畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手設(shè)計(jì)（全套圖紙）

目 錄第一章緒論 11.1 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手概述 11.2 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的組成及作用 2 1.2.1 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的組成 2 1.2.2 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的作用 2第二章夾持機(jī)械手的對發(fā)動機(jī)缸體抓取設(shè)計(jì) 42.1 夾持機(jī)械手對發(fā)動機(jī)缸體抓取設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)要求 42.2 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的傳動方案設(shè)計(jì) 42.3 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的驅(qū)動氣缸選擇 5 2.3.1 氣缸活塞的永久潤滑系統(tǒng) 6 2.3.2 氣缸設(shè)計(jì)特點(diǎn) 6 2.3.3 氣缸的設(shè)計(jì) 72.4 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的導(dǎo)軌選擇 92.5 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的齒輪齒條選擇 10 2.5.1 選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) 10 2.5.2 按照齒面接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 10 2.5.3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 13 2.5.4 幾何尺寸計(jì)算 14 2.5.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 2.5.6 齒輪傳動的潤滑方式 15 2.5.7 繪制齒輪零件圖 16第三章汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手對缸蓋托板抓取設(shè)計(jì) 173.1 夾持機(jī)械手對缸蓋托板抓取設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)要求 173.2 夾持機(jī)械手對缸蓋托板抓取傳動方案設(shè)計(jì) 17 3.2.1 夾緊機(jī)械手的設(shè)計(jì)原則 17 3.2.2 夾緊力計(jì)算 18 3.2.3 夾緊裝置的組成 193.3 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的真空吸盤選擇 19第四章基于solidworks夾持機(jī)械手的建模及裝配 224.1 solidworks軟件建模與裝配概述 224.2 運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件設(shè)計(jì) 224.3 運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件裝配 24第五章結(jié)論 27參考文獻(xiàn) 28致 謝 29附 錄 30全套圖紙，加153893706摘要本論文是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用汽車發(fā)動機(jī)缸蓋夾具不能滿足生產(chǎn)工作要求，用汽車發(fā)動機(jī)缸蓋夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設(shè)計(jì)了缸蓋夾手，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。本機(jī)器人缸蓋夾具的工作原理是：由電機(jī)帶動齒輪齒條機(jī)構(gòu)，由齒輪齒條的嚙合裝置帶動直線導(dǎo)軌來回移動，直線導(dǎo)軌與運(yùn)動機(jī)械手指、氣缸、法蘭相連，從而實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械手指的整體橫向移動，調(diào)節(jié)機(jī)械手指之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)缸蓋的夾持工作。本設(shè)計(jì)缸蓋夾手有良好的工作性能，針對性強(qiáng)，主要用于缸蓋的夾持的操作。其具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工缸蓋夾持的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動強(qiáng)度和增加勞動效率。缸蓋夾手具有提高生產(chǎn)率、擴(kuò)大工藝范圍、減輕工人勞動強(qiáng)度以及保證生產(chǎn)安全等特點(diǎn)。因此，對夾具知識的認(rèn)識和學(xué)習(xí)以及設(shè)計(jì)新式的適合實(shí)際生產(chǎn)的夾具在今天顯得尤為重要起來。關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動機(jī);缸蓋;夾具;AbstractIn this paper is combined with the actual production, often found in automobile engine cylinder head fixture can not only meet the production requirements, with the automobile engine cylinder head fixture clamping workpiece production efficiency, low labor quality is not high, and often need to increase the marking process, specially designed for cylinder head hand, mainly including fixture locating scheme, the clamping scheme, the scheme of the knife, clamp locating and specific key aspects such as design and machining precision of analysis.Cylinder head fixture this robot working principle is: by motor driven gear rack mechanism, driven by the meshing of gear and rack moving back and forth linear guide, linear guide, cylinder, flange and movement mechanical finger is linked together, so as to realize the whole mechanical finger lateral movement of the whole, adjust the distance between the manipulator hand, so as to realize the clamping of the engine cylinder head.This design cylinder head hand good machining precision, pertinence, mainly used for clamping cylinder head machining.Its clamping force device, the qualifications for the modern fixture efficiency, and the characteristics of motors, can effectively reduce the processing time and auxiliary time, greatly improving the labor productivity, which can effectively reduce the labor intensity of workers and increase the work efficiency.Cylinder head clamp hand has to raise productivity, expanding the scope of the process, reduce labor intensity and ensure safe production, etc.Therefore, understanding of fixture knowledge and learning, and is suitable for the actual production in the design of new jig in today is particularly important.Key words：Car engines; cylinder head;fixture;沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第一章 緒論第一章緒論1.1 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手概述加工工藝及汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)是對所學(xué)專業(yè)知識的加深鞏固，是在畢業(yè)之前對所學(xué)各科目的一次深入綜合的總復(fù)習(xí)，也是理論與實(shí)際結(jié)合的鍛煉。汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手已成為機(jī)械加工過程中的重要裝備。它的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝方式之一。隨著我國機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展,汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的改進(jìn)和創(chuàng)新已成為廣大技術(shù)人員和機(jī)械工人在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于零件的生產(chǎn)類型、結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、形狀和技術(shù)要求不同，針對某一零件，往往不是單獨(dú)在一種設(shè)備上，用某種加工方法就能完成的，而是要有一定的工藝過程才能完成對零件的加工。所以，不僅要根據(jù)零件的具體要求，對零件的各組成表面選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?，還需要確切地安排加工次序，一步一步地把零件加工出來。對于某個(gè)具體零件，可以采用不同的工藝方案進(jìn)行加工。雖然這些方案都可以加工出來合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益兩方面來看，其中就可能會有更加合理且切實(shí)可行的方案。所以，必須根據(jù)零件的具體要求和加工條件，來擬訂較為合理的工藝過程。在整個(gè)加工構(gòu)成中，汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手不僅僅是為了夾緊、固定被加工零件，設(shè)計(jì)合理的汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。各種汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的設(shè)計(jì)質(zhì)量，將直接影響被加工零件的精度要求，在機(jī)械加工工藝過程中起到重要的作用。1.2 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的組成及作用1.2.1 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的組成汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的組成系統(tǒng)是由電機(jī)帶動齒輪齒條機(jī)構(gòu)，由齒輪齒條的嚙合裝置帶動直線導(dǎo)軌來回移動，與此同時(shí)帶動氣缸法蘭的的整體橫向移動，調(diào)節(jié)汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手之間的距離，具體就是調(diào)節(jié)夾持機(jī)械手指間的距離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)缸蓋的夾持工作。按在機(jī)械夾手中的作用，地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，組成機(jī)械夾手的元件可以劃分為以下幾類：（1）定位元件及定位裝置；（2）夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu))； （3）機(jī)械夾手；（4）對刀，引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對刀裝置及靠模裝置等)；（5）動力裝置；（6）分度，對定裝置；（7）其它的元件及裝置(包括機(jī)械夾手各部分相互連接用的以及機(jī)械夾手與系統(tǒng)相連接用的緊固螺釘，銷釘，鍵和各種手柄等)；每個(gè)機(jī)械夾手不一定所有的各類元件都具備，例如手動夾手就沒有動力裝置,一般的機(jī)械夾手不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之，按照加工等方面的要求，有些機(jī)械夾手上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu)，例如在有的自動化機(jī)械夾手中必須有上下料裝置。1.2.2 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的作用 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的作用就是在電機(jī)的帶動下實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動機(jī)缸體零件的夾持工作。機(jī)械夾手的設(shè)計(jì)主要是對以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）定位裝置的設(shè)計(jì)；（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)；（3）對刀：引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)；（4）機(jī)械夾手的設(shè)計(jì)；（5）其他元件及裝置的設(shè)計(jì)。該汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手把以前的手動夾持汽車發(fā)動機(jī)缸體零件的工作，用現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)備完成了，方便快捷的智能化的作用已經(jīng)顯示出來。工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了更高的要求，使多品種，對中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對缸蓋機(jī)械夾手提出更高的要求。汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的思想融入到機(jī)器人中去。同時(shí)也注意到的機(jī)器人的重要作用，機(jī)器人是現(xiàn)代一種典型的光機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)器人學(xué)也是當(dāng)今世界極為活躍的研究領(lǐng)域之一，它涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、控制論與控制工程學(xué)、人工智能、生物學(xué)、人類學(xué)等多個(gè)學(xué)科。在機(jī)器人技術(shù)快速發(fā)展的今天，作為一名現(xiàn)代工程師、理工科大學(xué)學(xué)生都有必要學(xué)習(xí)和掌握一些機(jī)器人學(xué)方面的知識。 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的角度看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。 23沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章 夾持機(jī)械手對發(fā)動機(jī)缸體抓取設(shè)計(jì)第二章夾持機(jī)械手對發(fā)動機(jī)缸體抓取設(shè)計(jì)2.1 夾持機(jī)械手對發(fā)動機(jī)缸體抓取設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)要求汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手對發(fā)動機(jī)缸體抓取設(shè)計(jì)參數(shù)及要求如下：（1）采用手指式夾持器，執(zhí)行動作為抓緊放松；（2）夾持器有足夠的夾持力；（3）夾持器靠法蘭聯(lián)接在手臂上。依據(jù)以上的重要參數(shù)我們可以查閱先關(guān)的資料進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。2.2 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的傳動方案設(shè)計(jì)整個(gè)汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的動力系統(tǒng)是由電機(jī)氣缸提供動力支撐。機(jī)器人缸蓋機(jī)械夾手的工作原理是：由電機(jī)帶動齒輪齒條機(jī)構(gòu)，由齒輪齒條的嚙合裝置帶動直線導(dǎo)軌來回移動，在這同時(shí)帶動氣缸法蘭的的整體橫向移動，調(diào)節(jié)夾手之間的距離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)缸蓋的夾持工作。整個(gè)系統(tǒng)的傳動方案是：由電機(jī)提供動力，利用氣缸和直線導(dǎo)軌的傳輸作用以及出齒輪齒條的傳動來帶動這個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的工作。2.3 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的驅(qū)動氣缸選擇圖2-1 氣缸基本結(jié)構(gòu)缸筒：一般缸筒內(nèi)表面的粗糙度應(yīng)達(dá)Ra0.8m，對于鋼管缸筒，內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬鉻，從而減少摩擦阻力和磨損。其材質(zhì)除了高碳鋼外，還可以使用高強(qiáng)度鋁合金、黃銅和不銹鋼管。端蓋：端蓋上應(yīng)設(shè)有進(jìn)排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞處向外漏氣和防止外部灰塵進(jìn)入缸內(nèi)。一般端蓋以前常用可段鑄鐵，現(xiàn)在通常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材質(zhì)的。導(dǎo)向套：提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載，減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量，延長氣缸的使用壽命。一般使用燒結(jié)含油合金、鉛青銅鑄件。 活塞：活塞是受壓力零件，活塞上設(shè)有密封圈、耐磨環(huán)。耐磨環(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力，通常情況材料使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材質(zhì)?；钊牟馁|(zhì)通常使用鋁合金和鑄鐵，小型缸有的用黃銅制成。活塞桿：通常使用高碳鋼、表面經(jīng)鍍硬鉻處理，或者使用不銹鋼，提高密封圈的耐磨性。2.3.1 氣缸活塞的永久潤滑系統(tǒng)A為環(huán)型腔，在兩層墊圈中間充滿油脂，保證永久潤滑及減小摩擦以達(dá)到最優(yōu)性能。B特福隆的環(huán)型圈防止內(nèi)表面滑傷。CO型墊圈保證密封。圖2-2 氣缸活塞圖2.3.2 氣缸設(shè)計(jì)特點(diǎn)（1） 活塞定向系統(tǒng):a.儲油器不間斷供油,低摩擦工作壽命長 (永久潤滑)b.聚四氟乙烯圈給活塞提供機(jī)械定向c.加厚活塞非常結(jié)實(shí)d.可“滾轉(zhuǎn)”拆除“O”型圈（2）降低軸承磨損定向：a.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軸采用減少摩擦的新材料b.油脂分離器持續(xù)對軸提供潤滑c.油塞使得加油方便,減少維護(hù)時(shí)間d.附加的“O”型圈增加密封性e.止推環(huán)通過削減徑向壓力來定向f.清結(jié)環(huán)使殘留物離開密封表面2.3.3 氣缸的設(shè)計(jì)1.主要設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)：氣缸工作行程800 mm；運(yùn)動負(fù)載質(zhì)量30 kg；移動速度控制3m/min。具體步驟如下：（1）先根據(jù)參考資料，確定適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案。（2）通過計(jì)算、分析設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的參數(shù)：氣缸的內(nèi)徑、壁厚，活塞桿的直徑，耗氣量的計(jì)算，驗(yàn)算設(shè)計(jì)結(jié)果，導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)，驅(qū)動元件的選擇，管路設(shè)計(jì)，底座的設(shè)計(jì).（3）根據(jù)動力和總體參數(shù)的選擇和計(jì)算，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，完成機(jī)械系統(tǒng)的主要部件圖。圖2-3 氣缸設(shè)計(jì)圖由設(shè)計(jì)任務(wù)可以知道，要驅(qū)動的負(fù)載大小位100kg，考慮到氣缸未加載時(shí)實(shí)際所能輸出的力，受氣缸活塞和缸筒之間的摩擦、活塞桿與前氣缸之間的摩擦力的影響，并且考慮到機(jī)械爪的質(zhì)量。在研究氣缸性能和確定氣缸缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率：由液壓與氣壓傳動技術(shù)表2.1：表2.1 氣缸的運(yùn)動狀態(tài)與負(fù)載率慣性負(fù)載的運(yùn)動速度v500mm/s0.650.50.3運(yùn)動速度V=3m/min=50mm/s，取=0.60，所以實(shí)際液壓缸的負(fù)載大小為：F=F0/=1633.3N D=1.27=1.27 =66.26mm （2-1）F氣缸的輸出拉力 N；P 氣缸的工作壓力Pa按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取D=80 mm表2.2 氣缸缸徑尺寸系列810121620253240506380（90）100（110）125（140）160（180）200（220）250320400500630活塞桿直徑的確定由d=0.3D 估取活塞桿直徑 d=25 mm缸筒長度的確定缸筒長度S=L+B+30L為活塞行程；B為活塞厚度活塞厚度B=(0.61.0)D= 0.780=56mm由于氣缸的行程L=800mm ,所以S=L+B+30=886 mm導(dǎo)向套滑動面長度A：一般導(dǎo)向套滑動面長度A，在D80mm時(shí), 可取A=(0.61.0)d。所以A=25mm最小導(dǎo)向長度H：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)氣缸的最大行程為L，缸筒直徑為D，最小導(dǎo)向長度為：H代入數(shù)據(jù) 即最小導(dǎo)向長度H + =80 mm活塞桿的長度H=L+B+A+80=800+56+25+40=961 mm2.4 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的導(dǎo)軌選擇（1）直線滾動導(dǎo)軌簡介中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速性增長，為直線導(dǎo)軌產(chǎn)品提供了巨大的市場，中國市場極大的誘惑力，使得世界都把目光都聚焦在中國市場，在改革開放的這幾十年來，中國直線導(dǎo)軌制造業(yè)所形成的巨大生產(chǎn)能力讓世界刮目相看。隨著中國電力工業(yè)、數(shù)據(jù)通信業(yè)、城市軌道交通業(yè)等行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對直線導(dǎo)軌的需求也將隨之快速增長，因此未來直線導(dǎo)軌行業(yè)還有很大的發(fā)展空間。直線導(dǎo)軌可分為：滾輪直線導(dǎo)軌，圓柱直線導(dǎo)軌，滾珠直線導(dǎo)軌，三種，是用來支撐和引導(dǎo)運(yùn)動部件，按給定的方向做往復(fù)的直線運(yùn)動。依按摩擦性質(zhì)而定，直線運(yùn)動導(dǎo)軌可以分為滑動摩擦導(dǎo)軌、滾動摩擦導(dǎo)軌、彈性摩擦導(dǎo)軌、流體摩擦導(dǎo)軌等種類。直線導(dǎo)軌材料很多都用鉻軸承鋼，常見的如GCr15也可以考慮滲碳軸承鋼，如G20CrMo。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要注意淬火工藝要求，否則會有開裂，變形的現(xiàn)象。作為導(dǎo)向的導(dǎo)軌為淬硬鋼，經(jīng)精磨后置于安裝平面上。與平面導(dǎo)軌比較，直線導(dǎo)軌橫截面的幾何形狀，比平面導(dǎo)軌要復(fù)雜，復(fù)雜的原因是導(dǎo)軌上需要加工溝槽，以此利于滑動元件的移動，溝槽的形狀和數(shù)量，取決于機(jī)床需要完成的功能。例如：一個(gè)既承受直線作用力，還承受顛覆力矩的導(dǎo)軌系統(tǒng)，與僅承受直線作用力的導(dǎo)軌相比設(shè)計(jì)上有很大的不同。（2）直線滾動導(dǎo)軌的選用 軌寬的確定軌寬指滑軌的寬度。軌寬是決定其負(fù)載大小的關(guān)鍵因素之一，四排滾珠（也有部分兩排珠的）的方軌現(xiàn)貨產(chǎn)品一般有15、20、25（23）、30（28）、35（34）、45、55（53）、65（63），某些品牌最大只生產(chǎn)到45規(guī)格，有些小廠家可能只到30。期貨產(chǎn)品也有85、120等，但大部分廠家都不生產(chǎn)。 軌長的確定 這個(gè)長度是導(dǎo)軌軌的總長，不是行程。全長=有效行程+滑塊間距+滑塊長度滑塊數(shù)量+兩端的安全行程，如果增加了防護(hù)罩，需要加上兩端防護(hù)罩的壓縮長度。需要注意的是，事先問清楚該品牌規(guī)格導(dǎo)軌整支的最大長度，超過這個(gè)長度是需要對接使用的。多數(shù)廠家整支長度最大是4000（微軌一般是1000），有的是3000，這與廠家的加工設(shè)備有關(guān)。需要對接并且用戶想事先在機(jī)器上加工安裝孔的情況下最好提供接口圖紙。另一點(diǎn)需要特別注意，導(dǎo)軌上的安裝孔孔間距是一定的，用戶在確定軌長時(shí)要注意位置，例如：15的軌，長600。如果不告訴供應(yīng)商需要的端部尺寸，一般到貨的狀態(tài)是10個(gè)安裝孔，導(dǎo)軌兩端面到各自最近的安裝孔中心的距離是30、30，但也可能是其他尺寸。滑塊類型和數(shù)量的確定常用的滑塊有兩種：法蘭型，方形。前者高度低一點(diǎn)，但是會寬一點(diǎn)，安裝孔是貫穿螺紋孔，后者高度高一點(diǎn)，但是會窄一點(diǎn)，安裝孔是螺紋盲孔。兩者均有短型、標(biāo)準(zhǔn)型和加長型之分，主要的區(qū)別是滑塊本體即金屬部分的長度不同，當(dāng)然安裝孔的孔間距也可能不同，多數(shù)短型滑塊只有2個(gè)安裝孔?；瑝K的數(shù)量應(yīng)由用戶通過計(jì)算來確定，在此推薦一條：少到可以承載，多到可以安裝?；瑝K類型和數(shù)量與滑軌寬度構(gòu)成負(fù)載大小的三要素。2.5 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的齒輪齒條選擇2.5.1 選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)（1）選用齒輪齒條傳動方案。（2）該機(jī)器人夾持裝置為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）（3）材料選擇。查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇，1.5.31；齒條選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為236HBS齒輪選用45鋼，正火處理，硬度為190HBS兩者材料的硬度差為46HBS。大齒輪的齒數(shù)=2.62524=63取=97 2.5.2 按照齒面接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （2-2）（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)=1.3計(jì)算齒條傳遞的轉(zhuǎn)矩 （2-3）選擇齒寬系數(shù)根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇表14-1-5選齒寬系數(shù) 1 （2-4）選擇彈性影響系數(shù)ZE查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇表14-1-5，選 ZE=176.3 （2-5）確定齒條和齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇，表14-1-97按齒面硬度查得齒條的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （2-6）同理可以查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇表14-1-5確定大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （2-7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)設(shè)每年工作300天 （2-8） （2-9）確定接觸疲勞壽命系數(shù)由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇表14-1-5查得 ， 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為%，安全系數(shù)為S=1， （2-10） （2-11）（2）計(jì)算試算齒條的中較小的值。 （2-12）計(jì)算圓周速度v （2-13）計(jì)算齒寬b （2-14）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) 齒高 h=2.25mt=2.25x3.273=7.363mm （2-15）計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)v=1.504（m/s），7級精度，由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇表14-1-99查得動載系數(shù)Kv=1.06齒輪 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材P193表10-2查得使用系數(shù)KA=1由機(jī)械設(shè)計(jì)教材P196表10-4用插值法查得7級精度，齒條相對支承非對稱布置時(shí)，由 ，查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇圖14-1-53得;故載荷系數(shù) （2-16）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 （2-17）計(jì)算模數(shù)m （2-18）2.5.3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 （2-19）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇表14-1-53查得齒條的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇圖14-1-53取彎曲疲勞壽命系數(shù) ， （2-20） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 （2-21） （2-22）計(jì)算載荷系數(shù)K （2-23）查取齒形系數(shù)。由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇表14-1-108， 查取應(yīng)力校正系數(shù)。由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊秦大同，謝里陽主編，第三冊第14篇表14-1-108，查得 ， 計(jì)算齒輪齒條的并加以比較。 （2-24） （2-25）齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算 （2-26）對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)3.378并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=93.396mm，算出小齒輪的齒數(shù) （2-27）齒輪的齒數(shù) Z=2.0331=63 ， 取=63 。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。2.5.4 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑 （2-28） （2）計(jì)算齒輪寬度 （2-29） 取齒輪的齒輪寬度B2=35mm，齒條的齒輪寬度B1=40mm2.5.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)閷τ邶X輪，齒輪齒頂圓直徑 （2-30）齒全高 h=2.25m=2.253=6.75mm其齒頂圓的直徑大于160mm而又小于500m故齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑 d=25輪轂直徑 =1.6d=1.625=40輪轂長度 輪緣厚度 = (34)m = 912(mm) 取 =10mm輪緣內(nèi)徑 =2h2=37826.75210=344.5mm 取 =345mm腹板厚度 c=0.3=0.393=27.9mm 取c=28mm 腹板中心孔直徑=0.5()=0.5(80+345)=212.5(mm)腹板孔直徑=0.25（）=0.25（34580）=66.25(mm) 取=66(mm)齒輪倒角n=0.5m=0.53=1.52.5.6 齒輪傳動的潤滑方式通用的閉式齒輪傳動，其潤滑方法根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定，齒輪的的圓周速度小于12m/s時(shí)，故常采用將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤滑的方式。2.5.7 繪制齒輪零件圖圖2-4 齒輪零件圖沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手對缸蓋托板抓取設(shè)計(jì)第三章汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手對缸蓋托板抓取設(shè)計(jì)3.1 夾持機(jī)械手對缸蓋托板抓取設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)要求現(xiàn)在設(shè)計(jì)參數(shù)及要求（1）采用手指式夾持器，執(zhí)行動作為抓緊放松；（2）輪胎的重量小于30kg（3）夾手具備抓取輪胎的直徑范圍在：450850mm，輪胎的厚度：100150mm（4）工件的材質(zhì)為5kg，材質(zhì)為45#鋼；（5）夾持器有足夠的夾持力；（6）夾持器靠法蘭聯(lián)接在手臂上。3.2 夾持機(jī)械手對缸蓋托板抓取傳動方案設(shè)計(jì) 3.2.1 夾緊機(jī)械手的設(shè)計(jì)原則工作不移動工作不變形工作不振動安全，省力，方便自動化，復(fù)雜化足生產(chǎn)綱領(lǐng)，在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會直接影響到工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。所以，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：（1）工件不移動原則夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。（2）工件不變形原則夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的形變。（3）工件不振動原則 對剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動。（4）機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-1 機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖該缸蓋是機(jī)械手夾緊裝置。機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示.。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是由齒輪齒條帶動的直線導(dǎo)軌相連的兩塊滑板，一邊機(jī)械手指是不動的，其中有兩個(gè)手指，另一邊的手指由直線導(dǎo)軌連接，隨著直線導(dǎo)軌的移動來完成缸蓋的夾持以及放松。來完成整個(gè)動作。其中兩個(gè)機(jī)械手指間的距離可以調(diào)節(jié)。來完成不同尺寸缸蓋的夾持。機(jī)械手所夾持的力度：（1）應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動力；（2）手指應(yīng)具有一定的開閉范圍；（3）應(yīng)保證工件在手指內(nèi)的夾持精度；（4）要求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高；（5）應(yīng)考慮通用性和特殊要求。3.2.2 夾緊力計(jì)算 手指加在工件上的夾緊力是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)，必須對其大小、方向、作用點(diǎn)進(jìn)行分析、計(jì)算。一般來說，加緊力必須克服工件的重力所產(chǎn)生的靜載荷（慣性力或慣性力矩）以使工件保持可靠的加緊狀態(tài)。手指對工件的夾緊力可按下列公式計(jì)算： 式中：K1安全系數(shù)，由機(jī)械手的工藝及設(shè)計(jì)要求確定,通常取1.22.0，取1.5；K2工件情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，計(jì)算最大加速度，得出工作情況系數(shù)K2, ，a為機(jī)器人搬運(yùn)工件過程的加速度或減速度的絕對值（m/s）；K3方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進(jìn)行選定，手指與工件位置：手指水平放置 工件垂直放置；手指與工件形狀：型指端夾持圓柱型工件，為摩擦系數(shù)，為型手指半角，此處粗略計(jì)算, 被抓取工件的重量求得夾緊力 ： 取整為6334N3.2.3 夾緊裝置的組成由以下五部分組成。（1）定位原件及定位裝置.它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸,用于確定工件在夾具中的正確位置,從而保證加工時(shí)工件運(yùn)動間的相對正確位置.（2）夾緊裝置.用于夾緊工件,保持既定的位置（3）夾具體.用于連接或固定夾具上各元件及裝置,使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件.其他原件及裝置.有些機(jī)械夾手根據(jù)工件的加工要求,要有分度機(jī)構(gòu)。 3.3 汽車發(fā)動機(jī)缸體零件夾持機(jī)械手的真空吸盤選擇1.吸盤的分類一種利用內(nèi)外大氣壓力的差別，吸附在物體上的掛件，或者說是一種抓取物體的工具。還有一種是磁力吸盤,用于對鐵磁性物質(zhì)的吸附和固定, 大多數(shù)應(yīng)用在機(jī)械加工的領(lǐng)域上。利用吸力夾持工件的機(jī)床附件。最常見的吸盤是磁力吸盤，一般是矩形或是圓盤形。它的磁力可以將鐵磁性工件吸緊，作用于平面磨床，也可以用于銑床和車床,數(shù)控機(jī)床,加工中心等。吸盤按磁力來源可分為電磁吸盤和永磁吸盤兩類。電磁吸盤：內(nèi)部裝有多組線圈，通入直流電后產(chǎn)生磁場，吸緊工件；切斷電源，磁場消失，