博鱼(中国)自动防盗门开锁机构设计_到吧下载自动防盗门开锁机构设计_到吧下载自动防盗门开锁机构设计_到吧下载 BatchDoc-Word文档批量处理工具 题目:自动防盗门开锁机构设计 系 别: 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 2013年4月 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 摘要 随着社会物质则富的日益增长，安全防盗已成为社会热点问题自古以来锁就是把守门户的铁将军，是人们则富和安全的忠实守护神。现代社会，人们对防盗锁的要求越来越高，既要安全可靠，又要使用方便，这也是制锁者...

　　_到吧下载 BatchDoc-Word文档批量处理工具 题目:自动防盗门开锁机构设计 系 别: 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 2013年4月 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 摘要 随着社会物质则富的日益增长，安全防盗已成为社会热点问题自古以来锁就是把守门户的铁将军，是人们则富和安全的忠实守护神。现代社会，人们对防盗锁的要求越来越高，既要安全可靠，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。 随着电子、机电与信息技术的应用，防盗锁已进入电子时代，原有的弹子锁由于结构上的局限已难以满足当前社会管理和防盗要求，本设计在机械锁的基础上加以改进，用机械手控制机械锁，实现开锁的目的;机械手开锁机构锁保密好、使用方便，适用于多种用途，不仅增加了锁的种类，而且传统的制锁业能够应用电气、机电技术而获得新生。 关键词:机械手;开锁机构;机电技术 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 Design of automatic anti-theft door Unlocking mechanism Abstract With the growing social and material wealth, security has become as the hot social issues since accounted for since the lock is guarded portals of iron will The army is the people, rich and safe faithful patron saint. In modern society, people The anti-theft lock of the increasingly high demand, both safe and reliable, but also Easy to use, this is the lock have long development theme. With the Application of electronic, electrical and information technology, has entered the electricity anti-theft lock Age, the original lock because the structure of limitations has been difficult to full. The current social management and security requirements, this design based on mechanical lock. Improvement, manipulator control mechanical lock, to realize the unlocking purpose; the lock mechanism of manipulator lock good security, easy to use, suitable for a variety of purposes, not only increased the lock type, but the traditional The lock can be used electrical, mechanical and electrical technology was born. Key word: manipulator;Unlocking mechanism;Electromechanical Technology 设计图纸和说明书联系球球:二二九七八零六九二 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 目 录 1 绪论..............................................................................................................................1 1.1研究的目的和意义....................................................................................................1 2 自动防盗门开锁机构的机械手设计 .................................................................2 2.1开锁机构机械手整体的设计要求............................................................................2 2.2开锁机构机械手零件的基本要求及参数................................................................2 2.3本章小结....................................................................................................................3 3 自动防盗门开锁机构的原理分析、

　　选择.......................4 3.1驱动方式....................................................................................................................4 3.1.1液压驱动 .............................................................................................................4 3.1.2电机驱动 .............................................................................................................4 3.2传动方式....................................................................................................................5 3.2.1带传动 .................................................................................................................5 3.2.2链传动 .................................................................................................................5 3.2.3齿轮传动 .............................................................................................................6 3.2.4蜗杆传动 .............................................................................................................6 3.3开锁机构机械手结构................................................................................................6 3.4材料选择....................................................................................................................8 3.4.1机械材料选用原则 .............................................................................................8 3.4.2材料的工艺要求 .................................................................................................9 3.4.3零部件材料选择要求 .......................................................................................10 3.5本章小结.................................................................................................................. 11 4 开锁机构的机械手计算 ..................................................... 错误～未定义书签。 4.1机械手零件尺寸及强度计算及校核..................................... 错误～未定义书签。 4.1.1 开锁力的估算................................................................ 错误～未定义书签。 4.1.2机械手爪的受力分析 ...................................................... 错误～未定义书签。 4.1.3丝杠的尺寸计算 .............................................................. 错误～未定义书签。 4.2齿轮的选择及计算................................................................. 错误～未定义书签。 4.2.1选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 .................. 错误～未定义书签。 4.2.2按齿面接触强度设计 ...................................................... 错误～未定义书签。 4.2.3按齿根弯曲强度设计 ...................................................... 错误～未定义书签。 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 4.2.4几何尺寸计算 .................................................................. 错误～未定义书签。 4.3本章小结................................................................................. 错误～未定义书签。 5 开锁机构机械手锥齿轮几何尺寸设计计算................ 错误～未定义书签。 5.1大端模数................................................................................. 错误～未定义书签。 5.2其他参数................................................................................. 错误～未定义书签。 5.3本章小结................................................................................. 错误～未定义书签。 6 开锁机构机械手轴设计 ..................................................... 错误～未定义书签。 6.1初步估算中间轴的最小直径................................................. 错误～未定义书签。 6.2求轴上的载荷......................................................................... 错误～未定义书签。 6.3画弯矩图、转矩图................................................................. 错误～未定义书签。 6.4按第三强度理论进行强度校核............................................. 错误～未定义书签。 6.5校核轴的疲劳强度................................................................. 错误～未定义书签。 6.6轴的疲劳强度安全系数校核................................................. 错误～未定义书签。 6.7轴的刚度校核......................................................................... 错误～未定义书签。 6.8蜗轮蜗杆的计算及校核......................................................... 错误～未定义书签。 6.9本章小结................................................................................. 错误～未定义书签。 7 轴承选取与寿命计算 .......................................................... 错误～未定义书签。 7.1初选轴承型号......................................................................... 错误～未定义书签。 7.2计算轴承的径向载荷............................................................. 错误～未定义书签。 7.3计算轴承的轴向载荷............................................................. 错误～未定义书签。 7.4轴承当量载荷计算................................................................. 错误～未定义书签。 7.5计算轴承的基本额定寿命..................................................... 错误～未定义书签。 7.6本章小结................................................................................. 错误～未定义书签。 8 总结........................................................................................... 错误～未定义书签。 致 谢 ............................................................................................. 错误～未定义书签。 参考文献 ....................................................................................... 错误～未定义书签。 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 1 绪论 1.1研究的目的和意义 小区管理最为重要的内容之一是确保住宅、住户安全。现代居住的格局，邻里之间的来往越来越少，家庭生活隐密性、封闭性越来越强。所以说，防盗门成为生活中不可缺少的一部分。现在一般居民住宅的主要防盗措施仅限于防盗窗、防盗门，虽有一定的防盗作用，在灾害发生的情况下，使逃生更加困难。目前家用防盗门和办公室防盗门大多数为手动打开，为了更加方便人们的生活，特此设计了防盗门自动开锁机构，利用机械手来代替人力，通过机械手爪夹持门把手，由限位开关控制旋转角度，带动门把手旋转一定角度，再由机械手腕部的左右摆动拉动门打开，从而实现开锁开门的目的。 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 2 自动防盗门开锁机构的机械手设计 2.1开锁机构机械手整体的设计要求 对开锁机构机械手使用方面的要求:事先预定的功能是设计的基本要求，好的使用性能指标是设计的主要目标;另外，操作使用方便，工作安全可靠、体积小、重量轻、效率高、外表美观、噪音低等往往是机械设计说要求的。 对开锁机构机械手经济性能的要求:机械手经济性能主要体现在设计、制造和使用的全过程中，在机械手设计时要全面综合的考虑，设计的经济性主要体现在合理的功能定位、实现功能的简单技术途径和简单合理的结构。 2.2开锁机构机械手零件的基本要求及参数 机械零件是机械手的基本构成，对机械手设计的最终都是通过零件的设计来实现的，所以设计零件时应满足的要求是从机械手功能要求引申出来的，也是从机器人的经济性能和技术性能来考虑的。 要求在预定的期限内安全可靠的工作，从而保证机械手的各种性能在工作期限能内能够可靠的实现，这就要求机械手的各种零件在工作期限内不能产生各种失效形式，即零件的强度、刚度、机械性能的稳定性、耐磨性和温升性能满作必要的条件，这些条件就是判定零件工作能力的准则。 要尽量的降低零件的设计制造成本，这要求从零件的设计制造等多方面加以考虑，设计时合理的选择零件的材料和毛坯的形式，设计简单合理的零件结构，合理的设定零件的共差等级以及认真考虑零件加工工艺性，另外要尽量考虑选用

　　件、通用化和系列化的零部件。 任何一部机器都由动力机BOYU SPORTS、传动装置和工作机器组成，动力机是机械的动力来源，可直接利用自然资源(即一次资源)或二次资源转化为机械能，如水轮机、汽轮机、、电动机等，工作机是机器的执行机构，传动机构是一种中介机构，实现能量的传递和其他作用的装置。下表是机械手的相关参数: BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 表2.1机械手的基本参数 定位精度 ?3mm 安装方式 地面安装 抓起工件重量 10 kg 控制功能 自动控制/手动控制 状态显示 指示灯 S 轴(回旋) ?180? U轴(手腕左右摆动) ?60? B轴(手腕俯仰) ?60? T轴(手腕回旋) ?180? 2.3本章小结 本章主要介绍了在用于生活中机械手的相关工作需要及参数，工作环境对机械手 的尺寸要求，进一步为机械手的设计具体方案产生提供指导，使我们能更好的设计机 械手。 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 3 自动防盗门开锁机构的原理分析、方案确定及材料选择 3.1驱动方式 目前机械手的驱动方式有液压驱动、电器驱动和气压驱动等多种方式，各种启动方式有自己的特点，在工业机器手中液压、气压传动较多。有的机器手才有多种驱动方式并存，机体采用哪一种方式要根据工业要求和机器手具体特点而定，比较各种机器手的特点，选择合适的驱动方式。 3.1.1液压驱动 液压驱动的特点有: (1) 驱动力和驱动力矩较大，臂力可达100kg; (2) 速度反映较好，因为工作间的反映速度快慢取决于油液的流速和容积变化，所以在不考虑温度对油液体积地影响时，驱动系统的之后几乎没有变化，驱动系统的部件的重量轻、惯性小、因而他的反应速度快; (3) 范围大，而且可以无级调速，易使用于各种适用场合; (4) 平稳，能够使用各种冲击，能够实现各种表较频繁的换向; (5) 相同的驱动力条件下，液压驱动系统的体积比较小、重量轻、惯性小; (6) 定位精度比气动高，但比电器驱动低; (7) 液压系统的泄露对系统的工作稳定性有一定的影响; (8) 压油中混入气体后，对系统零件的刚度有一定的影响，影响系统的定位精度，容易产生爬行; (9) 压油的粘度对系统有一定影响。 液压驱动的机械手多应用于传动力矩比较大，传动精度比较低的场合。 3.1.2电机驱动 电机驱动系统按照电机驱动方式分为直流电机驱动系统、交流异步电机驱动系统、无刷直流电机驱动系统、开关磁阻电机驱动系统和多台电机驱动系统等，过电机驱动系统有很大的区别，性能上也存在着很大的差异，在这里不对电机系统作更进一步阐述，只把电机驱动、液压驱动和气压驱动做一比较，说明系统的选择。 电机驱动可以避免电能变换为压力能的中间环节，效率比液压能和气压能都高，电动系统将电动机、测速机、编码器、减速器组成一次加工的壳体中，使得整个电机系统体积小，通用性和稳定性得到提高，另外电动机根据电机的距离算出发出的脉冲BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 数，并将脉冲数输入计算机，达到非常高的位置准确度，这都是电机驱动的优点;相对的液压驱动和气压驱动的系统繁琐，维护复杂液压气压的系统体积比较大，对于移动机器人来说都是无法实现的问题，对于移动机器人的机械手的位置精度要求，液压、气压系统则无法实现。 综上所述，由于开锁不需要较高的抓重力，但需要较高的精度，所以本机械手选用电器驱动系统作为机械手的驱动方式。 3.2传动方式 传动装置是一种能将能量传递和兼有其他作用的装置，他的主要作用是能量的传递，和分配，运动形式的转化，运动速度的改变;传动一般分为两种形式:一种是机械能不发生变化的传动—机械传动，第二种是电能转化为其他形式地传动—电传动。机械传动又分为机械啮合传动、摩擦传动和液体传动三大类，考虑机械手的具体工作传动情况，齿轮传动、带传动、链传动和螺杆传动都可以作为选择范围，这里对以上四种传动情况座椅简单介绍，分析他们的优劣。 3.2.1带传动 带传动一般由主动轮、从动轮和传动带组成带传动系统，主动轮回转时，依靠传动带和从动轮之间的摩擦力带动从动轮转动，从而传动一定的动力和运动。 带传动的优点有:有很好的挠度和柔性，有吸震和缓冲的作用，因而使带传动平稳、噪声小，有过载保护作用，当发生过载时带和带轮发生打滑防止其他零部件的损坏，制造和安装精度比齿轮传动低，结构简单，安装制造，维护均比较方便，适合中心距比较大的两轴传动(最大中心距可达15m)。 带传动的主要缺点:由于弹性滑动的存在，使得传动效率降低，不能保证准确的传动比;由于带传动需要初始张紧，因此，当传递同样大的圆周力时，与啮合传动相比轴上的压力较大;结构尺寸较大，不紧凑;传动带寿命较短;传动带与带轮之间会产生摩擦放电现象;不宜用于有爆炸危险的场合。现在一些新型带传动形式，如高速带传动、同步带传动、多楔带传动己经克服了以上大部分的缺点。 3.2.2链传动 链传动是由链条和主、从动链轮所组成的。链轮上制造有特殊齿型的齿产依靠链轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。链传动是属于带有中间饶性件的啮合传动。与属于摩擦传动的带传动相比，链传动去弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高;又因为链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小;在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。与齿轮传动相比，链传动的制造安装精度要求较低，成本低廉;在远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便的多。 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 链传动的主要缺点是:在两根平行轴间只能用于同向回转的传动;运转时不能保持恒定的瞬时传动比;磨损后易发生跳齿;工作时有噪声;不宜在速度变化很大和异速方向的运动中应用。链传动主要用在要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。 3.2.3齿轮传动 齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的一类传动，常用的渐开线齿轮传动具有以下一些主要特点: 传动效率高，在常用的机械传动中，齿轮传动的效率是最高的。一级圆柱齿轮传动在正常润滑条件下效率可达到99%以上，在大功率传动中，高传动效率是十分重要的:传动比恒定，齿轮传动具有不变的瞬时传动比，因此齿轮传动可用于圆周速度为200m/s以上的高速传动;结构紧凑，在同样使用条件下，齿轮传动所需要空间尺寸, 可靠、寿命长，齿轮传动在正确安装，良好润滑和正，比带传动和链传动小得多;工作 常维护条件下，具有其他机械传动无法比拟的高可靠性和寿命。 齿轮传动的主要缺点有:对齿轮制造、安装要求高;齿轮制造常用插齿机和滚齿,机等专用机床及专用工具;通常的齿轮传动为闭式传动，需要良好的维护保养，因此齿轮传动成本和费用高;并且齿轮传动不适合中心距较大的两轴间的动力传递。 3.2.4蜗杆传动 蜗杆传动是一种空间齿轮传动，能实现交错角为90度的两轴间动力和运动传递。蜗杆传动与圆柱齿轮传动和圆锥齿轮传动相比具有结构紧凑、传动比大士传动平稳和可以自锁等显著特点。 蜗杆传动的主要缺点是:齿面摩擦力大，发热量高，传动效率低。蜗杆传动通常用于中、小功率非长时间连续工作的应用场合。 3.3开锁机构机械手结构 作为一款日常生活的开锁机械手，为完成抓取目标物，操作机械手必须具有足够的自由度，能够灵活的移动到指定的目标位置来抓取目标物，为此自由度数至少应该在5个以上，能够方便的伸长、旋转达到不同的姿态，自由度太少将大大限制机械手的工作空间，无法准确抓取目标物。本文设计的机械手具有5个自由度，在性能指标中已经提出。下面分别是手部、腕部和臂部的具体设计。 机械手手部(末端执行器)结构形式多样，但总的设计都有如下几点基本要求: (1) 有适当的夹紧力和驱动力，手指握力(夹紧力)大小要适宜，力量过大则动力消耗多，结构庞大，不经济，甚至会损坏抓取物体;力量过小则夹持不住或产生松动、脱落。在确定握力时，除考虑抓取物体重量外，还应考虑操作过程中所产生的惯性力BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 和振动，以保证夹持安全可靠。 (2) 应具有一定的开闭范围，手应具有一定的开闭角度(手指从张开到闭合绕支点所转过的角度)或开闭范围(对平移型手指从张开到闭合的直线移动距离)，以便于抓取或退出物体。 (3) 保证抓取物体在手指内的夹持精度，应保证每个被抓取的物体，在手指内都有准确的相对位置。 (4) 结构紧凑、重量轻、效率高，在保证自身刚度、强度的前提下，尽可能使结构紧凑、重量轻，以利于减轻手臂的负载。 在这里还必须讨论一下机械手手指数量的问题，不同的手指数量可以完成的动作、动作复杂程度都不通，可以根据机械手必须完成的动作确定机械手所需的最少手指数。一个手指能推、滚或滑动小物体，还可用力操纵开关等;两个手指除具有一个手指的功能外，还能抓住物体并可精确的控制物体的位置和取向;三个手指除能完成两个手指完成的功能外，它还有在手中反复抓握物体的功能，如将物体抛入空中并在新的方向抓住物体;多个手指则具有更大的灵活性，如能抓住和操纵多个物体。对于本文的移动机器人，只需要能够抓住物体，控制物体的位置和取向，两个手指就能满足此工作要求，所以在结构上将采用两指。具体机械手手部(末端执行器)的结构，传动机构采用滚珠丝杠副与圆柱直齿轮，整个末端执行器体积小、质量轻。两手指相对于末端执行器在丝杠的带动下做平移运动，达到开合作用。 本设计只为准确定位和控制门把手位置，所以手爪为俩个手指; 手腕部件设置于手部和臂部之间，它的作用主要是在臂部运动的基础上进一步改变或调整手部在空间的位置，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变得更灵巧，适应性更强。手腕的运动形式可以有:绕X轴转动称为回转运动;绕Y轴转动称为上下摆动;绕Z轴转动称为左右摆动;有的甚至是沿Y轴或Z轴的横向移动。一般手腕设有回转或再增加一个上下摆动即可满足工作要求。 本文设计的机械手腕部结构，具有一个摆动的自由度，摆动范围为0~90度，传动方式选择圆锥齿轮传动，电机置于机械臂内与腕部传动轴垂直。另外小臂中间旋转关节也属于腕部自由度范畴，利用电机带动连轴器，连轴器再带动小臂前半段壳体旋转。两自由度手腕足以满足开防盗门的需要。 为了准确开门，本设计为其安装了限位开关，手腕旋转一定角度(正常门把手开门角度)碰触到限位开关，开关的常开点闭合，常闭点断开，手腕停住，达到开门的目的; 手臂部件是机械手的主要部件。它的作用是支承腕部和手部，并带动它们做空间运动。臂部运动的目的:把手部送到空间运动范围内的任意一点。如果改变手部的姿态(方位)，则用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部具有三个自由度才能满BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 足基本要求，即手臂的伸缩、左右回转和升降(或俯仰)运动。设计基本要求: (1) 载能力大、刚度好、自重轻,臂部通常即受弯曲(而且不仅是一个方向的弯曲)，也受扭转，应选用抗弯和抗扭刚度较高的截面形状。很明显，在截面积和单位重量基本相同的情况下，钢管、工字钢和槽钢的惯性矩要比圆钢大得多。所以，机械手常采用无缝钢管作为导向杆，用工字钢或槽钢作为支撑钢，这样既提高了手臂的刚度，又大大减轻了手臂的自重，而且空心的内部还可以布置驱动装置、传动装置以及管道，这样就使结构紧凑、外形整齐。 (2)运动速度要高，惯性要小在一般情况下，手臂的移动和回转、俯仰均要求匀速运动，但在手臂的启动和终止瞬间，运动是变化的，为了减少冲击，要求启动时间的加速度和终止前减速度不能太大，否则引起冲击和振动。为减少转动惯量，应采取以下措施: 1) 减少手臂运动件的重量，采用铝合金等轻质高强度材料; 2) 减少手臂运动件的轮廓尺寸; 3) 减少回转半径; 4) 驱动系统中设有缓冲装置。 (3) 臂动作应灵活，减少手臂运动件之间的摩擦阻力，尽可能用滚动摩擦代替滑动摩擦。 (4) 位置精度要高。一般来说，直角和圆柱坐标系机械手位置精度高;关节式机械手的位置最难控制，故精度差;在手臂上加设定位装置和检测机构，能较好的控制位置精度。 本文设计的机械手臂壳体采用铸铝加工而成，其中方形截面为机械手大臂与小臂的壳体，圆形截面为小臂旋转机构的壳体。机械手手臂刚性好、抗扭能力强、重量轻，所有传动机构和驱动装置都置于机械手臂内部，外形简洁，机械手表面还装有缓冲垫，当驱动装置出现故障或供电电池耗尽时，可以起到缓冲作用，避免手臂冲击造成损坏。大臂外壳所粘贴的橡胶垫，起缓冲垫作用。小臂与大臂的关节使用圆锥齿轮传动，电动机置于大臂壳体内。 3.4材料选择 3.4.1机械材料选用原则 机械零件材料的选择是机械设计的一个重要问题，不同材料制造的零件不但机械性能不同，而且加工工艺和结构形状也有很大差别。机械零件常用材料有黑色金属、有色金属、非金属材料和各种复合材料等。 选择材料主要应考虑以下方面的问题: BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 使用要求，零件的受载情况和工作状况;对零件尺寸和质量的限制;零件的重要程度等。若零件尺寸取决于强度，且尺寸和重量又受到某些限制时，应选用强度较高的材料。静应力下工作的零件，应力分布均匀的(拉伸、压缩、剪切)，应选用组织均匀，屈服极限较高的材料;应力分布不均匀的(弯曲、扭转)宜采用热处理后在应力较大部位具有较高强度的材料。在变应力下工作的零件，应选用疲劳强度较高的材料。零件尺寸取决于接触强度的，应选用可以进行表面强化处理的材料，如调质钢、峰碳钢、氮化钢。若零件尺寸取决于刚度，则应选用弹性模量较大的材料。碳素钢与合金钢的弹性模童相差很小，故选用优质合金钢对提高零件的刚度没有意义。截面积相同、改变零件的形状与结构可使刚度有较大的提高。滑动摩擦下工作的零件应选用摩擦性能好的材料:在高温下工作的零件应选用耐热材料;在腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料等。 3.4.2材料的工艺要求 (1) 毛坯制造大型零件且大批量生产时应用铸造毛坯。形状复杂的零件只有用铸造毛坯才易制造，但铸造应选用铸造性能好的材料，如铸钢、灰铸铁或球铸铁等等。大型零件只少量生产，可用焊接件毛坯，但焊接件要考虑材料的可焊性和生产裂纹的倾向等，选用焊接性能好的材料。只有中小零件采用锻造毛坯，大规模生产的锻件可用模锻，少量生产时可用自由锻。锻造毛坯主要应考虑材料的延展性、热膨胀性和变形能力等，应选用锻造性能好的材料。 (2) 机械加工大批量生产的零件可用自动机床加工，以提高产量和产品质量，应考虑零件材料的易切削性能、切削后能达到的表面粗糙度和表面性质的变化等，应选用切削性能好的(如易断削、加工表面光洁、刀具磨损小等)材料。 (3) 热处理是提高材料性能的有效措施，主要应考虑材料的可淬性、淬透性及热处理后的变形开裂倾向和脆性等，应选用与热处理工艺相适应的材料。 (4) 经济性要求 1) 经济性首先表现为材料的相对价格。当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应选择价格高的材料。这对于大批制造的零件尤为重要。 2) 当零件的质量不大而加工量很大，加工费用在零件总成本中要占很大的比例，这时，选择材料时所考虑的因素将不是相对价格而是其加工性能和加工费用。 3) 要充分考虑材料的利用率。例如采用无切削或少切削毛坯，可以提高材料的利用率。此外，在结构设计时也应设法提高材料利用率。 4) 采用局部品质原则。在不同的部位上采用不同的材料或采用不同的热处理工艺，使各局部的要求分别得到满足。 5) 尽量用性能相近的廉价材料代替价格相对昂贵的稀有材料。另外选择材料时应BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 尽量考虑当时当地的材料供应情况，应尽可能的减少同一部机器上使用的材料品种和规格。 3.4.3零部件材料选择要求 选择机械手的零件材料。在机械手中各传动件是关键性零件，有各关节传动轴和齿轮系，它们的强度、刚度等机械性能直接影响机械手的工作质量。 (1) 传动轴 传动轴的常用材料有碳素钢和合金钢。碳素钢对应力集中的敏感性较低，还可通过热处理改善其综合性能，价格也比合金钢低廉，因此应用较为广泛，常用45号钢。合金钢则具有更高的机械性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求移动机器人操作机械手设计与分析减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。在一般工作温度下碳素钢与合金钢的弹性模量基本相同。因此，用令金钢代替碳素钢并不能提高轴的刚度。鉴于此，机械手各传动关节的传动轴选用45号钢，应能满足设计的需要。 (2) 齿轮系 齿轮的主要失效形式有轮齿折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形151。因此设计齿轮传动，要使齿面具有较高的抗点蚀、抗磨损、抗胶合和抗塑性变形的能力，齿根则要有较高的抗折断能力。为此，对齿轮材料性能的基本要求为齿面要硬，齿芯要韧。钢材韧性好，耐冲击，容易通过热处理和化学处理来改善其机械性能和提高硬度，是制造齿轮最常用的材料。锻钢可制成软齿面和硬齿面两种声轮。 1) 软齿面齿轮对于强度、速度和精度要求不高的齿轮传动，可采用软齿面齿轮。软齿面齿轮的齿面硬度低于350HBS，热处理

　　为调制或正火，常用材料为45和40Cr等。加工方法一般为热处理后切齿，切制后即为成品，精度等级一般为6级。 2) 硬齿面齿轮硬齿面齿轮硬度大于350HBS。高速、重载及精密机械(如精密机床、航空发动机等)采用硬齿面齿轮传动。材料通常选用20Cr、20CrMnTi、40Cr、38CrMoAAI等，经过表面硬化处理，齿面可得到很高的硬度。加工方法一般为先切齿，然后表面硬化处理，最后进行磨齿等精加工，齿轮精度可达5级或6级，常用的表面硬化处理方法有表面淬火、渗碳淬火、氮化和氰化等。机械手的齿轮传动对速度、精度、强度要求都不高，可以使用软齿面齿轮，材料则选择40Cr。除此之外，还有很多结构件，对它们的性能要求较低BOYU SPORTS，所以尽量选择重量轻、价格低廉且符合设计要求的材料。如机械手的壳体全部采用铸造铝合金，分段铸造而成，末端执行器各零件则采用硬铝合金加工而成。 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 3.5本章小结 本章主要介绍了机械手设计原理、传动方式及零件材料选择的主要依据，为我们下一步设计提供了理论依据，使我们能够很好的设计传动过程机传动方案。 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具 BatchDoc-Word文档批量处理工具

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　　一,绽 一，绽 裂也，形容花开时由花蕾花瓣紧闭到展开的样子。古有绽蕊 ，与绽放相近。用于笑容，生命等处当是引申

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　　【精品】2009年7月31日前国民教育序列大学本科或本科以上毕业并取得毕业97