液壓機(jī)械手設(shè)計(jì) 機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論(文件)
【正文】 ???工件 mNtJJ ??????? )()(M 啟工件慣 ? 又因?yàn)? 總力矩摩 MM ? 所以 ?????? 總力矩慣偏摩總力矩 MMMMM 即 mM ?? 回轉(zhuǎn)液壓缸的尺寸計(jì)算及校核 表 43 標(biāo)準(zhǔn)液壓 缸內(nèi)徑系列（ JB82666） 20 25 32 40 50 55 63 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 125 130 140 160 180 200 250 設(shè)定腕部的部分尺寸：根據(jù)上表設(shè)缸體內(nèi)孔半徑 mmR 25? ，外徑選擇 mm80 ,動片寬度 mmb 35? ,輸出軸半徑 mmr 5? 。該機(jī)械手具有手爪夾取，手腕回轉(zhuǎn) 200176。 ，長三角地區(qū)，開始由以前的勞動密集型向機(jī)械化，智能化轉(zhuǎn)變。在畢業(yè)設(shè)過程中，我的指導(dǎo)老師楊 洪 老師給予很多專業(yè)方面的幫助。 由于時(shí)間 和個(gè)人知識及能力水平有限，論文中難免會有一些紕漏或錯(cuò)誤之處，懇請各位老師批評指正。 同時(shí)，我也要感謝大學(xué) 三 年所有教過和沒有教過但給我很多幫助的老師，是他們的教導(dǎo)讓我能在這里學(xué)到很多的專業(yè)知識，給我以后工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是他們的諄諄教誨使我明白了更多為人處事的道理，給我今后的人生足跡烙下更深的印跡，在此我衷心地感謝所有幫助過我的老師。所以，我覺得機(jī)械手在未來制造業(yè)領(lǐng)域會得到越來越廣泛的運(yùn)用。每個(gè)動作都有相應(yīng)的獨(dú)立液壓缸驅(qū)動，各個(gè)機(jī)構(gòu)根據(jù)緊湊原則，合理安排。m 35mm 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 19 頁 共 23 頁 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 尺寸設(shè)計(jì) 液壓缸 長度設(shè)計(jì)為 mmb 100? ,液壓缸 內(nèi)徑為 mmD 1201 ? ,半徑 R=60mm,軸徑mmD 252 ? 半徑 mmR 10? ,氣缸運(yùn)行角速度 ? = s/90? ，加速度時(shí)間 t? ? ,壓強(qiáng)MPaP ? , 則力矩： 2 )( 22 rRpbM ?? ).( 2)( 226mN????? 尺寸校核 測定參與手臂轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量 kgm 1201 ?,分析部件的質(zhì)量分布情況， 質(zhì)量密度等效分布在一個(gè)半徑 mmr 54? 的圓盤 上，那么轉(zhuǎn)動慣量： 221rmJ? 2 2?? ? （ ） tJM ?? ?.慣 ).(63 mN??? 考慮軸承，油封之間的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù) ?k , 慣摩 MkM .? ）（ ? ?? 總驅(qū)動力矩 摩慣驅(qū) MMM ?? ）（ ? ?? MM ?驅(qū) 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 20 頁 共 23 頁 ? 設(shè)計(jì)尺寸滿足使用要求。 手腕回轉(zhuǎn)所需的總的阻力矩相當(dāng)于上述三項(xiàng)之和，即： 慣偏摩總力矩 MMMM ??? (5) 設(shè)抓取一根軸，其直徑 mmD 80? ，長度 mml 350? ， kgm 101? ，當(dāng)手抓夾持在工件中間位置回轉(zhuǎn) ?200 ，將手抓、手抓驅(qū)動液壓缸和回轉(zhuǎn)液壓缸轉(zhuǎn)動件等效為一個(gè)圓柱體，長 mmh 280? ，半徑為 mm40 ，其所受重力為 G ， 液壓缸運(yùn)行角速度 ? = s/30? ，加速度時(shí)間 t? =。 3）克服啟動慣性所需的力矩 慣M 啟動過程近似等加速運(yùn)動，根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角速度 ? 及啟動所需時(shí)間 啟t ，按下式計(jì)算： 啟工件慣 tJJ?)(M ?? (4) 或者根據(jù)腕部角速度 ? 及啟動過程轉(zhuǎn)過的角度 啟? 計(jì)算： 啟工件慣 ??2)(M 2JJ ?? 式中 工件J ——— 工件對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量 )( 2smN ?? 。 （ 1）液壓缸內(nèi)徑計(jì)算： 當(dāng)油進(jìn)入無桿腔： ??? 4 211 DPFF ??驅(qū) 當(dāng)油進(jìn)入油桿腔： ??? 4 )( 2222 dDPFF ???驅(qū) 液壓缸的有效面積： 1PFS? 所以 ??? 11 PFPFD ?? （無桿腔） 214 dPFD ?? ?? (有桿腔 ) 式中 驅(qū)F ——— 手臂升降液壓缸驅(qū)動力 )(N D ——— 液壓缸內(nèi)徑 )(mm d ——— 活塞桿直徑 )(mm ? ——— 液壓缸機(jī)械效率，在工程機(jī)械中用耐油橡膠可取 ?? 1P ——— 液壓缸的工作壓力 )(MPa 帶入數(shù)據(jù)得 ： 214 dPFD ?? ?? 驅(qū) (d=) mmD ? 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（ JB82666），選取液壓缸的內(nèi)徑為： mmD 90? 根據(jù)活塞桿直徑系列（ JB82666）選取活塞桿直徑 mmd 45? ，壁厚 15mm。 由力平衡條件得： ?總GhFR ?2 hGFR ?總?2 NhGF R 378780 10103002 ???? ?總 式中 f ——— 摩擦系數(shù) h ——— 立柱導(dǎo)套的長度 由手臂升降驅(qū)動力的公式得： 總密回慣摩驅(qū) GFFFFF ????? （ 1） 摩F 的計(jì)算 fFF R22?摩 取 ?f 又因?yàn)?NFR 37872 ? 所以 NfFF R 2 ?????摩 （ 2） 慣F 的計(jì)算 經(jīng)計(jì)算 tg vGF ??? 總慣 式中 v? ——— 由靜止加速到常速的變化量 )/( smm 。 經(jīng)過以上分析計(jì)算，液壓缸的驅(qū)動力為： 1 0 2 ??????? 驅(qū)慣回密摩驅(qū) FFFFFF 所以手臂伸縮驅(qū)動力 NF 1755?驅(qū) 尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)表 42 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列（ JB82666）， 手臂伸縮液壓缸采用 內(nèi)徑 1D =80mm,半徑 R=40mm 的液壓缸。 L ——— 手臂參與運(yùn)動的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐前端的距離 )(mm a ——— 導(dǎo)向支撐的長度 )(mm ?? ——— 當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面形狀有關(guān)。 密F ——— 密封裝置處的 摩擦阻力。 導(dǎo)向桿目前常采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，四導(dǎo)向桿等， 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)控制和具體工作的要求，機(jī)械手的手臂的結(jié)構(gòu)不能太大，若僅僅通過增大液壓缸的缸徑來增大剛度，是不能滿足系統(tǒng)剛度要求的。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)能提供很大的驅(qū)動力，因此在驅(qū)蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 共 26 頁 第 10 頁 動力和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度都是比較容易實(shí)現(xiàn)的，關(guān)鍵是機(jī)械手運(yùn)動的穩(wěn)定性和剛度的滿足。 驅(qū)動方式：液壓傳動 （低壓系統(tǒng) ~0 ） 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案
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