機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化畢業(yè)論文-生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文課題名稱生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)械學(xué)院專業(yè)班級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師定稿日期：年月日開題報(bào)告1選題背景及其意義生產(chǎn)線就是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動所構(gòu)成的路線。生產(chǎn)線是按對象原則組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進(jìn)行不同工藝的加工。生產(chǎn)線的種類，按范圍大小分為產(chǎn)品生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線，按節(jié)奏快慢分為流水生產(chǎn)線和非流水生產(chǎn)線，按自動化程度，分為自動化生產(chǎn)線和非自動化生產(chǎn)線。生產(chǎn)線的主要產(chǎn)品或多數(shù)產(chǎn)品的工藝路線和工序勞動量比例，決定了一條生產(chǎn)線上擁有為完成某幾種產(chǎn)品的加工任務(wù)所必需的機(jī)器設(shè)備，機(jī)器設(shè)備的排列和工作地的布置等。生產(chǎn)線具有較大的靈活性，能適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要；在不能采用流水生產(chǎn)的條件下，組織生產(chǎn)線是一種比較先進(jìn)的生產(chǎn)組織形式；在產(chǎn)品品種規(guī)格較為復(fù)雜，零部件數(shù)目較多，每種產(chǎn)品產(chǎn)量不多，機(jī)器設(shè)備不足的企業(yè)里，采用生產(chǎn)線能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。轉(zhuǎn)位裝置主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動機(jī)構(gòu)，使裝置完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運(yùn)動機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動方式，稱為轉(zhuǎn)位裝置的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，轉(zhuǎn)位裝置的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用轉(zhuǎn)位裝置有2～3個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對轉(zhuǎn)位裝置每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。2文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢）本機(jī)構(gòu)是一種具有簡單動作功能的機(jī)械手。隨著網(wǎng)絡(luò)技巧的發(fā)展，機(jī)械手的聯(lián)網(wǎng)操作問題也是以后發(fā)展的方向。工業(yè)機(jī)器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。我國塑料機(jī)械已成為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展最快的行業(yè)之一，年需求量在不斷的加大。我國塑料機(jī)械產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展主要有以下兩個(gè)大因素：一是對高技術(shù)含量裝備的需求所帶來的設(shè)備更新及陳舊設(shè)備的淘汰;二是海內(nèi)塑料加工產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對塑料機(jī)械的需求旺盛。3研究內(nèi)容本課題的研究生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理，在現(xiàn)有工業(yè)運(yùn)用裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一款具有轉(zhuǎn)位功能的運(yùn)用于某生產(chǎn)線的裝置。.具體研究內(nèi)容如下：1）研究現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝，提出設(shè)計(jì)方案；本課題通過參考現(xiàn)有工廠流水線機(jī)械手結(jié)構(gòu)，工作原理里；2）動力及傳動系統(tǒng)確定；3）驅(qū)動方式的選??；4）重要零部件的設(shè)計(jì)和選??；5）完成生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置的設(shè)計(jì)和二維裝配圖與零件圖的繪制；6）整理相關(guān)資料，編寫說明書。4研究方案本課題在熟悉了解現(xiàn)有工廠機(jī)械手的基礎(chǔ)上，參考和創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)出生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置。目前市面，工廠中很多上產(chǎn)線都有機(jī)械手，這是工業(yè)先進(jìn)水平的象征。機(jī)械手，顧名思義，其具有類似于人手的某些功能，在工業(yè)領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在傳動和轉(zhuǎn)動等方面。本課題與之十分相似，可以說本課題涉及的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置就是一款簡單的機(jī)械手，所有，可以在現(xiàn)有各種機(jī)械手結(jié)構(gòu)，功能方面進(jìn)行研究。來幫助完成本次設(shè)計(jì)。4.1動力及驅(qū)動系統(tǒng)確定機(jī)械手所用的驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要有4種：液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動和機(jī)械驅(qū)動。其中以液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動用得最多。1、液壓驅(qū)動式液壓驅(qū)動式機(jī)械手通常由液動機(jī)（各種油缸、油馬達(dá)）、伺服閥、油泵、油箱等組成驅(qū)動系統(tǒng)，由驅(qū)動機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。通常它的具有很大的抓舉能力（高達(dá)幾百千克以上），其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、動作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動、防爆性好，但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能，否則漏油將污染環(huán)境。2、氣壓驅(qū)動式其驅(qū)動系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機(jī)組成，其特點(diǎn)是氣源方便、動作迅速、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、維修方便。但難以進(jìn)行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。3、電氣驅(qū)動式電力驅(qū)動是機(jī)械手使用得最多的一種驅(qū)動方式。其特點(diǎn)是電源方便，響應(yīng)快，驅(qū)動力較大（關(guān)節(jié)型的持重已達(dá)400kg），信號檢測、傳動、處理方便，并可采用多種靈活的控制方案。驅(qū)動電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)，直流伺服電機(jī)（AC）為主要的驅(qū)動方式。由于電機(jī)速度高，通常須采用減速機(jī)構(gòu)（如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋傳動和多桿機(jī)構(gòu)等）。有些機(jī)械手已開始采用無減速機(jī)構(gòu)的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速電機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動（DD）這既可使機(jī)構(gòu)簡化，又可提高控制精度。4、機(jī)械驅(qū)動式機(jī)械驅(qū)動只用于動作固定的場合。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動作。其特點(diǎn)是動作確實(shí)可靠，工作速度高，成本低，但不易于調(diào)整。其他還有采用混合驅(qū)動，即液-氣或電-液混合驅(qū)動。4.2旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的確定本設(shè)計(jì)中要求，轉(zhuǎn)位裝置具有兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)功能，并且對旋轉(zhuǎn)行程有要求。在結(jié)構(gòu)中主要考慮如下因素：1，水平旋轉(zhuǎn)的方案選擇與設(shè)計(jì)2，翻轉(zhuǎn)的方案設(shè)計(jì)3，兩者的有機(jī)結(jié)合4，旋轉(zhuǎn)角度限位裝置的設(shè)計(jì)5，零部件工作強(qiáng)度的校核本設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)限位裝置初步確認(rèn)如下方案：改方案中，分別包括驅(qū)動部分，旋轉(zhuǎn)部分，限位部分。5進(jìn)度計(jì)劃2015年2月~2015年3月：收集資料，確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案，撰寫開題報(bào)告及開題報(bào)告答辯。

2015年3月~2014年4月：設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文初稿。

2015年4月~2014年5月：論文修改，圖紙修改。

2015年5月~2014年6月：準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。

設(shè)計(jì)目錄1生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的意義2生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的概況3生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的種類介紹3.1按功能分3.2按驅(qū)動系統(tǒng)4生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)介紹5生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1傳動方式選擇分析5.2軸承的選擇5.3電機(jī)的選擇計(jì)算5.4傳動部件的設(shè)計(jì)計(jì)算6總結(jié)7參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1）《工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)》作者:李允文主編出版社:北京市：機(jī)械工業(yè)出版社出版日期:19962）《工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)》作者:馬香峰，余達(dá)太，許紀(jì)倩，劉鴻飛頁數(shù):215出版社:北京市：冶金工業(yè)出版社出版日期:1999.103）《工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)》作者:馬香峰，余達(dá)太，許紀(jì)倩，劉鴻飛頁數(shù):215出版社:北京市：冶金工業(yè)出版社出版日期:1999.104）《工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)》作者:馬香峰等著頁數(shù):211出版社:北京市：冶金工業(yè)出版社出版日期:19965）《工業(yè)機(jī)械手》作者:重慶市科技局，第一機(jī)械工業(yè)部第三設(shè)計(jì)院編輯頁數(shù):391出版社:重慶市科技局第一機(jī)械工業(yè)部第三設(shè)計(jì)院出版日期:19776）《工業(yè)機(jī)械手課程設(shè)計(jì)》作者:李允文等編畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書課題來源來源于企業(yè)課題的目的、意義在自動生產(chǎn)線中，為了提高生產(chǎn)效率、降底勞動強(qiáng)度、使得工件的裝卸、夾緊定位、工件在工序間的輸送等均能自動地進(jìn)行，需要設(shè)計(jì)專門的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置。轉(zhuǎn)位裝置可以用于工件的轉(zhuǎn)位也可以用于隨行夾具的轉(zhuǎn)位。該課題的主要工作是設(shè)計(jì)生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，同時(shí)也需要對整個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)選型及有關(guān)參數(shù)作計(jì)算。該課題涉及到機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、液壓與氣動伺服技術(shù)、機(jī)床電器控制技術(shù)等各方面的知識，是對學(xué)生前期所學(xué)知識的全面考察，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決具體工程項(xiàng)目的能力。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、檢索中外文獻(xiàn)資料的能力；綜合運(yùn)用專業(yè)理論、知識分析解決實(shí)際問題的能力；設(shè)計(jì)方案的制定、論證與比較的能力；計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力與繪圖能力；文字（含外文）及語言表達(dá)能力等。要求課題的主要技術(shù)要求：1．承載能力：最大800Kg；2．水平回轉(zhuǎn)：90度；3．垂直翻轉(zhuǎn)：90度；4．上下位置變化：500mm；5．水平位置變化：500mm；位置準(zhǔn)確、過程平穩(wěn)無振蕩、結(jié)構(gòu)簡單。課題工作量要求：完成包括總裝配圖、部件圖、主要零件圖在內(nèi)的圖紙不少于2張A0,主要零件圖總圖幅不少于一張A1；設(shè)計(jì)計(jì)算說明書不少于1.5萬字；課題主要內(nèi)容及進(jìn)度課題主要內(nèi)容：收集、研讀目前已有的轉(zhuǎn)位裝置方面的技術(shù)資料，特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的技術(shù)資料；根據(jù)技術(shù)要求擬定設(shè)計(jì)方案，包括整體結(jié)構(gòu)，機(jī)械傳動方案；設(shè)計(jì)詳細(xì)結(jié)構(gòu)，畫出總裝配圖、部件圖并完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；挑選部分典型零件設(shè)計(jì)零件工作圖；撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。工作進(jìn)度：2014.11收集、研究資料；2014.12開題，擬訂總體設(shè)計(jì)方案；2015.1-2修改、完善開題報(bào)告；2015.3.1-2015.3.31系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，系統(tǒng)設(shè)備的選型；2015.4.1-2015.4.20繪制總裝配圖2015.4.21-2015.5.5繪制主要零件的零件施工圖2015.5.6-2015.5.20撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書2015.5.21-2015.5.25修改及準(zhǔn)備答辯摘要生產(chǎn)線就是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動所構(gòu)成的路線。生產(chǎn)線是按對象原則組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進(jìn)行不同工藝的加工。。生產(chǎn)線的種類，按范圍大小分為產(chǎn)品生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線，按節(jié)奏快慢分為流水生產(chǎn)線和非流水生產(chǎn)線，按自動化程度，分為自動化生產(chǎn)線和非自動化生產(chǎn)線。生產(chǎn)線的主要產(chǎn)品或多數(shù)產(chǎn)品的工藝路線和工序勞動量比例，決定了一條生產(chǎn)線上擁有為完成某幾種產(chǎn)品的加工任務(wù)所必需的機(jī)器設(shè)備，機(jī)器設(shè)備的排列和工作地的布置等。生產(chǎn)線具有較大的靈活性，能適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要；在不能采用流水生產(chǎn)的條件下，組織生產(chǎn)線是一種比較先進(jìn)的生產(chǎn)組織形式；在產(chǎn)品品種規(guī)格較為復(fù)雜，零部件數(shù)目較多，每種產(chǎn)品產(chǎn)量不多，機(jī)器設(shè)備不足的企業(yè)里，采用生產(chǎn)線能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。AbstractThroughtheproductionlineistheproductoftheproductionprocessroute,fromrawmaterialsintotheproductionsitebegan,afterprocessing,transportation,assembly,testingandothercomponentsofaseriesofactivitiesofthelineproductionline.Istheproductionlineaccordingtotheprincipleofobjectsorganized,completeakindoforganizationalformofproductionofproductprocess,namelythebyproductspecializationprinciple,withtheproductionofaproduct(zero,parts)needofvariousequipmentandvarioustypesofworkers,responsibleforthecompletionofacertainproduct(zero,parts)allthemanufacturingwork,processingdifferentprocessforthesamelaborobject..Typesofproductionlines,accordingtothesizerangeisdividedintoproductionlineandpartsproductionline,accordingtotherhythmisdividedintoflowlineproductionandnonproductionline,accordingtothedegreeofautomation,dividedintoautomatedproductionlinesandnonautomaticproductionline.Theproportionofproductionlineismainlytheproductorthemajorityofproductsoftheprocessrouteandprocesstheamountoflabor,determinesaproductionlinewithnecessarytocompletethetaskofprocessingcertainproductsmachineryandequipment,machineryandequipmentarrangementandworkarrangementetc..Theproductionlinehasgreatflexibility,canadapttotheneedsoftheproductionofmanyvarieties;cannotbeemployedintheproductionconditions,organizationofproductionlineisanadvancedproductionorganizationform;inproductvarietyspecificationismorecomplex,thenumberofpartsismore,theproductyieldofeachkindofnotmuch,lackofmachineryandequipmentcompanies,usingtheproductionlinecanachievegoodeconomicbenefit.目錄摘要 1目錄 3第一章緒論 41.1生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的意義 51.2生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的概況 61.3生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置部件設(shè)計(jì) 91.3.1懸臂的作用 91.3.2懸臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 101.3.3懸臂力學(xué)分析 101.4生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的種類介紹 111.4.1按功能分 111.4.2按驅(qū)動系統(tǒng) 121.5研究的內(nèi)容 12第二章生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)介紹 122.1明確技術(shù)要求 122.2執(zhí)行元件的配置確定及動作順序 122.3確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 132.3.1計(jì)算和確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 132.3.2計(jì)算液壓缸所需流量 142.4液壓系統(tǒng)圖的擬定 142.4.1制定液壓回路方案 142.4.2原理草圖的繪制 152.5元件的選型與設(shè)計(jì) 162.5.1液壓缸的選擇 162.5.2液壓控制閥的選擇 172.5.3液壓輔助元件及工作介質(zhì)的選擇 182.6軸承的選用和計(jì)算 192.7電機(jī)的選擇計(jì)算 192.8傳動部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 192.9軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 19第三章設(shè)計(jì)中的不足及要注意的問題 203.1設(shè)計(jì)中的不足之處 203.2使用液壓系統(tǒng)要注意的問題 20參考文獻(xiàn) 21設(shè)計(jì)總結(jié)第一章緒論一,生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的意義1.1生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的意義生產(chǎn)線就是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動所構(gòu)成的路線。生產(chǎn)線是按對象原則組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進(jìn)行不同工藝的加工。生產(chǎn)線的種類，按范圍大小分為產(chǎn)品生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線，按節(jié)奏快慢分為流水生產(chǎn)線和非流水生產(chǎn)線，按自動化程度，分為自動化生產(chǎn)線和非自動化生產(chǎn)線。生產(chǎn)線的主要產(chǎn)品或多數(shù)產(chǎn)品的工藝路線和工序勞動量比例，決定了一條生產(chǎn)線上擁有為完成某幾種產(chǎn)品的加工任務(wù)所必需的機(jī)器設(shè)備，機(jī)器設(shè)備的排列和工作地的布置等。生產(chǎn)線具有較大的靈活性，能適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要；在不能采用流水生產(chǎn)的條件下，組織生產(chǎn)線是一種比較先進(jìn)的生產(chǎn)組織形式；在產(chǎn)品品種規(guī)格較為復(fù)雜，零部件數(shù)目較多，每種產(chǎn)品產(chǎn)量不多，機(jī)器設(shè)備不足的企業(yè)里，采用生產(chǎn)線能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。轉(zhuǎn)位裝置主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動機(jī)構(gòu)，使裝置完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運(yùn)動機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動方式，稱為轉(zhuǎn)位裝置的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，轉(zhuǎn)位裝置的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用轉(zhuǎn)位裝置有2～3個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對轉(zhuǎn)位裝置每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。1.2,生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的概況本機(jī)構(gòu)是一種具有簡單動作功能的機(jī)械手。隨著網(wǎng)絡(luò)技巧的發(fā)展，機(jī)械手的聯(lián)網(wǎng)操作問題也是以后發(fā)展的方向。工業(yè)機(jī)器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。我國塑料機(jī)械已成為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展最快的行業(yè)之一，年需求量在不斷的加大。我國塑料機(jī)械產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展主要有以下兩個(gè)大因素：一是對高技術(shù)含量裝備的需求所帶來的設(shè)備更新及陳舊設(shè)備的淘汰;二是海內(nèi)塑料加工產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對塑料機(jī)械的需求旺盛。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)殿起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用1.3生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置部件設(shè)計(jì) 自動換刀裝置是數(shù)控加工中心在工件的一次裝夾中實(shí)現(xiàn)多道工序加工不可缺少的裝置,主要由刀庫、機(jī)械手和驅(qū)動裝置幾部分組成。機(jī)械手和驅(qū)動裝置是兩個(gè)關(guān)鍵部分,根據(jù)驅(qū)動裝置的不同,自動換刀裝置可分為凸輪式、液壓式、齒輪式、連桿式及各種機(jī)構(gòu)復(fù)合式,其中以凸輪式用得較多。發(fā)達(dá)國家數(shù)控加工中心的立式自動換刀機(jī)械手主要采用凸輪式,我國加工中心技術(shù)起步較晚,對自動換刀機(jī)械手研究較少。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后,北京機(jī)床研究所、大連組合機(jī)床研究所、濟(jì)南第一機(jī)床廠、青海機(jī)床廠以及陜西省的秦川機(jī)床廠都對立式自動換刀機(jī)械手進(jìn)行了研究和開發(fā)。迄今為止,我國制造的加工中心配置的自動換刀機(jī)械手大多數(shù)是進(jìn)口的。其主要原因:一是國內(nèi)生產(chǎn)的換刀機(jī)械手質(zhì)量較差,成本也不低;二是進(jìn)口換刀機(jī)械手價(jià)格雖然較高,但在整個(gè)加工中心中所占份額不大。作為加工中心的配套技術(shù),自動換刀機(jī)械手的研究和開發(fā)將直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高,從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。1.3.1懸臂的作用 立式換刀機(jī)械手和臥式換刀機(jī)械手已得到廣泛應(yīng)用20世紀(jì)90年代以來,數(shù)控加工技術(shù)得到迅速的普及和發(fā)展,數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。帶有自動換刀系統(tǒng)的數(shù)控加工中心在現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)中起著愈來愈重要的作用,它能縮短產(chǎn)品的制造周期,提高產(chǎn)品的加工精度,適合柔性加工。加工中心是數(shù)控機(jī)床中較為復(fù)雜的加工設(shè)備,由于其具有多種加工能力而得到廣泛的應(yīng)用,其強(qiáng)大的加工能力和效率得益于其配置的自動換刀裝置(Au2tomaticToolChanger)。1.3.2懸臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 換刀裝置作為加工中心的重要組成部分,其主要作用在于減少加工過程中的非切削時(shí)間,提高生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,進(jìn)而提升機(jī)床乃至整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)力。加工中心自動換刀裝置是實(shí)現(xiàn)多工序連續(xù)加工的重要裝置,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制是實(shí)現(xiàn)加工中心設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵。加工中心的換刀過程較為復(fù)雜,動作多,動作間的相互協(xié)調(diào)關(guān)系多,因而自動換刀系統(tǒng)性能的好壞直接影響加工效率的高低1.3.3懸臂力學(xué)分析軍事領(lǐng)域：主要讓機(jī)器人執(zhí)行一些自動的偵察與控制任務(wù)，尤其是一些相對較為危險(xiǎn)的任務(wù)，比如，無人偵察機(jī)、拆除炸彈的機(jī)器人及掃雷機(jī)器人等。機(jī)器人還可以代替士兵去完成那些不太復(fù)雜的工程及后勤任務(wù)，從而使戰(zhàn)士從繁重的工作中解脫出來，去從事更加重要的工作。娛樂領(lǐng)域：機(jī)器人在娛樂領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，比如，機(jī)器人足球大賽、機(jī)器人彈鋼琴和機(jī)器人寵物等。醫(yī)療領(lǐng)域：機(jī)器人主要用來輔助護(hù)士進(jìn)行一些日常的工作，比如，幫助醫(yī)生運(yùn)送用藥品及自動監(jiān)測病房內(nèi)的空氣質(zhì)量，等等。醫(yī)用機(jī)器人還可以協(xié)助醫(yī)生完成一些難度較高的手術(shù)，例如，眼部手術(shù)、腦部手術(shù)等。美國還發(fā)明了一種可以進(jìn)入人體血管的微型機(jī)器人，幫助醫(yī)生在病人的血管內(nèi)滅殺病毒。1.4，生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的種類介紹1.4.1按功能分工業(yè)制造領(lǐng)域：主要讓機(jī)器人在機(jī)械制造業(yè)中代替人完成大批量、高質(zhì)量要求的工作，如汽車制造、艦船制造及某些家電產(chǎn)品（電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)）的制造等?；さ刃袠I(yè)自動化生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運(yùn)、包裝等工作，也有部分是由機(jī)器人完成的。軍事領(lǐng)域：主要讓機(jī)器人執(zhí)行一些自動的偵察與控制任務(wù)，尤其是一些相對較為危險(xiǎn)的任務(wù)，比如，無人偵察機(jī)、拆除炸彈的機(jī)器人及掃雷機(jī)器人等。機(jī)器人還可以代替士兵去完成那些不太復(fù)雜的工程及后勤任務(wù)，從而使戰(zhàn)士從繁重的工作中解脫出來，去從事更加重要的工作。娛樂領(lǐng)域：機(jī)器人在娛樂領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，比如，機(jī)器人足球大賽、機(jī)器人彈鋼琴和機(jī)器人寵物等。醫(yī)療領(lǐng)域：機(jī)器人主要用來輔助護(hù)士進(jìn)行一些日常的工作，比如，幫助醫(yī)生運(yùn)送用藥品及自動監(jiān)測病房內(nèi)的空氣質(zhì)量，等等。醫(yī)用機(jī)器人還可以協(xié)助醫(yī)生完成一些難度較高的手術(shù)，例如，眼部手術(shù)、腦部手術(shù)等。美國還發(fā)明了一種可以進(jìn)入人體血管的微型機(jī)器人，幫助醫(yī)生在病人的血管內(nèi)滅殺病毒。1.4.2按驅(qū)動系統(tǒng)按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機(jī)械式機(jī)械手機(jī)械手所用的驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要有4種：液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動和機(jī)械驅(qū)動。其中以液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動用得最多。1、液壓驅(qū)動式液壓驅(qū)動式機(jī)械手通常由液動機(jī)（各種油缸、油馬達(dá)）、伺服閥、油泵、油箱等組成驅(qū)動系統(tǒng)，由驅(qū)動機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。通常它的具有很大的抓舉能力（高達(dá)幾百千克以上），其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、動作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動、防爆性好，但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能，否則漏油將污染環(huán)境。2、氣壓驅(qū)動式其驅(qū)動系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機(jī)組成，其特點(diǎn)是氣源方便、動作迅速、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、維修方便。但難以進(jìn)行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。3、電氣驅(qū)動式電力驅(qū)動是機(jī)械手使用得最多的一種驅(qū)動方式。其特點(diǎn)是電源方便，響應(yīng)快，驅(qū)動力較大（關(guān)節(jié)型的持重已達(dá)400kg），信號檢測、傳動、處理方便，并可采用多種靈活的控制方案。驅(qū)動電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)，直流伺服電機(jī)（AC）為主要的驅(qū)動方式。由于電機(jī)速度高，通常須采用減速機(jī)構(gòu)（如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋傳動和多桿機(jī)構(gòu)等）。有些機(jī)械手已開始采用無減速機(jī)構(gòu)的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速電機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動（DD）這既可使機(jī)構(gòu)簡化，又可提高控制精度。4、機(jī)械驅(qū)動式機(jī)械驅(qū)動只用于動作固定的場合。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動作。其特點(diǎn)是動作確實(shí)可靠，工作速度高，成本低，但不易于調(diào)整。其他還有采用混合驅(qū)動，即液-氣或電-液混合驅(qū)動。1.5研究的內(nèi)容本機(jī)構(gòu)是一種具有簡單動作功能的機(jī)械手。隨著網(wǎng)絡(luò)技巧的發(fā)展，機(jī)械手的聯(lián)網(wǎng)操作問題也是以后發(fā)展的方向。工業(yè)機(jī)器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。第二章，生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)介紹2.1明確技術(shù)要求本設(shè)計(jì)為機(jī)加工中棒料傳送裝置，機(jī)構(gòu)將棒料夾緊，傳送至加工區(qū)域。夾緊過程如下。圖中1為活動夾板，2為固定夾板，3和4為電磁鐵。在未通電狀態(tài)，2由于重力作用，處于張開狀態(tài)，加上棒料以后，電磁鐵通電，1和2處于閉合狀態(tài)，從而夾緊棒料，當(dāng)棒料到達(dá)指定位置，適當(dāng)翻轉(zhuǎn)以后，斷電，可以釋放棒料。本設(shè)計(jì)中要求，轉(zhuǎn)位裝置具有兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)功能，并且對旋轉(zhuǎn)行程有要求。在結(jié)構(gòu)中主要考慮如下因素：1，水平旋轉(zhuǎn)的方案選擇與設(shè)計(jì)常用的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有如下幾種：螺旋式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),凸輪式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),曲柄式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鉸鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)機(jī)構(gòu),連桿式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),四桿機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較簡單，可以使用兩岸式旋轉(zhuǎn)，直接由電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)。需要注意旋轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度，和電機(jī)支撐軸的強(qiáng)度。如圖所示，1為旋轉(zhuǎn)支架，2為旋轉(zhuǎn)軸，3為電動控制部分，4為傳感器旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)連接，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)支架頭部有環(huán)形槽，槽呈90度狀態(tài)，在槽的兩端裝有傳感器，如圖4.該傳感器為接觸開關(guān)式傳感器，當(dāng)旋轉(zhuǎn)支架頭部碰到傳感器時(shí)，傳感器處于觸發(fā)狀態(tài)，將電信號傳送給主，電路板，電路板控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)停止工作，從而控制旋轉(zhuǎn)軸停止轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)支架停止轉(zhuǎn)動。2.2執(zhí)行元件的配置確定及動作順序翻轉(zhuǎn)方案采用旋轉(zhuǎn)方式，使機(jī)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90度，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的功能。方案可以參考水平方向的旋轉(zhuǎn)方式。如圖所示，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用電機(jī)齒輪結(jié)合的方式，圖中1為齒輪1，2為齒輪2，3為定位架，4為傳感器，5為旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪帶動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸與支架之間有環(huán)形連接，支架上90度圓環(huán)的端部有定位裝置，采用兩個(gè)接觸開關(guān)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸上的軸端部分，碰觸到接觸開關(guān)，接觸開關(guān)將電信號傳送給電路板，電路板控制電機(jī)，停止工作，從而齒輪停止轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)周停止轉(zhuǎn)動，避免發(fā)生碰撞。2.3確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)本機(jī)構(gòu)中，需要機(jī)構(gòu)有向前后伸縮的功能，結(jié)構(gòu)中采用液壓鋼完成此功能，如下圖所示1為液壓缸，2為聯(lián)軸器，3為旋轉(zhuǎn)軸，4為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓缸被固定在旋轉(zhuǎn)支架上，通氣工作以后，液壓缸可以，像前后伸縮途中234部分整體向前移動，也可以整體向后收縮，這樣就完成了，伸縮的功能旋轉(zhuǎn)角度限位裝置的設(shè)計(jì)如圖所示的限位裝置是采用接觸式開開關(guān)，接觸開關(guān)。2.3.1計(jì)算和確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，觸發(fā)驅(qū)動控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測目的。2.3.2計(jì)算液壓缸所需流量電容式接近開關(guān)的感應(yīng)面由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很象“打開的”電容器電極，該兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)電容，串接在RC振蕩回路內(nèi)。電源接通時(shí)，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標(biāo)朝著電容器的電靠近時(shí)，電容器的容量增加，振蕩器開始振蕩。通過后級電路的處理，將振和振蕩兩種信號轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，從而起到了檢測有無物體存在的目的。該傳感器能檢測金屬物體，也能檢測非金屬物體，對金屬物體可以獲得最大的動作距離，對非金屬物體動作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動作距離越大?；魻栭_關(guān)的工作原理磁式開關(guān)是接近開關(guān)，它（甚至透過非黑色金屬）響應(yīng)于一個(gè)永久的磁場。作用距離大于電感接近開關(guān)。響應(yīng)曲線與永久磁場的方向有關(guān)。當(dāng)一個(gè)目標(biāo)（永久磁鐵或外部磁場）接近時(shí)，線圈鐵芯的導(dǎo)磁性（線圈的電感量L是由它決定的）變小，線圈的電感量也減小，Q值增加。激勵振蕩器振蕩，并使振蕩電流增加。當(dāng)一個(gè)磁性目標(biāo)靠近時(shí)，磁式傳感器的電流消耗隨之增加。零部件工作強(qiáng)度的校核.軸I的強(qiáng)度校合（1）求作用在齒輪上的力（2）求軸承上的支反力垂直面內(nèi)：NN水平面內(nèi)：畫受力簡圖與彎矩圖根據(jù)第四強(qiáng)度理論且忽略鍵槽影響（，）載荷水平面H垂直面V支反力FNN彎矩M彎矩M總彎矩扭矩TT=138633N.mmQUOTE197179.742+0.6×1145702所以軸的強(qiáng)度足夠2.校合軸II的強(qiáng)度（1）求作用在齒輪上的力QUOTEFt3=2Td=1230.69N水平面內(nèi)：求得QUOTEFNV1162N

求得QUOTEFNV2-2670N垂直面內(nèi)：求得=5646N求得=7700N畫受力簡圖與彎矩圖(4)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度在兩個(gè)軸承處彎矩有最大值，所以校核這兩處的強(qiáng)度QUOTE<σ-1=70MPa載荷水平面H垂直面V支反力F=5646N=7700NQUOTEFNV1162NQUOTEFNV2-2670N彎矩M1彎矩M2總彎矩M1總彎矩M2扭矩TT=588023N.mm2.4.1制定液壓回路方案 1）判斷：危險(xiǎn)面為A面與B面2）對截面III截面III左側(cè)抗彎截面系數(shù)QUOTEW=01d3=0.1×523抗扭截面系數(shù)截面A左側(cè)的彎矩M為QUOTEM=398047.2×110-71110=141125.8N?mm截面A左側(cè)的扭矩T為截面A上的彎曲應(yīng)力截面A上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得QUOTEσB=640MPa,QUOTEσ-1=275MPa,QUOTEτ-1=155MPa由,QUOTEDd=6052=1.154查得ασ=查得材料的敏性系數(shù)為qσ=應(yīng)力集中系數(shù)為kk查得表面質(zhì)量系數(shù)β查得尺寸系數(shù)為εσ=計(jì)算得綜合系數(shù)為KK2.4.2原理草圖的繪制精確校核軸的疲勞強(qiáng)度取40Cr的特征系數(shù)為φσ=φτ=0.05~計(jì)算安全系數(shù)SSS2.4.1制定液壓回路方案滾動軸承一般是由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成(圖18-1)。通常內(nèi)圈隨軸頸轉(zhuǎn)動，外圈裝在機(jī)座或零件的軸承孔內(nèi)固定不動。內(nèi)外圈都制有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動體將沿滾道滾動。保持架的作用是把滾動體沿滾道均勻地隔開，

滾動體與內(nèi)外圈的材料應(yīng)具有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度可達(dá)HRC61~65，工作表面須經(jīng)磨削和拋光。保持架一般用低碳鋼板沖壓制成，高速軸承多采用有色金屬或塑料保持架。

與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦阻力小，起動靈敏、效率高、潤滑簡便和易于互換等優(yōu)點(diǎn)，所以獲得廣泛應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是抗沖擊能力較差，高速時(shí)出現(xiàn)噪聲，工作壽命也不及液體摩擦的滑動軸承。由于滾動軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由軸承廠大批生產(chǎn)，所以，使用者的任務(wù)主要是熟悉標(biāo)準(zhǔn)、正確選用。

給出了不同形狀的滾動體，按滾動體形狀滾動軸承可分為球軸承和滾子軸承。滾子又分為長圓柱滾子、短圓柱滾子、螺旋滾子、圓錐滾子、球面滾子和滾針等。在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，滾動軸承能夠正確安裝，潤滑良好，軸承座或支承結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，軸承的載荷和轉(zhuǎn)速適中。在這些條件下，可以對軸承的分析模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，以便抓住主要矛盾，解決工程中最為關(guān)注的問題。在經(jīng)典的軸承分析中普遍采用剛性套圈假設(shè)，即假定軸承套圈是一個(gè)剛體，滾動體與滾道的接觸只會產(chǎn)生局部的接觸變形而不會改變套圈的整體形狀和尺寸，這就為套圈的位移和接觸變形分析帶來了很大的方便。其次是忽略滾動體與滾道接觸時(shí)產(chǎn)生的摩擦力（包括油膜拖動力）以及由于滾動體高速運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的慣性力（如離心力、陀螺力矩等）。對普通工況下的通用軸承而言，摩擦力和慣性力與滾動體的接觸載荷相比一般要小一個(gè)數(shù)量級，因此忽略它們不會對分析結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。本書在進(jìn)行軸承分析時(shí)也采用了這些假設(shè)。通用軸承的力學(xué)分析主要是求解接觸力學(xué)問題。滾動軸承中的接觸問題可以分為兩類，一類是單個(gè)滾動體與滾道的接觸問題，另一類是軸承整體的接觸問題，即確定有多少個(gè)滾動體發(fā)生了接觸以及接觸載荷的整體平衡問題。對前一個(gè)問題，早在19世紀(jì)80年代初期，Hertz就完成了點(diǎn)接觸（1881年）與線接觸（1882年）問題的理論解，它們分別構(gòu)成了球軸承和滾子軸承分析的基礎(chǔ)。實(shí)際上，滾子軸承中，不論是圓錐滾子還是圓柱滾子，它們的接觸模型都不完全符合Hertz線接觸理論，因此滾子軸承分析的理論基礎(chǔ)在很長一段時(shí)間內(nèi)是不完備的。直到20世紀(jì)70年代以后，才提出了一些行之有效的數(shù)值計(jì)算方法，比較好地解決了有限長柱體與滾道接觸的問題。在復(fù)雜受力狀態(tài)下，滾動軸承的整體平衡問題最后歸結(jié)為求解一組非線性方程組。在20世紀(jì)60年代之前，受計(jì)算工具的限制，求解這些方程組是比較困難的。因此，人們往往要對計(jì)算方法進(jìn)行簡化，例如將離散的滾動體載荷分布簡化為連續(xù)分布載荷，不考慮接觸角變化，忽略滾子端部的應(yīng)力集中，不考慮力矩載荷的影響等。今天，隨著計(jì)算機(jī)的普及以及數(shù)值計(jì)算方法的進(jìn)展，已經(jīng)完全能夠把這些因素考慮在內(nèi)，因而分析結(jié)果也更加符合工程實(shí)際。2.4.2原理草圖的繪制滾動軸承的額定動載荷是在一定條件下確定的。對向心軸承是指承受純徑向載荷；對推力軸承是指承受軸向載荷。如果作用在軸承上的實(shí)際載荷與上述條件不一樣，必須將實(shí)際載荷換算為和上述條件相同的載荷后，才能和額定動載荷進(jìn)行比較。換算后的載荷是一種假定的載荷，稱為當(dāng)量動載荷。徑向和軸向載荷分別用R和A表示。對于向心軸承，徑向當(dāng)量動載荷P與實(shí)際載荷R、A的關(guān)系式為P=XR+YA （18-5）式中，X為徑向系數(shù)、Y為軸向系數(shù)，可分別按A/R>e或A/Re兩種情況，由表18-11查出。參數(shù)e反映了軸向載荷對軸承承載能力的影響，其值與軸承類型和A/C0有關(guān)，C0是軸承的徑向額定靜載荷。徑向軸承只承受徑向載荷時(shí)，其當(dāng)量動載荷為P=R （18-6）推力軸承只能承受軸向載荷，因此其當(dāng)量動載荷為P=A （18-7）2.5元件的選型與設(shè)計(jì)角接觸球軸承和圓錐滾子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在滾動體和滾道接觸處存在著接觸角。當(dāng)它承受徑向載荷R時(shí)，作用在承載區(qū)內(nèi)第i個(gè)滾動體上的法向力Qi可分解為徑向分力Ri和軸向分力Si。各滾動體上所受軸向分力的和即為軸承的內(nèi)部軸向力S（見圖18-6a中的S1和S2）。軸承的內(nèi)部軸向力可以按表18-12計(jì)算。圖18-6圓錐滾子軸承的受力表18-12角接觸球軸承和圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力軸承類型角接觸球軸承圓錐滾子軸承70000C型(=150)70000AC型(=25)70000B型(=40)內(nèi)部軸向力S0.5R0.7R1.1RR/2Y**Y是A/R>e時(shí)的軸向系數(shù)，參見表18-11。為了使軸承內(nèi)部軸向力得到平衡，通常角接觸球軸承和圓錐滾子軸承都是成對使用的。在計(jì)算軸承所受軸向力A時(shí)，除了考慮外部軸向力FA的作用外，還應(yīng)將由徑向載荷R產(chǎn)生的內(nèi)部軸向力S1和S2考慮進(jìn)去（見圖18-6b）。 首先按表18-12求得軸承內(nèi)部軸向力S1和S2。如圖18-6c所示，當(dāng)FA+S1>S2，由于軸不能向右移動，軸承II承受的軸向力顯然是A2=FA+S1。若如圖18-6d所示，S2>FA+S1，則軸承II的軸向力是A2=S2。因此軸承II的軸向載荷必然是下列兩值中的較大者。 （18-8）用同樣的方法分析，可得軸承I的軸向力是下列兩值中的較大者 （18-9）當(dāng)軸向外力與圖示方向相反時(shí)，應(yīng)取負(fù)值，其他計(jì)算步驟相同。2.5.1液壓缸的選擇液壓缸的單缸最大升起的質(zhì)量升降平臺的最大起升高度:

上升速度等于下降速度:

液壓平臺上升工況的最大負(fù)載液壓缸的機(jī)械效率:液壓缸的工作壓力由表3-1可知表3-1不同負(fù)載條件下的工作壓力負(fù)載F/KN<55~1010~2020~3030~50>50工作壓力p/MPa<0.8~11.5~22.5~33~44~5≥53.4.1液壓缸缸筒的設(shè)計(jì)和計(jì)算1、液壓缸內(nèi)徑D的計(jì)算由公式（；；；）解得。根據(jù)表3-2可知，圓整成標(biāo)準(zhǔn)值后，得液壓缸內(nèi)徑D=80mm。表3-2液壓缸內(nèi)徑尺寸系列mm（GB/T2348-93）810121620253240506380（90）100（110）125（140）160（180）200（220）250（280）320（360）400（450）5002、缸筒壁厚和外徑計(jì)算本設(shè)計(jì)的內(nèi)徑D為80mm,查液壓設(shè)計(jì)手冊液壓缸的外徑D1為95mm,缸壁的厚度為7.5mm。一般按正規(guī)的方法選取液壓缸壁厚都能滿足其強(qiáng)度，但為安全起見我們還要進(jìn)行校核。由于D=80mm，外徑D1=95mm，則，可按第一強(qiáng)度理論，即按照薄壁圓筒的中徑公式計(jì)算，則有式中缸筒壁厚；缸筒內(nèi)徑；缸筒試驗(yàn)壓力，液壓缸的額定壓力時(shí)的，額定壓力時(shí)的；材料許用應(yīng)力。為材料的抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù),,這里取。選用45號鋼，并且調(diào)質(zhì)，查閱《工程力學(xué)》劉靜香著可知４５號鋼的抗拉強(qiáng)度，現(xiàn)取，故：由于液壓缸的工作壓力,故取所以因?yàn)?.5mm>0.8mm，故強(qiáng)度足夠。3.4.2活塞桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算活塞桿是液壓缸專遞動力的主要零部件，它要承受拉力、壓力、彎力和震動沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。1、活塞桿直徑的計(jì)算根據(jù)活塞桿受力狀況來確定，一般為受拉力作用時(shí)，d=0.3～0.5D。受壓力作用時(shí)：

P＜5MPa時(shí)，d=0.5～0.55D

5MPa＜P＜7MPa時(shí)，d=0.6～0.7DP>7MPa時(shí)，d=0.7D因?yàn)镻=1.5MPa，D=0.066858mm，故d=0.036771mm根據(jù)下表可知活塞桿直徑d=40mm表3-3活塞桿直徑系列mm（GB/T2348-93）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400活塞桿強(qiáng)度校核（1）按強(qiáng)度條件校核由公式式中d活塞桿的直徑；F活塞桿上的作用力；活塞桿材料許用應(yīng)力，，為材料的抗拉強(qiáng)度，為安全系數(shù)，一般取。由45號鋼的許用應(yīng)力，得，而，故活塞桿強(qiáng)度符合要求。按彎曲穩(wěn)定性校核當(dāng)活塞桿全部伸出后，活塞桿外端到液壓缸支撐點(diǎn)之間的距離時(shí)，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。按材料力學(xué)理論，當(dāng)一根受壓直桿的軸向載荷超過臨界受壓載荷時(shí)，即可能失去原有直線狀態(tài)的平衡，稱為失穩(wěn)，其穩(wěn)定條件為式中液壓缸的最大推力；液壓缸的臨界受壓載荷；穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取。液壓缸臨界受壓載荷與活塞桿和缸體的材料、長度、剛度以及兩端支撐狀況有關(guān)。的相關(guān)計(jì)算如下：由公式式中活塞桿的計(jì)算長度；端點(diǎn)安裝形式系數(shù)，兩端固定，故；E材料的彈性模量，鋼材的；J活塞桿的橫截面轉(zhuǎn)動慣量，實(shí)心桿的。而，，故，而（當(dāng)取4時(shí)），故活塞桿彎曲穩(wěn)定性符合要求。2.5.3液壓輔助元件及工作介質(zhì)的選擇抗彎截面系數(shù)QUOTEW=01d3=0.1×603抗扭截面系數(shù)QUOTEWT=0.2d3=0.2×截面A左側(cè)的彎矩M為QUOTEM=398047.2×110-39110=256921.4N?mm截面A左側(cè)的扭矩T為QUOTET=T2=514600N?mm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查得σB=640MPa,過盈配合處的kσεσ,查得查得表面質(zhì)量系數(shù)β查得尺寸系數(shù)為εσ=計(jì)算得綜合系數(shù)為KK取40Cr的特征系數(shù)為φσ=φτ=0.05~計(jì)算安全系數(shù)Sσ=S2.6軸承的選用和計(jì)算綜合以上分析，軸強(qiáng)度合格軸III的強(qiáng)度校合（1）求作用在齒輪上的力由前面計(jì)算可知作用在齒輪四上的力的大小等于作用在齒輪三上的力，即：(2)求軸承上的支反力垂直面內(nèi)：求得QUOTEFNV1=1542N=926N水平面內(nèi)：求得QUOTEFNH2=5965.6N畫受力簡圖與彎矩圖2.7電機(jī)的選擇計(jì)算用的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有如下幾種：螺旋式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)凸輪式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)曲柄式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鉸鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連桿式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較簡單，可以使用兩岸式旋轉(zhuǎn)，直接由電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)。需要注意旋轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度，和電機(jī)支撐軸的強(qiáng)度。2.8傳動部件的設(shè)計(jì)計(jì)算為限制滾動軸承在過載和沖擊載荷下產(chǎn)生的永久變形，應(yīng)按靜載荷作校核計(jì)算。按靜載荷進(jìn)行校核的公式如下： 或 （18-10）式中，S0為靜載荷安全系數(shù)；C為額定靜載荷；P為當(dāng)量靜載荷；下標(biāo)0為靜載荷；下標(biāo)r為徑向載荷；下標(biāo)a為軸向載荷。例18-3一機(jī)械傳動裝置，采用一對角接觸球軸承，并暫定軸承型號為7307AC。已知軸承載荷R1=1200N，R2=2050N，F(xiàn)A=880N，轉(zhuǎn)速n=5000r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中受中等沖擊，預(yù)期壽命Lh=2000h，試問所選軸承型號是否恰當(dāng)？先計(jì)算軸承1、2的軸向力A1、A2（參見圖18-6b）由表18-12可知70000AC型軸承的內(nèi)部軸向力為因?yàn)?所以 而（2）計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量動載荷由表18-11查得70000AC型軸承e=0.68，而查表18-11可得X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故徑向當(dāng)量動載荷為 （3）計(jì)算所需的徑向額定動載荷C因兩端選擇同樣尺寸的軸承，而P2＞P1，故應(yīng)以軸承2的徑向當(dāng)量動載荷P2為計(jì)算依據(jù)。工作溫度正常，查表18-8得fT=1；按中等沖擊載荷，查表18-9得fF=1.5。（4）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得7307AC軸承的徑向額定動載荷C=32800N。因?yàn)镃2＜C，故所選7307AC軸承合適。2.9軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、滾動軸承的組合設(shè)計(jì)為保證軸承在機(jī)器中能正常工作，除合理選擇軸承類型、尺寸外，還應(yīng)正確進(jìn)行軸承的組合設(shè)計(jì)，處理好軸承與其周圍零件之間的關(guān)系。也就是要解決軸承的軸向位置固定、軸承與其他零件的配合、間隙調(diào)整、裝拆和潤滑密封等一系列問題。1．軸承的固定（1）雙支點(diǎn)單向固定如圖18-7所示，使軸的兩個(gè)支點(diǎn)中每一個(gè)支點(diǎn)都能限制軸的單向移動，兩個(gè)支點(diǎn)合起來就限制了軸的雙向移動。它適用于工作溫度變化不大的短軸，考慮到軸因受熱而伸長，在軸承蓋與外圈端面之間應(yīng)留出熱補(bǔ)償間隙（圖18-7b）。(a) (b)圖18-7雙支點(diǎn)單向固定（一）（2）單支點(diǎn)雙向固定這種變化適用于溫度變化較大的長軸，如圖18-8所示，在兩個(gè)支點(diǎn)中使一個(gè)支點(diǎn)能限制軸的雙向移動，另一個(gè)支點(diǎn)則可作軸向移動?？勺鬏S向移動的支承稱為游動支承，它不承受軸向載荷。圖a右軸承外圈未完全固定，可以有一定的游動量；圖b采用的圓柱滾子軸承，其滾子和軸承的外圈之間可以發(fā)生軸向游動。 (a) (b)圖18-8單支點(diǎn)雙向固定（一）2．軸承組合的調(diào)整（1）軸承的調(diào)整軸承的調(diào)整包括軸承間隙調(diào)整和軸承位置調(diào)整。軸承間隙的調(diào)整是通過調(diào)整墊片厚度、調(diào)整螺釘和調(diào)整套筒等方法完成的。軸承組合位置調(diào)整是使軸上的零件（如齒輪、帶輪等）具有準(zhǔn)確的工作位置。圖18-9通過調(diào)整軸承端蓋與機(jī)座間墊片厚度實(shí)現(xiàn)軸承間隙的調(diào)整。 圖18-9調(diào)整墊片 圖18-10調(diào)整螺釘圖18-10為調(diào)整螺釘方法。利用調(diào)整螺釘對軸承外圈的壓蓋進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)軸承的間隙調(diào)整。調(diào)整完畢之后，用螺母鎖緊防松。圖18-11是調(diào)整套筒。整個(gè)圓錐齒輪軸系安裝在調(diào)整套筒中，然后再安裝在機(jī)座上。通過墊片1調(diào)整套筒與機(jī)座的相對位置，實(shí)現(xiàn)對錐齒輪軸軸向位置的調(diào)整。通過墊片2調(diào)整軸承的間隙。5.3電機(jī)的選擇計(jì)算伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。

伺服電動機(jī)又稱執(zhí)行電動機(jī)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降，

隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機(jī)和伺服驅(qū)動器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機(jī)伺服驅(qū)動。交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動機(jī)同直流伺服電動機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有：

⑴無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護(hù)和保養(yǎng)要求低。

⑵定子繞組散熱比較方便。

⑶慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。

⑷適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。

⑸同功率下有較小的體積和重量。

整個(gè)伺服裝置市場都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿足運(yùn)動控制的要求，近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號處理器（DSP）的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可完全由軟件進(jìn)行，分別稱為摪朧只瘮或摶旌鮮綌、撊只瘮?shù)挠来沤涣魉欧到y(tǒng)。P=9550n/t負(fù)載程度空載負(fù)載負(fù)載負(fù)載滿載功率因數(shù)70.850.89效率00.780.850.880.875由上表中可以看出，電動機(jī)的效率和功率因素是隨著負(fù)載的降低而降低的。也就是說，電動機(jī)在額定負(fù)載或接近額定負(fù)載的條件下工作，有較高的效率和功率因素，其運(yùn)行時(shí)經(jīng)濟(jì)的。相反，一個(gè)額定功率極大的電動機(jī)，僅僅帶動一個(gè)負(fù)載很小的機(jī)械工作，這種“大馬拉小車”的情況是很不經(jīng)濟(jì)、不合理的。對連續(xù)運(yùn)行的恒定負(fù)載，電動機(jī)的實(shí)際功率可用下列公式計(jì)算：上述計(jì)算公式的各項(xiàng)參數(shù)分別所指：P1：生產(chǎn)機(jī)械的功率，可以在生產(chǎn)機(jī)械的銘牌上查取，或者根據(jù)銘牌上的參數(shù)計(jì)算出來；η1：生產(chǎn)機(jī)械本身的效率；η2：電動機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械之間傳動效率。在選擇電動機(jī)時(shí)，其銘牌上的額定功率值Pe應(yīng)等于或稍微大于計(jì)算所得的實(shí)際所需功率Pe。5.4傳動部件的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪的計(jì)算5.4.1.工作負(fù)載時(shí)的強(qiáng)度校核齒輪軸I工作負(fù)載時(shí)的強(qiáng)度校核5.4.2工作負(fù)載時(shí)的結(jié)構(gòu)及載荷圖見后。5.4.3傳動扭矩：34.33N.m（已計(jì)入效率）Z1受力：圓周力：Ft1=1142.41N(見前面齒輪計(jì)算)徑向力：Fr1=Ft1×tan250=415.8N軸向力：Fx1=Ft1×tanβ=1142.41×tan8.109625=162.8N軸向力形成的彎矩：Mx1=Fx1×d/2500=4.8N.m(d為分度圓直徑?60.1)5.4.4垂直方向受力F1y=Fr1=415.8NRby=Fr1×188.75/261.6=300NRay=Fr1-Rby=115.8N5.4.5水平方向受力F1z=Ft1=1142.41NRbz=F1z×188.75/261.6=824.3NRaz=F1z-Rbz=318.1N5.4.6垂直方向彎矩M1y=Rby×72.85/1000=21.9N.m5.4.7水平方向彎矩M1z=Rbz×72.85/1000=60N.m5.4.8Z1處的合成彎矩M1=(M1y2+M1z2)0.5=63.9N.m考慮軸向力引起的彎矩，軸的合成彎矩圖如圖示.5.4.9確定危險(xiǎn)截面及進(jìn)行強(qiáng)度校核：通過以上計(jì)算知，Z1處應(yīng)力最大，為危險(xiǎn)截面。強(qiáng)度校核：校核公式（根據(jù)表38.3-3）：σ=10×[M2+(αT)2]1/2/W≤[σ-1]由于電機(jī)帶動軸旋轉(zhuǎn)引起轉(zhuǎn)應(yīng)力的脈動循環(huán)，所以取α=0.7[σ-1]=0.4[σs]=250(材質(zhì)：40Cr)d=54.85mm(底徑)則σ=10×[M2+(αT)2]1/2/W=30.6MPa≤[σ-1]W=22.261該截面強(qiáng)度滿足要求。5.5危險(xiǎn)截面過載時(shí)強(qiáng)度校核σ靜＝1.5σ＝1.5×30.6＝45.9Mpa＜[σ-1]故截面強(qiáng)度滿足要求。齒輪軸II的強(qiáng)度校核5.5.1工作負(fù)載時(shí)強(qiáng)度校核5.5.2齒輪軸I