清洗系统上下料系统设计+CAD图纸(8)
，取L1=36mm
根据公式（5.1）校核键的许用压强。
（5.1）
式中：T——机械手固定轴传递的转矩T1 =294 X 0.012=3.528(N•m)
k——键与轮毂的接触的接触高度k1=h1/2=7/2=3.5mm
L——键的工作长度l1=L1-b1=36-7=29mm
查设计手册（机械设计 表12-1键连接的许用挤压应力和许用压强）可知，[σP]=70Mpa，根据公式（5.1），键的挤压强度条件
，满足条件。
键1选用8×7×36（GB/T 1096)。
6 机械手升降装置的设计
6.1升降装置的比较及选用
6.1.1液压缸驱动
液压缸驱动升降机构原理图见图6.1，液压缸缸体竖直固定在支座上，通过活塞杆的运动实现机械手的升降。液压缸无杆腔A进油，活塞杆向下运动，带动夹紧装置下降，机械手下降；机械手上升时液压缸有杆腔B进油，液压缸有杆腔进油产生背压起到缓冲作用。
采用液压驱动，由于机械手升降时油液滴落，会对环境造成较大的污染，达不到清洗的效果，升降机构所需要的功率不会很大，不是液压驱动的典型应用场合，不采用。
图6.1 液压升降原理图
1-支座 2-液压缸3-活塞 4-活塞杆 5-夹紧装置
6.1.2电动机驱动
电动机驱动升降机构的示意图如图6.2.电动机竖直固定，输出轴通过联轴器与滚珠丝杠连接，螺母的上下运动带动伸缩机构升降。由于滚珠丝杠螺母副不能承受比较大的轴向载荷，因此不采用。
图6.2 电动机驱动示意图
1-丝杠螺母 2-丝杠 3-联轴器 4-电动机 5-夹紧机构
6.1.3气缸驱动
气缸驱动升降机构原理图与图6.1液压缸升降原理图类似，只需把液压缸换成气缸即可。采用两个升降气缸从中心固定在支座上，活塞杆与升降钢板相连，钢板再与夹紧气缸装置相连。A口进气，气缸无杆腔通气，活塞向下运动推动机械手下降；当B口进气时，气缸有杆腔通气，活塞向上运动，机械手上升。
由于活塞杆不需承受较大的轴向载荷，且气动无污染的特性比液压传动更有优势，因此采用气缸驱动方案。
6.2驱动方式的选用
机械手的伸缩装置由伸缩气缸驱动，需要气缸将清洗篮提升至少195mm。采用FESTO的DNGL标准型气缸，选用内径为32mm，行程为210mm的气缸，气口螺纹为M10 X 1.25，其工作压力范围为150~1000Kpa，理论输出推力为1246（N），理论输出拉力为1050（N）。工作压力 ，则工作压力采用0.4Mpa。需要两个伸缩气缸，采用带中心耳轴方式固定，耳轴安装件选用FESTO的ZNG型，Ø32mm。耳轴支座选用FESTO的LNZG型Ø32mm。耳轴支座通过两个M12x30的螺栓固定在小车地板上。通过固定气缸的中部，可有效地节省空间浪费，实现整个装置的优化。气缸无杆腔进气时，活塞杆伸出，使得机械手向下运动。气缸有杆腔进气时，活塞杆缩回，使得机械手向上运动。
6.3升降装置装配方案
清洗系统上下料系统的升降装置，需要考虑清洗篮本身的高度和振动架的高度，另外由于整个机械手爪的质量及清洗篮负载的质量都通过升降装置承受，因此在气缸的选择上为了实现更好地升降，速度更加稳定，采用两个气缸共同实现这个动作。另外需要注意的是，在设计气动回路的时候，需要考虑两个气缸的同步性，否则若达不到同步则可能会造成机械手的倾斜，从而无法准确抓取清洗篮。两个升降气缸选用FESTO气缸，根据其气缸样品进行选择，同时根据需要提升的行程选择合适活塞长度。另外，对于机械手外部安装一块三面的铁板，起到防护作用，无侧面。升降气缸通过中心耳轴及耳轴安装件（均为FESTO标准产品）固定在水平移动小车地板上，采用中部固定的方式可有效减少空间安装距离，方便安装，减小整个机构的空间占用体积。