龍門式上下料機械手設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 件接觸的平面與水平面夾角 =45176。，工件所受到向?上的分力 與夾緊力 之間的計算公式為：TN （31）?tanNTF?式中： 為工件所受到向上的分力(N)TF只有當 大于等于 時，即 ≥ 時，機械手才能把工件夾緊。?T?所以夾緊力 必需滿足： ≥NNFtan選用能產生較在夾緊力的連桿杠桿式夾持器，如圖 32 所示：廣東水利電力職業技術學院15圖 32 連桿杠桿式夾持器當驅動桿 1 上下移動時，由桿 連桿 擺動的鉗爪 3 和夾持器體 4 構成四桿機構，迫使鉗爪完成夾緊和松開動作。夾緊力 和驅動力 之間的計算公式為： NFP (32)bcPN?os? ＝ =678N?cosp ?30cos21865?式中： 為夾緊力（ N） ； 為驅動力（N） ；c＝200mm ；b＝180mm； =NFPF??30擴力比為：= (33)i?cosbN? = ? 氣缸設計氣缸選用 80mm，管接式地腳結構。當壓縮空氣單位壓力 p= 時，氣缸推?力為 1005N。由于已知鉸鏈杠桿機構的擴力比為 =，因為在實際選用中應根據不i同情況對表中數值乘以 系數后，再選取。所以故由氣缸產生的實際夾緊力為： = 1005 =1005 =836（N） (34)NFi??龍門式上下料機械手設計16此時 已大于所需的 678N 的夾緊力，故本機械手可安全工作。NF廣東水利電力職業技術學院17此表中的數據是理論輸出力，在實際選用中應根據不同情況對表中數值乘以 系數后，再選取。龍門式上下料機械手設計18廣東水利電力職業技術學院19第四章 懸臂（Z 軸）傳動系統設計 傳動比的選定對于步進電機，脈沖當量 （mm/脈沖）確定，初步選定滾珠絲杠導程 (mm)和P? 0L電機步距角 [( 176。)/脈沖]后，則可用下式來計算該軸伺服傳動系統的傳動比?b= =1 (41)PbLi360???其中， 為步進電機的步距角 ＝ ， 為滾珠絲杠導程 ＝10mm， 為b?b??20Lp?系統的脈沖當量 ＝。使 i=1，使步進電機直接與絲杠用聯軸器聯接，p?有利于簡化結構，提高精度。 工作臺，機械手的質量： 工作臺的型號及重量工作臺基礎構件采用優質鋁合金、鑄鐵、鋼材、及大理石等材料，傳動結構可以采用直導軌、直線圓導軌、滾珠絲杠、同步帶及氣缸等多種組合形式，滿足各種行業、不同場合的需要。具有精度高、壽命長、效率高、磨損小、通用性強結構緊湊美觀等特點。 龍門式上下料機械手設計20在此選用型號為 RHDZ080 的工作臺，工作臺采用雙滑軌、滾珠絲桿的組合形式。行程 800mm，總長 1120mm。質量為 ＝75kg。1M 機械手重量 2 機械手材料為 45 號鋼，質量為 45kg。 滾珠絲桿的選定 選取的滾珠絲杠轉動系統為： 廣東水利電力職業技術學院21磨制絲杠(右旋)軸承到螺母間距離(臨界長度) ＝800mmnL固定端軸承到螺母間距離 ＝800mmk設計后絲杠總長 ＝1000mm最大行程（有效行程） 800mm＝u工作臺最高移動速度 ＝10（m/min）maxV壽命定為 ＝ 24000 工作小時。hL絲桿摩擦系數 μ＝ 電機最高轉速 ＝1000 （r/min）；加速度 ＝?2/s支承方式為(固定—支承)W = 75kg+45kg （工作臺托板質量+機械手質量） g=(重力加速度)I=1 (電機至絲杠的傳動比)摩擦阻力 Fw=μW g = 120 118(N) ?絲桿工作時受到的軸向載荷：無夾工件時 ＝( + ) (g+ ) ＝ (75+45) (+)waF＋＝ 1M2??wF＋ ?+118＝1332(N)夾工件時 ＝( + + ) (g+ ) ＝(75+45+30) (+)wa＋＝ 12j w＋+118＝1636(N) 運轉方式 軸向載荷Fa=F+Fw （N）進給速度(mm/min) 工作時間比例無夾工件時上下移動 =13321V1=10000 q1=50夾工件時上下移動 =16362aV2=8000 q2=50 運轉方式 進給速度(mm/min)進給轉速(r/min)無夾工件時上下移動 V1=10000 n1=1000夾工件時上下移動 V2=8000 n2=800龍門式上下料機械手設計22 選取的滾珠絲杠型號和計算(1)導程的計算： ＝10000/1000＝10mm0LinVmax??(2)平均速度的計算： 21mn0q＋＝ ＝900r/min 85?＋＝(3)平均載荷的計算： 3 2m321m1 10qnF0qnF????＝m 1483(N)3 33 598(6)59(2) ?＝ ?(4)絲桿時間壽命的計算： ＝2400090060＝1296000000 轉次60nLRmh?＝(5)額定動載荷的計算： 36wm10fFC＝? 21030(N)?＝ ? 其中 為絲桿在普通運動中的摩擦系數取 得到：額定動載荷 21030(N)。以 值從“FDG 法蘭式雙螺母表”中查出適合的??C?C類型：公稱直徑： d 0=32mm 絲杠底徑： d 0= 導程：P ho=10mm 循環圈數：額定動載荷為：Ca＝25649N 額定靜載荷： ＝66711 N 螺母總長oa＝ 128mmsL (6)絲桿螺紋長度的計算： ＝800＋240＝880mm eu1L＋＝廣東水利電力職業技術學院23 其中 最大行程， 為余程（由下表查到） 。 uLe 有效行程 Lu=L1Le公稱導航 Lo 3 4 5 6 8 10 12 16 20余程 L e 10 12 16 20 24 32 40 45 50 60 絲杠螺紋長度不得小于 800mm 加上螺母總長一半 64mm(從“FDG 法蘭式雙螺母表”查得螺母總長 128mm)。得絲杠螺紋長度 ≥ 864m。在此取絲杠螺紋長度 L 1=900mm則軸承之間的距離 =900mm?(7)絲桿公稱直徑的計算：注：公稱直徑由允許工作轉速與工作容許軸向載荷來得出。臨界轉速及允許工作轉速的關系為： 其中 為臨界轉速， ?Lnkn轉速。已知 ＝1000r/min，在此先假 ＝ ； ＝1000r/min maxnkmaxk 絲桿底徑 ???7? 式中： 為安裝系數，在“安裝方法圖”中查找，安裝方式為“固定－支承”。2?得到絲桿底徑 。結合上邊求得的 ＝10mm 以及額定動載荷 21030(N)查?0L??C“FDG 法蘭式雙螺母表”得到絲桿的型號為：FDG3210R–900(8)預緊載荷的計算： 的確定aoF 545(N)?316maxo＝＝ C 和拉伸力 的確定tF龍門式上下料機械手設計24 C＝ 3u010Lt－??? －＝ ?m?式中：C 行程補償值（ ） ； 溫度變化值 ； 最大行程；m?t C20～ uL膨脹系數 ＝ /度0?06.－? ＝ ＝2864(N)E4dtF2t???＝ ??式中： 行程內預拉伸力；E 彈性模量 E＝ (N/ )； 為絲桿底徑。t 廣東水利電力職業技術學院25廣東水利電力職業技術學院27龍門式上下料機械手設計28 滾珠絲杠的校核 (1)絲桿剛度及其彈性變形量 2kw0s )(165－??R ＝ 211N/284..32(－ m? 定位精度（即 ） s1RF ????1? 式中： 為絲桿剛度， 為球徑， 為彈性變形量。swD?(2)允許的軸向載荷 21LIEKP??＝ ＝42305(N)2＝ ＝ 82kFPn?＝ 13 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。(3)臨界轉速及允許工作轉速 臨界轉速： 721L0dn??＝ ＝3712r/min7293. ＝ 式中： 為絲桿軸底徑， 為安裝系數。 1d? 允許工作轉速： ＝ 3712＝2970r/??/min 小于允許工作轉速 ，故絲桿可以正常工作。0max?nk廣東水利電力職業技術學院29龍門式上下料機械手設計30 直線導軌副的型號的選擇及額定壽命的計算 直線導軌副型號結構滾動直線導軌副是由導軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。當導軌與滑塊作相對運動時，鋼球就沿著導軌上的經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）進入返向孔后再進入滾道，鋼球就這樣周而復始地進行滾動。返向器兩端裝