【正文】 縮行 程： 1850mm 伸縮速度： 1200mm/s~1400mm/s 升降行程： 3650mm 升降速度： 1200mm/s~1400mm/s 回轉范圍： 00 90~90 ?? ； 手腕運動參數(shù) :回轉范圍： 00 90~90 ?? 。 10 第 3 章 腕部結構的設計及計算 腕部設計的基本要求 (1) 力求結構緊湊、重量輕 腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動載荷均由臂部承擔。 (3) 必須考慮工作條件 對于本次設計，焊接機器人的工作條件是在工作場合中焊接工件，最大載荷為 8KG，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質中，所以對焊接機器人的腕部沒有太多不利因素。 (2) 齒條活塞驅動的腕部結構在要求回轉角大于 270176。 (4) 機 液結合的腕部結構。 （ mm） 20 25 32 40 50 55 63 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 125 130 140 160 180 200 250 表 32 標準液壓缸外徑 （ JB106867） 錯誤 !未找到引用源。sQ Q QF F F?? （ ） 液壓缸工作壓強為 P=8Mpa,所以螺釘間距 t 小于 80mm,試選擇 12 個螺釘， mmD ???? 80mm 所以選擇螺釘數(shù)目合適 Z=12 個。 螺釘材料選擇 Q235，則 （ n=～ ） 螺釘?shù)闹睆?： d= 螺釘?shù)闹睆竭x 用 M5。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運動。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。 臂部設計的基本要求 臂部設計首先要實現(xiàn)所要求的運動，為此，需要滿足下列 各項基本要求： 一、臂部應承載能力大、剛度好、自重輕 對于機械手臂部或機身的承載能力，通常取決于其剛度。對機械手的運動性能、位置精度和負荷能力影響很大。在速度和回轉角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的辦法，因此，機械手臂部要盡可能的輕。對于懸臂式的機械手，其傳動件、導向件和定位件布置合理，使手臂運動盡可能平衡，以減少對升降支撐軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生機構卡死（自鎖現(xiàn)象）。 總結： 除此之外，要求機械手的通用性要好，能適合多種作業(yè)的要求；工藝性好，便于加工和安裝；用于熱加工的機械手，還要考慮隔熱、冷卻；用于作業(yè)區(qū)粉塵大的機械手還要設置防塵裝置等。 18 手臂直線運動的驅動力計算 首先進行粗略的估算，或類比同類結構，根據(jù)運動參數(shù)初步確定有關機構的主要尺寸，再進行校核計算，修正設計。 圖 41 機械手臂部受力 示意圖 計算如下 ： 0AM ?? bG L aF?總 得 0Y?? baG F F??總 得 39。 將有關數(shù)據(jù)代入進行計算： . ??????? ???????????? 、摩 ? 手臂慣性力的計算 本設計要求手臂平動是 V=1200mm/s；假定：在計算慣性力的時候 ,設置啟動時間 ， 啟動速度； GvF gt?? ?總慣 () GvF gt?? ?總慣 NsKgN smN ???? 密封裝置的摩擦阻力 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設計中，采用 O 型密封，當液壓缸工作壓力小于 10Mpa。 液壓缸的有效面積： A 故有： A1=лD2/4 （無桿腔） () A2= лD2/4лd2/4 （有桿腔） 錯誤 !未找到引用源。 活塞桿的計算校核 一、 活塞桿強度校核 活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運動的要求和強度要求。 梁轉角： θ= EIFl22? () 梁撓度： ω = EIFl33? () 其中： E 為材料的彈性模量： E=210Gpa I 為轉動慣量：取 I=1010 EI=24 ∴ θ=[θ] ω=[ω] 結論 :懸臂活塞桿滿足剛度要求。一般實現(xiàn)手臂的回轉和升降運動，這些運動的傳動機構都安在機身上，或者直接構成機身的軀干與底座相連。為了設計出合理的運動機構，就要綜合考慮分析。其缺點是回轉運動傳動路線長，花鍵軸的變形對回轉精度的影響較大。 (3) 活塞缸和齒條齒輪機構?；剞D機構置于升降缸之上的機身結構。驅動機構是液壓驅動，回轉缸通過兩個油孔，一個進油孔，一個排油孔，分別通向回轉葉片的兩側來實現(xiàn)葉片回轉。 (2) 回轉缸尺寸的初步確定 設計回轉缸的靜片和動片寬 b=60mm，選擇液壓缸的工作壓強為 8Mpa。 ?工 件 =1720mm ?手 和 腕 =6mm ?臂 = G G GG? ? ?? ??? 手 腕 手 腕工 件 工 件 臂 臂總 () G G GG? ? ?? ??? 手 腕 手 腕工 件 工 件 臂 臂總 =1500mm 所以，回轉半徑。 (1) 摩擦驅動力的計算 設定速度為 ? V=4；起動或制動的時間差 ? t=；近似估算為；將數(shù)據(jù)帶入上面公式有： F 摩 = 5000N F 慣 =6600N (2) 液壓缸在這里選擇 O 型密封，所以密封摩擦力可以通過近似估算；最后通過以上計算： 26 當液壓缸向上驅動時 ： F=5000N 當液壓缸向下驅動時 ： F=6600N 軸承的選擇分析 對于伸縮缸的運動，機身回轉受軸承的影響。 本設計采用兩個 球軸承 錯誤 !未找到引用源。最后，根據(jù)計算結果選用合適的軸承。在本文結束之際，特向敬愛的吳老師致以最尊敬的敬禮和深深地感謝！ 通過此次設計，一方面讓我認識到只學習理論是遠遠不夠的，發(fā)現(xiàn)了學習中的錯誤之處；另一方面又 積累豐富的知識，吸取別人好的方法和經(jīng)驗，增強對復雜問題的解決能力，摸索出一套解決綜合問題的方法，為自己以后的工作和學習打下堅實的基礎，提高了自己的動手能力。由于初次研究這種復雜而又綜合的設計，過程中難免存在一些錯誤和不足之處，懇請各位老師給予批評和指正。 網(wǎng)易博客 騰訊微博 新浪微博 直接聯(lián)系 2218108823 6WnsK28Xm kxMf hGj477Rl 2qY0j qOHEp3gbqa5dh2zKF7oewQ4qexPpQ9jn2RzXXt TtP7POyaR5Ph6bKYC4Exl 22xCBGwq8vf gIvY5BDTdU3qj f 0NEzu7yzbfQ3f oeqDh15sOk1Lyxf DHU8vpbWTzCOPMewA9RX0i D4wj 4DgXfTi lI GDsST4f2CAXaETEi NRhWkhx7c1xMUhT8uNvfbpwjcDr U4f knr y8nnJkkn3VWIPdUwANZFJoVQGl 7FQTswU89i O2zbnk7izluf hRR1Dnnf 1jEpdK8CxiB2kC6M8UZsuVAbykInVy7r9gQu8VsbMmRs5yHVEMpGiHMAzSbm0xy7ZQ3Gzi w5mQt dNRinKvO2AVAwj 6QBqaupohh9x2YSeGl eAqOvrwWf lI rG2i 6f i bWyLzLt wyeovRRZxBhSLDSDUi OI OMbFJMlQXz8JgC4f SzFFne2PLdoNCwXbGO35VT5Js7k0X37UgH7XJ9V4tsSqsEQ5k5gJB1oI LHBH4Ovt 0kFI 4dh9m3R1R6dqXYMYMZU74Akf NawtUTQAI 4LXEdi K8X3U2ba8H5DSMxWJYsB0pE989F19HNGuEE8ekJEgLXKebBsOp6gKzP1zi 7hhaxoDBIqr WMIVzl yFOKJmXWRsPms86BpEwMCSKvHKydsjRoYcA391vnRwCf 9yyQ36RwNzwzFtXOuXzK6cgFDf mJqgdEEd0wpW6Bf Aer t RJkZaxl AKwYk1J4OpRAJOIGDm l002aCSgqyJIyOdzr RJKgSyH2G8s6rYJNUXYuJt 2JxnRkU8b1Zb2WdVgXsNgdkvo2GSKVLnUFMgY1I FY04ZblxD1RFWMvi8He56wyOXOMexE0ki l9qB7V0LEqGEeOr42uT4rYqGa3rBf PxG8Hh5Z7qpdo8yVuF3kHFCb8KF7nDj jhzD0QJuI FD0vc7JHl zr 4X70wja6MgE1WMhCI 565N0qZ0NX3xnxGwvHYTNVwR1n2zdMDEegI ty4hj86QJwPSuM4JUHBOWnICoeJYC5iXyyzs0V3ySk7ij dr 8MLJUMjSCHysSaisqMcOhWuDQMf axo2H5DaNHWKstdqRjt Yymgo2WkMRI 8cbNJ2PqdmwI NEhqSx3oY84uREhxKRTlEi 6Ji OSm10aBcB52KNFDQwWGSLLl DupS4GVI JvRwa56eYTBGxE34Ttyi x0B1Cf f NL7b9I 5Demsnvt quYaQPp66AkkQrAj 9WcGToHZp5gd9KDbceF1Dwf ybozVdEuSr wvaMri EetZykZgLet CnvhwkUc5JLYi es9zf Ai2aj124yoFf 9TEQCaRKOyblCHvpAEXf ACa9Z3aNHVcNU3WpAYDNz08yNAqLSr sDCWLMZywhoj 8G1ex7EyV4oy5Dt 9FO2XHQWLBBl J38U6PI m6ssJGYt FEI W8BWuvSZY9sgTOvg8jNqc4tsLi vpKm MbhRWxBzBzmR5eWMYVVwSXqLAzvSLCOKaLUQx74m 8XE4nzWsKP1ht 85Xgji 5V04x7zxBWt 2QuDr op5vcbpMO6rNY3r M54yu9RvqObqqFbsB。 如果侵犯了您的知識版權，請?zhí)岢鲋刚覀儗?立即刪除相關資料。這些能力的掌握是我步入社會所必需的。 28 致 謝 感謝吳老師在我大學的最后學習階段 —— 畢業(yè)設計階段給我的指導，有了吳老師認真負責的指導我的論文才得以順利完成 。 本章小結 本章對機械手的機身進行了設計，分別對機身的回轉機構和升降機構進行設計計算。對于本設計，采用一支點，雙向固定，另一支點游動的支撐結構。 手臂做 升降運動的液壓缸驅動力的計算 39。 最終確定的液壓缸的截面尺寸如圖 62所示，內徑為 150mm，外徑為 230mm，輸出軸徑為 50mm。 23 圖 51 回轉缸位于伸縮缸之上的機身結構示意圖 機身回轉機構的設計計算 (1) 回轉缸驅動力矩的計算 手臂回轉缸的回轉驅動力矩，應該與 手臂運動時所產生的慣性力矩及各密封裝置處的摩擦阻力矩相平衡： Ma= Fd () 慣性力矩的計算： Mc=π D4/32 () 回轉部件可以等效為一個長 1200mm，直徑為 60mm的圓柱體，質量為 設 置起動角 度 ? =180，則起動角速度 ? ? =，起動時間設計為 ?；剞D缸的轉軸與伸縮缸的活塞桿是一體的。 分析： 經(jīng)過綜合考慮，本設計選用回轉缸置于伸縮缸之上的結構。這種結構采用單缸活塞桿，內部導向，結構緊湊。常用的機身結構有以下幾種： (1) 回轉 缸置于升降之下的結構。機身是可以固定的，也可以是行走的，既可以沿地面或架空軌道運動。并對液壓缸的基本尺寸進行了設計，同時對液壓缸活塞桿的強度和剛度進行了校核，校核結果均滿足要求。 二、 活塞桿剛度校核 圖 43 剛度校核示意圖 現(xiàn)按照伸出液壓缸的最小直徑進行校核 ,為便于計算把伸出的液壓缸簡化成一懸臂梁 。 將有關數(shù)據(jù)代入： 04 25 62 61????? ?? pFD 根據(jù)表 31（ JB82666），選擇標準液壓缸內徑系列，選擇 D=42mm。 經(jīng)過以上分析計算最后計算出液壓缸的驅動力： F= 液壓缸工作壓力和結構的確定 經(jīng)過上面的計算，確定了液壓缸的驅動力 F=，根據(jù)表 31 選擇液壓缸的工作壓力 P=2MPa。a b a bF F F F F??? ? ? ?摩 摩摩 39。 作水平伸縮直線運動的液壓缸的驅動力，應根據(jù)液壓缸運動時所要克服的摩擦力和慣性力等幾個方面的阻力進行確定。 手臂的