为运动部件从静止启动加速到最大快进速度所需的时间，为运动部件最大快进速度为初选步进电机的步距角为脉冲当量。空载摩擦力矩式中为运动部件的总重量为导轨摩擦系数齿轮传动降速比为传动系数总效率，取为活塞工作长度。启动矩频特性校核西安文理学院本科设计论文第页步进电机启动有突跳启动和升速启动。突跳启动很少使用。升速启动是步进电机从静止状态开始逐渐升速，在零时刻，启动频率为零。在段时间内，按定的升速规律升速。启动结束时，步进电机达到了最高运行速度。查看机电综合设计指导图，从矩特性图中，可查得纵向空载启动力矩对应的允许启动频率。查机电综合设计指导表，步进电机启动频率，所以所选电机能正常工作。运行矩频特性校核步进电机的最高快进运行频率可按下式计算式中为运动部件最大快进速度。算得。快进力矩的计算公式见机电综合设计指导公式式中为附加摩擦力矩，为快进时，折算到电机轴上的摩擦力矩。算得。查看机电综合设计指导图，从运行矩频特性图中，可知快进力矩。对应的允许快进频率所以，所用的电机都满足快速进给运行矩频特性要求。可以使用。连轴器的选择步进电机的电机轴与齿轮轴用联轴器连接，选用联轴器为型芯型弹性联轴器。他的基本结构如图所示图联轴器西安文理学院本科设计论文第页半联轴器芯型弹性体该联轴器的特点是芯形弹性联轴器具有定的补偿能力，适用于两轴线有定偏移量的工况条件，并具有缓冲和减震性能。该联轴器不用润滑，可以在有粉尘和水份的条件下工作，结构简单，维修方便，但更换弹性元件时需移动端半联轴器和主机轴。工作温度，传递公称转矩为。该联轴器所传递的公称转矩较大，而电机与齿轮轴之间的传递力较小，因此，对于联轴器不用校核。轴承的选取作为机座的支承原件，必须能够承受较大的轴向载荷。在这里选用推力球轴承，轴承的型号为。表轴承的主要技术参数轴承代号基本额定极限转速动载荷静载荷脂润滑油润滑齿轮轴上轴承的选取考虑到齿轮轴上两个轴承的安装问题，在轴的齿轮端安装直径稍大的轴承。选取圆锥滚子轴承，型号为和。表齿轮轴上轴承的主要技术参数轴承代号基本额定极限转速动载荷静载荷脂润滑油润滑传动轴上轴承的选取传动轴上已经有个推力球轴承来承受轴向载荷，在这里在选取对轴承支撑传动轴的转动。选取滚子轴承，型号为，表传动轴上轴承的主要技术参数轴承代号基本额定极限转速动载荷静载荷脂润滑油润滑轴承的校核由圆锥滚子轴承的工作条件可知其失效形式是，接触应力过大，产生永久性的过大的凹坑即材料发生了不允许的永久变形，按轴承静载能力选择的公式为机械设计西安文理学院本科设计论文第页其中为当量静载荷，为轴承静强度安全系数，取决于轴承的使用条件。按机械设计表作连续旋转轴承，普通载荷，此处取上轴承受纯径向载荷，所以因此轴承合适下轴承受径向和轴向载荷，为径向载荷为轴向载荷分别为径向轴向载荷系数，其值按机械设计表查取因为所以所以因此轴承合适齿轮轴上轴承受力很小，所以不用教核。轴承摩擦力矩的计算如果为基本额定动载荷，为所受当量动载荷，可按机械设计手册第二版公式估算其中为滚动轴承摩擦因数，为轴承载荷，为轴承内径。查表机械设计手册第二版表得，所以也可以用此公式估算所以西安文理学院本科设计论文第页齿轮的选择表齿轮的参数名称代号小齿轮大齿轮分度圆直径齿数大端模数节锥角锥距齿宽齿距工作齿高齿高齿顶高齿根高敏，能实现过载保护，便于自动控制。工作环境适应性好，不会因环境变化影响传动及控制性能。阻力损失和泄漏较小，不会污染环境。同时成本低廉。通过对液压传动系统工作原理图的参数化绘制，大大提高了绘图速度，节省了大量时间和避免了不必要的重复劳动，同时做到了图纸的统规范。机械手采用控制，具有可靠性高改变程序灵活等优点，无论是进行时间控制还是行程控制或混合控制，都可通过设定程序来实现。可以根据机械手的动作顺序修改程序，使机械手的通用性更强。西安文理学院本科设计论文第页致谢在这次毕业设计中，我有很多收获，首先把我几年来所学的知识做了次系统的复习，更深步了解了所学的知识，培养了我综合运用所学知识，独立分析问题和解决问题的能力，也使我学会怎样更好的利用图书馆，网络查找资料和运用资料，还使我学会如何与同学共同讨论问题。这对我以后的工作有很大的帮助，今后我会在工作中不断的学习，努力的提高自己的水平。经过本次设计，我切实体会到作为个优秀的设计人员的艰难性。在设计过程中，我经常遇到各种各样的问题，有的是知识方面的不足导致的，有的是设计经验方面不足导致的。这些问题有时使得我束手无措，不过在指导老师帮助和自己的努力下，终于使得我顺利完成了设计。虽然我的设计存在很多不足的地方，但在这两个多月的时间里，我学到了很多有用的知识，也积累了定的设计经验，这些对于我即将要走向社会工作岗位，将起到很关键的作用。学生张耐西安文理学院本科设计论文第页参考文献刘建慧，邹慧君加工中心自动换刀装置类型综述及设计特点，机械设计与研究，，李净仪，李秋红，郑耘杰简述机械手液压控制系统的设计，农机使用与维修朱文艺，张庆乐数控加工中心换刀机构动作过程及控制原理研究，武汉工程职业技术学院学报，，刘炜数控加工中心自动换刀系统，机床与液压杨可森，艾长胜，侯志坚数控镗铣加工中心自动换刀系统中机液机械手机床与液压范真加工中心北京化学工业出版社，许福玲，陈尧明液压与气压传动第三版北京机械工业出版社，沙杰，加工中心结构调试与维护北京机械工业出版社，吴振彪，王正家工业机器人第二版武汉华中科技大学出版社，濮良贵，纪名刚机械设计第八版北京高等教育出版社，王科社，杨庆东，孙志永浅谈快速自动换刀装置，新技术新工艺机械加工与自动化张祺，侯力，刘松加工中心换刀机械手控制系统研究，控制与检测刘瑞己加工中心快速自动换刀装置，机械工程师朱文艺，张庆乐数控加工中心换刀机构动作过程及控制原理研究，武汉工程职业技术学院学报，，李健玲，贺炜，丁毅种换刀机械手卡爪夹紧机构的设计，组合机床与自动化加工技术刘茂生刀具交换系统换刀机械手的方案设计，航空精密制造技术顶隙齿跟角齿顶角顶圆锥角跟圆锥角齿顶圆直径冠顶距大端分度圆弧齿厚法向侧隙齿轮材料为且经渗碳淬火，接触材料系数弯曲材料系数。考虑小齿轮的分度圆直径相对于传动轴的直径差别并不是很大，而且为了保证更好的传动精度，在本次设计中将小齿轮和传动轴设计成个齿轮轴。齿轮轴上的小齿轮与大齿轮安装时保证它们之间存在定的间隙，这个间隙用铅丝检西安文理学院本科设计论文第页验，保证间隙不小于并且不大于。工业机器人气动系统的设计气动系统的概述工业机器人的驱动系统，按动力源分为液压，气动和电动三大类。根据需要也可由这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。这三类基本驱动系统的各有自己的特点。液压驱动系统由于液压技术是种比较成熟的技术。它具有动力大力或力矩与惯量比大快速响应高易于实现直接驱动等特点。适于在承载能力大，惯量大以及在防焊环境中工作的这些机器人中应用。但液压系统需进行能量转换电能转换成液压能，速度控制多数情况下采用节流调速，效率比电动驱动系统低。液压系统的液体泄泥会对环境产生污染，工作噪声也较高。因这些弱点，近年来，在负荷为以下的机器人中往往被电动系统所取代。气动驱动系统具有速度快系统结构简单，维修方便价格低等特点。适于在中小负荷的机器人中采用。但因难于实现伺服控制，多用于程序控制的机械人中，如在上下料和冲压机器人中应用较多。电动驱动系统由于低惯量，大转矩交直流伺服电机及其配套的伺服驱动器交流变频器直流脉冲宽度调制器的广泛采用，这类驱动系统在机器人中被大量选用。这类系统不需能量转换，使用方便，控制灵活。大多数电机后面需安装精密的传动机构。直流有刷电机不能直接用于要求防爆的环境中，成本也较上两种驱动系统的高。但因这类驱动系统优点比较突出，因此在机器人中被广泛的选用。综合上述四种驱动方式的优缺点，结合本设计之工业机械手的各项规格要求，应选用气压传动作为本机械手的驱动系统。气动系统的分析与设计图所示为该机械手的气压传动系统工作原理图。它的气源是由空气压缩机排气压力大于通过快换接头进入储气罐，经分水过滤器调压阀油雾器，进入各并联气路上的电磁阀，以控制气缸和手部动作。西安文理学院本科设计论文第页图机械手气压传动系统工作原理图西安文理学院本科设计论文第页各执行机构的调速，凡是能采用排气口节流方式的，都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速，这种方法的特点是结构简单，效果尚好。如手臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀，可加快起动速度，也可调节全程上的速度。升降气缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂的上升速度，由于手臂靠自重下降，其速度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成。气液传送器气缸侧的排气节流，可用来调整回转液压缓冲器的背压大小。为简化气路，减少电磁阀的数量，各工作气缸的缓冲均采用液压缓冲器，这样可以省去电磁阀和切换节流阀或行程节流阀的气路阻尼元件。电磁阀的通径，是根据各工作气缸的尺寸行程速度计算出所需压缩空气流量，与所选用电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的。工业机器人运行时应采取的安全措施有些国家已经颁布了关于机器人的安全法规和