致性，采用多套滚珠丝杠副方案驱动同装置或多个相同部件时，可获得很好的同步工作。传动效率高定位精度高传动可逆性使用寿命长同步性能好第节提升机构滚珠丝杠副的计算及选型计算进提升率引力作用在丝杠上的提升率引力主要包括工作在上升时移动件的重量及其作用在导轨上的摩擦力。因而其数值大小和导轨的型式有关。计算公式如下矩形导轨燕尾形导轨三角形或综合导轨式中重力在各方向上的分力水平工作台重力考虑颠覆力矩影响的实验系数在正常情况下，可取以下数值矩形导轨燕尾三角形或综合导轨上列摩擦系数均是指滑动导轨。设计的铣床自动装卸料机械手的最大抓取重量为，机械手伸缩机构总重量，水平机构工作台重量，提升机构工作臂重量。显然在最底点上升时丝杠受力最大，此时此设计中选用矩形导轨二计算最大动负载选用滚珠丝杠副的直径时必须保证在定轴向负载作用下，丝杠在回转万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象，这个轴向负载的最大值即称为滚珠丝杠能承受的最大动负载，可用下式计算式中寿命，为转为个单位，丝杠转速用下式计算为最大负载条件下的进给速度丝杠的导程，使用寿命般运转系数，见表表运转系数运转状态运转系数无冲击运转般运转有冲击运转该设计的最大负载条件下的进给速度为，丝杠导程初选，运转状态为般运转，三滚珠丝杠螺母副的选型查阅数控机床课程设计指导书附录表可采用列圈外循环螺纹预紧滚珠丝杠副，额定动载荷为，可满足要求，选定精度等级为级。四传动效率的计算滚珠丝杠螺母副的传动效率式中丝杠螺旋长升角摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数，其摩擦角约等于。五刚度验算先画出提升机构丝杠支承方式草图如图所示。最大牵引力为.，支承间距为，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负载的。图提升机构系统计算简图丝杠拉伸或压缩变形量查数控机床课程设计指导书图，根据，查出，可算出由于两端均采用向心推力球轴承，且丝杠又进行了预拉伸，故其拉压刚度可以提高倍，其实际变形量为二滚珠与螺纹滚道间的接触变形查数控机床课程设计指导书图，系列列.圈滚珠和螺纹滚道接触变形量因进行了预紧，三支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形采用推力球轴承，滚动体直径.，滚动体数量上式中轴承所受轴向载荷轴承滚动体数目轴承滚动体直径因施加预紧力，故根据以上计算小于定位精度。第二节伸缩机构滚珠丝杠副的计算及选型计算进伸缩率引力作用在丝杠上的伸缩率引力主要包括工作在伸缩移动件的重量及其作用在导轨上的摩擦力。式中为滑动摩擦系数，二计算最大动负载选用滚珠丝杠副的直径时必须保证在定轴向负载作用下，丝杠在回转万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象，这个轴向负载的最大值即称为滚珠丝杠能承受的最大动负载，可用下式计算式中寿命，为转为个单位，丝杠转速用下式计算为最大负载条件下的进给速度丝杠的导程，使用寿命般运转系数，见表该设计的最大负载条件下的速度为，丝杠导程初选，运转状态为般运转，三滚珠丝杠螺母副的选型可采用，列圈外循环螺纹预紧滚珠丝杠副，额定动载荷为，可满足要求，选定精度等级为级。四传动效率的计算滚珠丝杠螺母副的传动效率式中丝杠螺旋长升角摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数，其摩擦角约等于。五刚度验算先画出提升机构丝杠支承方式草图如图所示。伸缩机构丝杠计算草图最大牵引力为.，支承间距为，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负载的。由于牵引力很小无需进行刚度验算。表及滚珠丝杠几和参数名称符号螺纹滚道公称直径导程接触角钢球直径．滚道法面半径．偏心距．螺纹升角螺杆螺杆外径．螺杆内径．螺杆接触直径．自由度,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸三自由度机械手设计摘要在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。机械手是机器人的操作机，是机器人完成各种任务的执行机构。本文主要针对生产线上的自动化设计了个三自由度搬运机械手，实现生产的自动化。减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。该机械手采用电机驱动，实现了伸缩升降旋转等动作。为了现实这些动作，采用部件设计，分别实现这些动作。比如了为实现伸缩这个动作，设计了个水平伸缩机构。把各个部件的独立运动协调起来，形成了个有规则运动系统。各个部件的联接，先铸造出个合格的机械本体，把各个部件安装在机械本体上，形成个机器。控制系统采用控制。关键词三自由度四传动效率的计算五刚度验算第三章齿轮传动比的设计计算第节提升机构齿轮箱传动比计算第二节伸缩机构齿轮箱传动比计算第三节涡轮蜗杆传动的设计计算面接触疲劳强度设计二涡轮蜗杆的主要参数和几何尺寸设计三齿根弯曲疲劳强度的校核四精度等级公差和表面粗糙度的确定第四章电机的计算和选型第节步进电机概述感应子式步进电机特点二驱动控制系统组成第二节步进电机的计算及选型提升机构步进电机的计算及选型二伸缩机构步进电机的计算及选型第三节涡轮蜗杆电机的计算及选型电机的计算及选型二联轴器的计算及选型第五章接近开关及限位开关的选型第节接近开关的工作原理及选型接近开关概述二接近开关的选型第二节限位开关的工作原理及选型第六章机械手控制系统设计第节的基本概念产生和发展过程二的应用领域三的发展趋势四的特点五的分类第二节的工作原理梯形图编辑二梯形图的格式三梯形图编程格式的特点第三节的选型及外部接线图设计结论致谢参考文献附录附录二第章绪论工业机器人是机械技术电子技术与计算机技术有机结合在起形成的种机电体化的产品，从其诞生起就受到人们的关心与重视。经过几十年的发展，目前工业机器人技术已经很成熟。工业机器人已从最初在解决劳动密集型工业中单调重复的体力劳动发展到满足制造业自动化规模生产需要的工作。其应用领域不断扩大，从最初主要应用于汽车工业发展到现在涉及制造业的各个行业。目前我国国民经济的快速发展，先进制造业已进入个新的发展阶段。随着经济全球化和我国加入，中国制造业面临着与国际接轨参与国际竞争的局面。如何适应快速变化的国内外市场需求，如何以高质量低成本快速反应的手段在市场中取得生存和发展，已是我国企业不容回避的问题，这些问题为工业机器人的应用提供了大的市场需求，促使中国工业机器人的应用市场日趋成熟。近几年来，国外著名的工业机器人制造厂商纷纷加大了在我国的投资和应用技术的投入，对我国的国产工业机器人产业的发展带来了严峻的挑战。我国政府非常重视机器人技术的发展，从“七五”科技攻关及实施计划开始，就有计划地组织和发展工业机器人事业，经过多年的研制和应用，目前在工业机器人的些机种方面，如喷漆机器人焊接机器人搬运机器人装配机器人和特种机器人都有了长足的进步，基本掌握了工业机器人的设计制造技术和机器人应用中单元和生产线的设计制造技术，有了支具有定水平的技术队伍，奠定了我国独立自主发展机器人产业的基础。但是，我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距，仅相当于国外九十年代中期的水平。目前工业机器人的生产规模仍然不大，多数是单件小批生产，关键配套的单元部件和器件始终处于进口状态，工业机器人的性价比较低。我国整体装备制造水平不高，制约了我国工业机器人产业的形成和实现规模化的发展。尽管中国工业机器人的需求在逐年增加，但要能为用户提供高质价廉的工业机器人商品，目前在我国尚有较长的路程。的通讯联网功能使与之间，与计算机之间交换信息，形成个统的整体，实现分散集中控制，形成分布控制系统。改善和发展新的编程语言高性能的外部设备和图形监控技术构成的人机对话技术，除梯形图流程图专用语言指令外，还增加了语言的编程功能和容错功能。如双机热备自动切换双机表决当输入状态与逻辑状态比较出错时，自动断开该输出三重表决对状态进行软硬件表决，取台相同的等，以满足极高可靠性要求。厂家在对硬件与编程工具不断升级的同时，日益向制造自动化协议靠拢，并使的基本部件输入输出模块接线端子通讯协议编程语言和编程工具等的技术规范化标准化，使不同产品互相兼容易于组网，以真正方四的特点通用性强，控制程序可变，具有很好的柔性由于产品的系列化和模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。当控制对象的硬件配置确定以后，就可通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。在生产工艺流程改变或生产设备更新时，不必改变的硬设备，只需改变程序就可满足要求。因此，除单机控制外，在柔性制造单元柔性制造系统以至工厂自动化中被大量采用。二可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。大多数用户都将可靠性作为选择的首要条件。针对是专为在工业环境下应用而设计的，故采取了系列硬件和软件抗干扰措施。硬件方面，隔离是抗干扰的主要措施之。的输入输出电路般用光电耦合器来传递信号，使外部路与之间无电路联系，有效地抑制了外部干扰源的影响，同时，还可以防止外部高电压窜入模块。滤波是抗干扰的另主要措施，在的电源电路和模块中，设置了多种滤波电路，对高频干扰信号有良好的抑制作用。故障时可及时发出警报信息。软件方面，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。采用以上抗干扰措施后，整个系统将具有极高的可靠性般平均无故障时间高达万小时。三功能性强，适应面广现代不仅具有逻辑运算计时计数顺序控制等功能，而且还具有和转换数值运算数据处理等功能。因此，它既可对开关量进行控制，也可对模拟量进行控制，既可控制台生产机械条生产线，也可控制个生产过程。还具有通讯联络功能，可与上位计算机构成分布式控制系统，实现遥控功能。四编程方法简单，容易掌握配备有易于接受和掌握的梯形图语言。该语言编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。只用的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。这样，懂得继电器和计算机的人就易于编程同时也为不熟悉电子电路不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。五控制系统的设计安装调试和维修方便用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器时间继电器计数器等部件，控制柜的设计安装接线工作量大为减少。的用户程序大都可以在实验室模拟调试，调试好后再将控制系统安装到生产现场，进行联机统调。在维修方面，的故障率很低，且有完善的诊断和实现功能，旦外部的输入装置和执行机构发生故障，就可根据上发光二极管或编程器上提供的信息，迅速查明原因。若是本身问题，则可更换模块，迅速排除故障，维修极为方便。六体积小质量小功耗低由于是将微电子技术应用于工业控制设备的新型产品，因而结构紧凑，坚固，体积小，质量小，功耗低，而且具有很好的抗震性和适应环境温度湿度变化的能力。式步进电机，该步进电机转子的转动惯量代入上式考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题。满足惯量匹配的要求。二电机力矩的计算机械手在不同的工况下，所需转动力矩不同，下面分别按各