【正文】 和應(yīng)力強(qiáng)度的驗(yàn)算。 4 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 腕部設(shè)計(jì)的基本要求（1） 力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動(dòng)載荷均由臂部承擔(dān)。（3） 必須考慮工作條件對(duì)于本設(shè)計(jì)，機(jī)械手的工作條件是在工作場(chǎng)合中搬運(yùn)加工的棒料，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(zhì)中，所以對(duì)機(jī)械手的腕部沒有太多不利因素。(2) 齒條活塞驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。它使腕部具有水平和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)自由度。 腕部的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算（1） 腕部的驅(qū)動(dòng)力矩需要的力矩。 （）查取轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式有：代入： 腕部驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算表41 液壓缸的內(nèi)徑系列（JB82666） （mm）2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250設(shè)定腕部的部分尺寸：根據(jù)表41設(shè)缸體內(nèi)空半徑R=110mm，外徑根據(jù)表32選擇121mm,這個(gè)是液壓缸壁最小厚度，考慮到實(shí)際裝配問題后，其外徑為226mm；動(dòng)片寬度b=66mm,輸出軸r=。 于是得 ()D——?jiǎng)悠耐鈴?；f——被連接件配合面間的摩擦系數(shù)，剛對(duì)銅取f=螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為 ()或 ()帶入有關(guān)數(shù)據(jù)，得螺釘材料選擇Q235，則（）螺釘?shù)闹睆? 螺釘?shù)闹睆竭x擇d=。本章敘述手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)，手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)設(shè)置在機(jī)身處，將在下一章敘述。手臂的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)較多。（3） 合理布置作用力的位置和方向。對(duì)于高速度運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，其最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)在,最大回轉(zhuǎn)角速度設(shè)計(jì)在內(nèi)，大部分平均移動(dòng)速度為，平均回轉(zhuǎn)角速度在。（3） 減少回轉(zhuǎn)半徑，再安排機(jī)械手動(dòng)作順序時(shí)，先縮后回轉(zhuǎn)（或先回轉(zhuǎn)后伸縮），盡可能在較小的前伸位置下進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作。為此，必須計(jì)算使之滿足不自鎖的條件。（4） 活塞桿和齒輪齒條機(jī)構(gòu)。做水平伸縮直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸的驅(qū)動(dòng)力根據(jù)液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)所克服的摩擦、慣性等幾個(gè)方面的阻力，來確定來確定液壓缸所需要的驅(qū)動(dòng)力。圖 機(jī)械手臂部受力示意計(jì)算如下：由于導(dǎo)向桿對(duì)稱配置，兩導(dǎo)向桿受力均衡，可按一個(gè)導(dǎo)向桿計(jì)算。對(duì)于圓柱面：——摩擦系數(shù)，對(duì)于靜摩擦且無潤(rùn)滑時(shí)：鋼對(duì)青銅：取鋼對(duì)鑄鐵：取計(jì)算：導(dǎo)向桿的材料選擇鋼，導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵 ，L==,將有關(guān)數(shù)據(jù)代入進(jìn)行計(jì)算 手臂慣性力的計(jì)算本設(shè)計(jì)要求手臂平動(dòng)是V=,在計(jì)算慣性力的時(shí)候,設(shè)置啟動(dòng)時(shí)間，啟動(dòng)速度V=V=, () 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(shè)計(jì)中，采用O型密封，當(dāng)液壓缸工作壓力小于10Mpa。結(jié)論： 活塞桿的強(qiáng)度足夠。機(jī)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(yùn)動(dòng)。常用的機(jī)身結(jié)構(gòu)有以下幾種：（1） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之下的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)緊湊。分析：經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿是一體的。這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)向桿在內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊。 回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的機(jī)身結(jié)構(gòu)示意圖 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩，應(yīng)該與手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩及各密封裝置處的摩擦阻力矩相平衡。 ()回轉(zhuǎn)部件可以等效為一個(gè)長(zhǎng)1800mm，直徑為60mm的圓柱體，=180，則起動(dòng)角速度=。（3） 液壓缸蓋螺釘?shù)挠?jì)算，因?yàn)榛剞D(zhuǎn)缸的工作壓力為8Mpa,所以螺釘間距t小于80mm,根據(jù)初步估算， ，,所以缸蓋螺釘?shù)臄?shù)目為（一個(gè)面6個(gè)，兩個(gè)面是12個(gè)）。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘?dòng)片和輸出軸之間的配合緊密。=1920mm== ()所以，回轉(zhuǎn)半徑(3) 計(jì)算偏重力矩 () 升降不自鎖條件分析計(jì)算手臂在的作用下有向下的趨勢(shì)，而里柱導(dǎo)套有防止這種趨勢(shì)。將數(shù)據(jù)帶入上面公式有：=（2）的計(jì)算 =（3）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(jì)算 當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=6756N 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=6756=6184N 軸承的選擇分析 對(duì)于升降缸的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于機(jī)身回轉(zhuǎn)用的軸承有影響，因此，這里要充分考慮這個(gè)問題。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)角接觸球軸承，面對(duì)面或者背對(duì)背的組合結(jié)構(gòu)。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12％左右。 (3)液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速(調(diào)速范圍可達(dá)2000)，還可以在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。液壓缸和液壓馬達(dá)都能長(zhǎng)期在失速狀態(tài)下工作而不會(huì)過熱，這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無法辦到的。通過手動(dòng)控制或壓力繼電器控制兩位兩通閥動(dòng)作使液壓泵卸荷?？紤]到本機(jī)械手動(dòng)作頻繁，回油流量大， 其中產(chǎn)生的熱量較多，故采用全部要通過冷卻器冷卻。這是PLC得到廣泛應(yīng)用的主要原因之一。用戶可根據(jù)控制對(duì)象的規(guī)模和控制要求，選擇合適的PLC產(chǎn)品， 組成所需要的控制系統(tǒng)。PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，它與被控制對(duì)象的硬件連接方式簡(jiǎn)單、接線少，便于維護(hù)。100ms的有T37~T63,T101~T255。其數(shù)據(jù)類型為無字節(jié)型，字型，雙字型，DATA為狀態(tài)輸入端，EN為使能端。本程序是在仿真軟件S7—200模擬器中模擬的， 以下為模擬圖： 程序仿真圖 PLC程序梯形圖如下：網(wǎng)絡(luò)1// ，~，網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)3網(wǎng)絡(luò)4網(wǎng)絡(luò)5// 下限位及縮限位開關(guān)到位或按下停止按鈕且未置位時(shí)，網(wǎng)絡(luò)6// 按下啟動(dòng)按鈕，產(chǎn)生移位信號(hào)，1，當(dāng)上升到位時(shí)，產(chǎn)生移位信號(hào)，依此類推網(wǎng)絡(luò)7// ，原位指示燈亮網(wǎng)絡(luò)8// 1，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T37，延時(shí)2S網(wǎng)絡(luò)9// ，執(zhí)行上升動(dòng)作網(wǎng)絡(luò)10// 伸長(zhǎng)電磁閥接通，執(zhí)行伸長(zhǎng)動(dòng)作網(wǎng)絡(luò)11// 縮回電磁閥接通，執(zhí)行縮回動(dòng)作網(wǎng)絡(luò)12// 手腕左擺電磁閥接通，執(zhí)行手腕左旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T38，延時(shí)2S網(wǎng)絡(luò)13// 手臂左擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂左旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T39，延時(shí)2S網(wǎng)絡(luò)14// 移位信號(hào)使1，同時(shí)啟動(dòng)T40，延時(shí)2S網(wǎng)絡(luò)15// 手臂右擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂右旋轉(zhuǎn)動(dòng)作， 同時(shí)啟動(dòng)T41，延時(shí)2S網(wǎng)絡(luò)16// 手臂右擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂右旋轉(zhuǎn)動(dòng)作， 同時(shí)啟動(dòng)T41，延時(shí)2S網(wǎng)絡(luò)17// 下降電磁閥接通，執(zhí)行下降動(dòng)作網(wǎng)絡(luò)18// ，夾緊電磁閥接通，執(zhí)行夾緊動(dòng)作以上程序?qū)?yīng)的STL程序如下：Network 11 LD 2 A 3 AN 4 AN 5 = Network 26 LD 7 AN 8 AN 9 AN 10 = Network 311 LD 12 AN 13 AN 14 AN 15 AN 16 = 17 Network 418 LD 19 AN 20 AN 21 AN 22 AN 23 = Network 524 LD 25 LD 26 A 27 O 28 AN 29 R , 12Network 630 LD 31 A 32 LD 33 A 34 OLD35 LD 36 A 37 OLD38 LD 39 A T3740 OLD41 LD 42 A 43 OLD44 LD 45 A T3846 OLD47 LD 48 A T3949 OLD50 LD 51 A 52 OLD53 LD 54 A T4055 OLD56 LD 57 A 58 OLD59 LD 60 A T4161 OLD62 LD 63 A T4264 OLD65 LD 66 A 67 OLD68 SHRB , , +12Network 769 LD 70 = Network 871 LD 72 S , 173 TON T37, 20Network 974 LD 75 O 76 = Network 1077 LD 78 = Network 1179 LD 80 = Network 1281 LD 82 = 83 TON T38, 20Network 1384 LD 85 = 86 TON T39, 20Network 1487 LD 88 R , 189 TON T40, 20Network 1590 LD 91 = 92 TON T41, 20Network 1693 LD 94 = 95 TON T42, 20Network 1796 LD 97 O 98 = Network 18 99 LD 100 = 結(jié) 論本設(shè)計(jì)是在參考了大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)各種類型的機(jī)械手進(jìn)行分析比較，制定出了合理的設(shè)計(jì)方案。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，把相關(guān)課程（機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣壓傳動(dòng)，控制工程等）中所獲得的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工程設(shè)計(jì)中來，使得這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)密切地