设计简介
摘要
本篇毕业设计的论文主要阐述的是高速公路两轴自动发卡机械手的设计。该高速公路两轴自动发卡机械手该机械手从桌面拿取IC卡后，从收费亭窗户递出给司机，完成发卡过程。这种机械手应有一定的柔性和适应性，可以适应高低不同的车辆，均能够理想的传递IC卡。同时应该具有结构简单，安装方便，体积小巧，成本较低的特性。首先通过分析该设备的工作原理，确定系统总体方案、确定高速公路两轴自动发卡机械手的相关计算；其次就是高速公路两轴自动发卡机械手的结构设计，绘制零件图；最后整理资料，撰写设计说明。
关键词：机械手、两轴自动发卡、结构设计
目录
1 概述 6
1.1 高速公路两轴自动发卡机械手的目的和意义 6
1.2 国内外研究概况 6
1.3 发展趋势 7
2 课题研究的主要内容及设计成果的应用价值 7
2.1 本课题的主要研究内容 8
2.2 设计成果的应用价值 8
3 研究的方法与路线 8
3.1 研究的方法 8
3.2 研究的路线 8
4 高速公路两轴自动发卡方案 9
4.1 两轴自动发卡机械手原理概述 9
4.2 电源 10
4.3 总体参数 10
4.3.1 水平方向的移动方案 11
4.3.2 竖直方向的移动方案 11
4.3.3 绕竖直方向的转动方案 11
4.4 升降机构的设计 11
4.4.1 丝杠 11
4.4.2 升降装置 12
4.4.3 驱动机构 12
4.5 纵向平移机构的设计 12
4.5.1 手部设计的基本要求 13
4.5.2 手部的结构以及选择 13
4.5.3 手部的抓紧力设计计算 14
4.5.4 传动齿轮齿条 14
4.5.5 驱动机构 15
4.6 基座要求 15
4.7 总体方案图绘制 16
5 机械手主要结构计算 19
5.1 总体尺寸要求 19
5.2 动力参数的确定 19
5.3 丝杠的设计计算 23
5.3.1 丝杠材料的选择 23
5.3.2 丝杠螺纹数据的初步设计与校核 23
5.3.3 丝杠配合螺母的参数选择及校核 27
5.3.4 驱动丝杠的电动机的选择 28
5.3.5 传动轴材料 29
5.3.6 传动轴转速 29
5.3.7 传动轴直径 30
5.3.8 键的选择 31
5.3.9 选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级 32
5.3.10 按齿根弯曲强度设计 32
5.3.11 计算大小齿轮的几何尺寸参数 35
5.4 纵向平移装置齿轮齿条传动机构的设计与计算 35
5.4.1 驱动纵向平移装置传动电动机的选择 35
5.4.2 选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级 37
5.4.3 齿条弯曲强度设计 38
5.4.4 计算齿轮及齿条的几何尺寸参数 40
5.4.5 校核齿轮的齿根弯曲强度 41
5.4.6 计算齿轮的几何尺寸参数 42
5.4.7 齿条的设计计算 43
5.5 机械手夹尺寸计算 43
5.5.1 机械手手抓夹持精度的分析计算 45
5.6 机架设计 45
5.6.1 地脚螺栓强度校核 46
6 设备的安装 47
6.1 设备的安装 47
6.2 设备的维护与保养 48
7 环保性与经济性分析 49
7.1 节能环保性分析 49
7.2 经济性分析 49
7.3 结束语 49
8 参考文献 51
本篇毕业设计的论文主要阐述的是高速公路两轴自动发卡机械手的设计。该高速公路两轴自动发卡机械手该机械手从桌面拿取IC卡后，从收费亭窗户递出给司机，完成发卡过程。这种机械手应有一定的柔性和适应性，可以适应高低不同的车辆，均能够理想的传递IC卡。同时应该具有结构简单，安装方便，体积小巧，成本较低的特性。首先通过分析该设备的工作原理，确定系统总体方案、确定高速公路两轴自动发卡机械手的相关计算；其次就是高速公路两轴自动发卡机械手的结构设计，绘制零件图；最后整理资料，撰写设计说明。
关键词：机械手、两轴自动发卡、结构设计
目录
1 概述 6
1.1 高速公路两轴自动发卡机械手的目的和意义 6
1.2 国内外研究概况 6
1.3 发展趋势 7
2 课题研究的主要内容及设计成果的应用价值 7
2.1 本课题的主要研究内容 8
2.2 设计成果的应用价值 8
3 研究的方法与路线 8
3.1 研究的方法 8
3.2 研究的路线 8
4 高速公路两轴自动发卡方案 9
4.1 两轴自动发卡机械手原理概述 9
4.2 电源 10
4.3 总体参数 10
4.3.1 水平方向的移动方案 11
4.3.2 竖直方向的移动方案 11
4.3.3 绕竖直方向的转动方案 11
4.4 升降机构的设计 11
4.4.1 丝杠 11
4.4.2 升降装置 12
4.4.3 驱动机构 12
4.5 纵向平移机构的设计 12
4.5.1 手部设计的基本要求 13
4.5.2 手部的结构以及选择 13
4.5.3 手部的抓紧力设计计算 14
4.5.4 传动齿轮齿条 14
4.5.5 驱动机构 15
4.6 基座要求 15
4.7 总体方案图绘制 16
5 机械手主要结构计算 19
5.1 总体尺寸要求 19
5.2 动力参数的确定 19
5.3 丝杠的设计计算 23
5.3.1 丝杠材料的选择 23
5.3.2 丝杠螺纹数据的初步设计与校核 23
5.3.3 丝杠配合螺母的参数选择及校核 27
5.3.4 驱动丝杠的电动机的选择 28
5.3.5 传动轴材料 29
5.3.6 传动轴转速 29
5.3.7 传动轴直径 30
5.3.8 键的选择 31
5.3.9 选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级 32
5.3.10 按齿根弯曲强度设计 32
5.3.11 计算大小齿轮的几何尺寸参数 35
5.4 纵向平移装置齿轮齿条传动机构的设计与计算 35
5.4.1 驱动纵向平移装置传动电动机的选择 35
5.4.2 选定齿轮材料，类型，齿数及精度等级 37
5.4.3 齿条弯曲强度设计 38
5.4.4 计算齿轮及齿条的几何尺寸参数 40
5.4.5 校核齿轮的齿根弯曲强度 41
5.4.6 计算齿轮的几何尺寸参数 42
5.4.7 齿条的设计计算 43
5.5 机械手夹尺寸计算 43
5.5.1 机械手手抓夹持精度的分析计算 45
5.6 机架设计 45
5.6.1 地脚螺栓强度校核 46
6 设备的安装 47
6.1 设备的安装 47
6.2 设备的维护与保养 48
7 环保性与经济性分析 49
7.1 节能环保性分析 49
7.2 经济性分析 49
7.3 结束语 49
8 参考文献 51
