滚珠丝杠副精度选择由于小型零件装配机械手属于直角坐标机器人，再根据轴滚珠丝杠副的精度选择，所以轴精度等级也按级来计算。滚珠丝杠压杆稳定性验算式式中临界压缩载荷，安全系数，滚珠丝杠垂直安装为，滚珠丝杠水平安装支撑系数滚珠丝杠最大受压长度滚珠丝杠副所受最大轴向压缩载荷，由于，轴方向丝杠是水平安装丝杠的支撑方式为两端固定由于，因此符合校核要求。值校验式式中滚珠丝杠副的公称直径，滚珠丝杠副的最大转速，其中因此符合校核要求。额定静载荷验算式式中滚珠丝杠副基本轴向稳定静载荷，静态安全系数，般取,有冲击时及振动时取滚珠丝杠副所受最大轴向载荷，其中查表取，由于滚珠丝杠副的规格型号已经选定，则因此符合校核要求。丝杠轴拉压强度验算式丝杠轴许用拉压应力，丝杠的钢材般为，其力学性能查表得许用拉应力许用压应力是弹性极限，其数值与值非常接近，因此许用拉应力许用压应力因此符合校核要求。滚珠丝杠弯曲正应力的强度条件校核式式中最大弯矩，圆形截面抗弯截面系数其中其中取因此符合校核要求。滚动轴承型号选择计算根据上述的因素选择角接触球轴承和推力角接触轴承。由于轴径，则要选择轴承型号为的单列角接触球轴承，其主要尺寸和参数为。和型号为的推力轴承，其主要尺寸和参数为角接触球轴承的校核计算滚动轴承基本额定动载荷计算或式式中基本额定载荷计算值，当量动载荷，寿命因数速度因数力矩载荷因数，力矩较小时，力矩较大时冲击载荷因数温度因数轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，轴承尺寸及性能表中所列轴向基本额定动载荷，其中查表得滚动轴承寿命计算式式中当量动载荷，寿命指数，球轴承，滚子轴承轴承转速，轴承额定动载荷，温度系数其中轴承工作温度时，滚动轴承静强度计算按基本额定载荷静载荷计算选择轴承公式为式式中基本额定静载荷，当量静载荷，静强度安全系数和最大值约为因此符合强度要求。推力轴承校核计算滚动轴承基本额定动载荷计算或式其中查表得滚动轴承寿命计算式其中轴承工作温度时，滚动轴承静强度计算按基本额定载荷静载荷选择轴承的公式为式和最大值约为因此符合强度校核。驱动电动机的选择计算由于供电电源为单相，轴的驱动装置初步选择型号为的步进电机，其基本参数有保持扭矩为转自惯量为步进角为电压为。该电机是功率步进电机，按三相六拍运行。以下是根据扭矩对该步进电机的校核。计算机械手对轴滚珠丝杠产生的扭矩式机械手对轴产生的扭矩其中轴丝杠上的承重对丝杠也产生定的扭矩。因此，选择最大距离的时刻来校核。估算最大的，滚珠丝杠传动所需功率式式式中丝杠转动的角速度，丝杠的当量转速，其中已知则电机功率的计算式式式中电机的扭矩，电机的转速，式式中步距角通电频率电机功率校核电机功率应大于滚珠丝杠传动所需功率，即因此符合校核要求。轴键的校核与电机轴配合的键由于轴的电机型号与轴相同，因此键的基本尺寸相同，即选择键的基本尺寸为键的强度校核同轴与电机配合的键作节拍预置了数据，随着时钟脉冲的输入，各个数据选择器的预置数据依次输出，它们的输出组合在起便得到所需的脉冲序列。其中前两片输出正转脉冲序列，后两片输出反转脉冲序列。当正反转控高时制信号为正转脉冲序列输出，反转脉冲序列被屏蔽当正反转控制信号为低时反转脉冲序列输出，正转脉冲序列被屏蔽。当步进电机不需要通电时可用清零信号将数据选择器清零。根据以上设计的电路，组合设计出小型零件机械手的控制电路包括三条增量式光电编码器辨向电路三条增量式光电编码器计数电路三条双极型驱动电路及三个脉冲分配器。另外包括芯片地址锁存器扩展程序存储器扩展数据存储器从扩展可编程串行接口芯片等等。图双极型驱动电路图脉冲分配器结论本文主要是设计台小型零件装配机械手，实现三自由度运动，即轴的移动轴的移动轴的转动，从而准确夹持物体并送到指定位置。在设计过程中主要解决了以下几方面的工作结合课题背景，对机械手设计的总体方案进行了比较选择，所设计的机械手成本低廉性能优越结构简单等，必要时可以降低精度要求根据机械手的设计参数，对机械手机械系统的结构部件进行了设计计算，并对相关机构进行了校核比较了常用的机械手的驱动系统，选择了电机驱动作为本机械手的驱动系统，可以实现连续控制，扩展了机械手用途。选择单片机对机械手进行控制，设计出了电气原理图。由于设计经验和知识水平的局限，本文在设计方面还是存在很多不足的地方，特别是控制系统设计部分。对于这方面缺陷，不足之处，恳请老师加以批评指导。致谢本次设计是在尊敬的张佐营老师帮助和指导下完成的。从选择课题开始，到方案论证到设计计算到最终定稿，全程都得到了张佐营老师的悉心指导，他严谨的治学态度和认真负责的工作精神，让我学会了很多体会了很多。在此，我首先向张佐营老师表示真诚的感谢，并致以崇高的敬意。在课题的研究和方案选择阶段，同时也得到了同学们的无私帮助，在此表示衷心的感谢。最后，在即将毕业之际，我向帮助过我支持过我的老师和同学们表示由衷的感谢，谢谢,参考文献蔡春源机械设计手册辽宁科技技术出版社刘文信机床数控技术机械工业出版社赵依军,胡戎主编单片微型计算机接口技术湖北省计算机协会机床设计手册机械工业出版社王华坤，范元勋机械设计基础兵器工业出版社邱宣怀机械设计,第四版高等教育出版社黄筱调机电体化技术基础及应用机械工业出版社余永权单片机应用系统的功率接口技术北京航空航天大学胡汉才单片机原理及系统设计清华大学出版社徐灏主机械设计手册第卷北京机械工业出版社，徐灏主机械设计手册第卷北京机械工业出版社，张建民工业机器人北京北京理工大学出版社，工业机械手编写组工业机械手机械结构上海科学技术出版社，陈秀宁，施高义机械课程设计浙江浙江大学出版社，黄鹤汀机械制造技术北京机械工业出版社，,核，即与丝杠轴配合的键的校核初步选择键的基本尺寸为，其中查表得许用应力接触应力因此该键的强度符合要求二维工作台底板的选择及校核底板尺寸的确定底板材料为高强度硬铝，该材料适用于高负载的工作环境。由于轴的工作行程为,加上行程开关，光电开关对滑块的限位和电机下方的支撑，估算底板的总长度，宽度，底板的厚度不同，所对应的抗拉压强度就不同。先选定底板厚度的范围为，所对应的。因此，先根据以上数值计算校核如有不符，再重新选择。底板的机械性能校核金属材料的机械性能是指材料在外力作用时抵抗变形和破坏的能力，其中有刚性刚度弹性强度和塑性等。项性能好坏，是通过具体的性能指标来反映的。以下是对底板的些性能指标进行计算校核。对于般构件或机件而言，弹性变形量小，不影响正常使用。但在有些情况下，金属的弹性变形可使受压见失去稳定，并使整体发生振动，导致高精度系统精度降低等。在这些情况下，必须考虑弹性变形的作用。工程上用刚度的大小来评定金属材料产生弹性变形的难易程度。刚度越大，产生的弹性变形越小。由于工作台在运行过程中肯定会产生振动，因此，计算底板的刚度来评定其性能。式式中刚度弹性模量试样的原始面积试样的原始长度其中材料属于硬铝合金，其弹性模量工作台的整体，轴电机和支撑板间接或直接地作用在地板上，对地板产生弯曲力和剪切力。因此，还需叫校核底板的剪切应力和弯曲应力。剪切应力校核式式中剪力剪切面面积为三位工作台的最大载荷，为电机和支撑板得最大载荷因此符合校核条件。弯曲应力校核式式中最大弯矩弯矩截面抗弯截面系数因此符合校核要求。机械手控制系统设计机械手的控制系统相当于人的大脑，它指挥机械手的动作。机械手的工作顺序应达到的位置，如手臂上下移动伸缩回转及摆动手腕上下左右摆动和回转手指的开闭动作，以及各个动作的时间速度等，都是在控制系统的指挥下通过每运动部件沿各坐标轴的动作按照预先整定好的程序来实现的。般机械设备的控制系统，多着眼于自身运动的控制，而机械手的控制系统更注意本部与操作对象的关系。因此，对于机械手的控制系统来说，无论多么高级的系统，如果不能按要求把工件搬运到指定的位置，都是毫无意义的。控制系统的结构分类控制系统的结构般分为开换系统和闭环系统两种结构，如图图所示。图开环控制系统的结构图闭环控制系统的结构闭环控制系统也叫反馈控制系统，是种不断把给