发布时间 : 星期日 文章自动上下料机械手的主要零部件设计及三维造型 - 图文更新完毕开始阅读3b83221c591b6bd97f192279168884868762b82e
湖北理工学院 毕业设计（论文）
图3.2 手爪橡胶
3.3.3 滑动丝杠设计 设计条件： 1、需自锁
2、丝杠长度 145mm 3、最大质量共计约1100g。
4、丝杠载荷：丝杠竖直时承受最大轴向力为Famax?11.6N，G=mg (g取10N/kg)。 设计计算：
（1）牙型、材料和许用应力 采用梯形单头螺纹
螺杆材料选45钢，经调制处理，?s?360N/mm2，由机械手册查表可得 许用拉应力为?p??s3~5（3.1） ?120~72N/mm2 ..............................................................
手爪部分为轻载，螺母材料选择耐磨铸铁。由机械手册查表可得 许用弯曲应力为?bp?50~60N/mm2， 取?bp?50N/mm2 ； 许用剪应力为?p?40N/mm2 由机械手册查表可得
许用压强为Pp?6~8N/mm2，其中取Pp?6N/mm2 （2）按耐磨性计算螺杆的中径
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由表中公式得，d2?0.8F， ....................................................................................（3.2） ?Pp采用整体式螺母，其中取??1.2，d2?0.8F11.6?0.8?1.02mm ?Pp1.8?6由GB/T 5796.3-1986，可选用d?10，P?1.5，d2?D2?9，D4?10.5，d3?7.5，D1?8的梯形螺纹、中等精度。螺杆左右两端分别采用不同的旋转方向，螺旋副标记分别为：
Tr10?2LH?7H/7e，Tr10?2?7H/7e。
螺母高度为H??d2?1.2?9?10.8mm，其中取H?11mm 则螺纹圈数为n?H/P?11/2?6圈 （3）自锁性验算
由于是单头螺纹，导程为S?P?1.5mm，故螺纹升角为
S1.5??arctan?arctan?3?4' ........................................................................（3.3）
?d23.14?9由机械手册查表可得耐磨铸铁和钢的f?0.10~0.12，取f?0.11，可得
?'?arctanfcos?2?arctan0.11 ?6?50' ...................................................................（3.4）
cos15????'，所以自锁可靠。
（4）螺杆的强度校核
由机械手册查表可得，螺纹摩擦力矩为
11 Mt1?d2Fatan(???')??9?11.6?tan(3?4'?6?50')?9.11N?mm， ...................（3.5）
22代入以下公式可得
?ca?(Mt24F24?11.629.1122 )?3()?()?3?()?0.322N/mm??p...（3.6）323?d30.2d33.14?7.50.2?7.5（5）螺母螺纹的强度校核
由于螺母材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹的强度即可。 由机械手册查表可得
牙根宽度为，基本牙高为H1?0.5P?0.5?1.5?0.75mm
代入以下中的公式得 F11.6????0.060N/mm2??p ...........................................（3.7）
?D4bn3.14?10.5?0.975?6
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?b?3FH13?11.6?0.75??0.139??bp ................................................（3.8）
?D4b2n3.14?10.5?0.9752?6（6）横向振动校核
4.7302?7.5对于钢制螺杆nc?12.3?10 ?12.3?10??71415r/min ...........（3.9）2lc2170c应满足转速n使n?0.8nc?57132r/min
66?12d3（7）效率
由回转运动转化为直线运动时有
tan?tan(3?4') ??(0.95~0.99)?(0.95~0.99)?0.292~0.304 .........（3.10）
tan(???')tan(3?4'?6?50')所以效率取为??0.297
3.3.4 直齿轮设计
表3.1 直齿轮参数表
项 目 几何参数： 符号 齿轮1 20 30 28.191 33 26.25 1.452 1.875 2.356 0.0539 0.02 3500 单位 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 N·m Kw r / min 1.5 20 12 1 0.25 41.2 42 3.33 单位 毫米 度 毫米 毫米 毫米 毫米 52.5 49.33 57 50.34 2.25 1.077 2.93 0.09 0.04 1998 齿 轮2 35 单位 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 毫米 N·m Kw r / min 15
齿 数 Z 法 向 模 数 法 向 压 力 角 有 效 齿 宽 齿 顶 高 系 数 顶 隙 系 数 标 准 中 心 距 中 心 距 分 度 圆 直 径 基 圆 直 径 顶 圆 直 径 根 圆 直 径 齿 顶 高 齿 根 高 全 齿 高 弧 齿 厚 名 义 转 矩 名 义 功 率 转 速 材 质 支 承 形 式 m n αn b ha* c* a0 a d d b d a d f h a h f h t S t T P n 非对称支承
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3.3.5电机选型
计算条件：空行程最长为l?60mm，夹紧时间不应超过1.2s 设计计算：（电机选型部分根据计算需要而定）
l60mm?50mm/s，螺母移动平均速度为v?? .....................................................（3.11）
t1.2s丝杠的平均转速为n?33.3r/s 摩擦转矩有
T1?Mt1?11d2Fatan(???')??9?11.6?tan(3?4'?6?50')?9.11N?mm.................（3.12） 2211T2??FD??0.12?11.6?10?4.64N?mm ........................................................（3.13）
33T3?0N?mm
故Tq?T1?T2?T3?9.11?4.64?0?13.75N?mm........................................................（3.14）
Pq?Tqn9550?13.75?1998?2.88
9550选用转速为n0?3500r/min的直流电机，速比为i?n0?1.75 n齿轮传动效率为?1?0.96、滑动螺旋传动效率为?2?0.297 总效率为???1?2?0.96?0.297?0.29 电机轴驱动转矩：
TL?Tq/i??13.75/1.75/0.29?27.1N?mm ............................................................（3.15）
电机轴输出功率：
PL?TLn027.1?3500??9.93W ............................................................................（3.16） 95509550电机选用40ZY-02型号直流电动机
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