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冲压机械手的设计 学 士 学 位 论 文冲压机械手的设计姓 名：学 号：指导教师：学 院：专 业：完成日期： 学 士 学 位 论 文冲压机械手的设计姓 名：学 号：指导教师：学 院：专 业：完成日期：基于PLC的台式钻床操纵系统改造及其进给系统设计摘 要 冲压机械手是在自动化设备的基础之上，依照现实生产中冲压的实际特点，专门为实现无人一辈子产而研发的机械设备，有利于企业提高整条生产效率。本文在收集有关机械手方面的资料之后，对把握的资料进行分析，能以一种快捷的途径完成该课题的研究。依照对机械手手部、腕部、手臂以及机身运算得出的数据，通过三维软件进行运动状态的模拟仿真，最后对机械手的设计过程进行完善。同时本文还介绍了机械手的作用，机械手的组成和分类，以及讨论磁吸式机械手的设计理论与方法。着重说明了它四个部分的结构设计。通过学习冲压机械手的工作原理，从而了解磁吸式机械手的运动机理。磁吸式的结构能够适合生产需要的冲压机械手，在实际生产中能够完成预期的作业，本文设计的是磁吸式的结构，因而与通用机械手相比，它结构简单，成本低廉，专用性和有用性较高，能够实现车间内的某些搬运与装配工作。【关键词】 冲压机械手 限位开关 电磁铁 齿轮齿条 机身Abstract Stamping machine hand is on the basis of automation equipment, according to the actual characteristics of stamping production reality, specifically for the realization of unmanned production and R & D of mechanical equipment, which is beneficial to the improvement of the whole production efficiency.After the data collected on the manipulator hand, it can complete the study of subject in a fast way and carry on the analysis to the data.According to the mechanical hand, wrist, arm and the calculated data, and simulate the motion state by 3D software, the design process of the manipulator is good. At the same time, this paper also introduces the role of manipulator manipulator of the composition and classification, and discusses the design theory and method of magnetic manipulator.It emphasizes its four part structure design. The principle of learning the stamping of the manipulator, so as to understand the mechanism of magnetic manipulator. Magnetic structure is suitable for punching machine hand production needs, in the actual production,it is expected to be completed homework, this design is the magnetic structure, compared with general manipulator, which has the advantages of simple structure, low cost, specificity and high practicability, it can be the real car in some handling and assembly work.【keywords】 Stamping machine hand limit switch electromagnet Gear rack Body目 录第1章 绪论 1.1前言 1 1.2 进展史 2 1.3 应用 31.4 组成结构 41.4.1执行机构 41.4.2驱动机构 51.5进展趋势 5 1.6研究内容 61.7本章小结 6第2章 总体设计方案 2.1 运动部件 6 2.2 驱动机构 6 2.3本章小结 7第3章 机械手手部的设计运算3.1工件尺寸 7 3.2.手抓的设计 7 3.2.1类型选择 7 3.2.2手抓受力分析 7 3.3 电磁铁 73.3.1简介 73.3.2分类 8 3.4 限位开关 9 3.5 本章小结9第4章 腕部的设计运算4.1设计要求 9 4.2 结构设计 10 4.3小结 10第5章 手臂的设计5.1差不多要求 10 5.2 臂部结构 105.2.1典型机构 105.2.2机构的选择 11 5.3 本章小结 11第6章 机身的设计6.1整体结构 116.2传动系统的设计 126.2.1 轴的设计 126.2.2 v带传动 136.2.3 v带带轮的设计 156.2.4 齿轮齿条 156.2.5 键的设计 196.2.6 滚动轴承 216.3 总结 22第7章 机械手设计总结参考文献 22致 谢 231绪论1.1 前言 早在20世纪初，随着机床、汽车等制造业的进展就显现了机械手。我们将那种用于实现人手各种功能的装置称为机械手。它一样用于工业领域中。简单的讲，机械手仿照人手的动作，按照操纵给定程序、轨迹和要求来实现抓取、搬运或操作的自动化装置。 生产中应用机械手能够提高生产的自动化水平，能够减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;专门在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它可代替工人进行一样的工作。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于机床的专用机械手。随着工业技术的进展，制成了能够独立的按程序操纵实现重复操作，适用范畴比较广的程序操纵通用机械手，简称通用机械手。由于通用机械手能专门快的改变工作程序，适应性较强，因此它在中小批量生产中获得比较广泛的应用。机械手的积极作用表现在：其一、它能代替部分的人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时刻和位置来完成工件的装运；其三、它能利用必要的机具进行焊接与装配，显著的提高劳动生产率，因而，受到专门多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。专门是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用更广泛。在我国近几年也有着较快的进展，同时取得一定的成效，受到机械工业的重视。冲压机械手是在自动化设备的基础之上，依照现实生产中冲压的实际特点，专门为实现无人一辈子产而研发的机械设备。能够取代工人在各个冲压工位上进行的物料冲压、搬运、上下料等工作，有利于企业提高整条生产线效率。另外，关于冲压等重复性、危险性、节拍高的加工行业，在节约人力劳动成本，提高人工及设备安全性，保持产品产能、质量和工艺稳固性等方面是现代化与工业化开拓创新的重要精神表达。因此，研究冲压机械手，具有十分重要的意义。1.2 进展史 机械手是在机械化，自动化生产过程中进展起来的一种新型装置。它是机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，专门表达了人的智能和适应性。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械手尽管目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。机械手第一是从美国开始研制的。1958年美国联合操纵公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，操纵系统是示教形的。1962年，美国联合操纵公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为万能自动运动系统仿照坦克炮塔，臂能够回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；操纵系统用磁鼓作为储备装置。许多球坐标通用机械手确实是在那个基础上进展起来的。同年，美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱能够回转、升降采纳液压驱动操纵系统也是示教再现型。这两种显现在六十年代初的机械手，是后来国外工业机械手进展的基础。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子运算机进行操纵，用于装配作业，定位误差小于1毫米。联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采纳关节式结构和程序操纵。目前，机械手大部分还属于第一代，要紧依靠人工进行操纵；改进的方向要紧是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子运算操纵系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感受到的信息反馈，使机械手具有感受机能。第三代机械手那么能独立完成工作中过程中的任务。它与电子运算机和电视设备保持联系，并逐步进展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环节。1.3 在生产中的应用机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把进展机械工业作为进展本国经济的战略重点之一。新世纪，生产水平及科学技术的不断进步与进展带动了整个机械工业的快速进展。现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。然而在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。单靠人力将这些不连续的生产工序衔接起来，不仅费时而且效率不高。同时人的劳动强度专门大，有时还会显现失误及损害。明显，这严峻阻碍制约了整个生产过程的效率和自动化程度。机械手的应用专门好的解决了这一情形，它不存在重复的偶然失误，也能有效的幸免了人身事故。在机械工业中，机械手的应用具有以下重要意义： 1.能够提高生产过程的自动化程度应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而能够提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。2.能够改善劳动条件、幸免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染的场合，用人手直截了当操作是全然不可能的。应用机械手那么可部分或全部代替工人安全的完成作业，大大改善了工人的劳动条件。同时，在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，能够幸免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。3.能够减少人力，便于生产代替人手进行工作，是直截了当减少人力的一个侧面，连续地工作，是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上目前几乎都装有机械手，用以减少人力和更准确地操纵生产的节奏，便于有效的生产。1.4 机械手的组成结构机械手是由抓取机构、传送部分、驱动部分和操纵部分组成。1.4.1 执行机构手部 直截了当与工件接触，一样是回转型或平动型多为回转型，因其结构简单。手部多为两指也有多指；依照需要分为外抓式和内抓式两种；也能够用负压式或真空式的空气吸盘要紧用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件和电磁吸盘。 传力机构形式教多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。腕部 是连接手部和臂部的部件，并可用来调剂被抓物体的方位，以扩大机械手的动作范畴，并使机械手变的更灵活，适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一样腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求，有些动作较为简单的专用机械手，为了简化结构，没有腕部，而直截了当用臂部运动驱动手部搬运工件。臂部 手臂部件是机械手的握持部件。作用是支撑腕部和手部，并做空间运动。臂部运动的目的：把手部送到空间运动范畴内任意处。假如改变手部的方位，用腕部的自由度加以实现。因此，一样来说臂部具有三个自由度才能满足差不多要求，即手臂的伸缩、左右旋转、升降或俯仰运动。手臂的各种运动通常用驱动机构如液压缸或者气缸和各种传动机构来实现，从臂部的受力情形分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷，而且自身运动较为多，受力复杂。因此，它的结构、工作范畴、灵活性以及抓重大小和定位精度直截了当阻碍机械手的工作性能。行走机构 有的机械手带有行走机构，我国的正处于仿真时期。1.4.2 驱动机构驱动机构部分是工业机械手的重要组成部分。依照动力源的区别, 工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。采纳电动机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、操纵方便。1.5 进展趋势目前国内机械于要紧用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产进展的需要。因此，在国内要紧是逐步扩大应用范畴，重点进展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的进展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、运算机操纵机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、经历再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与运算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个差不多单元。国外机械手在机械制造行业中应用较多，进展也专门快。目前要紧用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械数的进展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前差不多取得一定成绩。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的进展趋势。定位精度能够满足微米及亚微米级要求，运行速度能够达到3M/S，量产产品达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而全然改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业进展。1.6 要紧研究内容 本文通过介绍机械手的作用，机械手的组成和分类。要紧研究了磁吸式机械手的设计理论与方法。全面详尽的讨论了磁吸式机械手的手部、腕部、手臂以及机身等要紧部件的结构设计。1.7 本章小结 本章较为细致的介绍了机械手的进展史和在工业中的广泛应用，然后又说明了它的组成结构，由执行、驱动和操纵三部分组成，同时又分别对这三部分进行详细介绍。最后讲述了机械手的进展趋势。2 磁吸式总体设计及方案本文是对磁吸式机械手的设计，要紧针对的是机械手的结构和传动系统的设计运算，而要紧任务是对传动系统的设计，本章重在确定机械手的驱动机构部分。2.1 要紧的运动部件依照机械手的设计任务可知，假设要让机械手进行上下的垂直运动，那么应当灵活采纳相关的机械传动。第一，手部采纳带有电磁铁的吸盘，通过利用磁铁的吸引力来吸取工件，然后通过腕部紧固吸盘，采纳焊接的方式将腕部与机械手的臂部相连接，臂部的材料是合金同样也是通过齿轮齿条机构与机身连接在一起，从而实现机械手上下的运动。至于在输入装置，应当用电动机通过带传动传给齿轮齿条机构。2.2 驱动机构的选择驱动机构是机械手中的重要组成部分，而驱动机构的好坏将决定机械手的性能好坏。驱动机构分为液压、气动、电动和机械驱动。利用电动驱动，那么具有结构简单、尺寸紧凑、重量轻、操纵方便，驱动力大等优良特性。因此，机械手的驱动选择电动。依照查阅相关资料，可选择额定功率为11KW，额定转速为1460r/min的Y160M-4型号的电动机。2.3 总结 本章是关于磁吸式机械手的总体设计方案，要紧是说明驱动机构的选择和结构的设计，确定采纳电动来驱动机械手，以下是分别对各部分(手、腕、臂、机身)进行的设计运算。3 手部的运算3.1 工件尺寸的选择 某钢的尺寸为200mm150mm10mm(7.85)3.2 手部手抓的设计3.2.1 类型选择 磁吸式的结构是关于手部电磁铁产生磁力来对工件进行抓取的，一样来说，我们所谓机械手的装夹方式中包括夹持、吸附两种方式。假如关于那种表面形状较为复杂的零件或工件来说，最好采纳夹持的方式。而关于那种表面平坦、结构简单的工件，理应采纳用电磁铁吸附的方式。只有采纳了这种方式，机械手就能够平稳的进行工件的抓取或装卸工作。3.2.2 关于手抓的受力分析1、 使用直流电源可保证电压可不能发生变化，同时提供的电磁力是恒定不变的。依照工件的大小和所需要的磁吸力，关于电源应选择1020v直流电源。从另一方面来说，对机械手提供的电压越大，手抓时的机械手的反应速度就越迅速。2、 绕组的选取应依照实际的设计要求，假设要求绕组具有一定的质量，应选择横截面积合适的漆包铜线铜电阻率低。同时应当明白绕组也具有电阻，具有功率损耗。依照以上的分析设计合适的吸盘： 选择直径相同的吸盘，假设d=25mm M=v=7.8520015010=2355g 依照受力平稳可知，G=4F=Mg(F为电磁的吸力 F=Mg/4=5.77N3.3 电磁铁的选择3.3.1 简介通电产生磁的一种装置，在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，叫做电磁铁。我们通常把它制成条形或蹄形状，从而铁芯更容易磁化。另外，为了使电磁铁断电赶忙消磁，往往采纳消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。如此的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消逝。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，由于它的发明也使发电机的功率得到了专门大的提高。当螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，如此由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。假如绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否那么钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，那么其磁性的强弱就不能用电流的大小来操纵，而失去电磁铁应有的优点。能够通电流来产生磁力的器件，属非永久磁铁，能够专门容易地将其磁性启动或是排除。例如：大起重设备利用电磁铁将废弃车辆抬起。电磁铁作为一种将电能转化为直线运动机械能的电器元件，特点是直线运动时的结构简单,成本低,噪音小,寿命长,力度可精确地用数码操纵.广泛用于家电,玩具,机车,工业自动化等需要把电能转化为直线运动机械能,或者电能转化为吸力。吸盘式的电磁铁是依照电磁转换的原理，在通电状态下产生强大的电磁吸力，以操纵物件的前进或停止状态。这种电磁铁结构简单，线圈置于软磁材料外壳之中并以环氧浇封，具有体积小，吸力大，牢固，可靠，全密封，环境适应性强等特点，该系列电磁铁可进行远程操作，动作简单灵敏，功能稳固可靠。被广泛应用在自动化作业线上作为材料或产品的输送操纵件，在机械手、食品机械、医疗机械、自动化操纵系统中有着广泛的应用。3.3.2 分类 电磁铁能够分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。假如按照用途来划分电磁铁，要紧可分成以下五种：要紧用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动操纵任务牵引电磁铁，用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料起重电磁铁，要紧用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的制动电磁铁等等。自动电器的电磁系统，如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。其他用途的电磁铁，如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。3.4 限位开关 限位开关确实是用以限定机械设备的运动位置的电气开关，也叫做行程开关。限位开关有接触式的和非接触式的，接触式的较为直观，在机械设备的运动部件上来安装限位开关，与其相对运动的固定点上安装极限位置的挡块，或者是相反安装位置。当限位开关的机械触头碰到挡块，切断操纵电路，机械就停止运行或改变运行。由于机械运动的惯性，这种限位开关有一定的超行程来爱护开关。非接触式的限位开关也有专门多。在实际生产中，将限位开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击限位开关时，触点就会动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种依照运动部件的行程位置而切换电路的电器元件，作用原理与一样的按钮类似。在本次设计机械手手部的设计过程中，电磁铁使吸盘产生磁力，从而吸盘吸起工件。当工件被搬运到预定位置时，撞击限位开关，使吸盘放下工件。 选择触点为常闭触点滚轮式限位开关JLXK2系列，限位开关放在机械手的手臂上，如此可使限位开关随机械手一起运动。3.5 本章小结关于这一部分要紧是针对的是机械手手部的相关设计，包括对限位开关的选择，手抓的力学分析，吸盘的受力与选择，电磁铁的选用、分类和在机械加工中的重要应用。4 机械手腕部的运算4.1 设计要求1 结构紧凑由于手部与腕部所受的力差不多上由臂部承担。腕部的结构和重力的大小，直截了当阻碍着臂部的承载能力。因而在腕部设计应注意要求结构的紧凑和重量合适。2合理布局 腕部是执行机构，又起着连接和支撑作用，因此除了要有足够的强度、刚度，还应重视合理布局，使腕部与臂部和手部的进行适当结合。3 工作条件机械手的工作条件是在对工件进行搬运或者装卸，因此受环境的阻碍比较小，一样可不能处在高温、腐蚀性的工作介质中，因而关于腕部不作太多的要求。4.2 结构设计腕部一样是用四根支架组成的。下面采纳两根支架,支架上面再放两根支架，四根支架上不采纳实体式，假如吸盘的位置正好吸在工件孔的位置，如此就会导致机械手不能搬动工件。采纳如此的设计，可用人工调整手部的位置来解决此问题。上面和下面的支架通过手部吸盘上的螺栓进行连接。和螺栓连接的垫片采纳快换垫片的形式，能迅速地调整机械手的手部位置。4.3 总结 本章是讲述平面式的结构可满足腕部的设计要求，然后介绍腕部的结构设计应注意的问题和非实体式的结构所具有的特点。 5 机械手臂部的设计机械手的臂部是支撑手部、被抓工件和腕部的重要部件。带动手指去抓取物件，同时按照预定要求将工件搬运到指定位置。关于臂部，假如要实现臂部的运动那么应当采纳合适的传动运动，常见的传动机构有连杆机构、凸轮机构和齿轮齿条机构等，在本文中实现驱动臂部运动的是采纳了齿轮齿条机构。从具体的实际来看，考虑到臂部受力和部件间的相对运动，其结构和灵敏性将直截了当决定机械手的工作效率。5.1 差不多要求 1、第一对强度与刚度，稳固性要好，由臂部所能承担的载荷来选择合适的横截面积，提高支撑刚度，合理布置载荷的分布。选择强度和刚度都比较好的材料，同时要求载荷分布平均，并尽量简化结构。2. 要注意臂部工作的灵敏性，速度应当依照受力适当，要能承担一定的冲击且误差要尽可能的减小，使载荷的传递更加准确高效。5.2 臂部的结构5.2.1 臂部的典型机构常见的有专门多手臂机构，当行程比较小时，采纳油缸直截了当驱动。当行程较大时，可采纳齿条机构的倍增机构或步进电机驱动丝杠螺母来转换直线运动。典型的方式有油缸驱动的手臂伸缩结构和电机驱动的丝杠螺母直线运动机构。手臂的典型运动方式有直线运动、上下摆动和左右摆动以及将两种运动复合在一起。液压缸驱动齿条机构图5.2.2 机构的选择从以上表达可知，本文对臂部要求能够实现上下的垂直运动，因而选择机构简单的齿轮齿条机构。同时采纳较轻的合金材料，通过焊接与腕部连接在一起，用焊接的方式将齿条别处的端板与臂部相连，还有确实是为了能够及时更换损坏了的齿条，将端板通过螺栓与齿条连接在一块。5.3 总结这部分对机械手的臂部进行了设计，通过介绍臂部的常见结构形式和分类，结合本次设计的任务选择了齿轮齿条机构这一连接方式。6 机身的设计运算机身是支持和支撑整个机械手、腕和臂部的重要结构，是整个机械手的基础。通过与机身稳固的连接实现各种运动。机身的安置是专门灵活的，他能够固定在地面上，也能够沿地面运动，从另一个方面来看，假如机械手实现的运动越多，那么机身所承担载荷就越复杂，关于机身结构的设计要求就越高。6.1 整体结构的设计机械手假如要实现手臂的水平运动和实现手臂的回转运动两种形式，一样设置在机身。手臂的回转运动是活塞缸和齿条齿轮机构：齿轮的往复回转运动与手臂连接的齿条的往复运动，从而作水平运动。冲压机械手设计选用齿轮结构。因为将电动机通过V带传动带动轴转动，齿轮用键固定在轴上，从而能够带动齿轮转动，齿轮将运动传递给齿条，最终通过齿条使机械手能够作垂直运动。6.2 传动系统6.2.1 轴的设计 轴是组成机器的常用零件,一切作回转运动的传动零件(例如齿轮和蜗轮),都必须安装在轴上才能进行运动的传递。在轴设计中，有碳钢比合金钢价廉，应力集中较弱，同时也能够用热处理的方法提高其耐磨性和强度，因而选择45钢作为轴材料。 选择轴径d：(依照第八版机械设计上面的公式可得出轴径A=103-126,取A=113 电动机型号选择Y160M4型，额定功率=11Kw，转速=1460r/min，又因为传递的效率=0.909，因此轴上的输入功率P=11Kw0.909=10Kw。转速n=(1500/1.6)r/min=913r/min 因此d113=25mm 取轴的最小轴径d=35mm。轴的设计结构见以下图6.2.2 v带传动的设计带传动是主动轴上的带轮，固联于从动轴上的带轮和紧套在两轮上的传动带组成的。由于带和带轮间的摩擦，便带动从动轮传递一定动力。带传动具有结构简单，传动平稳，造价低廉以及缓冲吸振等特点。 在一样机械传动中，应用最广的是V带传动。传动时，V带只和轮槽的两个侧面接触，即以两侧面为工作面。依照槽面摩擦的原理，在同样的张紧力下，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。这是V带传性能上的最要紧优点，再加上V带传动承诺的传动比较大，结构较紧凑，以及V带多已标准化并大量生产等优点，因而V带传动的应用比平带传动广泛得多，因此采纳V带传动。因为电动机型号为Y160M4，额定功率=11Kw，转速=1460r/min，传动比i=1.6，一天运转 16h.1.确定运算功率由表87查得工作状况系数=1.3,由于载荷变动较大，故 运算功率 = P =1.311=14.3Kw 2.选择V带带型 一般V带的抗拉体的结构分为帘布芯和绳芯两种。帘布芯V带，制造方便。绳芯V带柔韧性好，抗弯强度高，适合于转速较高，载荷不大和带轮直径较小的场合。 而窄V带是用合成纤维绳作抗拉体，与一般V带相比，当高度相同时，窄V带得宽度约缩小1/3，而承载能力可提高1.5-2.5倍，适合于传递动力大而又要求传动装置紧凑的场合。3.选取V带带型 依照=14.3Kw,=1460r/min由图811确定选用B型带。4.确定带轮基准直径 由表86和表88取主动轮基准直径=125。 依照式815a，从动轮基准直径 =i=1460125913=200 依照表88，取d2=200。 按式813验算带的速度 v=*125*1460/60*1000 =9.56m/s30m/s因为30m/s v 5m/s因此带的速度合适。 5.确定窄V带的基准长度和传动中心距 依照0.7(+) 2(+),初步确定中心距=450。 依照式820运算带所需的基准长度 【2*450+/2(125+80)+(200-125)*(200-125)/4*450】=1225.129由表82选带的基准长度=1250。 按式823运算实际中心距 a a=+(- )/2=【450(12501225)2】=462.436 6.验算主动轮上的包角 由式86得 1= 180-57.5=170.674120 因此主动轮上的包角合适。 7.运算窄V带的根数z 由式822知 由=1460r/min, =125mm，i=1.6,查表84a和表84b得 2.20Kw 0.02Kw 查表85得=0.98,查表82得=0.88那么 Z=7.47 那么 取z=8根6.2.3 V带轮的设计运算 1带轮的选择: 在设计V带轮时应满足的要求有：质量小；结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量分布平均，转速高时要通过动平稳；轮槽工作面要精细加工,各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为平均等V带轮的结构形式与基准直径有关，当带轮基准直径为dd2.5d(d为安装带轮的轴的直径)时可采纳实心式，当dd300mm时可采纳腹板式。2 关于从动带轮,轴的直径为35,而带轮的基准直径=200。其基准直径，因此从动V 带轮采纳腹板式。 3 关于主动带轮，因为电动机的轴径为45，而主带轮的基准直径为125，因此主动轮采纳腹板式。 4 带轮材料的选择 材料要紧采纳铸铁，选择两带轮的材料均为HT200。6.2.4 齿轮齿条1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数1)按照所设计的传动方案，选用齿轮齿条传动。2磁吸式机械手为一样工作机器，速度不高，应选用8级精度GB10095-883材料选择。由机械设计表101选择小齿轮材料为40Cr调质，硬度为275HBS，齿条材料45钢调质硬度为230HBS，二者材料硬度差为45HBS。 4闭式齿轮传动一样转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些合适，小齿轮的齿数 =20-40,因此选择小齿轮的齿数 =30。 2.按齿面接触强度设计由机械设计运算公式109a进行试算，即 确定公式内的各运算数值1 试选载荷系数 =1.42 运算小齿轮传递的转矩 T1=9550*1000*1