=1.9×10×0.2=3.8N：（3）V-速度，取V=2m/s：（4）η-機(jī)械效率，取0.9：根據(jù)計(jì)算功率為0.013Kw，為了系統(tǒng)安全儲備動力，取安全系數(shù)S=2，則最終功率為0.026Kw。本次設(shè)計(jì)選用電機(jī)為0.05kw。故選取的電機(jī)符合要求。圖3-8伸縮運(yùn)動驅(qū)動電機(jī)模型3.3.2齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定設(shè)計(jì)初始條件，包含類型、材料、傳動初始參數(shù)等。（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇類型：通過對設(shè)計(jì)的要求分析，現(xiàn)選擇直齒圓柱齒輪傳動方式為本次設(shè)計(jì)的傳動方式。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇傳動精度：通過對設(shè)計(jì)的要求分析，現(xiàn)選擇8級傳動精度。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇材料：通過對設(shè)計(jì)的要求分析，并結(jié)合現(xiàn)有的參考資料，小齒輪材料為40Cr，大齒輪材料為45。齒輪采用調(diào)質(zhì)熱處理。表面硬度符合設(shè)計(jì)要求。。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定初始傳動參數(shù)：通過題意選小齒輪齒數(shù)Z1=17，根據(jù)計(jì)算可得大齒輪齒數(shù)Z2=17×1=17得：Z2=17。2.根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度原理，估算小齒輪分度圓參數(shù)。d現(xiàn)分析上述公式具體參數(shù)的取值，查閱手冊得：（1）載荷系數(shù)：Kt=1.3。（2）齒輪傳動扭矩為：T=795.83N/mm。（3）齒輪齒寬系數(shù)：本次設(shè)計(jì)支撐狀態(tài)對稱布置，齒寬系數(shù)φd=1。（4）彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa。（5）疲勞極限應(yīng)力：齒輪Ⅰ接觸疲勞強(qiáng)度數(shù)值σHlim1=600Mpa，齒輪Ⅱ接觸疲勞強(qiáng)度數(shù)值σHlim2=540Mpa。（6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1jLh=60×600×1×15×16×300=2.592×109N2=2.592×109/1=2.592×109（7）計(jì)算壽命系數(shù)查表得齒輪Ⅰ壽命系數(shù)和齒輪Ⅱ壽命系數(shù)KHN1=KHN2=0.924。（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力現(xiàn)在擬定失效率為0.001％，并且設(shè)置較高安全參數(shù)S=1，得：[σH]1=KHN1[σH]2=K3.計(jì)算齒輪模數(shù)、齒寬、分度圓等核心參數(shù)。（1）確定齒輪Ⅰ分度圓參數(shù)d1，相關(guān)參數(shù)帶入[σH]試計(jì)算分度圓參數(shù)：d1t=15.49mm（2）計(jì)算傳動圓周速度：v=πd1tn（3）計(jì)算齒寬參數(shù)：bt=φd×d1t=1×15.49=15.49mm（4）計(jì)算齒寬與齒高比：計(jì)算齒輪Ⅰ模數(shù)可得：mt=d1t/z1=15.49/17=0.91mm；h=2.25×mt=2.25×0.91=2.05mm；b/h=15.49/2.05=7.56（5）計(jì)算載荷系數(shù)：K=KAKvKHαKHβ查表可得：KV=1.04；根據(jù)題意得直齒輪Hα=KFα=1；查表可得：KA=1；根據(jù)設(shè)計(jì)初始條件對稱布置及8級精度傳動系統(tǒng)，查表可得分布系數(shù)：Khβ=1.3；因此可得載荷系數(shù)：K=KAKvKHαKHβ=1×1.04×1×1.3=1.39；（6）現(xiàn)重新進(jìn)行對分度圓直徑驗(yàn)算：d1=d1t3K（7）計(jì)算模數(shù)：m=d1/z1=15.86/17=0.93mm。4.對齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。由經(jīng)典彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式得：σF=2KTbmd1YF（a）查閱手冊可得彎曲疲勞強(qiáng)度參數(shù)，齒輪ⅠσF1=500Mpa，齒輪ⅡσF2=380Mpa；（b）查手冊得彎曲疲勞壽命系數(shù)：KFN1=0.831，KFN2=0.831；（c）計(jì)算齒輪Ⅰ與齒輪Ⅱ的彎曲疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S=1.4；[σF]1=KFN1σFE1S[σF]2=KFN2σFE2（d）計(jì)算使用系數(shù)K：K=KAKVKFαKFβ=1×1.04×1×1.34=1.39查表可得分布系數(shù)：kfβ=1.34（e）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得齒形系數(shù)得：齒輪Ⅰ與齒輪Ⅱ齒形系數(shù)得：YFa1=2.97；YFa2=2.97；齒輪Ⅰ與齒輪Ⅱ應(yīng)力校正系數(shù)得：Ysa1=1.52；Ysa2=1.52；（f）計(jì)算齒輪Ⅰ與齒輪Ⅱ的彎曲應(yīng)力：σF1=2KTbm=26.27Mpa≤[σF]1；σF2=σF1Y=26.27Mpa≤[σF]2（g）結(jié)論：根據(jù)上述嚴(yán)格計(jì)算可得，齒輪的設(shè)計(jì)的參數(shù)滿足設(shè)計(jì)需要，穩(wěn)定可靠。根據(jù)計(jì)算所得的結(jié)果同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度與齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并且保證傳動高效性與緊湊性的統(tǒng)一。5.計(jì)算齒輪圓周力與徑向力。（1）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪圓周力計(jì)算：Ft=2T/d1=（2×795.83）/34=46.81N；圓周力方向分析：齒輪受到的圓周力方向與齒輪嚙合點(diǎn)速度反向。（2）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算徑向力：Fr=Ftanα=46.81×tan（20o）=17.03N；徑向力方向分析：齒輪受到的徑向力方向指向齒輪Ⅰ中心。6.齒輪傳動幾何尺寸計(jì)算。（1）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ分度圓參數(shù)：齒輪Ⅰ：d1=m×z1=2×17=34mm；齒輪Ⅱ：d2=m×z2=2×17=34mm。（2）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒數(shù)參數(shù)：齒輪Ⅰ：z1=17；齒輪Ⅱ：z2=17。（3）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒寬參數(shù)：b=φdd1=1×15.49=15.49mm，圓整后取b=20。（4）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ中心距參數(shù)：a=（d1+d2）/2=（34+34）/2=34mm；（5）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒頂高參數(shù)：ha=ha*m=1×2=2mm；（6）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒根高參數(shù)：hf=（ha*+c*）m=（1+0.25）×2=2.5mm；（7）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ全齒高參數(shù)：h=ha+hf=2+2.5=4.5mm；（8）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒頂圓直徑參數(shù)：齒輪Ⅰ：da1=d1+2ha=34+2×2=38mm；齒輪Ⅱ：da2=d2+2ha=34+2×2=38mm。（9）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒根圓直徑參數(shù)：齒輪Ⅰ：df1=d1-2hf=34-2×2.5=29mm；齒輪Ⅱ：df2=d2-2hf=34-2×2.5=29mm。（10）：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ基圓直徑參數(shù)：齒輪Ⅰ：db1=d1cosα=34×0.94=31.95mm；齒輪Ⅱ：db2=d2cosα=34×0.94=31.95mm。（11）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒距參數(shù)：p=πm=3.14×2=6.28mm；（12）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒厚參數(shù)：s=πm/2=（3.14×2）/2=3.14mm；（13）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ槽寬參數(shù)：e=πm/2=（3.14×2）/2=3.14mm；（14）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ頂隙參數(shù)：c=c*m=1×2=2mm；（15）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ法相齒距參數(shù)：pn=πmcosα=3.14×2×0.94=5.9mm；（16）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒頂圓壓力角參數(shù)：齒輪Ⅰ：αa1=arccos（31.95/38）=32.8o；齒輪Ⅱ：αa2=arccos（31.95/38）=32.8o。（17）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ重合度參數(shù)：ε=12π[z1（tanαa1-tanα′）+z2（tanαa2-tanα=16.28[17×（tan（32.8o）-tan（20o））+17×（geoin（32.8o）-tan（20o）=1.52；8.齒輪傳動幾何公差。（1）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ單個(gè)齒距偏差fq：齒輪Ⅰ：fq1=0.015mm；齒輪Ⅱ：fq2=0.015mm。（2）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒距積累偏差Fr：齒輪Ⅰ：Fr1=0.025mm；齒輪Ⅱ：Fr2=0.025mm。（3）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒距積累總偏差Fy：齒輪Ⅰ：Fy1=0.042mm；齒輪Ⅱ：Fy2=0.042mm。（4）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒廓總偏差Fx：齒輪Ⅰ：Fx1=0.018mm；齒輪Ⅱ：Fx2=0.018mm。（5）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒形公差fa：齒輪Ⅰ：fa1=0.02mm；齒輪Ⅱ：fa2=0.02mm。（6）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ齒廓形狀偏差fz：齒輪Ⅰ：fz1=0.014mm；齒輪Ⅱ：fz2=0.014mm。（7）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ公法線長度變動公差Fi：齒輪Ⅰ：Fi1=0.04mm；齒輪Ⅱ：Fi2=0.04mm。（8）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式計(jì)算齒輪Ⅰ齒輪Ⅱ中心距極限偏差±fa：fa=0.0195mm。圖3-9齒條零件圖圖3-10齒輪零件圖3.3.3十字連接板設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對十字連接板零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。零件總體尺寸為長度79mm,寬度60mm,高度55mm。通過分析圖樣十字連接板采用板架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，選用材料Q235。十字連接板許用應(yīng)力[σ]=σs/s=235/1.5=156.7MPa連接板所受作用力為手部結(jié)構(gòu)的重力即F=mg=0.5x10=5N受力面積A=1500所受工作應(yīng)力為σ=F/A=5/1500=0.003MPa.故所選材料符合要求。圖3-11十字連接板零件圖3.3.4電機(jī)連接板設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對電機(jī)連接板零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。零件總體尺寸為長度8mm,寬度24mm,高度135mm。選用材料Q235，電機(jī)連接板許用應(yīng)力為[σ]=σs/s=235/1.5=156.7MPa，所受作用力為電機(jī)的重量F=mg=17x10=170和齒輪的徑向力Fr=17.03，連接板的受力面積為A=3240，連接板的工作應(yīng)力為σ=（F+Fr）/A=0.058MPa，故所選材料符合要求。圖3-12電機(jī)連接板零件圖3.3.5滑塊設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對滑塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)為直線滑塊，零件總體尺寸為長度61mm，寬度33mm，高度26mm，選用材料Q235。許用應(yīng)力為156.7Mpa，所受作用力主要為齒條、十字連接板、手部結(jié)構(gòu)的重力，約莫為F=13N，受力面積為61x33=2013，工作應(yīng)力F/A=0.0064MPa，故所選材料符合要求。圖3-13滑塊零件圖3.3.6導(dǎo)軌設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對導(dǎo)軌進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)為直線導(dǎo)軌，零件總體尺寸為長度150，寬度14，高度15，選取材料為Q235，許用應(yīng)力為156.7MPa，所受的力主要為滑塊、齒條、十字連接板、手部結(jié)構(gòu)重力，F(xiàn)約為19N，受力面積A為61x15=915，工作應(yīng)力σ=F/A=0.02MPa，所選材料符合要求。圖3-14導(dǎo)軌零件圖3.3.7基板設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對基板進(jìn)行設(shè)計(jì)，零件總體尺寸為長度為250，寬度為115，高度為15，選用材料Q235.基板許用應(yīng)力為156.7Mpa，基板所受應(yīng)力主要為主體伸縮系統(tǒng)的重力，約莫為100N，受力面積為4392，工作應(yīng)力σ=F/A=100/4392=0.022MPa，故所選材料符合要求。圖3-15基板零件圖3.4升降裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彈片升降機(jī)械手中升降裝置核心零件主要由電機(jī)、聯(lián)軸器、螺桿螺母、軸承、軸承座、螺母座、端蓋、滑塊、導(dǎo)軌組成，這些零件經(jīng)過裝配在一起形成升降系統(tǒng)，為彈片升降機(jī)械手提供必要的工作支持。（1）電機(jī)作用：根據(jù)題意電機(jī)為彈片升降機(jī)械手提供驅(qū)動力，保證彈片升降機(jī)械手傳動系統(tǒng)能有足夠的動力工作。（2）軸承作用：根據(jù)題意軸承為彈片升降機(jī)械手傳動系統(tǒng)中傳動軸提供支持，保證軸在高速旋轉(zhuǎn)中不會發(fā)生竄動。（3）聯(lián)軸器作用：根據(jù)題意聯(lián)軸器為彈片升降機(jī)械手傳動系統(tǒng)中主要是連接動力的作用。（4）螺桿作用：根據(jù)題意螺桿的主要作用是以直線方式傳送動力。3.4.1升降驅(qū)動電機(jī)選擇1.重量估算：通過軟件進(jìn)行測量豎向移動的重量為11.5kg。圖3-16機(jī)械手豎向移動質(zhì)量分析2.速度估算：則計(jì)算平均速度取2米每秒。P=（1）K-工況系數(shù)，取1.5：（2）F=驅(qū)動力，取F=mgu=11.5×10×0.1=11.5N：（3）V-速度，取V=2m/s：（4）η-機(jī)械效率，取0.5：根據(jù)計(jì)算功率為0.069Kw，為了系統(tǒng)安全儲備動力，取安全系數(shù)S=2，則最終功率為0.138Kw。本次設(shè)計(jì)選用電機(jī)功率為0.15kw。故選取的電機(jī)符合要求。圖3-17升降裝置驅(qū)動電機(jī)模型3.4.2聯(lián)軸器選取許多常用的聯(lián)軸器具有是通用或模塊化的特點(diǎn)，一般只選擇聯(lián)軸器的種類，確定連接器的規(guī)格和結(jié)構(gòu)尺寸。必要時(shí)，對問題的薄弱部分進(jìn)行承載力計(jì)算，當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，計(jì)算外側(cè)的徑向應(yīng)力和彈性部分的變形，并使之平衡。綜合考慮聯(lián)軸器的使用尺寸和安裝尺寸，以便于裝配、改造和維護(hù)所需的操作物理空間。對于大型聯(lián)接器，可以在不需要水平移動軸的情況下進(jìn)行組裝和拆卸。另外，注意傳動情況、使用時(shí)間、潤滑、防滲漏、成本效益等。本次設(shè)計(jì)選擇十字滑塊型聯(lián)軸器，其型號為CPOC30-12-14-LK4-RK5，聯(lián)軸器三維圖如下所示：圖3-18聯(lián)軸器3.4.3螺桿螺母設(shè)計(jì)計(jì)算1.螺旋傳動方式選擇螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動要求的。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選取本設(shè)計(jì)傳動類型為傳力螺旋副，螺桿螺母移動方式為螺桿固定，螺母移動。螺母結(jié)構(gòu)為梯形螺母，螺桿材料為45鋼，螺母材料為35cr。表3-1滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力2.螺旋傳動耐磨性計(jì)算p=由(1)式得：d1）d2——螺紋中徑；2）h——螺紋工作高度，梯形和矩形螺紋h＝0.5P；鋸齒形螺紋h＝0.75P；3）[p]——許用壓強(qiáng)；對于剖分式螺母,Φ=H/d2,Φ取2.5；由上式計(jì)算得到最小中徑d2=1.13mm，考慮螺桿的實(shí)際結(jié)構(gòu)選取中徑d2=16mm,并根據(jù)GB/T5796.3-1986標(biāo)準(zhǔn),選取螺旋副參數(shù)為Tr20×8-8,公稱直徑即外螺紋大徑20mm，螺距p=8mm。根據(jù)螺距8mm,《查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二卷》，設(shè)計(jì)牙型表得牙型參數(shù)αcc=0.5。大徑d1=d2+p×αcc=16+8×0.5=20mm；小徑d3=d1-2(2×0.5p+αcc)=20-2×(2×0.5×8+0.5)=16mm；螺母最小高度H=d2×Φ=16×2.5=16mm；最少旋合圈數(shù)u=H/p=40/8=5mm；牙根寬度b=0.65×p=0.65×8=5.2mm；3.驗(yàn)算螺紋副自鎖能力Ψ式中：A.ψ——螺紋升角；B.ΦV——螺紋副的當(dāng)量摩擦角；C.f——螺紋副的摩擦系數(shù)；D.fv——螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)；E.β——螺紋牙形的牙側(cè)角；1）計(jì)算螺旋升角：

Ψ=arctan2）計(jì)算當(dāng)量摩擦角：φ計(jì)算得：Ψ≥φ，故結(jié)構(gòu)可靠不自鎖。4.螺桿強(qiáng)度計(jì)算螺桿工作時(shí)承受軸向壓力、拉力和扭矩的作用。螺桿危險(xiǎn)截面上既有壓縮、拉伸應(yīng)力，又有切應(yīng)力。根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力σca:δ式中：(1)F——螺桿所受軸向壓力；(2)A——螺桿螺紋段的危險(xiǎn)截面面積；；(3)WT——螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù)，；(4)d1——螺桿螺紋小徑；(5)T——螺桿所受轉(zhuǎn)矩；(6)[σ]——螺桿材料的許用應(yīng)力；帶入數(shù)據(jù)得：δ故螺桿滿足強(qiáng)度條件8.螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件為：螺紋牙剪切強(qiáng)度校核，帶入數(shù)據(jù)得：τ=螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為：(2)螺紋牙彎曲強(qiáng)度校核，帶入數(shù)據(jù)得：σ式中：1）B—螺紋牙根部的厚度；2）H1—基本牙型高度；3）[τ]—螺母材料的許用切應(yīng)力；4）[σb]—螺母材料的許用彎曲應(yīng)力；結(jié)論：通過計(jì)算得：τ≤[τ],σ≤[σ],滿足設(shè)計(jì)要求。螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿．故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。5.螺桿螺母動力特性確定（1）運(yùn)動速度計(jì)算：v=（2）計(jì)算扭矩：T（3）計(jì)算傳動效率：η=0.98圖3-22絲杠零件圖3.4.4軸承選用根據(jù)絲杠所受的力，分別在絲杠的前端和末端選用角接觸球軸承s7002GB276-94和深溝球軸承16002GB276-94。3.4.5軸承座設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對軸承座零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。零件總體尺寸為長度81mm,寬度50mm,高度25mm，中間孔大小為28mm。通過分析圖樣軸承座采用箱體類零件的結(jié)構(gòu)形式,選取材料為Q235。軸承座主要承受拉循環(huán)動載荷，需要一定的剛度與強(qiáng)度。Q235屈服強(qiáng)度σs為235MPa，許用應(yīng)力[σ]=σs/s=235/1.5=156.7MPa=（3.14x28x28）/4=615.44軸承座所受工作應(yīng)力為σ=F/A=100/615.44=0.162Mpa該材料滿足使用要求。圖3-23軸承座零件圖3.4.6螺母座設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對螺母座零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。零件總體尺寸為長度77mm,寬度55mm,高度52mm。通過分析圖樣螺母座采用盤類零件的結(jié)構(gòu)形式，選用材料為Q235。螺母座主要承受扭矩載荷，需要一定的剛度與強(qiáng)度。螺母座相互之間接觸頻繁，需要控制表面硬度以提高壽命。螺母座許用應(yīng)力[σ]=σs/s=235/1.5=156.7MPa受力面積為A=1256，螺母座所受工作應(yīng)力為σ=F/A=100/1256=0.079MPa故選取材料符合要求圖3-24螺母座零件圖3.4.7端蓋設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對端蓋零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。零件總體尺寸為長度8mm,寬度37mm,高度37mm。通過分析圖樣端蓋采用箱體類零件的結(jié)構(gòu)形式。選取材料為Q235。端蓋所受到的力為升降系統(tǒng)上升所需推理，即升降系統(tǒng)的重力F=mg=11.5x10=115N，受力面積A=37x37=1369。端蓋許用應(yīng)力[σ]=σs/s=235/1.5=156.7MPa端蓋所受工作應(yīng)力為σ=F/A=115/1369=0.084MPa，所選材料符合要求。圖3-25端蓋零件圖3.4.8滑塊設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對滑塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)為直線滑塊，零件總體尺寸為長度61mm，寬度33mm，高度26mm，選用材料Q235。許用應(yīng)力σ為156.7Mpa，所受作用力主要為伸縮裝置的重力，約莫119N，受力面積為61x33=2013，工作應(yīng)力為F/A=0.059MPa，故所選材料符合要求。圖3-26滑塊零件圖3.3.9導(dǎo)軌設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對滑塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)為直線滑軌，零件總體尺寸為長度510mm，寬度14mm，高度15mm，選用材料Q235。許用應(yīng)力σ為156.7MPa，所受作用力主要為伸縮系統(tǒng)和滑塊的重力，約為125N，受力面積為61x15=915，工作應(yīng)力為F/A=125/915=0.137MPa，故所選材料符合要求。圖3-27導(dǎo)軌零件圖3.5彈片升降機(jī)械手機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)體是彈片升降機(jī)械手的關(guān)鍵支托組件，它自己是承受一切來源于軸及電動馬達(dá)、凹板的物理沖擊和應(yīng)力，基體的穩(wěn)定是彈片升降機(jī)械手的工作平穩(wěn)、運(yùn)轉(zhuǎn)平順的基礎(chǔ)，故而基體不論是從2D尺寸上同樣是從材料上，都應(yīng)當(dāng)使用穩(wěn)定的可靠的材料和樣式制作成。就此彈片升降機(jī)械手而言，它的撞擊力和內(nèi)部的應(yīng)力較低，電動馬達(dá)實(shí)現(xiàn)動力較小，和選取的機(jī)種非常輕便，通過查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，查到的整體設(shè)計(jì)材料可用作45號鋼，屈服強(qiáng)度σ為355Mpa，45鋼為塑性材料，安全系數(shù)取1.5。機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要由立板、支撐板、底板組成。3.5.1立板設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對立板進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件總體尺寸為長度280mm，寬度15mm，高度700mm，立板許用應(yīng)力[σ]=355/1.5=237MPa，所受到的作用力為升降系統(tǒng)和伸縮系統(tǒng)和手部結(jié)構(gòu)的重力，約為200N，受力面積A為和導(dǎo)軌連接部分，經(jīng)計(jì)算得A=14280，立板工作應(yīng)力σ=F/A=0.014MPa，故所選材料符合要求。圖3-28立板零件圖3.5.2支撐板設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對支撐板進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件總尺寸長度為長度110，寬度15，高度650，支撐板許用應(yīng)力為237MPa，所受作用力為升降系統(tǒng)、伸縮系統(tǒng)、手部結(jié)構(gòu)和立板的重力，約為350N，受力面積為與支撐板連接部分，經(jīng)計(jì)算得A=19500，支撐板工作應(yīng)力σ=F/A=0.0179MPa，故所選材料符合要求。圖3-29支撐板零件圖3.5.3底板設(shè)計(jì)按照題意并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，對底板進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件總尺寸長度為長度為220，寬度為220，高度為20，底板許用應(yīng)力為237MPa，所受作用力為所受作用力為升降系統(tǒng)、伸縮系統(tǒng)、手部結(jié)構(gòu)、立板和支撐板得重力，約為500N，受力面積為與支撐板和立板得接觸部分，經(jīng)計(jì)算得A為7500，底板工作應(yīng)力σ=F/A=0.06MPa，故所選材料符合要求。圖3-30底板零件圖3.6本章小結(jié)本章主要對繼電器彈片升降機(jī)械手臂的各組成部分進(jìn)行了相應(yīng)的零件選用，具體的設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核。圖3-31繼電器彈片裝配圖4繼電器彈片升降機(jī)械手臂的動態(tài)分析本設(shè)計(jì)中利用SOILWORKS對手部結(jié)構(gòu)，伸縮裝置，升降裝置，機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維造型。4.1手部結(jié)構(gòu)根據(jù)第三章得設(shè)計(jì)，手部結(jié)構(gòu)由壓片，手指，和氣缸組成。氣缸通過壓縮空氣，進(jìn)而帶動手指，平行夾指間隙較大，故而將手指與壓片連接在一起，兩片壓片把繼電器彈片夾起。圖4-1手部結(jié)構(gòu)示意圖4.2升降裝置根據(jù)第三章的設(shè)計(jì)，升降裝置由電機(jī)、聯(lián)軸器、螺桿螺母、軸承、軸承座、螺母座、端蓋、滑塊、導(dǎo)軌組成。電機(jī)給予驅(qū)動力，帶動螺桿螺母機(jī)構(gòu)運(yùn)動，圖4-2升降裝置示意圖4.3伸縮裝置根據(jù)第三章的設(shè)計(jì)，伸縮運(yùn)動裝置主要由電機(jī)、齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)、十字連接板、電機(jī)連接板、導(dǎo)軌、滑塊、基板組成。通過電機(jī)，帶動齒輪轉(zhuǎn)動，由齒輪齒條機(jī)構(gòu)控制機(jī)械手臂的伸縮運(yùn)動，十字連接板連接著齒條，滑塊和手部結(jié)構(gòu)，滑塊連接著滑軌，電機(jī)連接板則把電機(jī)與基板連接在一起，基板承載著滑軌，并連接著升降裝置中的滑塊與軸承座。圖4-3伸縮裝置示意圖4.4機(jī)體結(jié)構(gòu)根據(jù)第三章的設(shè)計(jì)機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要由立板、支撐板、底板組成。圖4-4機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖4.5繼電器彈片升降機(jī)械手總裝配圖根據(jù)本文設(shè)計(jì)，繼電器彈片升降機(jī)械手由手部，伸縮裝置，升降裝置和機(jī)體組成。圖4-5繼電器彈片升降機(jī)械手左視圖圖4-6繼電器彈片升降機(jī)械手主視圖圖4-7繼電器彈片升降機(jī)械手俯視圖圖4-8繼電器彈片升降機(jī)械手立體圖4.6繼電器彈片升降機(jī)械手臂動態(tài)仿真用UG軟件打開從SOILWORKS轉(zhuǎn)換過來的文件進(jìn)行動態(tài)仿真在系統(tǒng)菜單窗口中選擇文件-重新建立指令。系統(tǒng)將打開“重建”對話框窗口。選擇對話框窗口中的組件單選按鈕，然后詳細(xì)繪制文件名。系統(tǒng)的默認(rèn)擴(kuò)展名為裝配體。完成具體設(shè)置后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)確認(rèn)按鈕，系統(tǒng)自動進(jìn)入組裝模式。在系統(tǒng)菜單窗口中選擇“插入零件部件”命令，系統(tǒng)將打開對話框窗口，其中顯示當(dāng)前工作地址下的某些零部件和部件。選擇要裝配的零部件后，系統(tǒng)將在裝配區(qū)域中顯示該零部件，并打開用于零件放置的對話框窗口。在對話框窗口中單擊鼠標(biāo)鏈接，然后在顯示的鏈接對話框窗口中選擇框架的鏈接類別作為防變形索引。合理選擇和固定。然后，根據(jù)上述過程，將每個(gè)元件依次連接并組裝成升降裝置。圖4-9部裝后的升降裝置4.6.1定義運(yùn)動副參數(shù)點(diǎn)擊鼠標(biāo)“機(jī)構(gòu)-控制電機(jī)”，出現(xiàn)齒輪齒條定義對話框，接受系統(tǒng)默認(rèn)名稱，選中“自動選擇”復(fù)選框，選擇齒輪齒條左端1的接觸區(qū)域，點(diǎn)擊鼠標(biāo)選擇對話框中的定鍵，系統(tǒng)將自動選擇所有齒輪齒條表面，并接受系統(tǒng)設(shè)置自動的默認(rèn)深度顯示。點(diǎn)擊伸縮裝置的選項(xiàng)菜單，打開齒輪齒條定義對話框，接受系統(tǒng)默認(rèn)名稱，選擇齒輪齒條后傾角作為伸縮裝置的接觸面積，點(diǎn)擊對話框窗口中的確定按鈕，系統(tǒng)自動選擇所有伸縮裝置面，并接受系統(tǒng)的默認(rèn)深度顯示設(shè)置。單擊“確定”。如下圖所示。圖4-10定義伸縮裝置4.6.2添加驅(qū)動模塊單擊鼠標(biāo)快捷菜單中的“電機(jī)”按鈕打開“控制電機(jī)”對話框窗口。單擊鼠標(biāo)重新建立按鈕，顯示“控制電機(jī)”對話框窗口，將系統(tǒng)的默認(rèn)名稱更改為驅(qū)動1，選擇螺桿作為連接軸，如果驅(qū)動模塊的運(yùn)動方向與所需方向相反，則可以單擊鼠標(biāo)相反方向的按鈕。單擊鼠標(biāo)表面輪廓選項(xiàng)菜單，打開特定驅(qū)動模塊移動表面輪廓的對話框窗口。單擊鼠標(biāo)位置旁邊的確定按鈕，選擇速度規(guī)則，接受當(dāng)前軸的特定位置為零，并接受系統(tǒng)的默認(rèn)模塊為常量。輸入值10并單擊“確定”。如下圖所示：圖4-11添加驅(qū)動電機(jī)過程4.6.3運(yùn)行分析單擊鼠標(biāo)機(jī)構(gòu)分析按鈕，顯示控制電機(jī)對話框窗口，接受系統(tǒng)默認(rèn)評估名稱為運(yùn)行1，接受系統(tǒng)默認(rèn)評估類別和開始時(shí)間，將運(yùn)動結(jié)束時(shí)間設(shè)置為10，幀速率為10。根據(jù)此圖，點(diǎn)擊鼠標(biāo)電動選項(xiàng)菜單，接收系統(tǒng)默認(rèn)電機(jī)驅(qū)動器，并按下圖顯示。圖4-12設(shè)置分析參數(shù)點(diǎn)擊鼠標(biāo)操作按鈕查看齒輪齒條的運(yùn)動情況，同時(shí)將操作結(jié)果保存到結(jié)果集中，點(diǎn)擊鼠標(biāo)關(guān)閉按鈕關(guān)閉對話框窗口。4.6.4結(jié)果回放單擊鼠標(biāo)快捷菜單中的“播放”按鈕打開“播放”對話框窗口，如圖所示。然后單擊鼠標(biāo)對話框窗口中的“播放”按鈕，再單擊鼠標(biāo)動畫對話框窗口中的“運(yùn)行”按鈕以檢測運(yùn)行狀況。根據(jù)下圖所示：圖4-13回放彈片升降機(jī)械手動畫過程4.7本章小結(jié)本章主要對第三章的設(shè)計(jì)，運(yùn)用SOILWORKS對各部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行了三維建造，再用UG軟件對繼電器彈片機(jī)械手進(jìn)行了動態(tài)仿真?？偨Y(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)非常繁蕪的工作，畢業(yè)設(shè)計(jì)是是大學(xué)人才培養(yǎng)過程中的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)也是是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的一項(xiàng)綜合性考核和階段性驗(yàn)收。畢業(yè)設(shè)計(jì)波及的基礎(chǔ)知識比較廣泛，特別多的是教科書上沒有的部分東西，這就需要我去圖書室、網(wǎng)上查找相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)還會有特別多分析與計(jì)算，這部分要靠我強(qiáng)大的執(zhí)行力與思想力去處理可以說，沒有堅(jiān)定的精神意志和強(qiáng)大的理解力是非常難完成如此繁雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。在大學(xué)學(xué)習(xí)中，我主要學(xué)的就是基礎(chǔ)性的基礎(chǔ)知識，主要是缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)開始前的總練習(xí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不只使我過去學(xué)的綜合知識系統(tǒng)的相連起來，也予我在再次學(xué)習(xí)經(jīng)典知識的同時(shí)能夠?qū)W習(xí)特別多新的基礎(chǔ)知識；這不只增強(qiáng)了學(xué)生解決相關(guān)問題的本事，還打開了學(xué)生的視界，在一定水平上補(bǔ)償學(xué)生綜合經(jīng)驗(yàn)的不及，為日后的相關(guān)工作奠定牢固的基礎(chǔ)。因?yàn)樽约杭夹g(shù)有限，許多知識與技能掌握的不是相當(dāng)穩(wěn)定，因而在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不可避免要碰到特別多難題。我獲得了有項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)師兄不時(shí)輔導(dǎo)和大學(xué)同學(xué)的熱誠協(xié)助，特別是指導(dǎo)老師的幫助，處理了一個(gè)再一個(gè)的阻礙。畢業(yè)設(shè)計(jì)縱然相當(dāng)艱苦，然則在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不停思慮問題，解決問題，調(diào)查問題，每走過一步，我便增強(qiáng)一次，每過一天，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)便優(yōu)化一次。通過完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我吸取了更完備的綜合知識，訓(xùn)練了我自立設(shè)計(jì)的本事，予我收獲頗豐，我本人堅(jiān)信這部分實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對我自己往后的相關(guān)工作一定存在莫大的幫助。通過完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)磨練我的堅(jiān)苦卓絕的作風(fēng)，給予我以后在社會中競爭有強(qiáng)大的競爭力。參考文獻(xiàn)[1]張策．機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社2018[2]鄒平．機(jī)械設(shè)計(jì)零件與實(shí)用裝置圖冊[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2013[3]梁工英．機(jī)床振動和CNC設(shè)計(jì)[M]．安徽：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2009[4]郝濱海．綠色制造的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]．蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2018:139-140[5]史月麗．自動裝配與柔性裝配技術(shù)[M]．湖北：華中科技大學(xué)出版社，2018[6]趙熙雍．寶鋼彈片升降機(jī)械手手冊[M]．北京：科學(xué)出版社，2007[7]趙熙雍．通用機(jī)械設(shè)備原理與結(jié)構(gòu)[M]．北京：高等教育出版社，2013[8]王秀英．機(jī)械加工余量與公差手冊[M]．湖南：湖南大學(xué)出版社，2010[9]馮炳克．機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)[M]．四川：西南交通大學(xué)出版社，2007[10]周慧玲，茍中魁．機(jī)械CAD、CAM基礎(chǔ)[M]．陜西：西北大學(xué)出版社，2012[11]任小中，蘭建設(shè)．CAD/CAM軟件技術(shù)應(yīng)用[M]．大連：大連理工大學(xué)出版社，2006[12]莫澤文．機(jī)械工程設(shè)計(jì)及自動化簡明設(shè)計(jì)手冊[M]．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2010[13]范有發(fā)．機(jī)械加工設(shè)備[M]．北京：北京交通大學(xué)出版社，2013[14]張清萍．機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]．西華大學(xué)學(xué)報(bào)，2002:188-189[15]孔慶華．簡明機(jī)械加工工藝手冊[M]．河北：河北大學(xué)出版社，2002[16]歐志球．虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2013:51-52[17]謝鋪洲．機(jī)械加工工藝CAPP系統(tǒng)的開發(fā)與研制[M]．南京：東南大學(xué)出版社，2012[18]陳建能，方健儒．金屬切削刀具[M]．湖南：中南大學(xué)出版社，2003[19]張素敏，葉修梓．金屬機(jī)械加工工藝人員手冊[M]．北京：北京教育出版社，2003[20]趙濤．產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的材料選擇[M]．江蘇：蘇州大學(xué)出版社，2013[21]時(shí)軍波．液壓系統(tǒng)建模與仿真[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2003[22]吳竹溪，蔡定安．自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用探討[J]．火箭軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2010:144-146[23]宋言明，閆志中．選進(jìn)制造理論研究與工程技術(shù)[M]．河北：河北大學(xué)出版社，2000[24]鄧重寧．機(jī)床及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2000[25]李和平．?dāng)?shù)控銑削加工技術(shù)[M]．山東：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2014[26]余俊等．淺談機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用[J]．杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2004:42-43[27]姚濤，熊守美．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊[M]．北京：高等教育出版社，2017[28]洪麗華．現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床刀具及其應(yīng)用[M]．吉林：長春出版社，2014[29]SaraGonizziBarsanti，RazaAasif．ToolDesignforTeaCuttingMachinetoReduceMSDsUsingErgonomicFunctionDeployment:AResearchatPTPN8Ciater[J]．EarthandEnvironmentalScience，2000:162-164[30]BrendanRJackson，RatnakarGhorpade．EffectsofultrasonicscalingontheopticalpropertiesandsurfacecharacteristicsofhighlytranslucentCAD/CAMceramicrestorativematerials:Aninvitrostudy[J]．Methodsinmolecularbiology，2006:87-89[31]JergKuhnert，TomáKula．Sizeorhierarchicaldependenceoftheelasticmodulusofthreeceramic-compositeCAD/CAMmaterials[J]．MedicalPatentBusinessWeek，2007:105-106[32]HuhJungwon，HansMeister，JonghyunJu．Designandexperimentalstudyofapowermatchingcontrolsystemforaworkingdeviceofatreetransplantingmachine[J]．Mechatronics，2012:130-132謝辭歲月如電一般，光陰似箭一般，大學(xué)幾年的校園生活即將走完，而且自己也將要離開熟悉環(huán)境與熟悉的校園，即將步入社會里去。就在走出校門的時(shí)候之前，我作為一名普通高校的學(xué)生，完成最后一次學(xué)校對我的考驗(yàn)，做完畢業(yè)設(shè)計(jì)是當(dāng)前最為關(guān)鍵的任務(wù)。在今年如此特殊的情況下，我的指導(dǎo)老師齊新霞老師不拘一格的思路與敬業(yè)精神對我的嚴(yán)格要求使我享用終生，敏銳的洞察與寬以待人讓我擁有了更加成熟的思想。老師的明眸像凝視兩眼清泉永遠(yuǎn)奔流在我的心谷，老師是辛勤的園丁，用才華播種，老師如海，寬容做舟。非常幸運(yùn)我圓滿完成學(xué)業(yè)，要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們，感謝學(xué)院的各位老師四年來對我們的教育。向給予指導(dǎo)的齊老師和學(xué)院各位老師表示最真誠的感謝，他們一直都很幫助我，會打電話過來交流我的設(shè)計(jì)。我由衷感謝諸位老師尤其是我的指導(dǎo)老師齊新霞教授長時(shí)間給我忘我的支持和輔導(dǎo)，并且向各位致意真誠的謝意，往后到工作上我肯定盡力工作，不虧欠你們給我的基礎(chǔ)知識和對我自己予以的期望!

ExcelXP的八則快速輸入技巧如果我們在用ExcelXP處理龐大的數(shù)據(jù)信息時(shí)，不注意講究技巧和方法的話，很可能會花費(fèi)很大的精力。因此如何巧用ExcelXP，來快速輸入信息就成為各個(gè)ExcelXP用戶非常關(guān)心的話題，筆者向大家介紹幾則這方面的小技巧。1、快速輸入大量含小數(shù)點(diǎn)的數(shù)字如果我們需要在ExcelXP工作表中輸入大量的帶有小數(shù)位的數(shù)字時(shí)，按照普通的輸入方法，我們可能按照數(shù)字原樣大小直接輸入，例如現(xiàn)在要在單元格中輸入0.05這個(gè)數(shù)字時(shí)，我們會把“0.05”原樣輸入到表格中。不過如果需要輸入若干個(gè)帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)字時(shí)，我們再按照上面的方法輸入的話，每次輸入數(shù)字時(shí)都需要重復(fù)輸入小數(shù)點(diǎn)，這樣工作量會變大，輸入效率會降低。其實(shí)，我們可以使用ExcelXP中的小數(shù)點(diǎn)自動定位功能，讓所有數(shù)字的小數(shù)點(diǎn)自動定位，從而快速提高輸入速度。在使用小數(shù)點(diǎn)自動定位功能時(shí)，我們可以先在ExcelXP的編輯界面中，用鼠標(biāo)依次單擊“工具”/“選項(xiàng)”/“編輯”標(biāo)簽，在彈出的對話框中選中“自動設(shè)置小數(shù)點(diǎn)”復(fù)選框，然后在“位數(shù)”微調(diào)編輯框中鍵入需要顯示在小數(shù)點(diǎn)右面的位數(shù)就可以了。以后我們再輸入帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)字時(shí)，直接輸入數(shù)字，而小數(shù)點(diǎn)將在回車鍵后自動進(jìn)行定位。例如，我們要在某單元格中鍵入0.06的話，可以在上面的設(shè)置中，讓“位數(shù)”選項(xiàng)為2，然后直接在指定單元格中輸入6，回車以后，該單元格的數(shù)字自動變?yōu)椤?.06”，怎么樣簡單吧？2、快速錄入文本文件中的內(nèi)容現(xiàn)在您手邊假如有一些以純文本格式儲存的文件，如果此時(shí)您需要將這些數(shù)據(jù)制作成ExcelXP的工作表，那該怎么辦呢？重新輸入一遍，大概只有頭腦有毛病的人才會這樣做；將菜單上的數(shù)據(jù)一個(gè)個(gè)復(fù)制/粘貼到工作表中，也需花很多時(shí)間。沒關(guān)系！您只要在ExcelXP中巧妙使用其中的文本文件導(dǎo)入功能，就可以大大減輕需要重新輸入或者需要不斷復(fù)制、粘貼的巨大工作量了。使用該功能時(shí)，您只要在ExcelXP編輯區(qū)中，依次用鼠標(biāo)單擊菜單欄中的“數(shù)據(jù)/獲取外部數(shù)據(jù)/導(dǎo)入文本文件”命令，然后在導(dǎo)入文本會話窗口選擇要導(dǎo)入的文本文件，再按下“導(dǎo)入”鈕以后，程序會彈出一個(gè)文本導(dǎo)入向?qū)υ捒?，您只要按照向?qū)У奶崾具M(jìn)行操作，就可以把以文本格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成工作表的格式了。3、快速輸入大量相同數(shù)據(jù)如果你希望在不同的單元格中輸入大量相同的數(shù)據(jù)信息，那么你不必逐個(gè)單元格一個(gè)一個(gè)地輸入，那樣需要花費(fèi)好長時(shí)間，而且還比較容易出錯(cuò)。你可以通過下面的操作方法在多個(gè)相鄰或不相鄰的單元格中快速填充同一個(gè)數(shù)據(jù)，具體方法為：首先同時(shí)選中需要填充數(shù)據(jù)的單元格。若某些單元格不相鄰，可在按住Ctrl鍵的同時(shí)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，逐個(gè)選中；其次輸入要填充的某個(gè)數(shù)據(jù)。按住Ctrl鍵的同時(shí)，按回車鍵，則剛才選中的所有單元格同時(shí)填入該數(shù)據(jù)。4、快速進(jìn)行中英文輸入法切換一張工作表常常會既包含有數(shù)字信息，又包含有文字信息，要錄入這樣一種工作表就需要我們不斷地在中英文之間反復(fù)切換輸入法，非常麻煩，為了方便操作，我們可以用以下方法實(shí)現(xiàn)自動切換：首先用鼠標(biāo)選中需要輸入中文的單元格區(qū)域，然后在輸入法菜單中選擇一個(gè)合適的中文輸入法；接著打開“有效數(shù)據(jù)”對話框，選中“IME模式”標(biāo)簽，在“模式”框中選擇打開，單擊“確定”按鈕；然后再選中輸入數(shù)字的單元格區(qū)域，在“有效數(shù)據(jù)”對話框中，單擊“IME模式”選項(xiàng)卡，在“模式”框中選擇關(guān)閉（英文模式）；最后單擊“確定”按鈕，這樣用鼠標(biāo)分別在剛才設(shè)定的兩列中選中單元格，五筆和英文輸入方式就可以相互切換了。5、快速刪除工作表中空行刪除ExcelXP工作表中的空行，一般的方法是需要將空行都找出來，然后逐行刪除，但這樣做操作量非常大，很不方便。那么如何才能減輕刪除工作表中空行的工作量呢？您可以使用下面的操作方法來進(jìn)行刪除：首先打開要刪除空行的工作表，在打開的工作表中用鼠標(biāo)單擊菜單欄中的“插入”菜單項(xiàng)，并從下拉菜單中選擇“列”，從而插入一新的列Ｘ，在Ｘ列中順序填入整數(shù)；然后根據(jù)其他任何一列將表中的行排序，使所有空行都集中到表的底部。刪去所有空行中Ｘ列的數(shù)據(jù)，以Ｘ列重新排序，然后刪去Ｘ列。按照這樣的刪除方法，無論工作表中包含多少空行，您就可以很快地刪除了。6、快速對不同單元格中字號進(jìn)行調(diào)整在使用ExcelXP編輯文件時(shí)，常常需要將某一列的寬度固定，但由于該列各單元格中的字符數(shù)目不等，致使有的單元格中的內(nèi)容不能完全顯示在屏幕上，為了讓這些單元格中的數(shù)據(jù)都顯示在屏幕上，就不得不對這些單元格重新定義較小的字號。如果依次對這些單元格中的字號調(diào)整的話，工作量將會變得很大。其實(shí)，您可以采用下面的方法來減輕字號調(diào)整的工作量：首先新建或打開一個(gè)工作簿，并選中需要ExcelXP根據(jù)單元格的寬度調(diào)整字號的單元格區(qū)域；其次單擊用鼠標(biāo)依次單擊菜單欄中的“格式”/“單元格”/“對齊”標(biāo)簽，在“文本控制”下選中“縮小字體填充”復(fù)選框，并單擊“確定”按鈕；此后，當(dāng)你在這些單元格中輸入數(shù)據(jù)時(shí)，如果輸入的數(shù)據(jù)長度超過了單元格的寬度，ExcelXP能夠自動縮小字符的大小把數(shù)據(jù)調(diào)整到與列寬一致，以使數(shù)據(jù)全部顯示在單元格中。如果你對這些單元格的列寬進(jìn)行了更改，則字符可自動增大或縮小字號，以適應(yīng)新的單元格列寬，但是對這些單元格原設(shè)置的字體字號大小則保持不變。7、快速輸入多個(gè)重復(fù)數(shù)據(jù)在使用ExcelXP工作表的過程中，我們經(jīng)常要輸入大量重復(fù)的數(shù)據(jù),如果依次輸入，無疑工作量是巨大的?，F(xiàn)在我們可以借助ExcelXP的“宏”功能,來記錄首次輸入需要重復(fù)輸入的數(shù)據(jù)的命令和過程,然后將這些命令和過程賦值到一個(gè)組合鍵或工具欄的按鈕上,當(dāng)按下組合鍵時(shí),計(jì)算機(jī)就會重復(fù)所記錄的操作。使用宏功能時(shí)，我們可以按照以下步驟進(jìn)行操作:首先打開工作表，在工作表中選中要進(jìn)行操作的單元格；接著再用鼠標(biāo)單擊菜單欄中的“工具”菜單項(xiàng)，并從彈出的下拉菜單中選擇“宏”子菜單項(xiàng)，并從隨后彈出的下級菜單中選擇“錄制新宏”命令；設(shè)定好宏后，我們就可以對指定的單元格，進(jìn)行各種操作，程序?qū)⒆詣訉λM(jìn)行的各方面操作記錄復(fù)制。8、快速處理多個(gè)工作表有時(shí)我們需要在ExcelXP中打開多個(gè)工作表來進(jìn)行編輯，但無論打開多少工作表，在某一時(shí)刻我們只能對一個(gè)工作表進(jìn)行編輯，編輯好了以后再依次編輯下一個(gè)工作表，如果真是這樣操作的話，我們倒沒有這個(gè)必要同時(shí)打開多個(gè)工作表了，因?yàn)槲覀兺瑫r(shí)打開多個(gè)工作表的目的就是要減輕處理多個(gè)工作表的工作量的，那么我們該如何實(shí)現(xiàn)這樣的操作呢？您可采用以下方法：首先按住“Shift"鍵或“Ctrl"鍵并配以鼠標(biāo)操作，在工作簿底部選擇多個(gè)彼此相鄰或不相鄰的工作表標(biāo)簽，然后就可以對其實(shí)行多方面的批量處理；接著在選中的工作表標(biāo)簽上按右鍵彈出快捷菜單，進(jìn)行插入和刪除多個(gè)工作表的操作；然后在“文件”菜單中選擇“頁面設(shè)置……”，將選中的多個(gè)工作表設(shè)成相同的頁面模式；再通過“編輯”菜單中的有關(guān)選項(xiàng)，在多個(gè)工作表范圍內(nèi)進(jìn)行查找、替換、定位操作；通過“格式”菜單中的有關(guān)選項(xiàng)，將選中的多個(gè)工作表的行、列、單元格設(shè)成相同的樣式以及進(jìn)行一次性全部隱藏操作；接著在“工具”菜單中選擇“選項(xiàng)……”，在彈出的菜單中選擇“視窗”和“編輯”按鈕，將選中的工作表設(shè)成相同的視窗樣式和單元格編輯屬性；最后選中上述工作表集合中任何一個(gè)工作表，并在其上完成我們所需要的表格，則其它工作表在相同的位置也同時(shí)生成了格式完全相同的表格。高效辦公Excel排序方法"集中營"排序是數(shù)據(jù)處理中的經(jīng)常性工作，Excel排序有序數(shù)計(jì)算（類似成績統(tǒng)計(jì)中的名次）和數(shù)據(jù)重排兩類。本文以幾個(gè)車間的產(chǎn)值和名稱為例，介紹Excel2000/XP的數(shù)據(jù)排序方法。一、數(shù)值排序1.RANK函數(shù)RANK函數(shù)是Excel計(jì)算序數(shù)的主要工具，它的語法為:RANK（number，ref，order），其中number為參與計(jì)算的數(shù)字或含有數(shù)字的單元格，ref是對參與計(jì)算的數(shù)字單元格區(qū)域的絕對引用，order是用來說明排序方式的數(shù)字（如果order為零或省略，則以降序方式給出結(jié)果，反之按升序方式）。例如圖1中E2、E3、E4單元格存放一季度的總產(chǎn)值，計(jì)算各車間產(chǎn)值排名的方法是:在F2單元格內(nèi)輸入公式“=RANK（E2，$E$2:$E$4）”，敲回車即可計(jì)算出鑄造車間的產(chǎn)值排名是2。再將F2中的公式復(fù)制到剪貼板，選中F3、F4單元格按Ctrl+V，就能計(jì)算出其余兩個(gè)車間的產(chǎn)值排名為3和1。如果B1單元格中輸入的公式為“=RANK（E2，$E$2:$E$4，1）”，則計(jì)算出的序數(shù)按升序方式排列，即2、1和3。需要注意的是:相同數(shù)值用RANK函數(shù)計(jì)算得到的序數(shù)（名次）相同，但會導(dǎo)致后續(xù)數(shù)字的序數(shù)空缺。假如上例中F2單元格存放的數(shù)值與F3相同，則按本法計(jì)算出的排名分別是3、3和1（降序時(shí)）。2.COUNTIF函數(shù)COUNTIF函數(shù)可以統(tǒng)計(jì)某一區(qū)域中符合條件的單元格數(shù)目，它的語法為COUNTIF（range，criteria）。其中range為參與統(tǒng)計(jì)的單元格區(qū)域，criteria是以數(shù)字、表達(dá)式或文本形式定義的條件。其中數(shù)字可以直接寫入，表達(dá)式和文本必須加引號。仍以圖1為例，F(xiàn)2單元格內(nèi)輸入的公式為“=COUNTIF（$E$2:$E$4，">"&E2）+1”。計(jì)算各車間產(chǎn)值排名的方法同上，結(jié)果也完全相同，2、1和3。此公式的計(jì)算過程是這樣的:首先根據(jù)E2單元格內(nèi)的數(shù)值，在連接符&的作用下產(chǎn)生一個(gè)邏輯表達(dá)式，即“>176.7”、“>167.3”等。COUNTIF函數(shù)計(jì)算出引用區(qū)域內(nèi)符合條件的單元格數(shù)量，該結(jié)果加一即可得到該數(shù)值的名次。很顯然，利用上述方法得到的是降序排列的名次，對重復(fù)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的結(jié)果與RANK3.IF函數(shù)Excel自身帶有排序功能，可使數(shù)據(jù)以降序或升序方式重新排列。如果將它與IF函數(shù)結(jié)合，可以計(jì)算出沒有空缺的排名。以圖1中E2、E3、E4單元格的產(chǎn)值排序?yàn)槔唧w做法是:選中E2單元格，根據(jù)排序需要，單擊Excel工具欄中的“降序排序”或“升序排序”按鈕，即可使工作表中的所有數(shù)據(jù)按要求重新排列。假如數(shù)據(jù)是按產(chǎn)值由大到?。ń敌颍┡帕械?，而您又想賦予每個(gè)車間從1到n（n為自然數(shù)）的排名?？梢栽贕2單元格中輸入1，然后在G3單元格中輸入公式“=IF（E3=E