李连升 机油冷却器芯分子总成装配机械手设计
各段轴径确定以后即可选定所需轴承，然后依次确定各段轴的长度，具体尺寸见零件图。
（3）轴的校核
由于轴径最小处直径通过扭矩计算来确定的，故不需要进行弯扭强度校核。但是由于该轴要承受工作台及工件的总重量对其的压力作用，并且此力相对较大，故需进行压杆稳定性校核。
数学模型：
此处轴的约束可看作两端铰支，如图4-2。
l?232mm
图4-2压杆模型
材料力学：
I???dA??A20.0190.01112??3d????4|0.019??3.14?(0.0194?0.014)?4.1?10?4m40.0122
查《机械零件设计手册》表1-6得：E?200GPa
由欧拉公式
FCR??2EIl2 ?F，符合条件。
4.1.2.2轴承的选用
1．轴承类型的确定
由于此处轴承主要承受轴向力，只有在主轴开始和停止旋转的时候才会产生少量的径向力，故选用圆锥滚子轴承。
圆锥滚子轴承主要承受以径向载荷为主的径轴向联合载荷，而大锥角可承受
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以轴向载荷为主的径轴向联合载荷。圆锥滚子轴承为分离型轴承，其内圈（含圆锥滚子和保持架）和外圈可以分别安装。在安装和使用过程中可以调整轴承的径向和轴向游隙，也可以预过盈安装，单列的在径向载荷作用下，会产生附加轴向力。因此，一般应成对配置（同名端面相对安装）。如单独使用，其外加轴向力应大于附加轴向力。
锥角??100~180的小锥角圆锥滚子轴承3000型主要承受径向载荷，锥角
??270~300的小锥角圆锥滚子轴承3000B型主要承受轴向载荷并能承受少量径向载荷。按照需要此处应选用3000B型轴承，但是由于此处受轴向力不大，故选用3000型即可。.
2．按额定动载荷选择轴承
当量动载荷 ： P?(xFr?yFa)fp，其中fp为载荷系数，Fr纯径向载荷，Fa纯轴向载荷，x径向动载荷系数，y轴向动载荷系数。此处Fa很小，计算时由《机械设计》表13－5：Fa/Fr?e，故选取y?0.4mmFr?0,Fa?2952.34N。
13－6：fp?1.1
所以P?fp(xFr?yFa)?1.1?0.4?2952.34?1299.03N?Ca，符合条件。 根据轴径不能太小，由《机械设计手册－轴承》表6－2－79，选取d?40mm的30208型单列圆锥滚子轴承。
3．轴承的配置
由于此处轴两端悬臂部分相对于整根轴相对较短，故采用正装，以提高轴的支承刚性。
对于圆锥滚子轴承，一般采用双支点各单向固定的定位方式。安装时，通过调整轴承外圈的轴向位置，可使轴承达到理想的游隙或是所要求的预紧程度。
4．轴承的轴向固定
轴上轴向零件的轴向定位是以轴间，套筒，轴承挡圈，轴承端盖和圆螺母来定位的。
此处利用轴肩和轴承端盖的方式来固定。 5．轴承的游隙调整
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征对不同的情况有不同的游隙调整方法，其中最长用的使加调整垫片。此处，利用轴承端盖处的调整垫片厚度的改变来调整游隙。
6．轴承的预紧 轴承预紧的方式有：
（1）夹紧一对圆锥滚子轴承的外圈而预紧；
（2）在一对轴承中间加入套筒而预紧，预紧力可有套筒的长度来调整； （3）安装时通过调整外圈的轴向位置来进行预紧；
（4）此处通过调整轴承外圈的轴向位置，使轴承达到所要求的预紧程度。 7．滚动轴承的润滑
由《机械设计》表13－10得：
dn?16?40?640mm.r/min?16?104mm.r/min,故选用脂润滑。
8．轴承端盖和密封装置的设计 （1）轴承端盖的设计
由《机械设计实践》表4.14：根据D?80mm，确定轴承端盖各尺寸如下：
d3?10，n?4，d0?d3?(1~2)?12， D0?D?2.5d3?80?25?105， D4?(0.85~0.9)D?70，
D5?D0?(2.5~3)d3?105?30?75，
e?1.2d3?12， e1?(0.1~0.15)D?12，
??8，m?20
（2）密封圈的设计由《机械设计实践》表15.10：根据d0?40，确定密封圈各尺寸如下：
d?39,D?52,b?5,b1?4,b2?5.5,d1?41,D1?53
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4.1.2.3轴上伺服电机的选择
1．传动功率和扭矩的计算
N?G?cos75o?2952.34?cos75o?764,12N 由《简明机械零件设计手册》表1－12查得：
??0.04
f1??N?764.12?0.4?305.65N
M2?f1?cos15o?0.02?305.65?cos15o?0.02?5.92N.m
P总＝（M1?M2)???(5.92?6.20)?1.67?20.24W
2．电机的选择 （1）电机类型的选择
伺服系统是指输出量能够按一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统。它用来控制被控对象的转角（或位移），使其能自动地、连续地、准确地复现输入指令的变化规律。伺服系统中驱动元件伺服电机包括步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等。由于此处为开环控制，故选用步进电动机即可。步进电动机是将电脉冲信号转换成角位移（或线位移）的一种机电或数模转换器。其转子的转角（或位移）与电脉冲数成正比，它的速度与脉冲频率成正比，而运动方向是由步进电动机用电的顺序所决定的。
步进电动机按力矩产生的原理可分为反应式和励磁式。我国目前使用的步进电动机多为反应式步进电动机。它的结构简单，性能可靠，同步运动特性好，分辨率高，定位精度高，价格适中等优点，故广泛用于开环数控系统执行元件和驱动元件。在此处，我们选用反应式步进电动机。
（2）电机的确定
由《简明机械零件设计手册》表23－10得：
M总＝M1＋M2＝5.92＋6.20＝12.12N?m
选取150BF001型反应式步进电动机，其最大静转矩为
M0?13.72N?m?M总，符合要求。
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4.1.2.4同步带装置的选用
同步带传动机构利用同步带的齿形与带轮的轮步依次相啮合传递运动和动力。它兼有带传动、齿轮传动及链传动的优点，能方便地实现较远中心距的传递，传动过程无相对滑动，平均传动比较准确，传动精度高，且同步带的强度高，厚度小，重量轻，故可用于低速及告诉传动；同步带无需特别张紧，作用在轴及轴承处的载荷小，传动效率高。
1．同步带的选用：
同步带的齿形可分为梯形同步带和齿形同步带，而梯形同步带又可分为周节制、模数制和特殊节距制。此处选用周节制同步带。根据P?13.65W，由《机械设计手册传动装置》表12－1－50，选取MXL型周节制同步带，其主要参数：基准带宽为6.4mm，基准带宽所传递功率范围为0.0009～0.15kw,节距为2.032mm
2．同步带轮的选用：
由表12－1－60选取：小轮Z＝32的MXL型同步带轮 大轮Z＝72的MXL型同步带轮 3．带轮挡圈的选用：
由表12－1－63选取：挡圈最小宽度K＝0.5mm 挡圈厚度t=0.5~1mm,取t=0.8
4.1.3丝杠及其相关部件的设计
4.1.3.1丝杠的设计
1．丝杠的运动形式的选择
螺旋传动按螺纹间摩擦状态可分为滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋三大类。滚动螺旋和静压螺旋的使用性能、力学性能等相对更好，但是结构复杂，成本较高。此处丝杠只是旋转使螺母上的立柱上升顶起托盘上工件以便于机械手的抓取，并不要求很高的精度，故选用滑动螺旋即可，既可达到要求，又降低了成本。
2．滑动螺旋传动计算： 取d?20，P?4，ac?0.25则