行程螺母长度由式可计算出方向的伸长量，滚珠丝杠预拉伸力的计算式中为弹性模量，般取为滚珠丝杠螺纹底径，由式可计算出，确定滚珠丝杠螺母副的规格型号滚珠丝杠螺母副拟采用的精度等级为级滚珠丝杠螺母副的规格型号，其具体参数如下表滚珠丝杠螺母副几何参数名称符号计算公式和结果螺纹滚道公称直径导程接触角钢球直径螺纹滚道法面半径偏心距螺杆螺杆外径螺母螺母螺纹外径螺母螺纹的公称直径滚珠丝杠副的预紧为了保证滚珠丝杠螺母副的传动精度和刚度，必须对滚珠丝杠螺母副实施预紧措施。预紧的目的有两个是消除轴向间隙，二是为了提高轴向刚度。本机床采用垫片式双螺母进行预紧。调整方法是在双螺母间加垫片，调整垫片使双螺母产生微量的相对轴向位移，达到消除轴向间隙和产生预紧力的目的。这种方式结构紧凑，工作可靠，调整方便，应用换刀机器人机械系统的设计广，但不很准确，并且当滚到磨损时不能随意调整，除非更换垫圈。滚珠丝杠螺母副支撑方式及轴承的选择为了满足数控机床进给系统高精度高刚度的需要，除了应该采用高精度高刚度的滚珠丝杠螺母副外，还必须充分重视支承的设计。应注意选用轴向刚度高摩擦力矩小运转精度高的轴承，同时选用合适的支承方式，并保证支承座有足够的刚度。滚珠丝杠螺母副支承方式的选择支承的作用是限制两端固定轴的轴向窜动。支承方式对滚珠丝杠螺母副承载能力刚性及最高转速有很大影响。滚珠丝杠副在安装时应满足以下要求滚珠丝杠螺母副相对工作台不能有轴向窜动螺母座孔中心应与丝杠安装轴线同心滚珠丝杠螺母副中心线应平行于相应的导轨④能方便的进行间隙调整预紧和预拉伸。用于精密和高精度机床包括数控机床的滚珠丝杠副，并且是竖直安装，为了提高滚珠丝杠的拉压刚度，采用端固定端游动的支撑方式。综上，本机床滚珠丝杠副采用端固定端游动的支承方式。所用轴承的选择由于滚珠丝杠轴承所受载荷主要是轴向载荷，径向除丝杠的自重外，般无外载荷。因此，对滚珠丝杠轴承的要求是轴向精度和轴向刚度要高。另外，丝杠转速般不会很高，或高速运转的时间很短，因此发热不是主要问题。数控机床进给系统要求运动灵活，对微小的位移丝杠微小的转角要响应灵敏。因此所用轴承的摩擦力矩要尽量低。计算轴承所受的最大轴向载荷，有预拉伸的滚珠丝杠副应考虑到预拉伸力的影响，可按下式计算式中为滚珠丝杠承受的最大轴向力因为由公式可计算出计算轴承的预紧力。计算轴承的当量轴向载荷。④计算轴承的基本额定动载荷。选用轴承的重要依据是轴承的基本寿命，并使之小于或等于其基本额定寿命。在实际使用中，习惯上常用工作小时数表示轴承的基本额定寿命，用下式计算式中轴承的基本额定寿命轴承的基本额定动载荷轴承的工作转速，与滚珠丝杠的当量转速相同无锡太湖学院学士学位论文ε寿命系数，对于球轴承ε，对于滚子轴承ε轴承的当量动载荷，其计算公式为，径向，轴向动载荷系数，可从表中选取，径向，轴向载荷对球轴承，可将轴承的基本额定寿命公式变形得根据此式即可计算球轴承的基本额定动载荷值，使之小于轴承样本上列出的基本额定动载荷值。表载荷系数组合列数列列列承载列数列列列列列列列列列组合形式已知轴承的工作转速，轴承所受的当量轴向载荷，轴承的基本额定寿命。轴承的径向载荷和轴向载荷分别为因为，所以查表得，径向系数，轴向系数，故确定轴承的规格型号。因为滚珠丝杠螺母副拟采取端固定端游动的安装方式，所以选用双向推力球轴承和深沟球轴承进行端固定，两种轴承分别承受轴向和径向力另端选用深沟球轴承使滚珠丝杠可以有游动间隙。由于滚珠丝杠的螺纹底径为，但是滚珠丝杠受力不是很大所将滚珠丝杠端部做三段成阶梯轴形式，阶梯轴直径为和，最后端有螺纹公称直径为，以方便丝杠的固定。在滚珠丝杠的固定端选择双向推力球轴承深沟球轴承，双向推力球轴承的型号为，尺寸内径外径宽度为选用脂润滑。该轴承的预载荷能力为，大于计算所得的轴承预紧力。并在脂润滑状态下的极限转速为，高于滚珠丝杠的最高转速，故满足要求。该轴承的额定动载荷为，而该轴承在工作寿命下的基本额定动载荷，也满足要求。深沟球轴承的型号为，尺寸内径外径宽度为选用脂润滑。该轴承的预载荷能力为，大于计算所得的轴承预紧力。并在脂润滑状态下的极限转速为，高于滚珠丝杠的最高转速，故换刀机器人机械系统的设计满足要求。该轴承的额定动载荷为，而该轴承在工作寿命下的基本额定动载荷，也满足要求。减速齿轮的设计减速机构大小齿轮的验算选定齿轮类型精度等级材料及齿数根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。减速齿轮在此处要实现带动无触点行程开关转动来实现手部升降机构的精确定位，精度要求较高，选用级精度。④材料选择。选择小齿轮材料为调质，硬度为，大齿轮材料为钢调质，硬度为，二者材料硬度差为。确定传动比和齿数，减速机构只有级传动，主要作用是衡量要精确定位时丝杠要减速，就由减速齿轮来消耗马达的惯性功率。初定传动比，取小齿轮齿数，按齿面接触强度设计有设计计算公式进行试算，即确定公式内的各计算数值试选载荷系数。计算小齿轮传递的转矩。由表选取齿宽系数。表圆柱齿轮的齿宽系数装置状况两支撑相对于小齿轮做对称布置两支撑相对于小齿轮做不对称布置小齿轮做悬臂布置由表可查得材料的弹性影响系数表弹性影响系数弹性模量齿轮材料配对齿轮材料灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑胶续表锻钢铸钢球墨铸铁灰铸铁无锡太湖学院学士学位论文由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限。计算应力循环次数。由图取接触疲劳寿命系数。计算接触疲劳许用应力。取失效概率为，安全系数，可得计算试算小齿轮分度园直径，代入中较小的值。知道，我设计的东西若真的用于生产那还差好远好远，我们的设计考虑的东西实在是太少太少了，好多东西我们都还是想当然的设计，有的东西我们连实物都还没完整的见到过，我们要学的东西还有好多好多。虽然，毕业设计的这段时间是短暂的，但让我改变了自己。不光是在学习上自己有了个提高，更是在对待问题的态度上有了转变。万事开头难，其实只要自己坚持下去补充自己的不足，问题会迎刃而解。毕业设计结束了，它加深了我大学的专业知识，也使我懂得了学无止境这个道理。本次毕业设计已经落下帷幕，在这次设计中我完成了自动换刀机器人的总体设计，机械手的设计和机械手上下移动机构的设计。其中包括滚珠丝杠的选择油马达的选择减速齿轮以及机械手和手部液压驱动的设计等。在传动方面考虑到了轴承润滑齿轮润滑的问题，在丝杠的支撑上采用的是端固定端游动的形式。在本次毕业设计的工作过程中，应用滚珠丝杠工作方式为滚珠丝杠转动，滚珠丝杠副螺母移动可以提高加工精度。在可拆卸方面考虑了许多因素由于设计经验不足，在快卸方便性上考虑上有待进步提高在满足精度的前提下减少了生产成本。材料的使用上采用了较为广泛应用的号钢无锡太湖学院学士学位论文加工成本低且避免使用有毒害的材料污染环境，还可以回收应用在环境方面应用消隙齿轮可以有效的降低噪音减少对人体的危害。数控技术已经进入寻常百姓家故作为机械技术人员应掌握这种技术，为我国的机械制造事业添砖加瓦。不足之处以及未来展望虽然研究得到了预想的结果，但还存在很多不足的地方，也希望在以后的工作有机会进步研究。就目前来看，还需从以下方面进行改进完善功能。首先需要建立起系统的刀库数据管理库，能够系统管理刀具，提高系统可靠性其次需要跟踪不同机床对刀具系统的特定使用需求，增加通用性再次全面彻底的得以广泛应用。改善人机接口。虽然是设计的个特色，但它同时带来了人机接口难以处理和不友好的问题，因此目前借助的参数区和信息提示系统初步建立了人机接口下步改良方案可以是进行人机接口的界面设计。自动换刀装置是加工中心的重要组成部分，其设计质量好坏，直接影响加工中心质量。所以对机构的结构定位运动以及夹持力的大小等都有很高的要求。旦有运动故障或定位运动误差过大，都会造成换刀动作的失败。因此了解和掌握整个换刀过程中的各个动作是非常重要的，所以在本文基础上，下步需要尝试采用语言实现的可视化设计。对于机器人整体的研究方案，不是特别的得心应手，创新能力还是有所欠缺，整个设计的绘图花时间较长，制图能力有待加强。换刀机器人机械系统的设计致谢作者在选题研究和撰写的过程中，得到了导师过金超教授的亲切关怀和认真指导。导师学识广博学术思维敏捷治学态度严谨，人品学品兼优这切都是本人现在和将来学习的榜样。特别是导师对作者关于获取知识运用知识和创新能力方面的培养，使我受益匪浅在此文完成之际，谨向最尊敬的导师致以最诚挚的谢意，感谢导师为我的成长所付出的心血，并送去学生最美好的祝福,同时感谢太湖学院老师和同学为我解决了很多课题中的难题,感谢我的母校四年来对我的培养与关怀,感谢我现在的工作单位对我毕业期间的理解与帮助。最后，还要感谢我的家人，朋友正是他们给予了我无私的支持与鼓励,作者在大学四年期间，得到了很多老师和同学的帮助，在此，致以最真诚的谢意,衷心感谢所有关心和帮助过我的朋友们,以及默默奉献的父母。最后，感谢在百忙之中参与评阅论文和答辩的老师们。无锡太湖学院学士学位论文参考文献，，，加藤郎机械手图册北京上海科学技术出版社，日渡边茂产业机器人技术北京机械工业