畢業設計論文-兩自由度機械手設計與加工(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 少蝸輪滾刀的個數和便于滾刀的標準化，就對每一標準的模數規定了一定數量的蝸 桿分度圓直徑 d1，而把及分度圓直徑和模數的比稱為蝸桿直徑系數 q，即： q=d1/m 常用的標準模數 m 和蝸桿分度圓直徑 d1 及直徑系數 q，見匹配表。 （ 3）蝸桿頭數 z1 和蝸輪齒數 z2 蝸桿頭數可根據要求的傳動比和效率來選擇，一般取 z1＝ 110，推薦 z1＝ 1， 2， 4，6。 選擇的原則是：當要求傳動比較大，或要求傳遞大的轉矩時，則 z1 取小值；要求傳動自 鎖時取 z1＝ 1；要求具有高的傳動效率，或高速傳動時，則 z1 取較大值。 蝸輪齒數的多少，影響運轉的平穩性，并受到兩個限制：最少齒數應避免發生根切與干涉， 理論上應使 z2min≥ 17，但 z2＜ 26 時，嚙合區顯著減小，影響平穩性，而在 z2≥30 時，則 可始終保持有兩對齒以上嚙合，因之通常規定 z2＞ 28。另一方面 z2 也不能過多，當 z2＞ 80 時 (對于動力傳動 )，蝸輪直徑將增大過多，在結構上相應就須增大蝸桿兩支承點間的跨距， 影響蝸桿軸的剛度和嚙合精度；對一定直徑的蝸輪，如 z2 取得過多，模數 m 就減小甚多， 將影響輪齒的彎曲強度；故對于動力傳動，常用的范圍為 z2≈ 2870。對于傳遞運動的傳動， z2 可達 200、 300，甚至可到 1000。 z1 和 z2 的推薦值見下表 。 廈門技師學院畢業論文 （設計） 9 4）導程角 γ 蝸桿的形成原理與螺旋相同，所以蝸桿軸向齒距 pa 與蝸桿導程 pz 的關系為 pz＝z1pa，由下 圖可知： tanγ =pz／ π d1＝ z1pa／ π d1＝ z1m／ d1＝ z1／ q 導程角 γ 的范圍為 176。 一 33176。 。導程角的大小與效率有關。導程角大時，效率高，通常 γ ＝ 15176。 30176。 。并多采用多頭蝸桿。但導程角過大，蝸桿車削困難。導程角小時，效率低，但可以自 鎖，通常 γ ＝ 176。 一 176。 5）傳動比 I 傳動比 i=n 主動 1/n 從動 2 蝸桿為主動的減速運動中 i=n1/n2=z2/z1 =u 式中： n1 蝸桿轉速； n2蝸輪轉速。 減速運動的動力蝸桿傳動，通常取 5≤ u≤ 70，優先采用 15≤ u≤ 50；增速傳動 5≤ u≤ 15。 普通圓柱蝸桿基本尺寸和參數及其與蝸輪參數的匹配表 。 名 稱 代 號 計 算 關 系 式 說 明 中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按規定選取 蝸桿頭數 z1 按規定選取 蝸輪齒數 z2 按傳動比確定 齒形角 α αa=20。 或 αn=20。 按蝸桿類型確 定 模數 m m=ma=mn/cosγ 按規定選取 傳動比 i i=n1/n2=z2/z1 蝸桿為主動， 按規定選取 蝸輪變位系數 x2 x2=a/m(d1+d2)/2m 蝸桿直徑系數 q q=d1/m 廈門技師學院畢業論文 （設計） 10 蝸桿軸向齒距 px px=πm 蝸桿導程 pz pz=πmz1 蝸桿分度圓直徑 d1 d1=mq 按規定選取 蝸桿齒頂圓直徑 da1 da1=d1+2ha1=d1+2ha*m 蝸桿齒根圓直徑 df1 df1=d12hf1=da2(ha*m+c) 頂隙 c c=c*m 按規定 漸開線蝸桿齒根圓直徑 db1 db1=蝸桿齒頂高 ha1 ha1=ha*m=1/[2(da1d1)] 按規定 蝸桿齒根高 hf1 hf1=(ha*+c*)m=1/[2(d1df1)] 蝸桿齒高 h1 h1=hf1+ha1=1/[2(da1df1)] 蝸桿導程角 γ tgγ=mz1/d1=z1/q 漸開線蝸桿基圓導程角 γb cosγb= 蝸桿齒寬 b1 由設計確定 蝸輪分度圓直徑 d2 d2=mz2=2ad12x2m 蝸輪喉圓直徑 da2 da2=d2+2ha2 蝸輪齒根圓直徑 df2 df2=d22hf2 蝸輪齒頂高 ha2 ha2=1/[2(da2d2)]=m(ha*+x2) 蝸輪齒根高 hf2 hf2=1/[2(d2df2)]=m(ha*x2+c*) 蝸輪齒高 h2 h2=ha2+hf2=1/[2(da2df2)] 蝸輪咽喉母圓半徑 rg2 rg2=a1/(2da2) 蝸輪齒寬 b2 由設計確定 蝸輪齒寬角 θ θ=2arcsin(b2/d1) 蝸桿軸向齒厚 sa sa=1/(2πm) 蝸桿法向齒厚 sn sn=sacosγ 蝸輪齒厚 st 按蝸桿節圓處軸向齒槽寬 ea39。確定 蝸桿節圓直徑 d139。 d139。 =d1+2x2m=m(q+2x2) 蝸桿節圓直徑 d239。 d239。=d2 普通圓柱蝸桿傳動幾何尺寸計算 廈門技師學院畢業論文 （設計） 11 根據以上公式我們把選擇的渦輪蝸桿的參數做如下總結： （ 1） 傳動比為 i =27:1； （ 2） 蝸桿、 蝸輪 模數 為 m=3； （ 3） 中心距選擇 α =。 （ 4） 蝸桿頭數 z1=1。 (5) 渦輪齒數： Z2=27 （ 6）齒形角 a=20176。 （ 7）蝸桿導程 P=3 (8) 蝸 桿分度圓 d1=mz/tan7= (9) 渦輪分度圓直徑： d2=mZ2=81 圓柱齒輪設計及計算 當圓柱齒輪的輪齒方向與圓柱的素線方向一致時，稱為直齒圓柱齒輪。表 列出了直齒圓柱齒輪各部分的名稱和基本參數。 表 直齒圓柱齒輪各部分的名稱和基本參數 名稱 符號 說 明 示意圖 齒 數 z 模 數 m πd=zp, d=p/πz, 令 m=p/π 齒頂圓 da 通過輪齒頂部的圓周直徑 廈門技師學院畢業論文 （設計） 12 齒根圓 df 通過輪齒根部的圓周直徑 分度圓 d 齒厚等于槽寬處的圓周直 徑 齒 高 h 齒頂圓與齒根圓的徑向距離 齒頂高 ha 分度圓到齒頂圓的徑向距離 齒根高 hf 分度圓到齒根圓的徑向距離 齒距 p 在分度圓上相鄰兩齒廓對應點的弧長 (齒厚＋槽寬 ) 齒厚 s 每個齒在分度圓上的弧長 節圓 d39。一對齒輪傳動時，兩齒輪的齒廓在連心線 O1O2 上接觸點 C處，兩齒輪的圓周速度相等，以 O1C 和 O2C為半徑的兩個圓稱為相應齒輪的節圓。 壓力角 α 齒輪傳動時，一齒輪 (從動輪 )齒廓在分度圓上點 C 的受力方向與運動方向所夾的銳角稱壓力角。我國采用標準壓力角為 20176。 。 嚙合角 α39。 在點 C 處兩齒輪受力方向與運動方向的夾角 模數 m 是設計和制造齒輪的重要參數。不同模數的齒輪要用不同的刀具來加工制造。為了便于設計和加工，模數數值已標準化，其數值如表 。 表 齒輪模數標準系列（摘錄 GB/T13571987） 第一系列 1 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列 () () () 7 9 (11) 14 18 22 28 36 45 注：選用模數時，應優先選用第一系列；其次選用第二系列；括號內的模數盡可能不用。 標準直齒圓柱齒輪各部分的尺寸與模數有一定的關系，計算公式如表 。 表 標準直齒圓柱齒輪輪齒各部分的尺寸計算 名 稱 符 號 公 式 分度圓直徑 d d＝ mz 齒頂圓直徑 da da ＝ d+2 ha ＝ m(z+2) 齒根圓直徑 df df ＝ d+2 hf ＝ m() 齒頂高 ha ha ＝ m 齒根高 hf hf ＝ 全齒高 h h ＝ ha + hf = 中心距 a a ＝ m∕2 (z1+z2) 齒 距 p P = πm 機械手的關鍵零部件是齒輪傳動設計，根據機械手的要求，設計的齒輪參數廈門技師學院畢業論文 （設計） 13 如下： 第一關節機械手齒輪設計 (1) 傳動比為 I =3:2； (2) 兩齒輪模數為 m=； (3) 壓力角為 β = 20?； (4) 中心距選擇 α =100mm。 (5) 齒數 Z1=30。 齒輪 3 分 度 圓 直 徑 D1=mZ= 430=120mm ， ； 齒高計算 h=ha+hf =(2ha*+c*)m=9mm； 取 齒輪厚度