--PAGEIII-工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)方案的總體設(shè)計(jì)摘要本次論文是對(duì)工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)方案的總體設(shè)計(jì)，其主要運(yùn)動(dòng)形式是通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)來(lái)完成機(jī)械臂的轉(zhuǎn)移，卡具是通過(guò)氣缸和工件卡緊側(cè)帶輪來(lái)完成對(duì)零件的夾持與轉(zhuǎn)動(dòng)。工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)是通過(guò)一臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置和工件夾持裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)工作量，所以工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，主要由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、帶傳動(dòng)、花鍵鏈接、帶輪、氣缸等工作組成的工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。其工作流程是在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)花鍵聯(lián)接的運(yùn)動(dòng)特性來(lái)完成力矩的傳遞，然后帶輪與花鍵聯(lián)接完成機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，卡具的夾持動(dòng)作是通過(guò)氣缸來(lái)完成升降和夾緊，所以工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)在操控上非常便捷，大大的提高工作效率。關(guān)鍵詞：反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；氣動(dòng)；機(jī)械手；帶傳動(dòng)目錄摘要 I1緒論 11.1引言 11.2國(guó)外發(fā)展情況 11.3國(guó)內(nèi)發(fā)展情況 11.4本次研究的主要內(nèi)用 21.5課題的研究目的及意義 22工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體方案 22.1機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)形式的選擇 32.2工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)機(jī)械臂執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 42.2.1工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的機(jī)械臂及卡具設(shè)計(jì)方案 42.2.2卡緊方法的確定 42.3傳動(dòng)方法的挑選 52.4動(dòng)作表意圖 63裝置主要部件的挑選與校核 73.1采用電機(jī)的挑選 73.2同步帶選擇 83.2.1選擇同步帶的帶齒 83.2.2圓弧齒同步帶的參數(shù)計(jì)算 83.3軸與機(jī)械臂的設(shè)計(jì) 123.3.1大帶輪軸的設(shè)計(jì) 123.3.2軸承的校驗(yàn) 133.3.3對(duì)于滾珠花鍵軸的設(shè)計(jì) 143.3.4支撐板的材料與尺寸的確定 153.4卡具和升降氣缸的挑選 163.4.1氣缸種類挑選 163.4.2升降氣缸數(shù)據(jù)的計(jì)算 163.4.3卡具氣缸的選擇 174工件反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的傳遞裝置的組成裝配 184.1傳動(dòng)大帶輪旁的裝配 184.2夾具旁裝配 194.3總體的裝配 20結(jié)論 21參考文獻(xiàn) 22--PAGEIII-1緒論1.1引言工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)主要是代替了人類工作的一些單一枯燥無(wú)味的工作，解決了人類的工作枯燥和工作的壓力，并按照一定的工作軌跡，精確高效率的完成抓取與搬運(yùn)和操作的全部工作。工件反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在早期使用在汽車的制造業(yè)，一般使用在焊接、噴涂與搬運(yùn)。工件反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要研究意義如上訴說(shuō)為了代替了人類工作的一些單一枯燥無(wú)味的工作，解決了人類的工作枯燥和單一的興趣。其主要運(yùn)動(dòng)形式是通過(guò)電機(jī)的傳動(dòng)帶動(dòng)帶輪，傳動(dòng)裝置通過(guò)帶輪的傳遞下完成機(jī)械臂的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，卡具的上升與下降通過(guò)氣動(dòng)裝置完成。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況早期20世紀(jì)制造出機(jī)械臂，至今80年，如今人們對(duì)機(jī)械臂的研究與熱情還是非常高漲，也跟隨著這份高漲機(jī)，械臂現(xiàn)也不局限與工業(yè)的搬運(yùn)和非常大的工業(yè)機(jī)器，現(xiàn)已將機(jī)械臂運(yùn)用在深海的探究，對(duì)現(xiàn)在人類需要幫助的假機(jī)械臂，以及軍事排除炸彈的機(jī)器人。對(duì)日本國(guó)家有著“機(jī)器人王過(guò)”的稱呼。目前機(jī)械臂在日本的工業(yè)上應(yīng)用和技術(shù)相當(dāng)出色，在機(jī)器人的生產(chǎn)和組裝數(shù)上來(lái)看，日本在國(guó)際上是名列前茅。機(jī)械臂的夾持的動(dòng)作由原來(lái)的笨拙也變的靈巧，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越簡(jiǎn)便，其中設(shè)計(jì)的仿真手也可以代替人完成特定的動(dòng)作，夾持力通過(guò)編程控制的非常精確。我國(guó)對(duì)機(jī)器人的研究是非常晚的，對(duì)機(jī)械手的設(shè)計(jì)也如此，1986年經(jīng)過(guò)國(guó)家大力的支持和重點(diǎn)規(guī)劃下在沈陽(yáng)建立的機(jī)器人研究基地，經(jīng)過(guò)了14年的努力在2000年11月29日，在20實(shí)際即將進(jìn)入尾聲時(shí)，我國(guó)第一臺(tái)具有人類形體的機(jī)器人誕生“先行者”。隨著機(jī)械臂不斷地發(fā)展，機(jī)械臂的設(shè)計(jì)會(huì)隨著工作環(huán)境的變化來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)，這樣對(duì)設(shè)計(jì)的成本和性能都得到了保障，但需要夾持的精度高和研發(fā)性能非常好的機(jī)械手還是有一定的難度。我國(guó)目前研究機(jī)器人已有三十年有余，在機(jī)器人應(yīng)用集成系統(tǒng)，數(shù)字化高端裝備的制造，機(jī)器人管焊機(jī)，打磨機(jī)器人，汽車機(jī)器人焊裝線，搬運(yùn)機(jī)器人，機(jī)器人包裝，對(duì)汽車零部件的拋光機(jī)器手等。例如：我國(guó)的廈門思爾特公司研究機(jī)器人已近20年，主要研究機(jī)器人的應(yīng)用集成系統(tǒng)，主要包括焊接集成系統(tǒng)，機(jī)器人的移栽；唐山開元機(jī)器人公司，重點(diǎn)研究的是機(jī)器人焊接，讓機(jī)器人更加靈活的進(jìn)行各種焊接；昆山華恒焊接機(jī)器人公司，該公司專門細(xì)致的研究機(jī)器人的各種焊接，機(jī)器人管焊，管板焊，管管焊，縱縫焊，機(jī)器人的環(huán)縫焊接，機(jī)器人的自動(dòng)化焊接，平口機(jī)器人焊接，機(jī)器人進(jìn)行坡口焊接等；南京熊貓公司主要研究機(jī)械手的噴涂及搬運(yùn)，讓機(jī)械手更快速省力精準(zhǔn)的進(jìn)行汽車噴涂及零件噴涂，更快速的搬運(yùn)零件。機(jī)器人及機(jī)械手本體產(chǎn)品的技術(shù)難度比較高，所以市場(chǎng)規(guī)模遠(yuǎn)大于本體市場(chǎng)。所以才有了國(guó)內(nèi)機(jī)器人及機(jī)械手行業(yè)的迅速發(fā)展。區(qū)域相對(duì)于較為分散，但是數(shù)量眾多，猶如燎原星星之火，點(diǎn)燃了國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人及機(jī)械手發(fā)展應(yīng)用的浪潮。1.3本次研究的主要內(nèi)容本次主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容是根據(jù)工人在流水線工作的動(dòng)作完成的設(shè)計(jì)：（1）依據(jù)工作需求查詢資料制定方案；（2）根據(jù)工人操作流程完成夾持移動(dòng)圖；（3）選擇裝置的傳動(dòng)裝置，部件與各個(gè)部位的負(fù)載值和工作時(shí)間；（4）挑選氣缸并繪制工作原理圖，和卡具的上升與下降的行程；（5）繪制裝配圖和部件圖；（6）體現(xiàn)三維的運(yùn)動(dòng)仿真。1.4課題的研究目的及意義本次設(shè)計(jì)的是工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu),主要目的是為了完成操作工在工作線上反復(fù)的轉(zhuǎn)移工件，其配合工人在流水線完成傳送帶上的工件轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)動(dòng)，由此代替工人在流水線上反復(fù)的完成此項(xiàng)操作。根據(jù)了解在我國(guó)還有很多工廠的一些簡(jiǎn)單的工件轉(zhuǎn)移還是由工人完成，這樣大大的減少了工作量。本次設(shè)計(jì)的工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是利用電機(jī)的驅(qū)動(dòng)來(lái)完成機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動(dòng)與卡具的旋轉(zhuǎn)，工作簡(jiǎn)單，成本低。由此工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)在工作中通過(guò)機(jī)械臂與機(jī)械手來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的傳遞，如需要更大的傳動(dòng)力和更大的工件，根據(jù)需要來(lái)完成更換，大大的提高了工作量；工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)還可以在對(duì)工人身體有傷害的工作環(huán)境下工作，比如在氣溫低、氣溫高、有異味、輻射高或者有有毒氣體及工人操作不便的工作環(huán)境下，這樣由工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)來(lái)代替工人操作，這樣大大的減少了操作事故；此外，在流水線上工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)有頻率的進(jìn)行工作，工人也會(huì)高效率的工作，可以說(shuō)是一舉兩得。2工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體方案本次課題設(shè)計(jì)的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)傳送帶上工件在工作臺(tái)上旋轉(zhuǎn)90°并轉(zhuǎn)移到下一工序，卡緊機(jī)構(gòu)完成180°自轉(zhuǎn)，傳遞時(shí)相對(duì)傳送的方向不變動(dòng)工件的方向?yàn)槟康?。本次機(jī)械臂組成主要有驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)部分組成，傳動(dòng)部分主要完成機(jī)械臂將工件在工作臺(tái)完成轉(zhuǎn)動(dòng)和卡具自傳，因驅(qū)動(dòng)的方式有很多種類，本次課題采用的是氣動(dòng)與電機(jī)的方式完成工作，接下來(lái)進(jìn)行具體的描述。2.1機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)形式的選擇依據(jù)機(jī)械臂工作特征可分成直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、球坐標(biāo)、多關(guān)節(jié)四種機(jī)械手。圓柱坐標(biāo)型種類通過(guò)一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)并與兩個(gè)平動(dòng)的自由度組成如圖（b）表示。該型特點(diǎn)為同直角坐標(biāo)型操作器相比，圓柱坐標(biāo)型操作器除了保持運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)外，機(jī)構(gòu)占用體積小，使用范圍廣。球坐標(biāo)型種類是通過(guò)自身的旋轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)以及具有平移自由度組成如圖（c）表示。該型優(yōu)點(diǎn)為同圓柱坐標(biāo)型操作器相比，這種操作器在占據(jù)同樣空間的情況下，其使用更大，因此還能將臂伸向地面，還可將零件將地面拾起。直角坐標(biāo)種類是通過(guò)笛卡爾坐標(biāo)系三軸的自由度組成如圖（a）表示。由笛卡爾坐標(biāo)系三坐標(biāo)計(jì)算更加簡(jiǎn)潔。該型坐標(biāo)的組成便捷，其工作更加準(zhǔn)確，應(yīng)采用在精度非常高的工作環(huán)境下。多關(guān)節(jié)種類是通過(guò)三回轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)工作如圖（d）表示。多關(guān)節(jié)型具有人的手臂的某些特征,與其他類型的操作器相比,具有精密的組件，使用方便且使用范圍廣。本次課題設(shè)計(jì)的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)傳送帶上工件在工作臺(tái)上旋轉(zhuǎn)90°并轉(zhuǎn)移到下一工序，卡緊機(jī)構(gòu)完成180°自轉(zhuǎn),傳遞時(shí)相對(duì)傳送的方向不變動(dòng)工件的方向?yàn)槟康?。因本次卡具的設(shè)計(jì)加持的精度要求不是很高，并經(jīng)濟(jì)成本不高所以本次設(shè)計(jì)采用圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手。本次設(shè)計(jì)要求機(jī)械臂主要完成動(dòng)作是機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動(dòng)、卡具自轉(zhuǎn)、卡具的上升與下降和卡緊過(guò)程。其流程是：卡具的降落→夾緊工件→卡具升起→90°的轉(zhuǎn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)→卡具的降落→卡具松開工件→卡具的升起。2.2工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)機(jī)械臂執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的機(jī)械臂及卡具設(shè)計(jì)方案目前我國(guó)機(jī)械工業(yè)傳動(dòng)種類有摩擦輪傳動(dòng)、螺紋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)、絲桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)兩中心距較大所以比較滿足傳動(dòng)的種類有：鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)，他們的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)比較如表2.1所表示。由上表敘述可知，帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比都得不到恒定，經(jīng)過(guò)篩選后找到同步帶傳動(dòng)，這種傳動(dòng)綜合了普通帶傳動(dòng)與鏈條傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：承載力大，傳動(dòng)精確平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)失效風(fēng)險(xiǎn)低。傳動(dòng)比范圍大，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)?？稍趷毫迎h(huán)境下工作且維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確，無(wú)滑差，可獲得恒定的速比，傳動(dòng)效率高。由分析得到，因機(jī)械臂傳動(dòng)需要一定的軸向間距，還需要恒定的傳動(dòng)比，所以本次采用同步帶傳動(dòng)。在機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，中心旋轉(zhuǎn)的帶輪是固定不動(dòng)的，因帶輪的傳動(dòng)比是2:1，卡具的側(cè)帶輪自轉(zhuǎn)180度，卡具旁的同步帶輪和空心軸鏈接，空心軸內(nèi)部鏈接著滾珠花鍵的軸，此軸將同步帶輪180度然后自轉(zhuǎn)傳遞到卡具，卡具加持工件后180度自轉(zhuǎn)。2.2.2卡緊方法的確定通過(guò)查找資料得知，卡具種類有很多常用的機(jī)械手部，按卡持原理，可分卡持與電吸兩類。電吸類型機(jī)械手常有余平面比較光滑的零件，常用于較小的板材零件與特大的板材零件，不適合本次設(shè)計(jì)的圓形零件。這次設(shè)計(jì)應(yīng)采用卡持手指，按卡持手可分為平行運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。平行移動(dòng)卡持手其運(yùn)動(dòng)形式主要靠手指的卡持力，所以這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于本次設(shè)計(jì)，且卡持不影響太多的位置變化，卡持誤差非常小可忽略不計(jì)。經(jīng)過(guò)層層篩選，本次設(shè)計(jì)將采用卡持式手指。2.3傳動(dòng)方法的挑選為達(dá)到理想的工作流程，須采用合理傳動(dòng)方法。在工業(yè)常使用的傳動(dòng)方法種類頗多，如：氣壓傳動(dòng)方式、液壓傳動(dòng)方式、步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)方式、內(nèi)燃機(jī)傳動(dòng)方式等，各傳動(dòng)對(duì)比如表2.2。表2.2各傳動(dòng)特點(diǎn)傳動(dòng)方式功率基本性能結(jié)構(gòu)預(yù)算氣壓傳動(dòng)方式功率小但壓力小可以實(shí)現(xiàn)高速，但定位精度低，沖擊嚴(yán)重結(jié)構(gòu)大低液壓傳動(dòng)方式功率大但壓力高可進(jìn)行無(wú)級(jí)變速，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊小，能快速啟動(dòng)結(jié)構(gòu)大高步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)方式功率小定位精度高結(jié)構(gòu)小低內(nèi)燃機(jī)傳動(dòng)方式功率大工作效率不高，比較耗能結(jié)構(gòu)大低經(jīng)表2.2對(duì)比后發(fā)現(xiàn)氣缸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、易于制造，氣源來(lái)源方便，便于貯存。在易燃、易爆、強(qiáng)磁、粉塵大等惡劣場(chǎng)合，工作安全可靠：工作壓力一般為0.4-0.6MPa，故輸出力和力矩不大，夾持力不是很高，本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手不需要很高的加持力所以本次采用氣缸傳動(dòng)：因電機(jī)是使用編程控制進(jìn)給進(jìn)度所以精度較高，且氣動(dòng)電機(jī)體積小、成本低，所以本臺(tái)設(shè)備機(jī)械手臂的旋轉(zhuǎn)采用步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)。在考慮電機(jī)在各種環(huán)境下精度與工作效率會(huì)受影響，在提前了解下工作環(huán)境是恒溫的，所以不用考慮外界因素會(huì)影響電機(jī)。2.4動(dòng)作示意圖經(jīng)過(guò)選擇出的傳動(dòng)方式繪制出運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2.3。其傳動(dòng)主要有傳動(dòng)電機(jī)，花鍵鏈接，帶輪，軸等構(gòu)成，在1電機(jī)的傳動(dòng)下，支撐板3會(huì)旋轉(zhuǎn)90度，因?yàn)榇髱л?與小帶輪6傳動(dòng)比是2:1，小帶輪6會(huì)自轉(zhuǎn)180度，花鍵鏈接軸5的傳遞下，卡具7會(huì)隨著自轉(zhuǎn)180度，卡具7會(huì)隨著氣缸4的上升下降完成升降動(dòng)作。本次設(shè)計(jì)的機(jī)械臂的工作流程如圖2.3所示。3裝置主要部件的挑選與校核3.1采用電機(jī)的挑選本次采用的電機(jī)目的是使卡具在夾持零件后自轉(zhuǎn)180度后，機(jī)械臂完成90度的轉(zhuǎn)移。從而為了得到更好的性能，所以本次采用減速機(jī)為10減速比的機(jī)器。本次采用的電機(jī)需要有較好的承載慣性力，得知：機(jī)械臂轉(zhuǎn)移所耗時(shí)間為，高速運(yùn)轉(zhuǎn)耗時(shí)，夾持工件后慣性力矩為轉(zhuǎn)移角度為，已知傳動(dòng)馬達(dá)的進(jìn)給最小值為所得出動(dòng)作的脈沖數(shù)為其頻率為轉(zhuǎn)動(dòng)的速度為采用的馬達(dá)轉(zhuǎn)子慣性力矩：減速器的減速比是：加速扭矩的計(jì)算為（3.4）所需扭矩的計(jì)算慣量比的確定滿足。依據(jù)采用電機(jī)的特性選用42行星的減速型進(jìn)步電機(jī)（其減速比：10）3.2同步帶的選擇3.2.1選擇同步帶的帶齒通過(guò)查閱資料后同步帶分為梯形齒形同步帶與圓弧形齒形同步帶兩種，其中同步帶里的梯形齒，它的制造價(jià)格比較廉價(jià)，但是在工作環(huán)境下會(huì)發(fā)生很大的抖動(dòng)，因?yàn)樵搸У凝X根低，工作時(shí)會(huì)發(fā)生工作力的集中，大大的影響了工作承受的力和使用年限，工作時(shí)該帶還會(huì)發(fā)出雜音并且影響傳遞的數(shù)度。所以在傳動(dòng)精度高，工作不丟轉(zhuǎn)和傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)沒(méi)有大抖動(dòng)的工作環(huán)境下優(yōu)先采用圓弧形齒形同步帶輪。因?yàn)閳A弧形齒形在工作時(shí)工作效率高，但失效低為：在工作時(shí)該帶輪會(huì)減少抖動(dòng)，且在傳動(dòng)時(shí)非常穩(wěn)定而且傳動(dòng)時(shí)沒(méi)有噪音：該帶可以在工作環(huán)境非常惡劣的情況下工作，工作時(shí)也不用進(jìn)行潤(rùn)滑：在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)對(duì)于張緊力不用很高，在帶損壞時(shí)維修也很簡(jiǎn)單，還可在溫度高的工作環(huán)境下工作。所以工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的帶傳動(dòng)采用圓弧齒同步帶輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩。3.2.2圓弧齒同步帶的參數(shù)計(jì)算（1）功率的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)功率是為了滿足，卡具的自轉(zhuǎn)與機(jī)械臂的轉(zhuǎn)移，且?guī)л啚榈膫鲃?dòng)比為設(shè)計(jì)要求，才得出設(shè)計(jì)功率共式中為電機(jī)功率，是工作系數(shù)，如變化不大的載荷時(shí)查表3.1得出，該帶輪的工作是正反轉(zhuǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則，因傳動(dòng)是增速，得出為增速比，，計(jì)算出，所以（2）選擇帶的形狀與節(jié)距得知小帶輪的轉(zhuǎn)速：依據(jù)和，由圖3.1選擇型，所以節(jié)距為圖3.1（3）節(jié)圓的直徑與帶輪齒數(shù)的選擇依據(jù)小帶輪與帶的形狀由表3.2得出小帶輪的最小齒數(shù)：，此處取，由此得出大帶輪齒數(shù)：則分別得出小帶輪，大帶輪的節(jié)圓直徑為（4）帶傳動(dòng)的速度（5）中心距的確定初步確定的中心距，初步確定的節(jié)線長(zhǎng)度為得出采用帶長(zhǎng)代號(hào)為的型同步帶,節(jié)線長(zhǎng)為，齒數(shù)為，其采用中心距為其中帶長(zhǎng)參數(shù)的確定與嚙合齒數(shù)的參數(shù)從查得出嚙合齒數(shù)：當(dāng)（7）帶寬參數(shù)的確定帶額定的功率：—帶寬的參數(shù)按照的原則挑選帶的寬度由得出，計(jì)算?。?）參數(shù)整合帶輪的參數(shù)：，，,帶參數(shù)：采用型同步帶：，，，3.3軸與機(jī)械臂的設(shè)計(jì)3.3.1大帶輪軸的設(shè)計(jì)（1）軸最小直徑的確定進(jìn)行對(duì)大帶輪的受力和分析得知，軸在工作的同時(shí)承受轉(zhuǎn)矩與彎矩的，并與大輪接觸需要足夠的要求，所以現(xiàn)在算出最小直徑的尺寸。得知該軸承受的彎矩為，扭矩為，彎扭合成強(qiáng)度的要求是—折合系數(shù)，；—軸的抗彎截面系數(shù)，；—軸的許用彎曲應(yīng)力，。其本次軸才用材料是鋼，對(duì)鋼的調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，得知傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)次軸段是與大帶輪鏈接，所以此處鍵槽需要放大，取，其機(jī)械臂是通過(guò)該帶輪左右的軸承與調(diào)整環(huán)來(lái)傳動(dòng)和確定位置的。3.3.2軸承的校核經(jīng)過(guò)對(duì)軸承在工作時(shí)是承受著徑向力，因軸承的直徑是，所以本次采用深溝球軸承，尺寸為。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得知，額定動(dòng)載荷是。軸承的使用時(shí)間計(jì)算公式為—當(dāng)量動(dòng)載荷；—壽命指數(shù)，球軸承；—軸承轉(zhuǎn)速。當(dāng)量動(dòng)載荷—載荷系數(shù)，??；—徑向載荷；—軸向載荷；—徑向系數(shù)；—軸向系數(shù)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知；軸向載荷軸承壽命計(jì)算后：得知滿足使用。3.3.3對(duì)于滾珠花鍵軸的設(shè)計(jì)工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)采用滾珠花鍵，因?yàn)楣ぜD(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的卡具在夾持工件后，不僅需要完成卡具的上升與下降還需要完成夾持工件后完成自轉(zhuǎn)。因?yàn)闈L珠花鍵鋼珠在高精度花鍵內(nèi)部槽中，進(jìn)行直線和旋轉(zhuǎn)，并傳遞力的運(yùn)動(dòng)，所以滿足這次設(shè)計(jì)的要求。得知行程的長(zhǎng)度：，速度：，載荷：，所以采用高扭矩的滾珠花鍵軸型號(hào)，這次設(shè)計(jì)主要的扭矩是由本花鍵承受，則有：—最大扭矩；—花鍵軸的容許扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；—花鍵軸極截面系數(shù)；—花鍵軸直徑?？汕蟮貌檫x擇花鍵軸徑：經(jīng)過(guò)計(jì)算花鍵的軸長(zhǎng)為，因?yàn)樾л嗇S內(nèi)部與花鍵鏈接，而外部需要鏈接帶輪和機(jī)械臂等，為滾珠花鍵零件圖。3.3.4支撐板的材料與尺寸的確定支撐板采用鋁合金，因?yàn)橹饕饔檬侵瘟屯瓿赊D(zhuǎn)動(dòng)，和減輕重量為目的。因已知中心距所以支撐板也采用一樣的尺寸，又因該板需要與兩邊的軸鏈接，考慮各因素后將：長(zhǎng)設(shè)計(jì)成，分別為左右的寬度，為支撐板零件圖。3.4卡具和升降氣缸的挑選3.4.1氣缸種類挑選本次設(shè)計(jì)采用普通型氣缸，因?yàn)楸敬螉A持的工件尺寸為塊狀的，重量為不需要特殊的氣缸：因?yàn)殡p作用的氣缸成本低，又能實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)需要的抓取工作，所以卡具使用平行手指氣缸。3.4.2升降氣缸數(shù)據(jù)的計(jì)算 （1）確定氣缸直徑已知：零件運(yùn)輸行程為，時(shí)間為，零件與自重約為，工作壓力則氣缸的軸向負(fù)載力為氣缸均勻值：由得出氣缸負(fù)載率為氣缸預(yù)計(jì)的輸出力為由公式得出氣缸直徑所以氣缸直徑為D。（2）氣缸的行程選擇因零件運(yùn)動(dòng)范圍是10mm，所以氣缸的運(yùn)動(dòng)范圍設(shè)為15mm。（3）氣缸的選擇與裝配本次設(shè)計(jì)的升降氣缸將采用，因?yàn)樵摎飧诪榱送瓿煽ň叩纳仙c下降，計(jì)算出氣缸直徑為，運(yùn)動(dòng)范圍為，所以最終采用本氣缸,因考慮沖擊力與震動(dòng)將使用橡膠緩沖防止沖擊力與震動(dòng)。3.4.3卡具氣缸的選擇零件尺寸是，，，夾緊距離為雙邊，由此得出零件重量由夾持力是，則有（3.29）由計(jì)算得出，卡具氣缸型號(hào)為。4工件反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的傳遞裝置的組成與裝配4.1傳動(dòng)大帶輪旁的裝配將各個(gè)零件選擇好后進(jìn)行計(jì)算，將各個(gè)零件進(jìn)行組裝，傳遞大帶輪旁的裝配如。該裝置的支撐板和固定軸是與軸承相鏈接，然后大帶輪不動(dòng)，和固定軸上的鍵聯(lián)接。實(shí)際完成的運(yùn)動(dòng)是進(jìn)步電機(jī)帶動(dòng)著支撐板完成旋轉(zhuǎn)。4.2卡具旁裝配卡具旁的裝配圖為所示。如圖所示，空心軸連接著軸承鏈接的支撐板，小帶輪是通過(guò)空心軸上的鍵相鏈接，花鍵套是連接著滾珠花鍵的軸與空心軸內(nèi)部鏈接，然后在滾珠花鍵運(yùn)動(dòng)的同時(shí)完成傳遞力矩的，然后卡具可完成上升與下降還可自轉(zhuǎn)。4.3總體的裝配這次設(shè)計(jì)的總體的裝配圖4.3所示，同步帶輪固定著加持零件的機(jī)械臂中心位置，固定軸連接著軸承鏈接的支撐板2，當(dāng)進(jìn)步電機(jī)1傳動(dòng)時(shí)，機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)到90度后，小帶輪會(huì)發(fā)生180度的自轉(zhuǎn)，因?yàn)橥綆л喌膫鲃?dòng)比是2:1，因空心軸是與小帶輪鏈接，滾珠花鍵是與空心軸內(nèi)部鏈接，小帶輪180度自傳是通過(guò)花鍵軸傳遞到卡具，所以卡具會(huì)完成180度的自轉(zhuǎn)，卡具的升降是通過(guò)氣缸4來(lái)進(jìn)行控制。本次設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)一臺(tái)電機(jī)的傳動(dòng)下，卡具在夾持工件后完成180度的自轉(zhuǎn)與機(jī)械臂完成90度的傳遞目的的設(shè)計(jì)。結(jié)論用過(guò)這次工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，充分的了解了機(jī)械裝置的組成與運(yùn)動(dòng)方式，其本次設(shè)計(jì)的工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，主要工作原理是通過(guò)一臺(tái)電機(jī)的傳動(dòng)完成機(jī)械臂與機(jī)械手配合將工件進(jìn)行180度的自轉(zhuǎn)與90度轉(zhuǎn)動(dòng)的工作原理。其設(shè)計(jì)的主要目的就是解決工人在流水線工作著單一的工作，大大的減輕了人耗和生產(chǎn)效率，結(jié)合實(shí)際對(duì)工作環(huán)境的情況合理的選擇采用設(shè)備，充分的起到了用非常低的成本組成了工件轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。在成本十