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调质处理。
（2）初算轴径
对于转轴，按转扭强度初算轴径，查（哈尔滨工业大学大版）机械设计表10.2得C=106~118，考虑轴端弯矩比转矩小，故取C=106，则
3dmin?C取dmin?41mm （3）结构设计
p?106?n30.5?40.5mm
8.96轴承部件的结构形式：因传递功率小，轴的长度又比较小，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。
密封圈与轴段1：在确定轴段2的直径时，应考虑密封圈的尺寸方面的问题，查机械设计手册，可选用毛毡油封JB/ZQ 4606-1986的轴径为41mm，故轴段2的直径d=41mm。
轴承与轴段2及轴段6：考虑齿轮有轴向力，轴承类型选角接触球轴承。轴段2安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又应符合轴承内径系列。现取轴承轴承型号为7209C,查轴承手册，内径d=45mm，外径D=85mm，宽度B=19mm，故轴段2的直径d=45mm。
通常同一根轴上的两个轴承取相同型号，故轴段6的直径d=45mm，长度取19mm。
带轮与轴段3：轴段3上安装带轮，为便于带轮的安装，轴段3的直径应略大于轴段2的直径，可取轴段3的直径d=48mm。带轮左端用套筒固定，为使套筒端面顶在带轮左端面上，即紧靠，轴段3的长度应比带轮毂长略短，若毂长与带轮宽相等，已知B=20mm，故取轴段3的长度l=18mm。
轴段4：带轮右端采用轴肩固定，由此可确定轴段4的直径。按图10.9中公式计算得轴肩高度h=3.36~4.8，取d=55mm。按图10.9中公式计算轴环宽度为
b?1.4h?1.4?（55-48）2?4.9mm，可取轴段4的长度l=10mm。
轴段5：轴段5安装齿轮，已知轮毂长26mm，取轴段5的长度l=24mm。 轴段1、2、5的长度：轴段1、2、5的长度除与轴上零件有关外，还与机体和轴承盖等零件有关。通常从带轮端面向两端展开来确定这些尺寸。为避免带轮
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与不动机体相碰，应在带轮端面与机体内壁间留有足够间距H,有表10.3，可取H=15mm。取轴段1的长度为41mm，轴段2的长度为56mm，轴段5的长度为10mm。
键连接：带轮与齿轮与轴的周向连接均采用A型普通平键连接。
6手臂升降结构设计
手臂升降装置主要有直齿圆柱齿轮、齿条、挡块以及导轨副（承导件和运动件）组成。手臂的升降通过齿轮齿条传动来实现，其原理是：齿轮齿条机构就是完成直线运动和转动相互转化的机构，电机输出轴带动齿轮旋转，通过运动的传递与转化实现齿条的直线移动，从而实现机械臂的升降运动。
传动方式的选择：
齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，其应用范围十分广泛，型式多样，传递功率从很小到很大（可高达数万千瓦）。
齿轮传动的主要特点：
传动效率高 可达99％。在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高； 结构紧凑 与带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需 的空间一般较小；
与各类传动相比，齿轮传动工作可靠，寿命长；
传动比稳定 无论是平均值还是瞬时值。这也是齿轮传动获得广泛应用的 原因之一；
与带传动、链传动相比，齿轮的制造及安装精度要求高，价格较贵。 齿轮传动的分类：
按齿轮类型分：直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 锥齿轮传动 人字齿轮传动 按装置形式分：开式传动、半开式传动、闭式传动。
按使用情况分：动力齿轮─以动力传输为主，常为高速重载或低速重载传动。 传动齿轮─以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。 按齿面硬度分：软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS） 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS） 齿轮的设计准则：
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对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是：
保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。
6.1手臂升降齿轮齿条的设计
图6-1齿轮齿条啮合示意图
1、啮合齿轮的数据确定
设模数m=3，z=17，α=20o，其宽选择20，计算如下： d=m×z=3×17=51 da=d+2ha=51+2×1×3=57 df=d-2hf=51-2×1.25×3=43.5
齿轮选用45号钢或41Cr4制造并经调质，表面硬度均应在56HRC以上。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。由于齿轮转速低，是一般的机械，故选择7级精度。经校核，齿轮满足强度及刚度的要求。
2、齿条的设计
设模数m=3，z=40，α=20o，其宽选择20+10，即有齿部分为20，没有齿部分为10，计算如下：
p=π×m =9.425 L=p×z=377 ha=m×ha* =3 hf= m×(ha*+c*) =3.75
齿条选用45号钢或41Cr4制造并经调质，表面硬度均应在56HRC以上，选
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择7级精度。
7导轨设计
导向支承部件的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。这样的部件通常被被称为导轨副，简称导轨。
导轨副主要由承导件和运动件两部分组成，如下图所示：
运动方向为直线的被称为直线导轨副，为回转的被称为回转运动导轨副。常用的导轨副种类很多，按其接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等。
在机械手的设计中我们选择的是直线运动滚动导轨。 7.1导轨的选择 设定使用条件 安装方式：水平安装
行程：主导轨2680mm；横导轨1550mm 选择类型：HSR系列 选择驱动方式：气缸驱动 7.2主轨道导轨设计
根据主轨道的轨道长要求初选导轨型号为HSR25CA，其各参数如下表所示:
表7-1HSR25CA型轨道参数
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直线运动系统在静止或运行时, 可能受到因振动、冲击，或停启所产生的惯性力等预想不到的外力作用。对于此类负荷有必要考虑其静态安全系数。
静态安全系数(fS)由直线运动系统的负荷能力（基本额定静负荷C0）为施加于直线运动系统上实际负荷的多少倍来表示。
fs?fc?c0 pfS ∶静态安全系数
fC ∶接触系数(参照A0-11 表2) C0 ∶基本静额定负荷 P ∶负荷计算值 所以