1、高。如图所示的齿轮传动方案它的主要优点有瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力。适用的功率和速度范围广。传动效率高，η。在机械传动中，齿轮传动的效率较高。工作可靠，使用寿命长。外廓尺寸小，结构紧凑。它的主要缺点是制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较远距离两轴之间的传动。图蜗杆传动图锥齿轮传动传动方案除满足气动机械手功能动作上要求外，还需满足工作可靠结构简单尺寸紧凑传动效率高工艺性好和使用维护便利等要求。分析以上两方案的优缺点后，确定采用锥齿轮传动方案会更加的合理，所以本设计采用锥齿轮传动。电动机的选用电动机的选择有两种类型步进电机和伺服电机。下面将通过分析比较确定选用哪种类型的电机频率特性的比较。步进电机在低速时易出现低频振动现象，而伺服电机运转非常平稳，即使在。

2、用气缸驱动。鉴于上面三种驱动方式，选择气动驱动方式为本设计的驱动。气动驱动机械手的应用现状及发展前景气动机械手的应用现状近年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其在各种自动化生产线上得到广泛的应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化的程度变得更高，控制方式更灵活，性能更可靠。从各国的行业统计资料来看，近年来，气动行业发展很快。我国的气动行业起步较晚，但发展较快，从世纪年化中期开始，气动元件产值的年递增率达以上，高于中国机械工业产值平均年递增率。随着微电子技术技术计算机技术传感技术和现代控制技术的发展与应用，气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之。由于气压传动系统使用安全可靠，可以在高温震动易燃易爆多尘埃强磁辐射等恶劣环境下工作。而气动机械手作为机械手的种，它具有结构简单重量轻动作迅速平稳可靠节能和不。

3、点上。机座传动装置的总体设计确定传动方案考虑到气动机械手的性能要求，本设计初步确定以下两个传动方案锥齿轮传动和蜗杆传动，下面将对两种方案进行比较以便确定个合理的传动方案。如图所示的蜗杆传动方案它的主要优点有因为结构比交错轴斜齿轮机构紧凑，所以可实现空间交错轴间的很大传动比。蜗杆传动接触方式不同于其它类型传动，为线接触，噪音小，传动平稳当蜗杆导程角很小时，传动具有自锁性，即只能由蜗杆带动蜗轮，而蜗轮不能带动蜗杆，故它常用于起重或其它需要自锁的场合。它的缺点蜗杆传动的般效率η，机械效率较低，具有自锁性的蜗杆传动的效率η。蜗杆传动齿面的螺旋线方向滑动速度很大，因此容易引起磨损和发热，故摩擦损失大，效率低，而且为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗轮般使用贵重的减摩材料制造，成本高。对制造和安装误差很敏感，安装时对中心距的尺寸精度要求较。

4、功能和防锈功能。液动驱动的缺点油温变化引起油粘度的变化液压元件和管道易渗漏配管，维修不方便易漏油，成本较高。电驱动驱动方式电动驱动的优点适用性较强，不受环境温度影响输出转矩范围广控制方便，能自由地采用直流交流短波脉冲等各种信号，适于放大记忆逻辑判断和计算等工作可落实超小型化拥有机械自锁性安装维护检修方便可分为步进驱动直流驱动和交流驱动。其中直流驱动调速性能好，功率较大，效率高。电动驱动的缺点结构庞杂机械效率低般只有输出转速不能太低或太高易受电源电压频率变化的影响根据机械手的功能的动作要求，确定利用电机驱动的直流驱动和锥齿轮传动来实现机械手的旋转运动利用气动驱动实现机械手的上下运动考虑到本设计中的机械手工作范围较小，利用气动驱动实现手臂的伸缩运动考虑到机械手的手部需结构简单，成本低，容易维修，而且重量要轻，机械手的手部也采。

5、图系统之间相互关系机械手的工作原理采用气压传动方式，来实现执行机构按规定要求，有顺序，有运动轨迹的动作同时按其控制系统的信息对执行机构发出命令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有或发生故障时可发出报警信号位置检测装置可随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，从而使执行机构以定的要求达到设定位置。机械手的手部结构设计执行机构包括手部手腕手臂立柱和机座等部件。手部即与工件接触的部件。由于与工件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式。手部结构取决于被抓取工件的表面形动。臂杆平衡方法常见机械手臂杆的平衡技术有四种质量平衡法弹簧平衡法气动或液压平衡法和采用平衡电动机。本设计采用质量平衡法来达到要求，臂杆质量平衡的原理是合理地分布臂杆质量，使臂杆重心尽可能落在支点上，必要时甚至采用在适当位置配置平衡质量的方法，使臂杆的重心落在支。

6、低速时也不会出现振动现象。矩频特性的比较。步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高速时会急剧下降，而伺服电机为恒力矩输出。过载能力的比较。步进电机般不具有过载能力，伺服电机具有较强的过载能力。运行性能的比较。步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象。伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，控制性能更可靠。综合以上四点所述，而且采用的是控制系统，所以确定采用伺服电机。使用直流电源的电动机称为直流电动机，它与交流电动机相比，具有调速性能好调速范围宽起动转矩大等优点。所以考虑到以上因素和本系统的运动要求，预选本设计的电动机为直流有刷伺服电机，型号。锥齿轮的结构设计已知工作条件输入功率,未找到引用源。η小锥齿轮转速。

7、污染环境容易实现无级调速易实现过载保护易实现复杂动作等优点。所以，气动机械手被广泛用于汽车制造业半导体及家电行业化肥和化工，食品和药品的包装精密仪器和军事上。现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接生产线，大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动车身外壳被真空吸盘吸起和放下，在指定工位的夹紧和定位点焊机焊头的快速接近减速软着陆后的变压控制点焊，都采用了各种特殊功能的气动机械手。在彩电冰箱等家用电器产品的装配生产线上，在半导体芯片印刷电路等各种电子产品的装配流水线上，不仅可以看到各种大小不形状不同的气缸气爪，还可以看到许多灵巧的真空吸盘将般气爪很难抓起的显像管纸箱等物品轻轻地吸住，运送到指定目标位置。对加速度限制十分严格的芯片搬运系统，采用了平稳加速的气缸。气动机械手用于对食品行业的粉状粒状块状物料的自动计量包装用。

8、劳寿命系数查图取,未找到引用源。锥齿轮主要传动尺寸列表模数压力角齿数,未找到引用源。,未找到引用源。齿顶高,未找到引用源。齿根高,未找到引用源。分度圆直径分度圆锥角,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。锥距齿顶角,未找到引用源。齿宽,未找到引用源。取整数传动轴的设计与校核根据轴线形状的不同，轴可分为直轴曲轴和挠性钢丝软轴。其中，直轴的应用最为广泛，根据外形又可分为直径无变化的光轴图和直径有变化的阶梯轴图，本设计中的传动轴本着结构简单装配紧凑的原则，选用光轴即能满足传动运动和动力的功能。图光轴图阶梯轴传动轴的承载情况，主要承受转矩，不承受弯矩或承受很小的弯矩，仅起到传递动力的作用。传动轴材料的选择轴常用的材料是碳素钢合金钢和球墨铸铁。碳素钢比合金钢低廉，对应力集中。

9、于烟草工业的自动卷烟和自动包装等许多工序。如酒油漆灌装气动机械手自动加盖安装和拧紧气动机械手等。此外，气动系统气动机械手被广泛应用于制药与医疗器械上。如气动自动调节病床机械手，外科手术机械手等。气动机械手的发展前景目前在世界上形成了以日本美国和欧盟气动技术气动机械手三足鼎立的局面。我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚，但随着投入力度和研发力度的加大，我国自主研制的许多气动机械手已经在汽车等行业为国家的发展进步发挥着重要作用。由于气动机械手有结构简单易实现无级调速易实现过载保护易实现复杂的动作等诸多独特的优点，可能预见，在不久的将来，气动机械手将越来越广泛地进入工业军事航空医疗生活等领域。机械手的设计方案机械手系统工作原理和组成机械手主要由执行机构驱动系统控制系统和位置检测装置所组成。各系统之间的相互关系如图所示。

10、引用源。,未找到引用源。载荷系数试选,未找到引用源。,未找到引用源。小锥齿轮传递的转矩材料系数查表得,未找到引用源。大小齿轮接触疲劳强度极限,未找到引用源。按齿面硬度查图得应力循环次数接触疲劳寿命系数,未找到引用源。查图得，确定许用接触应力取安全系数,未找到引用源。,未找到引用源。试算小齿轮分度圆直径取,未找到引用源。为了保证齿轮平稳传动，确定过载时能自我保护，且方便制造维修，将分度圆直径扩大两倍，得到,未找到引用源。,未找到引用源。计算圆周速度计算载荷系数查表得使用系数查图得动载系数,未找到引用源。查图得,未找到引用源。则,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。校正分度圆直径计算模数按标准取取两轮分度圆直径锥距齿宽齿高大小齿轮的弯曲疲劳强度极限查图取,未找到引用源。弯曲疲。

11、的敏感性低，经热处理或化学处理可得到较高的综合力学性能，尤其在耐磨性和抗疲劳强度两个方面，而且优质中碳钢中的钢经过正火或调质处理后可用于比较重要或承载较大的轴，因此，本设计的传动轴的材料选用钢调质。拟定的传动轴装配如图所示图传动轴装配图图中，处均为平端紧定螺钉连接，紧定螺钉既起固定又起定位作用。处通过螺钉连接联轴器，处通过紧定螺钉连接锥齿轮，平端紧定螺钉均选用，长度为，处的齿轮安装公差尺寸为,未找到引用源联轴器的设计本设计采用套筒联轴器，套筒联轴器拥有的优点是结构简单，制造方便，径向尺寸小，成本较低。套筒的材料采用钢，并经过调质。套筒联轴器通过个公用套筒并采用平端紧定螺钉作轴向固定，为了保证连接具有定的对中精度和便于套筒的装拆，套筒与轴采用,未找到引用源。的配合。因此，所设计的套筒联轴器的结构图如图所示目录第章绪论课题背。

12、,未找到引用源。大锥齿轮实际转速,未找到引用源。,未找到引用源。所以，传动比,未找到引用源。，初定传动比验证传动比由以上数据得传动比误差,未找到引用源。ε传动比误差ε,未找到引用源。控制在内，因此传动比选择锥齿轮材料热处理方法精度等级考虑到该传动的功率较小，故大小锥齿轮都选用钢调质，齿面硬度分别为，属软齿面闭式传动锥齿轮的载荷平稳，而且转速较低，根据工作条件，定为级精度。因为齿面为软齿面，故应按齿面接触疲劳强度设计，并按齿根弯曲强度进行较核。由设计计算公式进行计算计算公式均摘自机械设计手册第三卷第篇项目设计内容结果齿数及齿宽系数取小锥齿轮齿数，大锥齿轮齿数,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。，取大锥齿轮齿数,未找到引用源。，齿宽系数不宜取得过大，否则将引起小端齿项过薄，齿根圆角半径过小，故取齿宽系数,未找到。

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