李连升 机油冷却器芯分子总成装配机械手设计
并且在抓取后放置时还要实现精确的定位，因此选用钳抓式手部。 具体方案见图3-6：
图3-6 钳抓式手部方案
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第四章 上料装置与装配机械手的结构设计
4.1上料装置的结构设计
4.1.1回转工作台的设计
4.1.1.1回转工作台尺寸的确定
上料装置我们采用圆形回转工作台，尺寸：直径550mm，高度40mm。由于回转工作台主要是承受工件的重量，然而工件的重量又很轻，对其承重能力没有特别要求，故回转工作台的材料用45钢即可。
工作台的质量 ： m1???55.02?4?7.9?300.15kg(??7.9g/cm3) 工件的总质量 ： m2?60?6.94?4?1.11kg 所以总的质量 ： m总＝m1?m2?301.26kg 即总重量 ： G?m总g?301.26?9.8?2952.34N 工作台转速 ：n?16r/min，则 ??工作台绕主轴旋转的转动惯量 ：
222J?J?J?mr?(mr?m??d) 1211222
222?300.15?0.55?(1.11?0.55?1.11?0.174)
2?91.2kg.m
2?n2??16??1.675rad/s 60604.1.1.2钳抓式手部的设计
钳抓式手部只需承受工件的重量，但工件的重量很轻，所以钳抓式手部材料选45钢即可。
其具体尺寸如图4-1所示：
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图4-1 托盘
4.1.1.3定位装置的设计
1．弹簧的设计：
此处所选弹簧为压缩弹簧，其作用于定位销，通过定位销对工作台产生一个力矩，推动工作台做微小转动，从而使工作台准确定位。由经验可知，所需的弹簧的弹力为F?13N,由《简明机械零件设计手册》表17－3得：弹簧的极限工作载荷Flim?1.67F?1.67?13?21.71N。
由表17－14中，根据Flim?21.71N，选取弹簧尺寸如下：d?0.8mm，
P?5.04mm，D2?9.0mm
d－材料直径
D2－弹簧中径 P－节距 2．定位销的设计
定位销的头部可以是锥形的，也可以是圆形的，或是其它形状。需根据具
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体使用条件来确定。此处为了便于加工及安装，选用头部为锥形的定位销。 先假设定位销头部的锥角为60o，则F1?F?13?2?26N OCOS60
4.1.2轴及其相关部件的设计
4.1.2.1.轴的设计
1．轴的材料
轴的材料主要是碳钢和合金钢。合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能，应用于需传递大的动力，并要求减少尺寸和质量，提高轴径的耐磨性，以及处于高温或低温条件的情况。但是碳钢比和合金钢低廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学处理的方法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴更广泛，而且最常用的是45钢。此处为一般轴，故采用45钢即可。
2．轴的结构设计
（1）轴上零件的装配方案确定
方案一：上下端轴承，上端轴承盖，回转工作台均从上向下安装，下端盖和带轮从下向上安装。
方案二：上端轴承，上端轴承盖，回转工作台从上向下安装，下端轴承，下端盖和带轮从向上安装。
由于方案一中两个轴承之间的间距较大，采用套筒定位时要考虑到套筒的质量及材料用量，不可取。方案二中两个轴承通过轴肩定位，不必用到套筒。故选方案二。
（2）轴上零件的定位
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①零件的轴向定位
轴承利用轴肩和轴承端盖来定位，带轮和工作台均是用轴肩和螺母来定位。 ②零件的轴向定位
轴承利用过盈配合来定位，工作台和带轮均是利用键来定位。应注意同一根轴上的键槽应设计在同一母线上。
③轴的结构工艺性
1)安装轴承处需留有砂轮越程槽； 2)需制螺纹的轴段，留有退刀槽;
3)为了减少装夹工件的时间，该轴上不同轴段的键槽布置在同一母线上； 4）为了减少加工刀具的种类和提高劳动生产率，轴径相差不大的轴上的砂轮越程槽和退刀槽采用相同尺寸。
3、轴的计算 （1）轴径的确定
装工作台处的轴径相对最小，从此处通过计算确定该处轴径。
F1?f/cos60o?13?2?26N
M1?F1?sin60o?R?26?3?0.275?6.20N.m 2PW 1?M1???6.20?1.675?10.39由《机械设计》公式15－2得： 轴的直径d?39550000P
0.2[?P]?n由表15-3查得：[?P]?25~45MPa,，取[?P]?35MPa
?39550000?10.39?10则 d0?3?9.6mm
0.2?35?16应当指出的是，当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。由于直径d?100mm，且有两个键槽时，轴径应增大10％～15％。故： d?(1?12%)d0?11.52，经圆整后取d?20mm，则各段轴径具体尺寸见零件图。
（2）各段轴的长度的确定