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1、 整體結構及傳動系統(tǒng)的設計 整體結構及傳動系統(tǒng)的設計 摘 要 本課題所設計的內容主要是一款零件自動存放裝置的整體機械結構的設計以及該裝置的傳動系統(tǒng)的設計。通過對裝置的機械傳動系統(tǒng)和整體機械結構進行設計，使其能夠應用在不同的生產線實現對不同零件產品的傳送和存放的功能。對零件自動存放裝置的研究與設計，為提高企業(yè)的生產效率提供機械上的技術支持，同時也能夠有效的降低企業(yè)的生產成本。 本課題所設計的傳動系統(tǒng)的功能是為零件自動存放裝置提供水平方向上的位移，通過多個絲杠滑臺的相互配合，將電機的旋轉運動轉換為直線運動，實現將零件準確地運送到平面上的任意位置。同時，本文還

2、分別對電動機，聯軸器，絲杠以及軸承等一些標準件和非標件進行計算選型。 本課題使用文獻研究法和內容分析法，分析并解決設計過程中遇到的問題，運用AutoCAD完成零件的圖紙繪制，并通過SolidWorks對本課題的設計進行運動仿真，保證設計的合理性。 關鍵詞： 零件自動存放裝置 傳動系統(tǒng)設計 整體結構設計 Overall structure and transmission system design Abstract The content of this subject is mainly the design of the who

3、le mechanical structure of a part automatic storage device and the design of the transmission system of the device. Through the design of the mechanical transmission system and the whole mechanical structure of the device, it can be applied in different production lines to realize the transmission a

4、nd storage of different parts. The function of the transmission system designed in this subject is to provide horizontal displacement for the automatic storage device of parts. At the same time, this article also calculates and selects some standard parts and non-standard parts such as motors, cou

5、plings, screws and bearings。 This topic uses the literature research method and content analysis method to analyze and solve the problems encountered in the design process, uses AutoCAD to complete the drawing of the parts, and uses SolidWorks to perform motion simulation on the design of this topi

6、c to ensure the rationality of the design。 Keywords: Automatic parts storage device；Transmission system design；Overall structural design 目錄 摘 要 I ABSTRACT II 一、緒論 1 1．1研究背景 1 1．2 國內外現狀 1 1．3 課題的研究目標及意義 2 二、設計內容和方案 3 2.1設計內容 3 2.2傳動系統(tǒng)的設計方案 3 2.3整體結構的設計方案 4 三、螺旋傳動的設計與計算 5

7、 3．1原始數據 5 3．2絲桿的設計與校核 6 四、整體機構的設計與計算 11 4.1材料的選擇 11 4.2支撐桿的計算與校核 11 五、電機的選擇、計算與校核 13 5.1電機的選擇 13 5.2電機的計算與校核 13 六、聯軸器與鍵的選擇和校核 17 6.1聯軸器的選擇 17 6.2聯軸器的校核 18 6.3鍵的選擇與校核 19 七、結論 21 參考文獻 22 致謝 23 一、緒論 1．1研究背景 在當今機械的發(fā)展中，傳動系統(tǒng)起著重要作用。機械設備的好壞往往取決于該設備的傳動系統(tǒng)是否優(yōu)秀，優(yōu)秀的傳動系統(tǒng)對于機械設備而言不僅僅只是高效性，同時還具

8、備有使用壽命長、成本低等特點。隨著機械向高效、高速、多功能方向發(fā)展，機械設備的工作性能等在很大程度上取決于傳動系統(tǒng)。所以，傳動系統(tǒng)的優(yōu)化和發(fā)展是當今機械領域的重要發(fā)展方向，我們要更加關注對傳動系統(tǒng)方面的研究和發(fā)展。 作為機械系統(tǒng)的重要組成部分，傳動系統(tǒng)的發(fā)展和機械系統(tǒng)都與社會生產力水平息息相關?，F如今，隨著社會的不斷發(fā)展和進步，生產力水平也在不斷的提高，為了滿足社會的發(fā)展，對機械系統(tǒng)的發(fā)展提出了新的要求，而傳動系統(tǒng)是機械系統(tǒng)的重要組成部分，因此，對于傳動系統(tǒng)的發(fā)展提出了更高的要求。 1．2 國內外現狀 傳動系統(tǒng)是機械不可或缺的一部分，隨著社會的不斷發(fā)展和進步以及社會生產力水平的不斷提高，

9、對于傳動系統(tǒng)的發(fā)展提出更高的要求。 目前，人們能經常接觸到的機械的傳動方式以及我們所學習到的主要有：帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動等等。帶傳動主要用于兩軸平行而且回轉方向相同的場合。鏈傳動是靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，傳動比較準確；需要的張緊力較小，而且鏈傳動的結構比較緊湊，能夠在惡劣環(huán)境條件下正常工作。除此之外，由于鏈傳動的中心距較大時，其傳動結構簡單，其制造和安裝精度要求較低；但鏈傳動的傳動平穩(wěn)性較差。因此，對于帶傳動、鏈傳動以及齒輪傳動都有各自的特點，根據實際的工作環(huán)境與特點選擇合適的傳動方式。 螺旋傳動作為一種常用的傳動機構，被廣泛的應用在各種機械

10、領域的傳動系統(tǒng)中。螺旋傳動按功能用途可分為傳力、傳導和調整三個方面。傳力螺旋通常用于工作轉速不高的場合。傳導螺旋主要用以傳遞運動，可以承受一定的軸向載荷，工作速度通常比較高，對傳動精度的要求比較高。調整螺旋是用以調整零部件間的相對位置或者固定某些零部件，主要應用于測量裝置或精密儀器中的微調機構中。 隨著科技的不斷發(fā)展，傳動系統(tǒng)的局限性將會大大降低，機械傳動的模式不再局限于齒輪等接觸式傳動，非接觸式傳動將會使用，這導致傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向越來越廣泛，與之相對的傳動系統(tǒng)的難度也會日益增加。 1．3 課題的研究目標及意義 本課題的研究目標主要是設計一款零件自動存放裝置的整體結構設計以及該裝置的

11、傳動系統(tǒng)的設計，使得該零件自動存放裝置在實際的生產工作中具有較強的穩(wěn)定性，并且能夠使工作臺移動到工作區(qū)域內的任意位置，從而實現零件的自動存放過程。 通過查閱相關資料，為了使該裝置具有較強的穩(wěn)定性，本課題的設計將采用四腳支撐的結構，這樣不僅能夠給裝置提供較強的穩(wěn)定性，而且能夠相對直觀的觀察整個裝置的實際工作情況，同時也方便日后對機器的防護與修理。而本課題所設計的傳動系統(tǒng)主要是實現運動的傳遞，將螺旋運動轉化為直線運動，因此將采用螺旋傳動，其結構簡單，容易實現自鎖，加工制造方便，能夠滿足本次課題的設計需求。 傳動系統(tǒng)是機械的重要組成部分，一臺機械設備的好壞往往取決于該設備的傳動系統(tǒng)。好的傳動系統(tǒng)

12、能夠有效的提高企業(yè)實際的生產效率，降低企業(yè)的生產成本，促進企業(yè)更好的發(fā)展。因此，對傳動系統(tǒng)的研究必須要重視。 二、設計內容和方案 2.1設計內容 本課題的設計內容主要包括兩部分。一部分是零件自動存放裝置的傳動系統(tǒng)的設計，另一部分是零件自動存放裝置的整體機械結構設計。本設計堅持以結構可靠牢固、簡單、易操作以及減輕工人勞動強度的原則，對本課題的設計內容進行設計方案分析。 2.2傳動系統(tǒng)的設計方案 本課題所設計的傳動系統(tǒng)的主要作用是將生產線上所生產的零件通過該裝置傳送到指定的位置進行存放，因此要考慮工作臺在平面上的移動以滿足實際的生產需求。本課題對傳動系統(tǒng)的設計擬定幾個設計方案進行

13、分析： 方案一是采用液壓傳動。液壓傳動系統(tǒng)是通過液壓泵將電機的機械能轉換為液體的壓力能，在通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經過各種控制閥和管路的傳遞，借助液壓執(zhí)行元件把液體壓力能轉換為機械能，實現直線往復運動和回轉運動。 方案二是采用螺旋傳動。螺旋傳動是靠螺旋與螺紋牙面旋合實現回轉運動與直線運動轉換的機械傳動。螺旋傳動按其在機械中的作用可分為：傳力螺旋傳動、傳導螺旋傳動以及調整螺旋傳動。傳力螺旋傳動以傳遞力為主，傳導螺旋傳動以傳遞運動為主調整螺旋傳動，用于調整或固定零件（或部件）之間的相對位置，一般不經常轉動。 根據實際的生產要求，由于使用液壓傳動對設備的制造精度要求較高且不便于對設備

14、的維修與防護，導致液壓傳動的成本較高；除此之外，工作臺需要有自鎖的效果以防止其位置的改變從而影響零件的定位，同時，該設備還應該便于拆卸，考慮到這些因素，本課題所設計的傳動系統(tǒng)將采用滑動螺旋傳動。滑動螺旋的抗沖擊性較強，運轉時無噪聲而且自鎖性能好，加工和安裝精度較低，并且成本低?；瑒勇菪刑菪温菁y和鋸齒形螺紋等幾種齒形，其中梯形螺紋的應用最為廣泛，因此，采用梯形螺紋螺旋。所以本課題采用的滑動螺旋傳動為梯形螺紋螺旋，由此來實現工作臺的移動。 1-電動機 2-絲桿 3-絲桿滑臺 4-支撐架 圖2.1 機械傳動系統(tǒng) 1-電機 2-聯軸器 3-軸承支撐座固定側 4-絲杠 5-絲桿滑

15、臺 6-絲桿支撐座 7-軸承支撐座支撐側 圖2.2 絲桿結構簡圖 2.3整體結構的設計方案 本課題所設計的零件自動存放裝置的整體結構，其主要目標是為該裝置提供足夠的穩(wěn)定性，使其能夠在實際的生產工作中可以平穩(wěn)的工作。因此，通過查閱相關資料，本課題所設計的零件自動存放裝置的整體結構擬采用四腳支撐結構。采用四腳支撐結構作為該裝置的整體結構不僅能夠讓該裝置具有較高的穩(wěn)定性，使得該裝置在實際的生產工作中不會出現晃動的情況，同時由于該結構簡單，因此使得該裝置更易于維修與防護，其成本也比較低。 1-上蓋板 2-橫梁 3-絲桿模組 4-支撐柱 5-工作平面 圖2.3 整體

16、機械結構 三、螺旋傳動的設計與計算 2 3 3．1原始數據 原始數據如表3.1所示 表3.1 原始數據 零件重量 5kg 機械手的重量 40kg 滑臺支承重量 100kg 絲桿滑臺的重量 20kg 滑臺左右移動速度 0.01m/s 滑臺左右移動行程 1000mm 3．2絲桿的設計與校核 該螺桿為同軸雙螺旋螺桿，螺桿轉動但不移動。支撐座的重量為20kg，機械手的重量為30kg，滑塊的支承總重量為50kg?；瑝K移動速度為0.01m/s，支撐座的導軌采用矩形導軌，絲杠的行程為1000mm，有效的工作行程為750mm，根據實際的生產需求可以改變絲桿

17、的行程；螺旋具有自鎖性。 3.2.1軸向載荷的確定 絲桿滑臺的質量加上機械手的質量和零件的質量為65kg，絲桿滑臺有矩形導軌以及光軸進行導向定位，由《機械設計手冊》可得，在定期潤滑的條件下，鋼與鋼的摩擦系數為μ=0.1~0.12。 取μ=0.12，則牽引力為： F牽=μmg=0.12×65×9.8=76.44N 即滑臺所需牽引力為76,44N。 則絲桿所受軸向載荷為 Fq=F牽=76.44N 3.2.2材料的選擇及其許用應力的計算 螺桿選用45鋼，經調質處理，查表可得鋼的屈服極限 σs = 360 MPa，由《機械設計手冊》可得，螺桿的許用拉應力為 σp=σs3~5=360

18、3~5=72~120 MPa 取σp= 100 MPa。由《機械合計手冊》可得， 螺母的許用彎曲應力為 σbp= 40~60 MPa，取 σbp= 50 MPa 螺母的許用剪切應力為 σbp = 30~40 MPa，取 σbp = 35 MPa 滑臺的移動速度為0.01m/s，由《機械設計手冊》可得， 該滑動螺旋副的許用壓強 Pp =11~18 MPa，取Pp =15 MPa。 3.2.3螺紋中徑的計算 d2≥0.8FψPp 其中，F——軸向載荷 Pp——螺紋副許用壓強 ψ——根據設計的螺紋而定 此處取ψ=1.5 d2≥0.876.441

19、.5×15=1.47mm 為保證絲桿強度和穩(wěn)定性，由《機械設計手冊》可得 梯形螺紋的所示尺寸如表3.2所示： 表3.2 梯形螺紋基本尺寸 d P螺距 d2中徑 D2中徑 D4大徑 d3 D1 24mm 5mm 21.5mm 21.5mm 24.5mm 18.5mm 19mm 其中，d——梯形螺紋的公稱直徑 d3——外螺紋小徑 D1——內螺紋小徑 中等精度，螺旋副標記為Tr24×5-7H/7e 螺母高度 H=φd2=1.5×21.5=32.25 mm 取H=33 mm，符合N旋合長度 則螺紋圈數為 n=HP=335=6.6 圈 3.2.4自鎖

20、性驗算 由于絲桿滑臺在絲桿停止轉動的條件下需要保持既定的位置不變，即絲桿需要自鎖效果。由于是單程螺紋，導程S=P=5mm，所以螺旋升角為 λ=tan?1sπd2=tan?15π×21.5=4.2° 由《機械設計手冊》可得，在定期潤滑的條件下，鋼與青銅的摩擦因數為f=0.08~0.10，在正常工作的情況下，取f=0.08。此處，取摩擦因數為f=0.09， 由此可得，絲桿達到自鎖條件的最大升角ρ為 ρ=tan?1fcosα2 其中，α為牙型角，α=30°，代入公式得 ρ=tan?10.09cos15°=5.3° 由此可得，λ<ρ，即該絲桿自鎖可靠。 3.2.5絲桿強度校核 螺紋

21、摩擦力矩為 Mc=12d2Ftanλ+ρ =0.5×21.5×76.44×tan(4.2°+5.3°) =137.5N 當量應力為 σca=(4Fπd32)2+3(Mc0.2d33)2 σca=(4×76.44π×18.52)2+3(137.50.2×18.53)2 =0.34 MPa <σp 3.2.6螺紋強度校核 1、螺紋剪切強度的校核 由于螺母強度低于絲桿材料，因此只需校核螺母螺紋強度即可。由《機械設計手冊》可得，梯形螺紋的牙根寬度b為 b=0.65p=0.65×5=3.25mm 梯形螺紋的基本牙型高度H H1=0.5P=2.5mm 螺母剪切強度τ τ=F

22、πD4bn τ=76.44π×24.5×3.25×6.6=0.046MPa<τp=35MPa 即螺紋剪切強度滿足要求。 2、螺紋的彎曲強度校核 螺母彎曲強度σb σb=3FH1πD4b2n σb=3×76.44×2.5π×24.5×3.252×6.6=0.11MPa<σbp 即螺母彎曲強度滿足要求。 3.2.7 絲桿長度計算 絲桿的工作行程為lg=1000mm，螺紋長度lw≥lg+H=1033mm，取lw=1040mm，考慮到絲桿最右端與電動機相互配合，取l1=100mm，絲桿與支撐座右端的固定側軸承配合，取l2=110mm，絲桿與最左端支撐座支撐側軸承配合，取l

23、3=70mm。 即絲桿總長為L L=l1+l2+l3+lw=1320mm 3.2.8絲桿穩(wěn)定性校核 絲桿為兩端固定，根據《機械設計手冊》，可得長度系數為μ=0.5，絲桿的危險截面的慣性半徑i為 i=d34=18.54=4.6 即 λ=μLi=0.5×13204.6=143.48 優(yōu)質碳鋼的λ1=100，可得λ>λ1。 即，臨界載荷Fc Fc=π3Ed3464(μL)2 其中，E為鋼材彈性模量，E=2.1×105N/mm2。 則 Fc=π3×2.1×105×18.5464×(0.5×1320)2=27358.2N 水平長絲桿的穩(wěn)定安全系數nw>4 FcF=273

24、58.276.44=357.9>nw 即絲桿的穩(wěn)定性滿足要求。 3.2.9絲桿螺母副的效率計算 由《機械設計手冊》可得，螺絲桿母副效率的公式為 η=(0.59~0.99)×tanλtan(λ+ρ)×100% 取軸承效率為0.95，代入公式得 η=0.95×tan4.2°tan(4.2°+5.3°)×100%=41.7% 即絲桿螺母副的效率為41.7%。 四、整體機構的設計與計算 4.1材料的選擇 鋁型材的擴充性能強，安裝設備簡單快捷，可在任意位置安裝螺母螺栓，而獨特的T型、凹槽設計在加裝組件時無需拆卸型材，更加方便。除此之外，鋁型材質量較輕而剛度高，由于其本身的化學特性，其

25、耐腐蝕性和加工性能好，適用于機器框架以及工業(yè)自動化設備。因此，本課題所設計的支撐桿的材料均采用鋁型材6061。 4.2支撐桿的計算與校核 4.2.3許用應力的計算 支撐桿采用6061鋁合金材料，其屈服強度σs≥110 MPa，抗拉強度σb≥205 MPa，由《機械設計手冊》可得 支撐桿的許用拉應力為 σp=σs3~5=1103~5=22~37 MPa 取σp=30 MPa。查表可得， 支撐桿的許用剪切應力 【τ】=290 MPa 支撐桿的許用彎曲應力 【σb】≥205 MPa，取【σb】=300 MPa 4.2.4強度校核 1、剪切強度 絲桿滑臺的質量為20kg，支撐

26、桿的橫截面積為b×?=100×100 mm F=2F絲=400 由《機械設計手冊》可得，【τ】=290 MPa 支撐桿的剪切強度為 τ=FS=Fbn=40100×100=40 MPa<【τ】 2、彎曲強度 簡支梁的彎矩系數 M=FL4 矩形截面抗彎矩系數 W=b?26 簡支梁的彎曲強度 σb=MW=FL4÷b?26=3FL2b?2 代入公式可得 σb=3FL2b?2=3×400×4502×100×1002=270 MPa<【σb】 即選擇的鋁型材6061滿足設計的強度要求。 五、電動機的選擇、計算與校核 5.1電動機的選擇 本課題所設計的傳動系統(tǒng)采用滑動

27、螺旋傳動，通過電機直接驅動，絲桿將電機的轉動轉換為工作臺的水平方向的移動。根據設計的要求，電機要求當失去控制電壓時，電機立即停止轉動，即無自轉現象發(fā)生。且要求電機運行平穩(wěn)，噪聲小、精度高和抗過載能力強?？紤]以上因素，因此選擇交流伺服電動機作為該機械裝置的傳動系統(tǒng)的動力源。 根據本課題的設計要求，選擇MINAS A4系列的交流伺服電動機作為零件自動存放裝置中傳動系統(tǒng)的動力源。該電機采用數字化交流伺服系統(tǒng)，被廣泛運用于輕工機械和自動化生產線等各種有精確調速、定位和運動軌跡的場合。 5.2電機的計算與校核 5.2.1最大移動速度 由于絲桿與電機采用直接傳動，減速比i=1，當電機正常工作中的轉

28、速為額定轉速2000r/min時，滑塊的最大移動速度為 v=np60i=2000×560=166.67mm/s 5.2.2負載慣性矩JL 絲桿直徑d=20mm,長度l=1320mm，根據《機械設計手冊》可得 實心圓柱體的轉動慣量為 JL=md28=πl(wèi)γd432g γ——材料的比重（N/m3），鋼的密度為ρ鋼=7850kg/m3 即γ鋼=ρ鋼g=77008.5N/m3 d——圓柱體的直徑（m） l——圓柱體的長度（m） g——重力加速度（m/s2） 絲桿的負載慣性矩J1 J1=3.14×77008.5×1.32×0.024432×9.8 =3.38×10?4kg?

29、m2 電機軸的負載慣性矩J2 J2=W12π×P10002×i2 =500×12π×510002 =3.17×10?4kg?m2 總慣性矩JL JL=J1+J2=3.38+3.17=6.55×10?4kg?m2 5.2.3電機軸的負載慣性矩TL 由《機械設計手冊》可得，導軌的摩擦因數μ=0.12 電機的負載慣性矩TL為 TL=μWg+F2πη×p×i W——輸送質量（kg） μ——摩擦因數 F——軸向載荷（N） η——進給傳動系統(tǒng)的效率 代入公式可得 TL=0.12×50×9.8+02π×0.417×0.005×1=0.1

30、122 N?m 即電機的負載慣性矩為0.1122 N。 5.2.4電機容量預選 電機額定轉矩 Te≥TL0.417=0.11220.417=0.269 N?m 電機慣量 JM≥JL3=6.55×10?43=2.18×10?4kg?m2 電機額定轉速2000r/min，電機功率為 PZ≥TLn9535.4η n——伺服電機額定轉速 η——傳動系統(tǒng)總效率 代入公式可得 PZ=0.1122×20009535.4×0.417=0.0564 KW 通過查表可得，選擇符合條件的有制動器的中慣量A4系列電機MDMA-10,該電機的部分參數如下表所示： 表4.1 MDMA-10部

31、分參數 額定功率Pe 1.0 KW 電機慣量JM 6.79×10?4kg?m2 額定轉矩Te 4.8 N?m 最大轉矩TAC 14.4 N?m 額定轉速V 2000r/min 5.2.5最短加速與減速時間 由《機械設計手冊可得》，電機加/減速時間tAC tAC=2π(JM+JL)?(n1?n0)60(TAC?TL) tAC——加速/減速時間 n1——最高轉速（r/min） n0——加速初始啟動轉速/減速終止轉速（r/min） TAC——加速/減速轉矩（N?m） JM——伺服電機慣量（kg?m2） JL——電機軸換算的負載慣性矩（kg?m2） TL——

32、電機軸換算的負載轉矩（N?m） 代入公式可得 tAC=2π(6.79+6.55)×10?4×(2000?0)60×(14.4?0.1122)=0.02s 電機工作時加減速時間為0.1s 則加減速轉矩TAC TAC=2πJM+JL?n1?n060×tAC+TL =2π6.79+6.55×10?4×2000?060×0.1+0.1122 =0.31 N?m

33、1005=1200r/min 六、聯軸器與鍵的選擇和校核 6.1聯軸器的選擇 聯軸器是用來連接不同機構中的兩根軸使之能夠共同旋轉并且傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，聯軸器還具有緩沖、減振以及提高軸系動態(tài)的作用。聯軸器有兩部分組成，分別與主動軸和從動軸連接。在本次的設計中，為了提高系統(tǒng)的剛性和傳動效率，采用將伺服電機與螺桿直接相連接的方式。由于該傳動系統(tǒng)中電機啟動頻繁并且經常正反轉，因此選擇彈性套柱銷聯軸器。 彈性套柱銷聯軸器主要有兩個半聯軸器和帶彈性套的注銷組成，通過彈性套傳遞扭矩，因此彈性套注銷聯軸器具有局域緩沖減振的作用。彈性套柱銷聯軸器制造容易、拆裝方便、成本較低，適

34、用于連接載荷平穩(wěn)，經常正反轉或啟動頻繁的場合。 1-半聯軸器 2-螺母 3-墊片 4-擋圈 5-彈性套 6-柱銷7-半聯軸器 圖6.1 彈性套注銷聯軸器 6.2聯軸器的校核 電機軸的部分外形尺寸如表5.1所示： 表5.1 電機軸的部分外形尺寸 軸徑 S 22 mm 鍵寬 KW 8 mm 鍵高 KH 7 mm 鍵槽長 LW 45 mm 聯軸器的計算轉矩 Tca=KAT T——公稱轉矩（N?m），此為電機額定轉矩 KA——工程情況系數，轉矩變化中等的電機的工程情況系數為1.7 則聯軸器的轉矩為 Tca=1.7×4.8=8.16 N?m 選用彈性套注銷

35、聯軸器。 由《機械設計手冊》可得，選用LT3聯軸器。 主動端：選擇與電機軸能過盈連接的Z型軸孔，A型單鍵平鍵槽 d1=22 mm L=52 mm 從動軸：與絲桿連接軸孔為Y型，A型單鍵平鍵槽 d2=16 mm L=42 mm 此處對絲桿軸進行扭轉強度計算，由《機械設計手冊》可得， 實心軸的扭矩為 d=17.23Tτp d——軸端直徑（mm） T——軸所傳遞的扭矩（N?m） τp——許用扭轉剪切應力（N?m） 鋼τp=25~45 MPa，取τp=30 MPa 代入公式得 d=17.23Tτp=17.234.830=9.34 mm

36、 由《機械設計手冊》可得，當截面上有鍵槽時，應將求得的軸徑增大，當軸的直徑小于30mm且只有一個鍵槽時增大值為7%，即d0=9.34×1.07=9.99 mm。絲桿軸端直徑為d=16 mm>d0=9.99 mm，即絲桿滿足扭轉強度要求。 6.3鍵的選擇與校核 6.3.1鍵的選擇 考慮到軸上鍵槽的加工方法，鍵槽用銑床銑出時，用圓頭平鍵符合其形狀要求，并且通過鍵的圓頭能比較容易使軸與殼上的鍵的位置對準，因此選擇圓頭平鍵。根據《機械設計手冊》可得， 電機軸上的鍵選用 b×?×L=6×6×40 mm 絲桿軸上的鍵選用 b×?×L=5×5×32 mm 6.3.2鍵的校核

37、由于兩處位置的鍵所傳遞的扭矩相同，因此只需對軸徑較小的鍵進行強度校核。根據《機械設計手冊》可得，鍵材料為鋼在輕微沖擊是的許用擠壓應力【σp】=100~120 MPa，取【σp】=110 MPa 普通平鍵連接的強度條件為 σp=4000T?ld≤【σp】 T——傳遞的扭矩（N?m），電機額定轉矩 l——鍵的工作長度（mm），圓頭平鍵l=L?b d——軸的直徑（mm） 代入公式得 σp=4000×4.85×(32?5)×16=8.89 MPa≤【σp】 即所選的鍵滿足強度要求。 七、結論 本文所設計的傳動系統(tǒng)主要實現工作臺在水平方向上的移動，從而達到將生產線上的零件通過工作臺

38、移動到指定的位置，實現零件的自動存放的功能。本文設計的傳動系統(tǒng)由伺服電機驅動，根據實際生產情況可以選擇步進電機，通過應用能自鎖的滑動螺旋副來實現螺旋傳動轉換回轉運動為直線運動。主要的零部件包括電機、聯軸器、絲桿和鍵等并對其進行計算選型，對一些非標準件設計出合理的結構及尺寸，掌握一定的非標準件的設計原則和注意事項。通過設計及計算，畫出其中螺旋傳動的系統(tǒng)裝配圖以及主要的非標準件的零件圖，掌握零件的配合制度選擇原理及形位公差的標注，了解機械設計的一般工作流程和內容，為以后分析和解決實際工程問題打下良好的基礎。 畢業(yè)設計是每一位大學生都要經歷的一個過程，在完成畢業(yè)設計的過程中我們不僅能綜合運用大學四

39、年中所學到的專業(yè)知識，而且通過查詢相關的各種文獻，我們能了解并學習到許多帥的知識。通過這次畢業(yè)設計，我不僅學到了一些標準件的計算以及選用，同時，也學習到非標件的設計，這對于以后的工作有著巨大的幫助。  參考文獻 [1] 黃光.機械傳動科學技術的發(fā)展歷史與研究進展[J].中國高新技術企業(yè)，2014，08：4-5 [2] 秦大同.機械傳動科學技術的發(fā)展歷史與研究進展[J].機械工程學報，2003，（12）：37-43. [3] 張健，宋術剛.淺談機械傳動技術現狀及發(fā)展[J];科技展望;2015年16期 [4] 張森.機械傳動科學技術的發(fā)展歷程與展望[J].機械管理開發(fā)，2013，06：65-67 [5] 郭力,李波,朱均,謝友柏.21世紀機械科學的展望(上)──21世紀機械傳動科技展望[J].精密制造與自動化，2001(01). [6] 王寧，李永亮，吳海淼.機械學研究進展與發(fā)展趨勢[J].科技信息（學術研究），2008，（17）：332-334. [7] 成大先. 機械設計手冊. 4版. 北京：化學工業(yè)出版社，2002. [8] 吳宗澤. 機械設計師手冊. 2版 北京：機械工業(yè)出版社，2009.  23