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更新完毕开始阅读3b83221c591b6bd97f192279168884868762b82e
湖北理工学院 毕业设计（论文）
图4.11 蜗轮轴承盖开口
图4.12 嵌入式轴承盖
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图4.13 嵌入式轴承盖开口
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5 直臂部分的三维设计
臂部运动的目的是把手部送到空间运动范围内任意一点。如果需要改变手部的姿态（方位），则利用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部应该具备3个自由度才能满足所需的基本要求，既手臂左右回转、伸缩和升降运动。手臂的各种运动往往利用驱动机构（设计所选为步进电机）和各种传动机构来实现，由臂部的受力情况分析可知，它在工作中不仅直接承受手部、腕部和工件的静、动载荷，而且其自身运动也较多。因此，它的结构、工作范围、灵活性等直接影响到机械手的工作性能。 手臂部件是机械手的主要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部（包括工件或工具），并带动它们作空间运动。手臂运动应该包括3个运动：伸缩、回转和升降。本次设计主要讲直臂的升降。
5.1 手臂的结构的选择及其驱动机构
机械手的手臂升降伸缩运动都为直线运动。直线运动的实现一般是气动传动，液压传动以及电动机驱动滚珠丝杠来实现。
我们选用滚珠丝杠结构的手臂，螺母带动丝杠进行升降和平移，采用电机驱动。结构如下图：中间为丝杠，两边为光杆。
运行方式为电机带动锥齿轮，继而带动丝杠螺母，丝杠螺母是固定点，相对的丝杠做上下移动。
5.2 滚珠丝杠设计
（1）选取的滚珠丝杠转动系统为磨制丝杠(右旋)
l?1056mm上固定端到螺母间距离(临界长度)为 top 下固定端到螺母间距离(临界长度)为ldown?1086mm 设计的后丝杠总长为lall?1280mm 最大行程为 l?1250mm 支承方式设计为两端固定 定位精度：
由表查得，有效行程内目标行程公差为eP?47?m，行程变动量为Vup?39?m 由表查得，任意300mm行程内行程变动量为V300p?23?m，2π弧度内行程变动量为V2?p?8?m
丝杠精度选择5级，可靠性90%。
（2）计算载荷
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手腕手爪部分重量为m?15kg
G?mg?15kg?10N/kg?150N（其中重力加速度取g?10N/kg） ..........................（5.1） 轴向载荷为Fma?150N （3）初算导程：
丝杠螺母转速为n?2000r/min，直臂移动速度为v?167mm/s
nm?n?2000r/min
初算导程为Ph?v/nm?4.99mm，所以选取Ph?5mm （4）选工作寿命：Lh?20000h （5）由表查得，
'Cam?fwFma(60nmLh)1/3/100fafc?2677.7N， .............................................................（5.2）
'' Cam?feFma?1005N
式中，查机械手册得，精度系数为fa?0.9 查机械手册得，可靠性系数为fc?1 查机械手册得，载荷性质系数为fw?1.2 查机械手册得，预加载荷系数为fe?6.7 所以，Cam?2677.7N
（6）静载计算：由机械手册查得，fsFamax?300N，式中fs?2 ..........................（5.4） （7）选取滚珠丝杠型号：采用外循环导珠管埋入式CDM 1605-3.5-P5型。 其中d0?16，d2?13.5，Ph0?5，Ca?11.1kN，Coa?24.6kN 故满足承载能力要求。
1（8）计算预紧力：FP?Famax?50N，Famax?Fam ................................................（5.5）
3（9）dn值校验
由机械手册查得，d0nmax?16?2000?32000?70000，故符合要求。 （10）临界转速校核
nc?107fd2/L2c2?2507r/min ....................................................................................（5.6）
式中，查机械手册得，f?21.9
lc2?ldown?1086mm
n?0.8nc?0.8?2507r/min?2006r/min
故满足转速要求 （11）螺杆强度：
螺杆材料为45钢，经调质处理，其许用应力为[?p]?60MPa
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