龙门桁架机械手设计-型钢搬运堆垛机【三维SW】【13张CAD图纸+文档全套】
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哈尔滨理工大学学士学位论文桁架机械手的设计摘 要现代工业不管是加工还是制造都存在着多种多样的方式,有人力手动的也有机械加工的,然而在这其中,桁架机械手机无疑是一种十分方便快捷而且简单易懂的型钢抓取的高效率产品。本次设计的桁架机械手与同类其它产品相比可以抓取各种形状的型钢,比如槽钢,工字钢,方钢等等。除此以外,它还具有装卸快速、使用安全、一机多用、操作方便、结构合理、便于安装等众多优点,在国内桁架机械手的机市扬占据了很大份额,我们知道的桁架机械手所用于工厂、码头、铁路、建筑等安装生产和制造。随着工业及制造业的发展,各类型钢在工业、农业上的广泛运用,推动了桁架机械手机的不断发展,桁架机械手的发展到现在已取得了很大的进步,它是从最早期的手动抓取发展到现在的全自动抓取。本次研究主要在于熟悉桁架机械手的结构方案,设计并计算桁架机械手,增加桁架机械手的精度,更好解决一些生产工艺上以及零件规格合格率的生产实际问题。关键词 型钢 机械手 结构设计-31-Design of type steel stackerAbstractModern industry, there are various ways of processing or manufacturing, including manual labor and mechanical processing. However, the stacker crane is a very convenient, fast and simple high-efficiency product for steel stacking.The design of this type of steel, steel and other products compared to the stacker stacker can be of various shapes such as steel, steel, steel and so on. In addition, it also has a fast, safe use, multifunction, the stacker crane is a very convenient, convenient operation, reasonable structure, convenient installation and handling many advantages, the stacker crane is a very convenient,occupy a large share in the domestic steel market stacker machine, steel stacking machine we know are used in factories, docks, railways, construction and installation of production and manufacturing.With the rapid development of industry and manufacturing industry, various types of steel are widely used in industry, agriculture, and promote the continuous development of steel stacking machine, development of steel stacking machine now has made great progress, it is from the early development of manual palletizing automatic stacking now. This research is mainly focused on the structural scheme of familiar steel stacker, designing and calculating the steel stacker, increasing the accuracy of steel stacker, and better solving some practical problems of production process and parts qualification rate.Keywords Section steel Stacker Structural design目 录摘要IAbstractII桁架机械手的设计I目 录III第1章 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题设计的目的和意义21.3 本课题研究的内容2第2章 工作原理简介42.1 整体方案42.2 工作原理42.3 本章小结5第3章 各机构的设计计算63.1 抓取机构设计63.1.1 工作原理63.1.2 机械手载荷计算63.1.3 液压缸的计算73.1.4 强度和稳定性计算93.2 龙门机架的设计计算123.2.1 主梁危险载面的强度验算123.2.2 支腿危险载面的强度验算143.2.3 受力分析153.2.4 截面强度计算163.2.5 截面剪切强度计算173.3 移动机构的设计计算173.3.1 滚珠丝杠计算和选型173.3.2 滚珠丝杠螺母副的选型183.3.3 滚珠丝杠副的支承方式183.3.4 传动效率的计算193.3.5 刚度的验算193.3.6 稳定性校核203.3.7 临界转速的验证203.3.8 步进直线电机的计算和选用213.4 小齿轮的强度计算233.4.1 齿面接触疲劳强度计算233.4.2 齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算273.5 本章小结28结论29致谢30参考文献31第1章 绪论1.1 课题研究背景研发、制造和生产具有先进性的机械设备,不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,都是非常关键的。研发、制造和生产具有先进性的机械设备,不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,都是非常关键的。研发、制造和生产具有先进性的机械设备,不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,都是非常关键的。研发、制造和生产具有先进性的机械设备,不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,都是非常关键的。都离不开各种各样的机械装备,机械工业所提供装备的性可以、质量和成本。不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,它们都将会使国民经济各部门技术进步和经济效益发生翻天覆地的变化和促进作用。不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,机械工业的综合实力和技术雄厚水平始终会为国家经济能力和科学技术指标的关键要素。不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业。所以说,全球普遍看来都会不遗余力的去开拓机械工业行业看成发展自己国家经济水平能力的发展战略关键。研发、制造和生产具有先进性的机械设备,不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,都是非常关键的。始终加强目前的机械设备和制造新一代机械设备,取应付目前和将来的需求。不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,都是很重要的事情。机械设备的制造,其中涵盖了很多东西,有生产设施制定方案和结果;不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,生产方案的指定与生产统筹管理;不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,或者说实施生产工艺编写;设计和制造工具、模具;确定劳动定额和材料定额不论是传统产业,还是新兴产业,;进行加工、整合、验收与打包送货;对产品质量实施具有目的性的管理。机械通常可能是诸多个不同寻常的成形、经过加工的高质量零件配合起来的高难度的东西。不管是提到的一般产业,或者说是新发展起来的产业,通常来说机械生产制造中批量,会分类成单件小批的,或者中批量的,但大部分都为大批量的制造来节约成本提高效率。1.2 课题设计的目的和意义目前,世界上机械手的发展已经很成熟了。已发展形成了各种类型的小型车间用的标准机械手主要有两大类,磁性和非磁性机械手1。一类是磁性机械手。轧件由装有可调磁性的翻转臂和输送小车进行一车抓取,并且层与层之间是面对面或背对背交替放置的。该系统主要运用于中型型钢抓取。全部由计算机自动操作。钢材抓取后,由平立辊道输送到打捆区,平立辊道的宽度是可调的,以避免料垛散落2。机械设备的应用,这方面包括机械设备的选择、订购、验收、安装、调整、操作、振动与噪声是人们日常生活与工业生产中极其常见的物理现象2,其对于一般工业系统来说是极其有害的。在机械加工领域,过大的振动会使机构磨损加剧,降低使用寿命,影响零部件的加工精度;而在土木建筑、交通运输以及航空航天等领域,振动不仅可能造成桥梁坍塌,火箭发射失利,人员的舒适度与安全度降低等,严重时甚至可能造成人员的伤亡。因此,振动所带来的危害不容小觑。振动控制技术作为改善系统振动与噪声的有效手段,是时下热门的研究方向之一。当前,振动控制的方法可概括为:被动控制、主动控制和轨迹规划法22。被动控制法主要通过各种储能或耗能材料以及机械结构的阻尼实现振动能量的吸收与耗散。维护、修理和改造以及各行业使用的成套机械设备和机械产品的应用,来确保机械设备长期使用的可靠性和经济性。机械产品的应用。这包括机械的工业使用和成套机械设备、机械产品、机械产品的选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和翻新,以确保机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。机械产品的应用是研究机械产品制造过程中的环境污染、机械产品的应用和自然资源的过度消耗,特别是自然资源的利用,以及解决这些问题的措施。机械产品的应用是现代机械工程的一项重要任务,其重要性日益提高。1.3 本课题研究的内容本论文主要研究运用所学大学课程知识对桁架机械手进行设计。在设计过程中,了解CAD的各种功可以,及所学知识的应用,达到学以致用的目的。本次设计的其主要内容为:1、桁架机械手的总体结构设计;2、根据总体结构设计,进行计算;3、对相关重要零件进行强度校核;4、运用AutoCAD软件绘制机械手的装配图及重要零件图;4、最后完成设计说明书的编写。第2章 工作原理简介2.1 整体方案本次设计的桁架机械手是机械生产制造中很常见的一种设备,它的工作流程是根据现场需求,把型钢抓取成型,合理安排摆放空间位置,完成生产制造的统一管理。桁架机械手的工作原理图如图2-1所示:X方向的移动梁在龙门架的导轨上运行,由电动机驱动完成X方向的移动,Y方向移动梁在X移动梁上运动,也是由电动机驱动完成Y方向的移动。上升机构的动作同理也是电动机驱动完成上下运动。抓取机构采用液压驱动的方式,这样夹紧力可以保证很大。抓取的稳固。在抓取型钢时,首先把抓取机构通过各梁的移动,到达指定位置,然后抓取,上升后,再把型钢移动到所需要抓取的地方,抓取机构松开。完成一次抓取。图2-1 方案图2.2 工作原理桁架机械手的工作原理为:通过控制信号控制各个驱动部件,完成堆通过抓取机构到指定的型钢堆积的地方夹住型钢完成指定位置的抓取。整个机械手的动作前提都是靠光电传感器检测信号,通过它们的反馈信号给控制系统,然后经过中控系统来对机械手的各个执行机构进行有序地操作,从而完成整个抓取的工艺流程。 2.3 本章小结本章主要介绍了本次设计的机械手的结构方案,了解了其工作的工作原理,从而更清楚各个机构的关联及工作内容,来更好的完成下面的设计计算。 第3章 各机构的设计计算3.1 抓取机构设计3.1.1 工作原理该机械手抓取机构的工作原理,类似一个机械手的动作过程,是利用液压缸驱动夹板的夹持力将型钢的两侧夹紧,由于力是液压缸驱动的,因此保证了一定的夹紧力。抓取机构上侧也设有一个液压缸,可以使型钢定位,定位后保证了夹紧的位置,可以更好的完成夹紧动作。夹紧机构上侧有主推油缸,与连杆连接,通过连杆的作用可以微调抓取结构的方向,保证抓取机构对型钢的抓取位置,不影响力的跑偏。3.1.2 机械手载荷计算本次设计机械手横向行程为5000mm,型钢选择常见的,估取重量为,各导轨均为直线导轨。参考相关文献资料3中,查表3-1可知,最大工作载荷的计算如下:= (3.1)式中: 为考虑颠覆力矩影响时的实验系数,取1.4; 为滑动导轨摩擦系数,取0.2。最大动载荷的计算: 式中:滚珠丝杠副的寿命系数,单位为r; 丝杠寿命,取15000; 载荷系数,一般取1.2; 硬度系数取1; 横向丝杠副最大工作载荷,其值为2459.6; 横向滚珠丝杠导程,初选为。 横向最大工进速度,该设计值为; 横向最大工进速度对应丝杠的转度,单位。计算得出得 :=12278.8。3.1.3 液压缸的计算1. 初步确系统压力表3.1 按负载选择工作压力4负载/ KN50工作压力/MPa 0.811.522.5334455表3-2 各种机械常用的系统工作压力4机械类型机 床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0.82352881010182032由表2-1和表2-2可知,初选液压缸的设计压力P1=0.4MPa为了满足快速进退速度相等,并减小液压泵的流量,则液压缸无杆腔与有杆腔的等效面积A1与A2应满足A1=2A2(即液压缸内径D和活塞杆直径d应满足:d=0.707D。为防止工件突然前冲,液压缸需保持一定的回油背压,并取液压缸机械效率。则液压缸上的平衡方程故液压缸无杆腔的有效面积:液压缸直径:表3.3 液压缸内径系列GB/T2348-1980mm810121620253240506380100125160200250320400500参考表3.3,这里取标准值D=40mm;参考相关文献资料可知,根据杆径比d/D,一般的选取原则是:当活塞杆受拉时,一般选取d/D=0.3-0.5,当活塞杆受压时,一般选取d/D=0.5-0.7。前面分析了采取A1=2A,故活塞杆直径d=0.71D=28.4mm ,因此根据表3.4,取d=28(标准直径)表3.4 液压缸活塞杆直径系列GB/T2348-1980mm4568101214161820222528323640455056637080901001101251401601802002202502803203604002.液压缸缸体厚度计算缸体是液压缸中最重要的零件,参考相关文献液压设计手册可知,选用常见的45号钢作为缸体的材料。式中:实验压力,MPa。当液压缸额定压力Pn5.1 MPa时,Py=1.5Pn,当Pn16MPa时,Py=1.25Pn。缸筒材料许用应力,N/mm。=,为材料的抗拉强度。注:1.额定压力Pn额定压力又称公称压力即系统压力,Pn=1MPa2.最高允许压力PmaxPmax1.5Pn=1.251=1.25MPa液压缸缸筒材料采用45钢,则抗拉强度:b=600MPa安全系数n:参考相关文献液压设计手册可知,表210,取n=5。因为我们可以计算出许用应力=120MPa = =0.2mm=200,符合设计要求中的。但考虑到制造工艺以及按照的需求,这里液压缸厚度取2.5mm。因此液压缸缸体外径为45mm。3.1.4 强度和稳定性计算1.对活塞杆强度和液压缸稳定性进行计算(1)活塞杆强度计算校核活塞杆的直径d式中,F为活塞杆上的作用力;为活塞杆材料的许用应力,1.4。 =12.36(2)液压缸稳定性计算为了能够保持其能稳定运行活塞杆进行压缩负载时,所承受的压力不能超过临界负载。不然的话会发生轴向弯曲,导致液压缸无法正常工作。活塞杆的截面形状、直径与长度以及其所用材料性质;液压缸的安装方式等等因素来决定的值。活塞杆稳定性的计算公式为,式中为安全系数,一般取=2-4.当活塞杆的细长比时式中,l为安装长度,其值为320mm;活塞杆横截面惯性矩为J;最小回转半径为,;为柔性系数,其值为85;为由液压缸支撑方式决定的末端系数,使用一端自由一端固定为支承的选择方式,值为0.25;对钢取活塞杆使用的材料的弹性模量为E=2.06x A为活塞杆横截面积;材料强度决定的实验值是f,其值为4.9x,系数的值为1/5000. (8.4)=0.019=85x=42.5=6.1xN=1.5xN2.连接零件的强度计算液压缸在液压元器件中最重要,因此要对它的各部分连接零件进行强度计算。 (1)焊缝强度的计算(钢桶与缸盖)如图所示,其焊缝的应力为:式中F液压缸最大推力(N); 焊接效率,取0.7 焊缝的许用应力(Pa) =4200x,取安全系数n=3.3-4=11.23MPa=105Mpa(2)缸盖连接螺栓的强度计算缸盖与缸筒用法兰环时;螺栓螺纹处的拉应力: (MPa) 螺栓螺纹处的剪应力: (MPa)其合成应力和强度验算公式为(MPa)式中螺纹外径;螺纹内径。螺纹内摩擦系数(0.070.2),一般取=0.12;螺纹预紧力系数,取K=1.251.5;缸筒材料的许用应力(MPa);液压缸最大推力(N);缸筒内径(m)。螺栓数量。K=1.25,=0.12,F=12000,=6,=4.917,Z=6=131.65Mpa=37.85MPa=147MPa600MPa通过以上的强度计算保证液压缸的各部件可以满足工况要求。3.2 龙门机架的设计计算主梁材料的选择:选用Q235,其力学性能好。桥式主梁结构形式及截面尺寸的确定:根据标准选用后,验算是否符合要求。3.2.1 主梁危险载面的强度验算1)正应力的验算参考相关文献5中的可知,根据公式计算的垂直弯矩同时作用在主梁上,并考虑约束弯曲和约束扭转的影响,主梁再面上的正应力可按下式叠加:主梁跨中:主梁支承载面:式中:、主梁跨中的最大垂直弯矩和水平弯矩;、主梁支承载面的最大垂直弯矩和水平弯矩;、主梁跨中和支承载面对轴的载面摸数;主梁对轴的载面摸数。参考相关文献5中的可知,强度许用应力为:1)确定应力循环特性参考相关文献5中的可知,钢的强度许用应力为:式中:参考相关文献5中的可知,为载荷组合的安全系数。2)剪应力的验算参考相关文献5中的可知,箱形载面主梁支承载面处的剪力在腹板上引起的剪应力按下式计算:式中主梁载面的一部分对中性轴的静矩;主梁载面对轴的惯性矩;、主梁的主、副腹板的厚度。在水平载荷作用下,盖板上的剪应力:式中支承处的水平剪力;主梁载面的一部分对轴的静矩;主梁载面对轴的惯性矩;上、下盖板厚度。主梁受扭的影响。则按纯扭转计算,计算式为:主腹板上=副腹板上=盖板上=式中作用与主梁支承载面的扭矩;主梁封闭载面的轮廓面积,。在主梁载面上,各种载荷在同一点引起的剪应力予叠加。3.2.2 支腿危险载面的强度验算对于单主梁箱形结构门架的支腿应分别选取几个载面进行强度计算。强度验算式为:式中门架平面,支腿验算载面的最大弯矩;支腿平面,支腿验算载面的最大弯矩;支腿平面,支腿验算载面的轴向力;、验算载面对轴和轴的载面模数;验算载面的面积。根据静强度和疲劳强度条件计算截面需要的面积:由计算结构知,杆件应根据疲劳强度条件确定截面积。杆件需要的最小截面积为20732.55。3.2.3 受力分析 参考相关文献5中的可知,所受到的载荷为均布载荷 图3-1 横梁受力图 在I-I截面上弯矩为: 截面(-)剪力: 3.2.4 截面强度计算 截面宽度 截面高度 截面积 面积重心至x轴距离 截面对x轴的静面矩 静面矩S与面积重心至x轴距离乘积 各截面积的惯性矩 重心至x轴的惯性矩 截面对x轴的惯性矩 截面对x轴的惯性矩 受压截面和受拉截面弯曲应力相等为 由此可得,在截面上弯曲应力小于许用应力,安全。3.2.5 截面剪切强度计算 由分析得,最大应力在中心横断面。 式中:Q截面剪切力 B简化截面宽度 H简化截面高度 代入得: 根据上面计算可知,在截面上剪切强度小于许用剪切强度,因此设计为安全。3.3 移动机构的设计计算本次设计的机械手各方向的移动机构均匀有减速电机驱动滚珠丝杠完成的各个方向的动作。3.3.1 滚珠丝杠计算和选型1.最大工作载荷的计算本次设计机械手横向行程为5000mm,型钢选择常见的,估取重量为,各导轨均为直线导轨。参考相关文献资料3中,查表3-1可知,最大工作载荷的计算如下:= (3.1)式中: 为考虑颠覆力矩影响时的实验系数,取1.4; 为滑动导轨摩擦系数,取0.2。最大动载荷的计算: 式中:滚珠丝杠副的寿命系数,单位为r; 丝杠寿命,取15000; 载荷系数,一般取1.2; 硬度系数取1; 横向丝杠副最大工作载荷,其值为2459.6; 横向滚珠丝杠导程,初选为。 横向最大工进速度,该设计值为; 横向最大工进速度对应丝杠的转度,单位。计算得出得 :=12278.8。3.3.2 滚珠丝杠螺母副的选型根据计算出的最大动载荷,采用双螺母方式预紧,精度等级为5级,其参数如表3.3所示。表3.3相关参数公称直径/导程/钢球直径/丝杠外径/丝杠底径/额定载荷/接触刚度/14533253.51916.532.8143.3.3 滚珠丝杠副的支承方式考虑到横向滚珠丝杠副的长度、精度与负载的大小以及改造成本,参考相关文献资料5中可知,采用双推-单推支承方式,参考相关文献资料5中可知,其方式轴向刚度高,位移精度好,可以进行预拉伸。3.3.4 传动效率的计算 = 式中:螺距升角,参考相关文献资料5中可知,根据,可得=228; 摩擦角,参考相关文献资料5中可知,一般取=10。算得: =95.67% 3.3.5 刚度的验算=(“+”号代表拉伸,“-”代表压缩)式中:丝杠的最大工作载荷,单位为; 丝杠纵向最大有效行程,单位为; 丝杠材料的弹性模量,钢; 丝杠的横截面面积,单位按丝杠螺纹的底径确定。前面已经计算了:为2459.6N,为420,为36.5,算得: =0.0047 =4.7参考相关文献资料5中可知,,所以刚度足够。3.3.6 稳定性校核 = 式中:丝杠支承系数,参考相关文献资料5中可知,单推-单推时,取1; 滚珠丝杠稳定安全系数,一般取2.54,参考相关文献资料5中可知,取4; 滚珠丝杠两端支承间的距离,单位为,参考相关文献资料5中可知,为500;按丝杠底径确定的截面惯性矩,(,单位为)把代入算出=87080。 参考相关文献资料5中可知,由以上数据可以算出:= (3.9) 临界载荷远大于工作载荷(2459.6N),故丝杠不会失稳。3.3.7 临界转速的验证 式中:丝杠支承系数,单推-单推方式时,由表3-5可得该值为12.1;临界转速计算长度,单位为,本设计中该值约为720;丝杠内径,单位;安全系数,可取=0.8经过计算,得出=5321,由已知,可以算出,该值小于丝杠临界转速,所以满足要求。3.3.8 步进直线电机的计算和选用 参考相关文献资料5中可知,轴、丝杠等圆柱体惯量计算() 参考相关文献资料5中可知,对于钢材: 式中:M圆柱体质量()D圆柱体直径()L圆柱体长度()钢材的密度 参考相关文献资料5中可知,对于齿轮:D可取分度圆直径,L取齿轮宽度; 参考相关文献资料5中可知,对于丝杠:D可近似取丝杠公称直径滚珠直径,L取丝杠长度。 参考相关文献资料5中可知,具体计算如下: 电机力矩的计算 参考相关文献资料5中可知,快速空载起动时所需力矩式中: 参考相关文献资料5中可知,快速进给时所需力矩因此对运动部件已起动,固不包含,显然。 参考相关文献资料5中可知,最大切削负载时所需力矩式中:在采用丝杠螺母副传动时,上述各种力矩可用下式计算 式中:摩擦力矩 式中:附加摩擦力矩 式中: 参考相关文献资料5中可知,折算到电机轴上的切削负载力矩 参考相关文献资料5中可知,具体计算:横向: 可查出,90BAGH3502型最大静转矩转矩为50N.m,大于所需静转矩,可作为初选型号。3.4 小齿轮的强度计算3.4.1 齿面接触疲劳强度计算计算斜齿圆柱齿轮传动的接触应力时,推导计算公式的出发点和直齿圆柱齿轮相似,但要考虑其以下特点:啮合的接触线是倾斜的,有利于提高接触强度 ;重合度大,传动平稳。齿轮的计算载荷为了便于分析计算,通常取沿齿面接触线单位长度上所受的载荷进行计算。沿齿面接触线单位长度上的平均载荷P(单位为N/mm)为 P = Fn 作用在齿面接触线上的法向载荷L 沿齿面的接触线长,单位mm法向载荷Fn 为公称载荷,在实际传动中,由于齿轮的制造误差,特别是基节误差和齿形误差的影响,会使法面载荷增大。因此在计算载荷的强度时,应按接触线单位长度上的最大载荷,即计算Pca (单位N/mmm)进行计算。即 Pca = KP =K K载荷系数载荷系数K包括 :使用系数,动载系数,齿间载荷分配系数齿向载荷分布数,即 K = 使用系数 参考相关文献资料5中可知,动载荷影响的系数: = 1.0 动载系数 参考相关文献资料5中可知,齿轮传动制造和装配误差是不可避免的, 参考相关文献资料5中可知,齿轮受载后还要发生弹性变形,因此引入了动载系数。 = 1.0 参考相关文献资料5中可知,齿间载荷系数 参考相关文献资料5中可知,齿轮的制造精度7级精度2 = 1.2 参考相关文献资料5中可知,齿向荷分配系数: 齿宽系数 d = b/d = 18.14/12.13 = 1.5 = 1.12+0.18(1+0.6d) + 0.23*10b = 1.5 所以载荷系数: K= = 1*1*1.2*1.5 = 1.8斜齿轮传动的端面重合度: = bsin = 0.318d*ztan = 1.65 参考相关文献资料5中可知,在斜齿轮传动中齿轮的单位长度受力和接触长度如下: P ca = KP =K 因为 Fn = Ft/(cos*cos1) 所以 =1.8*3297.6/18.14/1.65/0.67= 296N/mm 参考相关文献资料5中可知,利用赫兹公式,代入当量直齿轮的有关参数后,得到斜齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度校核公式2 : = 式中: Z 弹性系数 参考相关文献资料5中可知,主动小齿轮选用材料20CrMo制造, 参考相关文献资料5中可知,根据材料选取,均为0.3, E,E都为合金钢 , 取189.8 MPa求得 Z = 5.7节点区域系数Z = 2.24 参考相关文献资料5中可知,齿轮与齿条的传动比 u , u趋近于无穷则 所以 = 51.6 MPa 参考相关文献资料5中可知,小齿轮接触疲劳强度极限 = 1000 MPa 应力循环次数 N = 2*10 所以 = 1.1 计算接触疲劳许用应力 参考相关文献资料5中可知,取失效概率为1%,安全系数S = 1,可得 = 1.1*1000MPa = 1100MPa K 接触疲劳寿命系数由此可得 因此疲劳强度要求。3.4.2 齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算 参考相关文献资料5中可知,弯曲疲劳强度计算校核公式: 齿间载荷分配系数 参考相关文献资料5中可知,= 1.2 齿向载荷分配系数 参考相关文献资料5中可知, = 1.33 载荷系数K= = 1*1*1.2*1.3 =1.56 齿形系数 校正系数 = 1.4螺旋角系数 校核齿根弯曲强度= = = 323.8MPa弯曲强度最小安全系数:=1.5 参考相关文献资料5中可知,计算弯曲疲劳许用应力为: 弯曲疲劳寿命系数 参考相关文献资料5中可知, = 1.5 可得, = 1.5*1000/1.5 = 1000 MPa所以: 所以经过以上计算,符合设计要求。3.5 本章小结本章内容主要包括计算了机械手各部件的参数计算,完成零件的校核。结论本文在这几个月的毕业设计的过程中,我认真分析了指导老师提供的基本设计数据和要求,之后在查阅了大量工具书和期刊资料;对现在我国的桁架机械手的结构总体趋势进行分析,在网上和图书馆搜集了大量的第一手的资料,首先初步确定了本次设计的基本方案,然后设计出了具体的方案。本次设计的桁架机械手为了达到一定的精度要求,通过选用最佳降速比来降低惯量;采用预紧的办法提高传动刚度;用消除的办法减少反向死区误差等,其中最重要的是提高传动刚度和降低惯量。采用预紧消除间隙提高传动刚度,不仅不需要增大尺寸和惯量,而且也是传动刚度接近常数,这是机械传动的特点,保证了一定的精度。本次传动系统采用了步进减速电机通过弹性联轴器直接与滚珠丝杠连接驱动丝杠传动,而且其轴承采用的是角接触轴承保证其主轴不窜动,采用一个深沟来保证其径向的圆跳动。在设计中我们兼顾经济性,考虑满足精度的要求,这是本次设计的突出亮点,也是难度的所在,为了圆满完成本次设计,在指导老师不厌其烦的耐心指导下,查阅参考了大量的相关资料,才完成了本次设计,学到了很多相关知识。为今后走向工作岗位提前做准备。致谢本文随着设计的逐步接近尾声,意味着我在哈理工大学四年的大学生学习生活即将结束。站在毕业的门槛前,回首往昔,有太多的感慨,也有太多需要感谢的人。大学生生活是我在求学生涯中收获最大、改变最大的四年,我的导师对我的影响无疑是最大的。本文是在导师的悉心指导下完成的,谨在此向恩师表示衷心的感谢。在大学生四年的求学期间,老师广博的学识,严谨的科学作风以及自信乐观的生活态度对我的成长和进步起到了深远的影响。在科研上您是良师,对我的课题进展付出了大量心血;在生活上您更是朋友,给予了我父母般的关怀。在此大学论文完成之际,我对您表示深深的敬意。论文的完成也离不开机械制造及自动化设计其他几位老师的指导和帮助。在此要特别感谢课题组的老师在科研和生活上的指导和建议,给予了我很大启发和帮助。感谢课题组教授的关心和支持,以及在学习生活中为提供的良好环境。同时,也要感谢其他老师的鼓励和帮助。感谢课题组的同届同门很多同学,四年的实验室生活
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