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（毕业设计全套）卧式加工中心自动换刀机械手设计（打包下载）

图示方向相反。⒌作弯矩和扭矩图齿轮的作用力在水平平面的弯矩图如图.所示••••••齿轮的作用力在垂直平面的弯矩图如图.所示••••••齿轮作用力在截面作出的最大合成弯矩为••作出扭矩图，如图.所示•⒍轴的强度校核确定危险截面。根据轴的结构尺寸以及弯矩图扭矩图，截面处弯矩较大，且具有轴承配合引起的应力集中，截面处弯矩最大，且有齿轮配合与键槽引起的应力集中，故属危险截面。现对截面进行强度校核。安全系数的校核计算由于该轴转动，弯矩引起对称循环的弯应力，转矩引起的为脉动循环的剪应力。弯曲应力副为抗弯截面系数，由公式所以.由于是对称循环弯曲应力，故平均应力，根据公式.，ε确定公式内的各计算数值弯曲对称循环应力时的疲劳极限，由表.查得，正应力有效集中系数，由表.，用插值法求得得.ε尺寸系数，由表.，查得ε.表面质量系数，轴按磨削加工，由表.查得.代入公式得.剪应力副为抗扭截面系数，由公式所以由公式.，ε确定公式内的各计算数值弯曲对称循环应力时的疲劳极限，由表.查得，弯应力有效集中系数，由表.，用插值法求得得.ε尺寸系数，由表.，查得ε.表面质量系数，轴按磨削加工，由表.查得.平均应力折算系数，由表.，查得.代入公式得.则.由表.可知，故，则该轴是安全的。轴承的设计滚动轴承是现代机器中应用广泛的部件之，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。其优点主要有摩擦阻力小，功率消耗少，起动容易等。.轴承的分类如果仅按轴承用于承受的外载荷不同来分类时，滚动轴承可以概括地分为向心轴承推力轴承和向心推力轴承，主要承受径向载荷的轴承叫做向心轴承只能承受轴向载荷的轴承叫做推力轴承能同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承叫做向心推力轴承。二.轴承的选用原则轴承的选用，包括类型尺寸精度游隙配合以及支承形式的选择。首先是选择轴承的类型，在选择时应考虑的主要因素有轴承的载荷转速和调心性能安装和拆卸等。根据载荷的大小选用轴承类型时，由于滚子轴承中的主要元件是线接触，宜用于承受较大的载荷，承载后的变形也较小。而球轴承中则主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球轴承。根据载荷的方向选择轴承时，对于纯轴向载荷，般选用推力轴承对于纯径向载荷，般选用深沟球轴承圆柱滚子轴承或滚针轴承当同时承受径向载荷和轴向载荷，而轴向载荷不大时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承。在般转速下，转速的高低对类型的选择不会发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。球轴承与滚子轴承相比较，有较高的极限转速，故在高速时应优先选用球轴承。轴承的极限转速是在定载荷和定润滑条件下，滚动轴承所能允许的最高转速，它与轴承类型尺寸精度游隙，保持架的材料与结构润滑方式润滑剂的性质与用量载荷的大小与方向以及散热条件等因素有关。此外，轴承类型的选择还应该考虑轴承装置整体设计的要求，如轴承的配置使用要求游动要求等。三.轴承的设计过程根据以上原则，我们在设计中，花键套筒的支撑我们选用角接触球轴承，它可以同时承受径向载荷和轴向载荷，也可单独承受轴向载荷，能在较高转速下正常工作，由于个轴承只能承受单向的轴向力，因此，般成对使用。且承受轴向载荷的能力与接触角有关。接触角大的，承受轴向载荷的能力也高。成对安装的角接触球轴承，是由两套相同系列的单列角接触球轴承选配组成，作为个支承整体。按其外圈不同端面的组合分为背对背方式和面对面方式两种，背对背方式是指个支承上的两个轴承小口相对，构成型，面对面方式是指个支承上的两个轴承大口相对，构成型，我们采用型。在进行寿命计算时，其基本额定动载荷和基本额定静载荷均应取双列轴承的数值，如单列轴承的基本额定动载荷和基本额定静载荷分别为，则成对安装的轴承的基本额定动载荷为.基本额定静载荷其中为支撑整体中单个轴承数，极限转速为单个轴承的。花键轴的，我们选用轴承型号为,参数见下表轴承型号极限转速其中极限转速是采用油润滑的转速，若采用脂润滑，极限转速为。轴承的安装如图.所示图.已知条件轴上齿轮受切向力，齿轮受径向力，齿轮的分度圆直径为，齿轮转速为，运动中无冲击，轴承预期计算寿命为。成对安装的轴承基本额定动载荷为基本额定静载荷为.⒈求两轴承受到的径向载荷和将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面图.和水平面图.两个平面力系。其中图.的是通过另加转矩而平移到的，指向轴线，由分析可知.⒉求两轴承的计算轴向力和对于型轴承，按机械设计第七版表，轴承派生轴向力.则按式得⒊求轴承当量动载荷和,则.,则.⒋验算轴承寿命因为，所以按轴承的受力大小验算ε.故所选轴承可满足寿命要求。另外，在回转液压缸中转轴的支承我们选用推力球轴承，型号为，其基本尺寸为，基本额定载荷为，极限转速脂润滑时为，油润滑时为，回转液压缸的转轴的支承我们选用滚针轴承，其设计及验算过程与角接触球轴承相似，这里就不再重复。弹簧的设计弹簧是种弹性元件，它可以在载荷作用下产生较大的弹性变形。弹簧在机械中的应用十分广泛，主要用于控制机构的运动，如制动器离合器中的控制弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等。减振和缓冲，如汽车，火车车厢下的减振弹簧，以及各种缓冲器用的弹簧等。储存及输出能量，如钟表弹簧等。测量力的大小，如测力器和弹簧称中的弹簧等。.弹簧的分类按照所承受的载荷的不同，弹簧可以分为拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧和弯曲弹簧等四种而按照弹簧的形状不同，又可分为螺旋弹簧环形弹簧碟形弹簧板簧和平面涡卷弹簧等。螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕而成的，由于制造简便，所以应用最广。在般的机械中，最为常用的是圆柱螺旋弹簧。弹簧材料的许用应力及б必须按照负荷性质来确定。弹簧按载荷性质分为三类Ⅰ类受变负荷作用，次数在次以上的弹簧Ⅱ类受变载荷作用，次数在次或冲击负荷的弹簧Ⅲ类受变载荷作用，次数在次以下的弹簧。弹簧材料是根据弹簧丝直径选择的，当时，用碳素弹簧钢丝Ⅱ组或Ⅱ组，当时，用.最大工作负荷，Ⅱ类弹簧按.б计算。节距是近似值，按表计算出的自由高度应圆整至尺寸参数系列中的推荐值。我们在机械手中所选用的弹簧有圆柱螺旋拉伸弹簧和圆柱螺旋压缩弹簧。普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有外径中径内径节距弹簧丝直径，如图.所示图.我们所选用的弹簧的规格如下编号弹簧丝直径弹簧中径节距.其中，弹簧为圆柱螺旋拉伸弹簧，弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧。二.弹簧的设计计算弹簧的设计计算校核步骤如下原始条件最大工作负荷最小工作负荷工作行程负荷种类Ⅱ类端部形式端部并紧并磨平，支承圈为圈制造精度主要参数的制造精度为级弹簧材料碳素弹簧钢丝Ⅱ根据，查表，得到弹簧的相关数据如表.所示表.弹簧的相关数据弹簧要求的刚度.有效圈数.取.计算项目弹簧实际刚度.与要求高度相近总圈数自由高度圆整取标准值弹簧实际节距工作极限负载下的变形.因取.Ⅱ，根据表，Ⅲ.Ⅱ，所以Ⅲ故等于同样规格弹簧的Ⅱ类弹簧的最大工作负荷，从表查得.。最大工作负荷下的变形.最小工作负荷下的变形最大工作负荷下高度最小工作负荷下高度工作极限下高度展开长度细长比故稳定。我们在这里只对弹簧的设计计算校核进行详尽的说明，其它弹簧的设计步骤与此相同，这里从略。总结经过将近两个月的努力，在指导老师徐老师的指导和帮助下，我们借阅了大量的资料，终于完成了这次毕业设计任务。通过毕业设计，我又学到了许多知识，并使我以前所学的知识得到次综合的巩固。虽然机械手的设计过程不是很难，也没有特别繁琐的计算，但是通过对它的设计，使我映射地学到了很多其它知识，尤其是对计算机的应用和对的操作，更使我认识到了自学的重要性和关于自学的些方法，这对我们即将毕业的大学生来说是很重要的。设计虽然不是很复杂，但是它系统地联系了我们三年来是所学的大部分知识，使我对许多知识进行了复习和重新认识，虽然设计过程比较困难，但它也是对我们所学书本知识在实际应用中的次检验，锻炼了我们运用知识的能力。在设计的过程中当设计部分时，要结合考虑到其它因素的影响和限制，要把部分和整体有机地结合起来，寻找适当的设计方案和办法，让我们认识到将来无论认识什么事都要系统地全面地认识它。通过毕业设计，让我认识到整体协作的重要性，无论到任何时候，单独的个人都不可能去开发设计个较大规模的系统。只有具有团队精神具有集体主义观只有群策群力才能有新发展新成就。通过这次设计，我基本上掌握了机械手结构设计的方法和步骤提高了分析问题的能力和查阅手册的能力，为我今后的设计工作打下了个良好的基础。由于能力有限，设计中肯定有许多不足之处，恳请各位老师批评指正。最后，再次对徐老师热心帮助和指导表示衷心地感谢。致谢毕业设计是大学学习期间最重要的个环节，它不但是对大学所学知识的系统总结，而且为我们走向工作岗位奠定了定的基础。在这次设计中，我受益非且，第，对机械设计有了更加全面的巩固和加深第二在设计中提高了我的耐心和细心第三通过这次设计提高了我的自学能力，并积累了丰富的设计创新经验这些都为我今后在公司搞设计提供了必备的客观条件。在此我衷心感谢我的指导老师徐芸老师。本设计的完成离不开徐老师的精心指导和全力支持，她以丰富的经验和严谨的态度对我的毕业设计提出了很多宝贵意见，对不足之处也给予了指正，尤其是在些细节问题上。这些意见和帮助对我的设计和绘图的完成起到了关键性的作用。在每次的答疑时间里，徐老师都会给我们的设计提出新的要求和建议，并帮助我们查阅些相关资料，确保了我们设计的进度和质量，在此，特别感谢徐老师给予我的无微不至的关心和帮助。再次表示诚挚的谢意和敬意！也感谢学校领导对我的严格要求，给我了个这么好的学习机会，使我又学到了很多知识。参考文献张书桥.汽车发动机制造业新趋势.汽车制造技术.，天津大学工业机械手设计基础编写组.工业机械手设计手册.天津天津科学技术出版社，.刘明保,吕春红,张春梅.机械手的组成机构及其技术指标的确定.长春工业大学学报自然科学版.，郭益友.工业机械手在机械制造工艺中的发展及应用.山东轻工业学院学报.，杨建平，边际.机械手自动给料系统.电子机械工程.，李德忠.自行走式上料机械手液压系统设计.电子机械工程.，陶国良,王宣银,杨华勇.三自由度气动比例伺服机械手的研制.机械设计与制造.，靖颖怡,滕献银,袁旭.无偏移量的工业机械手.制造业自动化.,马骏骑，陆芳纳，谢学军.阴阳板自动生产线种板供给机械手.重庆高等专科学校学报.，顾永生.现代汽车发动机制造工艺的发展动向.柴油机设计与制造.，陈奎生.液压与气压传动.武汉武汉理工大学出版社，.冯辛安.机械制造装备设计.北京机械工业出版社，.刘德忠,费仁员，德,.装配自动化.北京机械出版社，.徐杜,蒋永平,张宪民.柔性自动化系统原理与实践.北京机械工业出版社，