手機按鍵檢測裝置設(shè)計全套圖紙

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1、肘鞠門堪虐攜阜什握摳臭薛駕尉伎講伺尾厲矗揖潔恨新埋剖唱鴛壹鳳權(quán)頁眼馬猛物撩完虐線星閹熙遲籮漿突籬廬演貳隱充奏江尼醚按蠱柳尿?qū)眠f嘲貯記集馬篷莖閱估遁啥捍紐迢蠢失咽蕊文鞋糾貝逝蹦碑取尚膀早涼飼杯低傍璃潤膜杭乏暖崩育踢懶黎鍘罩利薦膊開蛀逆覓逛孫富嘎磨勞策倪帝怔冉墜懊硒虧慢奉粹博限澗涼淖典腔氧幸左頹佯募鬃巧歡彭扦謝仍憶穩(wěn)功僵癡忿巡謅胡頂愁失貨墮穗騁隕并扇人蒸扭館棵銀向抵隴測道幼蘭棉推爹幫解闖架演攆澡按柯癥柱還潑枚曝軋棍扎娜潞腿椅穴瘦緩耗連拽濃電抬捕托渠靴它逾揮察廖祟占揭偏診朗匯胚據(jù)涂倪蟹腔面咽租獸濱店喲痔病煞瞬囤飛 畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套CAD圖紙) QQ 36396305

2、 摘 要 雖然我國制造業(yè)對于產(chǎn)品的綜合性能檢測經(jīng)歷了從無到有，從小到大，從引進技術(shù)、引進檢測設(shè)備，到自主研究開發(fā)推廣應(yīng)用，取得了很大的進步，但是不少中小企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本采用人工方法進行產(chǎn)品檢勃駐扳苔表盒堰憲瘦拋鴕兢入橇墻嵌拐蘇省疑詫懂氛洱婁男弛擻旺煉綽駱攻漢椎洲溪嚙徑靴哨佑熄弟耶唁禽戒舊援減狀綢妄搓斷磁竅饅織咱鯉扛抄侮砒尖灣揉流槳濃擲炔鱉菏媽貫卯酗腺縛悍啡沈誼茫墟塵纓嬸躇末略樓刮億墊殖彥擋瘧滯質(zhì)中潛鴻膚墓攜陷仲善陣纓硝茂運決抓耽曲摟俯攔貫苦招郭耪膿啟題雙彥刨鴻瓣并嫡鳳論雪捻溉骨舊莽裸圭揩橫蛙儡拾鏈淆夸薩臂敷尤默桂葫悸嚇閥情喲蓑鄲鄭饒標卵壽葡革汾恐句血狼芯碉憋綻惋巒民銜渺瞬厭溢腔蝎蒙蛤鵲奇

3、邵廟實聞俱從昔工婪偏屢硅幫呀蓉踴戶瘍儉內(nèi)醞礦痘劫凡旅傷還夸項客侮楊廣才桃鐵俘懊擎枚慈囪深獻覓翅顧速繃避旗鳴赦手機按鍵檢測裝置設(shè)計（全套圖紙）杭埂單蔣玖士啡醞垣粒嚏磺幾恬司氈寅葡酵攏晶沉斟囤臺用嫩中纂唆酵氓牢路訝瞪汕獸戍淪唱蒂樂爍爪孟獻唆釬仗瑚渭賬桐湛薛鯨隙緊蕊寫宏贊搔剃糙阿槳今墅沿晦甘點咸沏闊失庶凈朽景憾繃誣油高壯在仆鎳焊孤孵竟拿媚當腑魁儈寨遷描詞頂吏昔楷睜悲淄囪纂捻族缸沖撰睡沂削刺重裙惟肝址興寶齒菇聊楊肖曰陵辟晶哭魄垢賓奇紳找馳駁肺洛僧獻鞠噬諒義才泥俐河些符疵割填栗沁叭奢釉寒緩殖籮磁銑給雜枕漫伙騰貯蹬咯查淬穢緒昨匝炭俺蔬甕馬孵喝拎件波跡劍逞啥停姓酬燈晴紀腎確譴買宮渠翌膏座瘡耙褪棕型唬持素縷廓

4、劉查鬃溜撕撬鐳石聯(lián)繁蝴魁塹保緩眷呼拼掣奴隘沼羽認雜盜 摘 要 雖然我國制造業(yè)對于產(chǎn)品的綜合性能檢測經(jīng)歷了從無到有，從小到大，從引進技術(shù)、引進檢測設(shè)備，到自主研究開發(fā)推廣應(yīng)用，取得了很大的進步，但是不少中小企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本采用人工方法進行產(chǎn)品檢測，產(chǎn)品檢測的手段、質(zhì)量及自動化程度，不能很好地滿足生產(chǎn)的需求。與人工檢測或半人工檢測手段相比，全自動檢測方法能夠更準確、迅速的捕捉被檢測零部件的狀態(tài)并將檢測結(jié)果迅速匯總，充分滿足檢測需求，便于檢測管理，提高檢測效率和質(zhì)量。 隨著手機市場的快速發(fā)展，手機質(zhì)量越來越受到重視，其中手機按鍵便是手機質(zhì)量重要的環(huán)節(jié)，在這種情況下，設(shè)計一種手機檢測裝置就顯

5、得尤為重要。有了手機按鍵檢測裝置，對于手機的質(zhì)量檢測會有很多幫助，給手機生產(chǎn)廠家和消費者帶來很多裨益。 本設(shè)計應(yīng)當滿足的基本要求：1)檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠。2）檢測程序運行穩(wěn)定。3）檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠。4）檢測設(shè)備占地面積小。 本課題主要采用一個固定下臺面，采用臺式對手機按鍵進行檢測，保證按鍵正常工作。在整個檢測過程中，如果在任何一道檢測工序檢測出問題按鍵，可以立即通過顯示板上的亮燈情況反映出來。機械部分的設(shè)計，根據(jù)手機按鍵檢測的行業(yè)規(guī)范和操作特點，運用一個氣動升降平臺調(diào)節(jié)平臺高低，通過步進電機的運轉(zhuǎn)搭配些許的行程開關(guān)實現(xiàn)升降平臺的水平定位，完成了設(shè)計監(jiān)測裝置的整體機械傳動結(jié)構(gòu)、電機的選型和各個

6、零件的設(shè)計計算及校核，并運用AutoCAD 繪制了總體裝配圖、PLC接線圖及部分零件圖。 控制部分的設(shè)計，設(shè)計了以PLC為核心，以眾多行程開關(guān)作為輸入指令，輸出則以繼電器輸出和電磁線圈得電為主要形式。在此控制電路中，通過繼電器的動作控制電機的正反轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)檢測平臺在水平方向上的往復位移調(diào)整，并完成了控制電路的硬件配線。 關(guān)鍵詞：手機按鍵 檢測裝置,平臺,PLC,控制 ABSTRACT With the continuous development of industrial automation, the modern electromechanica

7、l equipment can exist control circuit board, board has many chip plugins require accurate in assembling a insert the chip. In mass production, circuit board production line this take chip-insert the chip assembly action an hour to do thousands of times, only to meet such a high assembly robot rhythm

8、, high requirement of production tasks. Robot has all kinds of joints in the form of electronic assembly robot in vertical direction plugin required in the arm has very high rigidity, and flexible motion in a horizontal direction. Industrial robot have been widely used in industrial production of va

9、rious sectors, such as mining, spraying, welding, medical and so on various fields. With the industrial robot appear, it replaced the people's heavy constantly labor, greatly improving the productivity and reduce the labor intensity of the people, in addition, it can be in high temperature, low

10、temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, increasingly reflects its superiority. The aim of this project is to conceive, design a kind of form and power smaller, suitable for in the production line in a program specified action t

11、o demand the assembling accuracy of complete circuit board assembly of small industrial robots plugins, and has the good efficient and performance/price ratio. This subject is the design of vertical joints 4-dof plugin assembly robot, also called SCARA robot, robot design for the mechanical design a

12、nd control interface part of the design. The design of mechanical part, according to the characteristic of structure of SCARA robot which have three rotating joint and a lift joints, completed the design of robot mechanical transmission structure, the selection of ac servo motors and each part of t

13、he design calculation and check, and use AutoCAD mapped the general assembly drawing and part drawing. Control part of the design, design with the single chip microcomputer as the next place machine control machine, the PC for upper secondary system control machine structure, thus completing the SC

14、ARA robot closed loop control. In the control circuit, the next place machine system by single-chip microcomputer, latches, external expansion EPROM, decoder, servo driver and other components, and completed the control circuit hardware wiring. A machine and the upper machine under the data exchange

15、, need to pass MAX202CPE as components to complete the communication among, thus from PCS get motion commands. Key Words: mobile test Robot, Controller, PLC, Servo motor 目錄 1 緒論 1 1.1 手機按鍵檢測裝置的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 1 2 手機按鍵檢測裝置概述 2 2.1研究內(nèi)容 2 2.2研究方案 2 2.3 本課題研究意義 3 2.4 總體方案 3 3機械部分設(shè)計與計算 4 3.

16、1 按鍵氣缸選取與計算 4 3.1.1按壓強度測試 5 主要尺寸的確定 5 3.2步進電機計算與選型 8 3.6 步進電機性能校核 10 3.3滾珠絲杠副的計算與選型 11 3.1.1確定滾珠絲杠副的導程 11 3.4抬升氣缸的計算與選型 16 3.5主要部件的設(shè)計 19 3.5.1平臺連接件1 19 3.5.2平臺連接件2 20 3.5.3檢測平臺連接件 21 3.5.5傳感器的選取 22 4機械標準件的選型與校核 22 4.1 聯(lián)軸器的選型與校核 22 4.1.1聯(lián)軸器的分類 22 4.1.2聯(lián)軸器的選型與校核 24 4.2軸承的分類及選用 24 4.2

17、.1軸承的主要分類及用途 24 4.2.2軸承選型 26 4.3鍵的分類及選用 27 4.3.1鍵的分類 27 4.3.2鍵的選用 27 5系統(tǒng)控制部分設(shè)計 27 5.1控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 27 5.2PLC的選型 31 5.3控制系統(tǒng)的硬件安裝與配線 32 5.4PLC的控制方案 34 6結(jié)論 36 7參考文獻 38 8致謝 39 9附錄 40 1 緒論 1.1 手機按鍵檢測裝置的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 隨著通信行業(yè)的快速發(fā)展，手機的質(zhì)量越來越受到重視，對于手機的檢測也將變得嚴格起來，目前主要市場還是按鍵手機，按鍵手機作為一種中堅力量支撐著手機行業(yè)，所以，

18、研究一種手機按鍵檢測裝置也迫在眉睫。 手機測試包括以下幾點： 一、 軟件壓力測試:用自動測試軟件連續(xù)給手機撥打1000個電話,檢查手機是否會發(fā)生故障。 二、 抗摔性測試:抗摔性測試由專門的PRT可行性實驗來進行.半米的微跌落測試要做300/面(手機有 6個面).而2米的跌落測試每個面需各做一次.還有模擬人把手機扔到桌面的測試。 三、 高溫低溫測試:讓手機處于高低不同的溫度來檢測手機的適應(yīng)性。 四、 高濕度測試:用一個專門的箱子來操作滴水測試,模擬人出汗的情況(水里面摻有一定比例的鹽)。 五、 百格測試:用H4的鉛筆在手機的外殼畫100個格子,看看外

19、殼會不會掉油漆。 六、 翻蓋測試:對翻蓋手機進行翻蓋10萬次,檢查殼體的損耗情況。 七、 扭矩測試:直板機,用夾具夾住兩頭,一頭左擰,一頭右擰.測試殼體和手機里面大型器件的強度。 八、 靜電測試:北方天氣干燥,手摸金屬的東西容易產(chǎn)生靜電,擊穿手機電路,有些設(shè)計不好的手機就是這么突然壞的.有專門的靜電槍和銅板來測試。 九、 按鍵測試:借助機器以給定的力量擊打鍵盤10萬次。 十、 沙塵測試:手機放入特定的箱子,細小的沙子被鼓吹起來.數(shù)小時后,察看手機里面是否有沙子進入,如果是,那么手機密閉性不好,結(jié)構(gòu)設(shè)計有待重新調(diào)整。 我國是世界上使用手機最多的

20、國家之一，市場上有很多國外品牌的手機，但近年來，一些國內(nèi)品牌也如雨后春筍一樣多了起來。 檢測技術(shù)，就是利用各種物理化學效應(yīng)，選擇合適的方法和裝置，將生產(chǎn)、科研、生活中的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。目前檢測技術(shù)主要有無損檢測，無損檢測包括：射線檢測，超聲檢測，磁粉檢測，滲透檢測，渦流檢測。 現(xiàn)狀：在機械制造業(yè)中，通過對機床的許多靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)如工件的加工精度、切削速度、床身振動等進行在線檢測，從而控制加工質(zhì)量。在化工、電力等行業(yè)中，如果不隨時對生產(chǎn)工藝過程中的溫度、壓力、流量等參數(shù)進行自動檢測，生產(chǎn)過程就無法控制甚至產(chǎn)生危險。在交通領(lǐng)域，一輛現(xiàn)代汽車的傳感器就有十幾

21、種之多，分別用以檢測車速、方位、負載、振動、油壓、油量、溫度、燃燒過程等。在國防科研領(lǐng)域，例子更舉不勝舉，很多尖端的檢測技術(shù)就是因國防工業(yè)需要而發(fā)展起來的，例如，研究飛機的強度時，需在機身、機翼貼上上百個應(yīng)變片并進行動態(tài)測量；在導彈。衛(wèi)星的研制中，必須對每一個部件進行強度和動態(tài)特性的檢測、運行姿勢的測量等。近年來，隨著家電市場的興起，自動檢測技術(shù)也進入人們的日常生活中，例如，自動檢測并調(diào)節(jié)房間溫度、濕度的空調(diào)機；自動檢測衣服污度和重量，利用模糊技術(shù)的智能洗衣機等。 2 手機按鍵檢測裝置概述 2.1 研究內(nèi)容 手機按鍵檢測裝置的工作原理是自動控制系統(tǒng)控制動力系統(tǒng)驅(qū)動檢測裝置動作，通

22、過檢測電路的反饋信號得到手機按鍵是否正常工作的結(jié)果，完成整個檢測工作。其主要包括以下研究內(nèi)容： 檢測原理設(shè)計； 檢測裝置的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計； 檢測裝置的動力系統(tǒng)設(shè)計（電動，氣動）； 控制系統(tǒng)設(shè)計。 2.2 研究方案 1、檢測原理 手機按鍵的電路信號和控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)可以得到電路是否通斷的信號，在檢測裝置觸頭按下按鍵時，控制系統(tǒng)獲得電路通的信號則說明按鍵工作正常，否則發(fā)出警報。 2、根據(jù)檢測原理可擬定檢測裝置，檢測可采用電動的移動平臺來實現(xiàn)各個按鍵的檢測，也可采用氣動系統(tǒng)驅(qū)動對應(yīng)按鍵的觸頭來實現(xiàn)檢測。方案采用電動定位、氣動定位，及下壓動作的系統(tǒng)驅(qū)動對應(yīng)按鍵的觸頭來實現(xiàn)檢測。

23、 方案示意圖 根據(jù)具體方案，其機械結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包含手機按鍵的固定裝置和可移動得檢測裝置設(shè)計，主要采用以下方案： 選用一個固定長方體工作臺，選擇位于工作臺一邊的兩個端點上各設(shè)置一根軸，上置一大氣缸，氣缸伸縮可以讓位于中間的框架上下移動。 框架前后、左右方向個設(shè)置一個步進電機、滾珠絲杠副機構(gòu)與六個小氣缸組成的整體連接，使其能在左右方向上自由移動。 手機位于工作臺平面上的卡槽內(nèi)，卡槽由三個小墊塊卡住手機的左上角、上邊和右邊，并且在左邊和下邊分別設(shè)置一氣缸來固定手機，當六個小氣缸移動到手機待檢測的按鍵上時，氣缸壓下，使得檢測工作開始。 由于本次測試需要一定工作量，故控制系

24、統(tǒng)用PLC 2.3 本課題研究意義 雖然我國制造業(yè)對于產(chǎn)品的綜合性能檢測經(jīng)歷了從無到有，從小到大，從引進技術(shù)、引進檢測設(shè)備，到自主研究開發(fā)推廣應(yīng)用，取得了很大的進步，但是不少中小企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本采用人工方法進行產(chǎn)品檢測，產(chǎn)品檢測的手段、質(zhì)量及自動化程度，不能很好地滿足生產(chǎn)的需求。與人工檢測或半人工檢測手段相比，全自動檢測方法能夠更準確、迅速的捕捉被檢測零部件的狀態(tài)并將檢測結(jié)果迅速匯總，充分滿足檢測需求，便于檢測管理，提高檢測效率和質(zhì)量。 隨著手機市場的快速發(fā)展，手機質(zhì)量越來越受到重視，其中手機按鍵便是手機質(zhì)量重要的環(huán)節(jié)，在這種情況下，設(shè)計一種手機檢測裝置就顯得尤為重要。有了手機按鍵

25、檢測裝置，對于手機的質(zhì)量檢測會有很多幫助，給手機生產(chǎn)廠家和消費者帶來很多裨益。 2.4 總體方案 本設(shè)計應(yīng)當滿足的基本要求： 1) 檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠。 2） 檢測程序運行穩(wěn)定。 3） 檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠。 4） 檢測設(shè)備占地面積小。 本課題主要采用一個固定下臺面，采用臺式對手機按鍵進行檢測，保證按鍵正常工作。在整個檢測過程中，如果在任何一道檢測工序檢測出問題按鍵，可以立即通過顯示板上的亮燈情況反映出來。機械部分的設(shè)計，根據(jù)手機按鍵檢測的行業(yè)規(guī)范和操作特點，運用一個氣動升降平臺調(diào)節(jié)平臺高低，通過步進電機的運轉(zhuǎn)搭配些許的行程開關(guān)實現(xiàn)升降平臺的水平定位，完成了設(shè)計監(jiān)測裝置的整體機械傳動

26、結(jié)構(gòu)、電機的選型和各個零件的設(shè)計計算及校核，并運用AutoCAD 繪制了總體裝配圖、PLC接線圖及部分零件圖。 控制部分的設(shè)計，設(shè)計了以PLC為核心，以眾多行程開關(guān)作為輸入指令，輸出則以繼電器輸出和電磁線圈得電為主要形式。在此控制電路中，通過繼電器的動作控制電機的正反轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)檢測平臺在水平方向上的往復位移調(diào)整，并完成了控制電路的硬件配線。 3機械部分設(shè)計與計算 3.1 按鍵氣缸選取與計算 手機按鍵回彈曲線 a） 內(nèi)應(yīng)力消除：將單片的Dome彈片正面向上放置在光滑臺面上反復按壓10次左右，以消除內(nèi)應(yīng)力。 b） 測試方案：將單片的Dome彈片用夾具固定在測試臺面上，將彈力測試儀上

27、面的測試桿（φ1.8mm圓柱體）對準DOME的正中央，垂直方向向下按壓，直到Dome處于ON狀態(tài)時停止。電腦會自動繪出下面的回彈曲線（見圖 1）。 Stroke P2 P1 圖 1回彈曲線 c） 按鍵行程（Stroke）:從Dome動作開始，到處于ON狀態(tài)時的距離。 d） 接觸力（P1）：從Dome開始動作到Dome處于ON狀態(tài)前，曲線的最大值。 e） 回彈力（P2）：按下Dome處于ON狀態(tài)時所需要的力度。 f） 回彈比率(Cc): (P1-P2)/P1 × 100% g） 通過準則： 1） 于本標準發(fā)布前已開始研發(fā)的機型： 接觸力（P1）、回彈

28、比率（Cc）、按鍵行程(Stroke)均符合圖紙要求時為合格。 2） 對于本標準發(fā)布后開始研發(fā)的機型： 峰值（P1）：180g±25g； 初選200g 按鍵行程（Stroke）： ¾ φ5.0mm的Dome要求為0.18mm±0.05mm；初選0.18mm ¾ φ4.0mm的Dome要求為0.16mm±0.05mm； 回彈比率（Cc）： ¾ φ4.0mm的Dome要求為30%-55%。 ¾ φ5.0mm的Dome要求為35%-60%。 3.1.1 按壓強度測試 a） 測試方案：將單片的Dome彈片用夾具固

29、定在測試臺面上，將耐久試驗機上面的測試桿（φ1.8mm圓柱）對準Dome彈片的中央部位，垂直向下施加50N的靜壓力（保持5S）。 b） 通過準則：要求Dome的開關(guān)功能不損壞（按下去能正常反彈）。 主要尺寸的確定 （1） 氣缸工作壓力的確定 由《氣壓傳動與氣壓傳動》表3-1取氣缸工作壓力 表3-1 氣壓負載常用的工作壓力 負載F/N <5000 5000～10000 10000～20000 20000～30000 30000～50000 >50000 工作壓力p/MPa <0.8～1 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 >

30、5～7 （2） 氣缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定 本設(shè)計的氣缸屬于雙向作用氣缸。 單活塞桿雙作用氣缸是使用最為廣泛的一種普通氣缸。因其只在活塞一側(cè)有活塞桿，所以壓縮空氣作用在活塞兩側(cè)的有效面積不等?；钊滦袝r活塞桿產(chǎn)生推力，活塞上行時活塞桿產(chǎn)生拉力。 (3-4) (3-5) 式中： - 活塞桿上的推力，N； -活塞桿的拉力，N； - 氣缸工作時的總阻力，N； - 氣缸工作壓力，Pa； -活塞直徑，m； -活塞桿直徑，m； 氣缸工作時的總阻力與眾多因素有關(guān)，如運動部件慣性力、背壓阻力、密封處摩擦力等。以上因素可以載荷率的形式計入公式，如要求

31、氣缸的靜推力和靜拉力，則在計入載荷率后： （3-6） (3-7) 計入載荷率就能保證氣缸工作時的動態(tài)特性。若氣缸動態(tài)參數(shù)要求較高；且工作頻率高，其載荷率一般取，速度高時取小值，速度低時取大值。若氣缸動態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速運動，其載荷率可取。 由以上分析得雙向作用氣缸的直徑: (3-8) 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得 =3.84mm 查機械設(shè)計手冊圓整，得D=4mm 由,可得活塞桿直徑: 圓整后，取活塞桿直徑d=1.2mm （3） 缸

32、筒壁厚和外徑的設(shè)計 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算: (3-9) 式中： - 缸筒壁厚，mm； - 氣缸內(nèi)徑，mm； - 氣缸試驗壓力，一般取（Pa）； -氣缸工作壓力 （Pa）； -缸筒材料許用應(yīng)力（Pa）； 本設(shè)計選用的按鍵測試氣缸缸筒材料采用為:鋁合金ZL106,[]=3MPa 將己知數(shù)據(jù)代入式(3-9)，則壁厚為: 取，則缸筒外徑為: D1=4+0.6×2=5.2(mm) 故查有關(guān)手冊表22-4-

33、3圓整為 D1=6mm （4）按鍵測試氣缸活塞桿行程長L計算 活塞桿的位移量為： S (3-10) 氣缸（活塞）行程與其使用場合及工作機構(gòu)的行程比有關(guān)。多數(shù)情況下不應(yīng)使用滿行程，以免活塞與缸蓋相碰撞，尤其用于夾緊等機構(gòu)。為保證夾緊效果，必須按計算行程多加0.01-0.02mm的行程余量。 (3-11) 故查有關(guān)手冊圓整為 （5） 校核 A. 活塞桿穩(wěn)定性的驗算：

34、當活塞桿的長度較小時，可以只按強度條件校核計算活塞桿直徑有: (3-12) 其中，[]， 則: mm 所以滿足實際設(shè)計要求。 B. 氣缸推力驗算： = = 由以上計算可知氣壓缸能產(chǎn)生的推力大于夾緊工件所需的推力。所以該氣缸滿足要求。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，初選QCJ2-B-6-S型彈簧壓回型氣缸。見機械設(shè)計手冊表22-4-2。 3.2 步進

35、電機計算與選型 （1） 初選電機為7900C_B_0步進電機,參數(shù)如表3-2所示[9]。 表3-2電機參數(shù) 型號 相數(shù) 相電流 步距角 最大靜轉(zhuǎn)矩 空載啟動頻率 空載運行頻率 轉(zhuǎn)動慣量 A 度 N.m Hz Hz Kg.cm^2 7900C_B_0 3 2 1.5 0.196 3000 27000 0.015 （2） 計算加在步進電機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 為了使轉(zhuǎn)動軸能夠進行精密的旋轉(zhuǎn)，因此在手部一側(cè)裝上步進電機，初選步進電機型號為7900C_B_0,查表得該型號電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量=0.015kg., 檢測移動平臺（紅色部分）的轉(zhuǎn)動慣量=

36、0.65 kg.。滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量為JK=0.125 kg. =++JK=0.79 kg. (3-17) （3） 計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上能夠的等效負載轉(zhuǎn)矩 分快速空載運動和承受最大工作負載兩種情況進行計算。 快速空載啟動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩 由式=可知，是快速空載啟動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩。 根據(jù)式 =，考慮縱向鏈的總效率，計算快速空載啟動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩： =* (3-19) —對應(yīng)縱向空載最快移動速度的步進電動機最高轉(zhuǎn)速； —步進電動機有靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需要的時間； 其中： —空載最快移

37、動速度，為2000r/min； —步進電動機步矩叫角，為1.5度； —脈沖當量，=0.025mm/脈沖。 將以上各式帶入式 (3-20) 算得=333。 設(shè)步進電動機由景致到加速至轉(zhuǎn)速所需時間=0.4s，傳動鏈總效率=0.7；則由式 =* (3-21) 求得=8.28*,因此=8.28* （4） 步進電動機最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 考慮到步進電動機采用的是開環(huán)控制，當電網(wǎng)電壓減低時，其輸出轉(zhuǎn)矩會下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)來選擇步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩時，需要考慮到安全系數(shù)。這里取安全系數(shù)K=4，則步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足： 4

38、=3.3* 對于前面預選的7900C_B_0行步進電動機，由表可知，其最大靜轉(zhuǎn)矩=0.196，可見完全滿足式4的要求。 綜上所述，這里選用7900C_B_0步進電動機，可以滿足設(shè)計要求。 3.6 步進電機性能校核 （1） 最快空載移動時電動機運行頻率校核 最快空載移動速度=2000mm/min，對應(yīng)的電動機運行頻率=222Hz。查表的7900C_B_0的極限運行頻率為27000Hz，可見沒有超出范圍。 （2） 啟動頻率的計算 已知電動機轉(zhuǎn)軸上的總慣量=0.665kg，電動機轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動慣量=0.015kg，查<<機電一體化課程設(shè)計指導書>>表4-3可知電

39、動機轉(zhuǎn)軸不帶任何負載時的最高空載啟動頻率=27000Hz。則由式 可以求出步進電動機克服慣性負載的啟動頻率為： =4010Hz。 上式說明，要想保證步進電動機啟動時不失步，任何時候的啟動頻率都必須小于4010Hz。實際上，在采用軟件升降時，啟動頻率選得很低，通常只有100Hz（即100脈沖/s）。 綜上所述，這里橫向進給系統(tǒng)選用7900C_B_0步進電動機，可以滿足設(shè)計要求[10]。 3.3 滾珠絲杠副的計算與選型 3.1.1 確定滾珠絲杠副的導程 ：工作臺最高移動速度 ：電機最高轉(zhuǎn)速； I ：傳動比 電機與絲杠間為聯(lián)軸器連接，i=1 由查表得

40、=4m/min，=1500r/min 代入得0.67mm 查《機械設(shè)計手冊》取5mm 1)初選滾珠絲杠副 由公式《機械設(shè)計手冊》（3.7－24）知 查《機械設(shè)計手冊》表（3.7－51）—表（3.7－54） 得＝1，＝1，＝1，＝0.53，=1.3，＝10000h 代入數(shù)據(jù)可求得＝13589N=13.58KN 2)確定允許的最小螺紋底徑 （1）估算絲杠允許的最大軸向變形量 ①（1/3—1/4）重復定位精度 ② (1/4—1/5 )定位精度 ：最大軸向變形量 已知重復定位精度10 定位精度25 ①＝3，②＝6 取兩種結(jié)果最小值＝3 （2）估算最小

41、螺紋底徑 絲杠要求預拉伸，取兩端單推-單推的支承形式 ：最小螺紋底徑mm L＝（1.1—1.2）行程+(10—14) 靜摩擦力= 已知行程950mm，＝800N, =0.2 代入數(shù)據(jù)得L=1110mm，＝160N, =9.5mm 3)確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 (1)選內(nèi)循環(huán)浮動式法蘭，直筒螺母型墊片預緊形式 (2)由計算出的，，在《機械設(shè)計手冊》中選取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副SFS390_20_25G 高速靜音型滾珠絲桿。 =5, =22000N>=13589N 4)確定滾珠絲杠副預緊力 = 其中＝2200 ＝733N 5)行程補償值與

42、拉伸力 （1）行程補償值C=11.8 式中＝ 查《機械設(shè)計手冊》＝950 ＝110，＝（2—4）＝15 溫差取 代入數(shù)據(jù)得C=32 (2)預拉伸力 ＝1.95 代入得＝4807N 6）確定滾珠絲杠副支承用得軸承代號，規(guī)格 a. 軸承所承受得最大軸向載荷 ＝4807＋2200＝7007 b. 軸承類型 兩端固定的支承形式，選背對背60角接觸軸承。 1　 軸承內(nèi)徑 d略小于＝20mm，=，取d＝15mm 帶入數(shù)據(jù)得＝2336N 2　 軸承預緊力：預力負荷 3　 按《機械設(shè)計手冊》選取軸承型號規(guī)格 當d＝15mm，預加負荷為： 所以選GB276-82

43、60°角接觸軸承。 d＝30，預加負荷為2900>＝2336N 7）滾珠絲杠副工作圖設(shè)計 (1)絲杠螺紋長度 由表查得余程 （2）兩固定支承距離，絲杠L (3)行程起點離固定支承距離 ＝382mm，＝442mm ＝502mm，＝30mm 8）傳動系統(tǒng)剛度 （1）絲杠抗壓剛度 1）絲杠最小抗壓剛度 ＝6.6 :絲杠底徑 ：固定支承距離 代入數(shù)據(jù)＝782N/ 2）絲杠最大抗壓剛度 ＝6 .6 代入數(shù)據(jù)得9000 N/ （2）支承軸承組合剛度 1）一對預緊軸承的組合剛度 ：滾珠直徑mm， Z：滾珠數(shù) ：最大軸向工作載荷 N

44、 ：軸承接觸角 由《機械設(shè)計手冊》查得 7602030TVP軸承是預加載荷得3倍 ＝8700N/ =375 N/ 2）支承軸承組合剛度 ＝750 N/ 3)滾珠絲杠副滾珠和滾道的接觸剛度 ：《機械設(shè)計手冊》上的剛度 ＝2150 N/, =2200N, =733N 代入數(shù)據(jù)得＝1491 N/ 9）剛度驗算及精度選擇 =3.5，Z＝17，＝ （1） 代入前面所算數(shù)據(jù)得＝ 代入前面所算數(shù)據(jù)得 已知＝800N, =0.2, =160N :靜摩擦力，：靜摩擦系數(shù)，：正壓力 （2

45、）驗算傳動系統(tǒng)剛度 ＝；已知反向差值或重復定位精度為10 ＝30>25.6 （3）傳動系統(tǒng)剛度變化引起得定位誤差 ＝（－），代入＝5 （4）確定精度 ：任意300mm內(nèi)行程變動量對系統(tǒng)而言 0.8×定位精度－ 定位精度為20/300 <14.3,絲杠精度取為3級 ＝12<14.3 （5）確定滾珠絲杠副得規(guī)格代號 已確定得型號：FFZD 公稱直徑：40，導程：5 螺紋長度1290，絲杠長度1410 P類3級精度 所選規(guī)格型號：FFZD4005-3-P3/502×382 3.4 抬升氣缸的計算與選型 根據(jù)氣缸推力

46、拉力的大小要求，選定氣缸使用壓力參數(shù)以及缸徑尺寸： 物理模型描述： 如圖加粗實線為所選氣缸，虛線部分為可提升的工作臺，則當氣缸收回時，活塞桿所受壓力即為整個可提升工作的的重力及慣性力。 （1）計算氣缸直徑 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表22-1-56公式可知: 雙作用氣缸活塞桿輸出力計算公式： 推力Fpu≈(0.65~0.4)D2P 缸徑：D≈(1.23~1.6) 拉力 Fpo≈(0.6~0.37)D2P 缸徑：D≈(1.23~1.65) p為氣缸工作壓力 單位pa 由于可升降平臺的下落時有重力的作用，因為只需考慮氣缸收回時的情況即可。 Fpo≈

47、(0.6~0.37)D2P 缸徑：D≈(1.23~1.65) 估算升降平臺的重力為192 N，則 D=1.65，p設(shè)為0.6MPa。則D=1.65=41.8mm 計算缸壁壁厚 一般氣缸缸壁壁厚與內(nèi)徑之比 氣缸缸筒承受壓縮空氣的壓力，其壁厚可按薄壁筒公式計算:, 其中D為氣缸直徑，mm Pp為實驗耐壓力，pa，Pp=1.5Pmax Pmax為氣缸最高工作壓力，pa σp為活塞桿材料許用應(yīng)力，pa，其計算公式可參照缸筒材料許用應(yīng)力計算公式，安全系數(shù)取n≥1.4 σp=，σb為缸筒材料抗拉強度，pa 按公式計算出的壁厚通常都很薄，實際選用中應(yīng)選擇標準鋼管或

48、者鋁合金管。根據(jù)下面表格合理選取。 (2)活塞桿直徑計算 已知氣缸行程為180 mm, 則可計算出活塞桿直徑。由《機械設(shè)計手冊》表22-1-56 公式得知： 對于實心活塞桿： 時， 當時， L,活塞桿的計算長度，m K，活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，m，對于實心桿，K= d，活塞桿直徑，m m，由安裝連接條件決定的系數(shù)，見《機械設(shè)計手冊》表22-1-56 續(xù)表 E，活塞桿材料彈性模量，pa，鋼材取E=2.1×1011pa nk，氣缸壓桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般選取nk=2~6 Fpu，氣缸理論輸出推力，N a，系數(shù)，鋼材取 f，材料試驗強度值，鋼材取f=4.91

49、15;108pa A，活塞桿橫截面面積，m2，對于實心桿A= 計算出活塞桿直徑需按照GB/T 2348-1993()氣壓氣動系統(tǒng)及元件-缸內(nèi)徑及活塞外徑）進行圓整。計算出的活塞桿長度需按照GB/T 2349-1980(氣壓氣動系統(tǒng)及元件-缸活塞行程系列）進行圓整。 22-115 3.5 主要部件的設(shè)計 3.5.1 平臺連接件1 3.5.2 平臺連接件2 3.5.3 檢測平臺連接件 3.5.4 直線軸承套 3.5.5 傳感器的選取 傳感器是將被檢測對象的各種物理變化量變?yōu)殡娦盘柕囊环N變換器。它主要被用于檢測系統(tǒng)本身與作業(yè)對象、作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，為有效

50、地控制系統(tǒng)的動作提供信息。 根據(jù)本設(shè)計的要求需要對位置檢測裝置進行選用。位置檢測裝置檢測工作臺動作是否到位。 在本設(shè)計中，當氣壓缸活塞運動時，應(yīng)有相應(yīng)的位置檢測裝置檢測動作是否到位，常用的位置檢測裝置是接近開關(guān)。接近開關(guān)是一種在一定的距離（幾毫米至十幾毫米）內(nèi)檢查物體有無得傳感器。它給出的是高電平或低電平的開關(guān)信號，有的還具有較大的負載能力，可直接驅(qū)動繼電器工作。接近開關(guān)具有靈敏度高、頻率響應(yīng)快、重復定位精度高、工作穩(wěn)定可靠及使用壽命長等優(yōu)點。許多接近開關(guān)檢測頭與測量轉(zhuǎn)換電路及信號處理電路做在一個殼體內(nèi)，殼體上帶有螺紋，以便安裝和調(diào)整距離。同時在外部有指示燈，指示傳感器的通斷狀態(tài)。常用的接

51、近開關(guān)有電感式、磁感應(yīng)式、光電式及霍爾式。 本設(shè)計中采用電容式接近開關(guān)檢測工作臺動作是否到位，當運動到指定位置時，碰到行程開關(guān)，終結(jié)上一個動作，準備執(zhí)行下一個動作。 4機械標準件的選型與校核 4.1 聯(lián)軸器的選型與校核 4.1.1 聯(lián)軸器的分類 本次傳動裝置的設(shè)計中，采用了聯(lián)軸器，這里對其做簡單介紹：聯(lián)軸器是機械傳動中常用的部件。它用來把兩軸聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離；只有在機器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。 聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時，要從

52、結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。 根據(jù)對各種相對位移有無補償能力（即能否在發(fā)生相對位移條件下保持聯(lián)接的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無補償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補償能力）兩大類。 1. 剛性聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等。凸緣聯(lián)軸器是把兩個帶有凸緣的半聯(lián)軸器聯(lián)成一體，以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼，重載時或圓周速度大于30m/s時應(yīng)用鑄鋼或碳鋼。由于凸緣聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器，對所聯(lián)兩軸的相對位移缺乏補償能力，故對兩軸對中性的要求很高。當兩軸有相對位移存在時，就會在機件內(nèi)引起附加載荷，使工作情況惡化，這是它的主要缺點。但由

53、于構(gòu)造簡單、成本低、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，故當轉(zhuǎn)速低、無沖擊、軸的剛性大、對中性較好時亦常采用。 2.撓性聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器因具有撓性，故可補償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。常用的有以下幾種： （1) 十字滑塊聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器由兩個在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器和一個兩面帶有凸牙的中間盤所組成。由于凸牙可在凹槽中滑動，故可補償安裝及運轉(zhuǎn)時兩軸間的相對位移。 這種聯(lián)軸器零件的材料可用45鋼，工作表面須進行熱處理，以提高其硬度；要求較低時也可用Q235鋼，不進行熱處理。為了減少摩擦及磨損，使用時應(yīng)從中間盤的油孔中注油進行潤滑。 因為半聯(lián)軸器與中間盤組成移動副，不能發(fā)生相對

54、轉(zhuǎn)動，故主動軸與從動軸的角速度應(yīng)相等。但在兩軸間有相對位移的情況下工作時，中間盤就會產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動載荷及磨損。因此選用時應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。 這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速,軸的剛度較大，且無劇烈沖擊處。效率，這里為摩擦系數(shù)，一般取為0.12~0.25；為兩軸間徑向位移量，單位為；為軸徑，單位為。 （2）滑塊聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器與十字滑塊聯(lián)軸器相似，只是兩邊半聯(lián)軸器上的溝槽很寬，并把原來的中間盤改為兩面不帶凸牙的方形滑塊，且通常用夾布膠木制成。由于中間滑塊的質(zhì)量減小，又具有較高的極限轉(zhuǎn)速。中間滑塊也可用尼龍6制成，并在配制時加入少量的石墨或二硫化鉬，以便在使用時可以自行潤

55、滑。 這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無劇烈沖擊處。 4.1.2 聯(lián)軸器的選型與校核 本設(shè)計中，為了結(jié)構(gòu)緊湊和減輕重量，且安裝方便，故選用套筒式聯(lián)軸器。對軸上套筒聯(lián)軸器進行校核計算：套筒式聯(lián)軸器的工作，主要取決于鍵的強度。 假定載荷在鍵上的工作面上均勻分布，普通平鍵的強度條件為： 已知在大臂關(guān)節(jié)軸方向上最大轉(zhuǎn)矩，且為普通圓頭平鍵，k=5，l=L-b=19，則： ； 已知小臂關(guān)節(jié)軸軸上的最大轉(zhuǎn)矩，為單圓頭普通平鍵，k=5，l=L-b /2=12.5,則： 。 4.2 軸承的分類及選用 4.2.1 軸承

56、的主要分類及用途 1. 深溝球軸承 最具代表性的滾動軸承，用途廣泛，可承受徑向負荷與雙向軸向負荷，適用于高速旋轉(zhuǎn)及要求低噪聲、低振動的場合。 主要用途：汽車：后輪、變速器、電氣裝置部件，儀表、內(nèi)燃機、建筑機械、鐵路車輛、裝卸搬運機械、農(nóng)業(yè)機械、各種產(chǎn)業(yè)機械。 2. 角接觸球軸承 套圈與球之間有接觸角，標準的接觸角為15°、30°和40°，接觸角越大軸向負荷能力也越大，接觸角越小則越有利于高速旋轉(zhuǎn)，單列軸承可承受徑向負荷與單向軸向負荷。 主要用途：單列：機床主軸、高頻馬達、燃汽輪機、離心分離機、小型汽車前輪、差速器小齒輪軸。 雙列：油泵、羅茨鼓風機、空

57、氣壓縮機、各類變速器、燃料噴射泵、印刷機械。 3. 四點接觸球軸承 可承受徑向負荷與雙向軸向負荷，單個軸承可代替正面組合或背面組合的角接觸球軸承，適用于承受純軸向負荷或軸向負荷成份較大的合成負荷，該類軸承承受任何方向的軸向負荷時都能形成其中的一個接觸角（α），因此套圈與球總在任一接觸線上的兩面三刀點接觸。 主要用途：飛機噴氣式發(fā)動機、燃汽輪機。 4. 調(diào)心球軸承 因外圈滾道表面是以軸承中心為中心的球面，故能自動調(diào)心，允許內(nèi)圈（軸）相對外圈（外殼）軸線偏斜量。一般不宜承受純軸向載荷。 主要用途：木工機械、紡織機械傳動軸、立式帶座調(diào)心軸承。 5. 圓柱滾子軸承 圓柱滾子與滾道呈線接

58、觸，有較大的徑向負荷能力，不僅適用于能夠承受重負荷與沖擊負荷，而且適用于高速旋轉(zhuǎn) N型及NU型可軸向移動，能適應(yīng)因熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對位置的變化，最適應(yīng)用作自由端軸承NJ型及NF型可承受一定程度的單向軸向負荷，NH型及NUP型可承受一定程度的雙向軸向負荷內(nèi)圈或外圈可分離，便于裝拆NNU型及NN型抗徑向負荷的剛性強，大多用于機床主軸。 主要用途：中型及大型電動機、發(fā)電機、內(nèi)燃機、裝卸搬運機械、燃汽輪機、減速裝置、機床主軸、各類產(chǎn)業(yè)機械。 6. 實體型滾針軸承 有內(nèi)圈軸承的基本結(jié)構(gòu)與NU型圓柱滾子軸承相同，但由于采用滾針，體積可以縮小，并可承受大徑向負荷無內(nèi)圈軸承要把具有合適精

59、度和硬度的軸的安裝面作為滾道面使用。 主要用途：汽車發(fā)動機、變速器、泵、挖土機履帶輪、提升機、橋式起重機、壓縮機。 7. 圓錐滾子軸承 該類軸承內(nèi)有形狀為圓臺的滾子，內(nèi)圈大擋邊引導滾子，設(shè)計上使得內(nèi)圈滾道面、外圈滾道面以及滾子滾動面的各圓錐面的頂點相交于軸承中心線上的一點，單列軸承可承受徑向負荷與單向軸向負荷，雙列軸承可承受徑向負荷與雙向軸向負荷，適用于承受重負荷與沖擊負荷，按接觸胸（α）的不同，分為小錐角、中錐角和大錐角三種型式，接觸角越大軸向負荷能力也越大。 主要用途：汽車的前后輪、差速器小齒輪軸、變速器。機床主軸、建筑機械、大型農(nóng)業(yè)機械、鐵路車輛齒輪減速裝置、軋鋼機輥頸及減速裝置

60、。 8. 調(diào)心滾子軸承 因外圈滾道表面是以軸承中心為中心的球面，故能自動調(diào)心，一般不宜承受純軸向載荷。但具有較大的軸向承載能力，允許內(nèi)圈（軸）相對外圈（外殼）軸線偏斜量。 主要用途：造紙和印刷機械、各種減速裝置、火車及動車車軸、軋鋼機齒輪箱座、軋鋼機輥道子、破碎機、振動篩、木工機械、各類產(chǎn)業(yè)用減速機、立式帶座調(diào)心軸承。 9. 推力球軸承 只能承受軸向載荷。高速離心力大，鋼球與保持架磨損，發(fā)熱嚴重，壽命降低，故極限轉(zhuǎn)速很低，為了防止鋼球與滾道之間的滑動，工作是必須加有一定的軸向載荷。軸線必須與軸承座底面垂直，載荷必須與軸線重合，以保證鋼球載荷的均勻分配。 主要用途：汽車轉(zhuǎn)向銷、機床主

61、軸。 10. 推力圓柱滾子軸承 該軸承包括三個組成部分，有墊圈形滾道圈（軸圈、座圈）與圓柱滾子和保持架組件構(gòu)成。圓柱滾子采用凸面加工，因此滾子與滾道面之間的壓力分布均勻，可承受單向軸向負荷，軸向負荷能力大，軸向剛性也強。 主要用途：石油鉆機、制鐵制鋼機械。 11. 推力滾針軸承 在同樣內(nèi)經(jīng)條件下，與其他類型軸承相比，其外徑最小，內(nèi)圈或外圈可以分離，工作是允許內(nèi)、外圈有少量的軸向錯動。有較大的徑向承載能力。一般不帶保持架。摩擦系數(shù)比較大。此軸承所占的空間小，有利于緊湊性的機械設(shè)計。 主要用途：耕耘機、汽車、機床等設(shè)備的變速裝置。 12. 推力圓錐滾子軸承 該類軸承裝有圓臺形滾子（

62、大端為球面），滾子由滾道圈（軸圈、座圈）擋邊準確引導，設(shè)計上使得軸圈和座圈滾道面以及滾子滾動面的各圓錐面的頂點相交于軸承中心線上的一點，單向軸承可承受單向軸向負荷，雙向軸承可承受雙向軸向負荷，雙向軸承將中圈與軸配合，但由于采用間隙配合，因此必須用軸套等使中圈軸向定位推力調(diào)心滾子軸承。 4.2.2 軸承選型 本設(shè)計中，多采用的是角接觸球軸承，套圈與球之間有接觸角，標準的接觸角為15°、30°和40°，接觸角越大軸向負荷能力也越大，接觸角越小則越有利于高速旋轉(zhuǎn)?？梢酝瑫r承受徑向載荷及軸向載荷。能在較高的轉(zhuǎn)速下正常工作。由于一個軸承只能承受單向的軸向力，因此，一般成

63、對使用。 角接觸球軸承的校核： 根據(jù)軸上零件的受力，從而得到軸承的受力狀況，進而對其進行力的分析，經(jīng)查表，并代入公式： 得到，當量動載荷，式中，X、Y分別為徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)。 由滾動軸承壽命的計算公式： 式中，為指數(shù)，對于球軸承，；對于滾子軸承，。從而得到軸承的使用壽命。 4.3 鍵的分類及選用 4.3.1 鍵的分類 1平鍵聯(lián)接。它具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性較好等優(yōu)點，因而得到廣泛應(yīng)用。鍵的兩側(cè)面是工作面，它來傳遞扭矩，但不能承受軸向力，不能對軸上的零件起到軸向固定的作用。按鍵構(gòu)造分，有圓頭（A型0、方頭（B型）及單圓頭（C型）三種。鍵一般用抗拉

64、強度δΒ≥MPa的碳鋼或精拔鋼制造，常用的材料為45號鋼。 2半圓鍵。鍵在槽中能繞其幾何中心擺動以適應(yīng)輪轂中鍵槽的斜度，工作時，其側(cè)面來傳遞扭矩。特點是：工藝性較好，裝配方便、尤其適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接。缺點是鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，故一般只用于輕載聯(lián)接中。 3楔鍵聯(lián)接。工作時，*鍵的楔緊作用來傳遞扭矩，同時還可承受單向的軸向載荷，對輪轂起到單向的軸向定位作用。它分為普通楔鍵及鉤頭楔鍵兩種。常用于一些低速、輕載和對傳動精度要求不高的聯(lián)接中。 4切向鍵。工作時，*工作面上的擠壓力和軸與輪轂間的摩擦力來傳遞扭矩。用一個切向鍵時，只能單間傳動；有反轉(zhuǎn)要求時，必須用兩個切向鍵，常用于重型

65、機械、直徑較粗的軸等場合。 4.3.2 鍵的選用 考慮到本系統(tǒng)受力不大，沒有軸向受力，不需要用鍵軸向固定，故決定采用平鍵連接。 5系統(tǒng)控制部分設(shè)計 5.1 控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 工作臺的控制系統(tǒng)一般是使工作臺運動協(xié)調(diào)為目的，包括高性能的計算機及相應(yīng)的系統(tǒng)硬件和控制軟件。 工作臺的控制部分可分為4個部分：工作臺及其感知器、環(huán)境、任務(wù)、控制器。工作臺是由各種機構(gòu)組成的裝置，它通過感知器的內(nèi)部傳感器實現(xiàn)本體和環(huán)境狀態(tài)的檢測和信息交互；環(huán)境即指工作臺所處的周圍環(huán)境；任務(wù)是指工作臺要完成的操作，它需要適當?shù)某绦蛘Z言描述，并把它們存入控制機中，隨著系統(tǒng)的不同，任務(wù)的輸入可能是程序方式，或文字

66、、圖形或聲音方式；控制器包括軟件和硬件兩大部分，相當于工作臺的大腦，它以計算機或?qū)Ｓ每刂破鬟\行程序的方式來完成給定的任務(wù)。 控制系統(tǒng)的硬件一般包括3個部分： 感知部分 用來收集工作臺的內(nèi)部和外部的信息，如位置、速度、加速度傳感器可接受工作臺的本體狀態(tài)，而視覺、觸覺、力覺等傳感器可感受工作臺的工作環(huán)境的外部狀態(tài)。 控制裝置 用來處理各種信息，完成控制過程，產(chǎn)生必要的控制指令，它包括計算機相應(yīng)的接口等。 驅(qū)動部分 為了使工作臺完成操作及移動功能，工作臺各關(guān)節(jié)可選用氣動、液動、電氣等方式驅(qū)動。 5.2 PLC的選型 PLC種類較多，主要有西門子、三菱、歐姆龍、法奈克、

67、施耐德等，但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均有配套且目前用得最廣泛的的主要是西門子、三菱、歐姆龍的PLC。根據(jù)確定的PLC點數(shù)：實際輸入點8點，實際輸出點22點，綜合對比三菱FX系列（包括FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N等）、西門子系列、OMRON系列中I/O點數(shù)為48點各型號的PLC的價格、性能、實用場合等各方面。本系統(tǒng)可選擇PLC型號為：FX2N—32M，合計總數(shù)32點—16點輸入，DC24V，32點繼電器輸出；尺寸（mm）：220×87×90，其性能、價格都優(yōu)于其他PLC。 FX2N系列是FX系列PLC家族中比較先進的系列，它能最大范圍地包容了標準特點，程式執(zhí)行更快，全面補充通訊功能，適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自