【正文】 取n＝～4并查到焊條材料的抗拉強(qiáng)度為900Mpa～1200Mpa(手工焊條)，因此缸體與缸底得焊縫強(qiáng)度是滿足要求得。（1）缸筒螺紋處的強(qiáng)度計(jì)算：螺紋處的拉應(yīng)力： 螺紋處的剪應(yīng)力： 合成應(yīng)力： 許用應(yīng)力： 式中：P:油缸的最大推力[kgf]。所以， 所以 、為長(zhǎng)度、上的斷面慣性矩。液壓缸的工作負(fù)載R是指工作機(jī)構(gòu)在滿負(fù)荷情況下，以一定加速度啟動(dòng)時(shí)對(duì)液壓缸產(chǎn)生的總阻力，即： 式中：工作機(jī)構(gòu)的荷重及自重對(duì)液壓缸產(chǎn)生的作用力；工作機(jī)構(gòu)在滿載啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力；工作機(jī)構(gòu)滿載啟動(dòng)時(shí)的慣性力。c：液壓缸伸出桿帶動(dòng)導(dǎo)向桿同時(shí)伸出300mm，伸出長(zhǎng)度較大，設(shè)計(jì)、制造和安裝時(shí)要考慮液壓缸與導(dǎo)向桿的平行度要求。（）（2）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足伸縮臂動(dòng)作邏輯要求，液壓缸及其控制元件的選擇要滿足伸縮臂動(dòng)力要求和運(yùn)動(dòng)時(shí)間要求，具體設(shè)計(jì)計(jì)算參考《液壓傳動(dòng)與控制》等相關(guān)教材。（5）經(jīng)濟(jì)的要求機(jī)械產(chǎn)品設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性包括設(shè)計(jì)制造的經(jīng)濟(jì)性和使用的經(jīng)濟(jì)性。（2）適應(yīng)性的要求為便于調(diào)整，適應(yīng)工件大小不同的要求，起止位置要方便調(diào)整，要求設(shè)置可調(diào)式定位機(jī)構(gòu)。選用墊圈防松，公稱尺寸為5。螺釘選擇M6的開(kāi)槽盤(pán)頭螺釘， ,： 腕部材料選擇HT200，估計(jì)軸承所受徑向載荷為50N,軸向載荷較小，忽略。（2）克服由于工件重心偏置所需的力矩式中 e—工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離，已知e=10mm.則 （3）克服啟動(dòng)慣性所需的力矩啟動(dòng)過(guò)程近似等加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角速度及啟動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)過(guò)的角度按下式計(jì)算：式中 —工件對(duì)手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； —手腕回轉(zhuǎn)部分對(duì)腕部回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； —手腕回轉(zhuǎn)過(guò)程的角速度； —啟動(dòng)過(guò)程所需的時(shí)間，,.。當(dāng)要求任意點(diǎn)定位時(shí)，可采用位置檢測(cè)元件（如本例為電位器，其軸安裝在件1左端面的小孔）對(duì)所需位置進(jìn)行檢測(cè)并加以反饋控制。因此，在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。由給定條件可知最大為5560mm,。為避免上述情況，通常按手爪抓取工件的平均半徑，以為條件確定兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手爪的偏轉(zhuǎn)角，即下式：其中,型鉗的夾角代入得出： 則 則，此時(shí)定位誤差為和中的最大值。特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，避免產(chǎn)生手指夾持的定位誤差，需要注意選用合理的手部結(jié)構(gòu)參數(shù)，見(jiàn)圖24，從而使夾持誤差控制在較小的范圍內(nèi)。由液壓缸提供動(dòng)力。手指對(duì)工件的夾緊力可按下列公式計(jì)算： 21式中：—安全系數(shù)，由機(jī)械手的工藝及設(shè)計(jì)要求確定,——，；—工件情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響， 計(jì)算最大加速度，得出工作情況系數(shù), ，a為機(jī)器人搬運(yùn)工件過(guò)程的加速度或減速度的絕對(duì)值（m/s）；—方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進(jìn)行選定，手指與工件位置：手指水平放置 工件垂直放置；手指與工件形狀：型指端夾持圓柱型工件，為摩擦系數(shù)，為型手指半角，此處粗略計(jì)算, —被抓取工件的重量求得夾緊力 ，取整為177N。 本設(shè)計(jì)為楔塊杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器，屬于兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指夾持。楔塊進(jìn)入杠桿手指時(shí)的力分析如下：圖 —斜楔角，＜時(shí)有增力作用；—滾子與斜楔面間當(dāng)量摩擦角，為滾子與轉(zhuǎn)軸間的摩擦角，為轉(zhuǎn)軸直徑，為滾子外徑，為滾子與轉(zhuǎn)軸間摩擦系數(shù)。為沿斜面對(duì)稱中心線方向的驅(qū)動(dòng)行程，有下圖中關(guān)系 ，取，取19mm.V型指與夾持器連接選用圓柱銷(xiāo)，d=8mm, 需使用2個(gè)杠桿手指中間與外殼連接選用圓柱銷(xiāo)，d=8mm, 需使用2個(gè)滾子與手指連接選用圓柱銷(xiāo)，d=6mm, 需使用2個(gè)以上材料均為鋼，無(wú)淬火和表面處理楔塊與活塞桿采用螺紋連接，基本尺寸為公稱直徑12mm，螺距p=1，旋合長(zhǎng)度為10mm。，采用一個(gè)回轉(zhuǎn)液壓缸，實(shí)現(xiàn)腕部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。腕部用來(lái)和臂部連接，三根油管（一根供手部油管，兩根供腕部回轉(zhuǎn)液壓缸）由手臂內(nèi)通過(guò)并經(jīng)腕架分別進(jìn)入回轉(zhuǎn)液壓缸和手部驅(qū)動(dòng)液壓缸。 或 式中 ——手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的總的阻力矩 ——回轉(zhuǎn)液壓缸的工作壓力（Pa） ——缸體內(nèi)孔半徑（m） ——輸出軸半徑（m），設(shè)計(jì)時(shí)按選取 ——?jiǎng)悠瑢挾龋╩）上述動(dòng)力距與壓力的關(guān)系是設(shè)定為低壓腔背壓力等于零。6005軸承基本數(shù)據(jù)如下：，當(dāng)量動(dòng)載荷，載荷系數(shù)取1，則，由公式：N為轉(zhuǎn)速，計(jì)算得：，球軸承代入得：，遠(yuǎn)大于軸承額定壽命。密封件選擇：全部選用氈圈油環(huán)密封，材料為半粗羊毛氈。工業(yè)機(jī)械手可自動(dòng)完成預(yù)定工作，廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，因此要求機(jī)械手工作必須可靠。（6）人機(jī)工程學(xué)的要求人機(jī)工程學(xué)也稱為技術(shù)美學(xué)，包括操作方便宜人，調(diào)節(jié)省力有效，照明適度，顯示清晰，造型美觀，色彩和諧，維護(hù)保養(yǎng)容易等。② 油缸直徑：推力大小要能克服機(jī)構(gòu)起動(dòng)慣性并有一定的起動(dòng)加速度，要滿足運(yùn)動(dòng)時(shí)間要求。采用直線導(dǎo)軸時(shí)可自行設(shè)計(jì)，并且要考慮導(dǎo)向桿的潤(rùn)滑，潤(rùn)滑方式參考有關(guān)手冊(cè)設(shè)計(jì)。則可選取活塞桿直徑為20mm系列，且缸筒的厚度為5mm。所油缸的穩(wěn)定性是滿足條件的。K:螺紋預(yù)緊力系數(shù)，去K＝～；：螺紋那摩擦系數(shù)（～），一般取＝；：缸筒材料的屈服極限。（1）活塞與活塞桿得連接結(jié)構(gòu)：油缸在一般工作條件下，活塞與活塞桿采用螺紋連接。此處因活塞桿固定，選用外螺紋連接形式。(2)桿的撓度 此桿為一懸臂梁，根據(jù)簡(jiǎn)單載荷作用下梁的撓度和轉(zhuǎn)角公式：， 式中：EI是截面抗彎剛度 本式計(jì)算是完全把載荷加在導(dǎo)軌上，實(shí)際是載荷由導(dǎo)軌和活塞桿共同承受，所以導(dǎo)向桿的撓度會(huì)更小，符合設(shè)計(jì)要求。保證把工件精確地放在加工機(jī)床作業(yè)臺(tái)上。（2）機(jī)械手伸縮臂安裝在升降大臂上，前端安裝夾持器，按控制系統(tǒng)的指令，完成工件的自動(dòng)換位工作。各缸可選擇進(jìn)油路或回油路節(jié)流調(diào)速，選用節(jié)流閥調(diào)速。由于回轉(zhuǎn)部分的重量大，回轉(zhuǎn)長(zhǎng)度長(zhǎng)，因此手臂回轉(zhuǎn)時(shí)具有很大的動(dòng)能。系統(tǒng)各執(zhí)行元件最大需用流量 夾緊缸：Q= L/min 伸縮缸：Q=15 L/min升降缸：Q= L/min回轉(zhuǎn)缸：Q= L/min b、泵的排量 c、泵工作時(shí)的最高壓力夾緊缸：伸縮缸：升降缸：回轉(zhuǎn)缸： 包括油液流經(jīng)流量閥和其他元件的局部損失，管路沿程損失等作為壓力儲(chǔ)備，可選額定壓力為5Mpa選擇YBA16B型號(hào)泵，項(xiàng)目型號(hào)排量壓力輸入功率額定轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速YBA16B5Mpa1000r/min600r/min1800r/min p—泵的實(shí)際最大工作壓力 kgf/cm Q—泵在p壓力下的實(shí)際流量 l/min η泵的總效率 考慮到壓力損失，,編號(hào)元件名稱閥最大通過(guò)流量L/min型號(hào)公稱流量L/min1濾油器（粗）XUCJ4550BS403溢流閥YF310L634電磁換向閥23DOB8C226濾油器（精） XUCJ4530BS409電磁換向閥（夾緊）11液控單向閥CPT0304504013壓力繼電器HEO/3514電磁換向閥（伸縮）1534DF30E10BD2515單向調(diào)速閥AQ10C3017電磁換向閥（回轉(zhuǎn)）34DF30E10BD2518 、19單向調(diào)速閥AQ1021電磁換向閥（升降）DG55522單向順序閥HCT03A32250224單向節(jié)流閥30油管內(nèi)徑一般可參照所有管接件的接口尺寸確定，也可按管路元件的流量進(jìn)行計(jì)算。50176?？稍陂y芯的棱邊上開(kāi)長(zhǎng)方形或V形槽，或作成半錐角為2176。⑵升降到一定位置碰到行程開(kāi)關(guān)，使電磁鐵2DT通電，6DT斷電，壓力油經(jīng)閥10進(jìn)入油缸12左腔，油缸右腔油液經(jīng)閥11，閥9左位回油箱。⑸縮臂伸出：底座回轉(zhuǎn)到位碰撞行程開(kāi)關(guān)時(shí)，使8DT斷電，4DT通電，壓力油經(jīng)閥14左位，進(jìn)入油缸16左腔，右腔油液經(jīng)閥15，閥14左位回油箱。⑼持器夾緊：當(dāng)伸到適當(dāng)位置，擋塊碰撞行程開(kāi)關(guān)，使2DT通電，4DT斷電，壓力油經(jīng)閥19左位，閥10進(jìn)入油缸12左腔，油缸右腔經(jīng)閥11，閥9左位回油箱。正是基于PLC這些特點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)可以滿足該套工業(yè)機(jī)械手的要求。公共程序模塊包括主電路、油泵等的控制，狀態(tài)初始化，狀態(tài)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換停止，事故報(bào)警保護(hù)等程序。其難點(diǎn)在于結(jié)合實(shí)際，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人綜合運(yùn)用了四年來(lái)所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)，感覺(jué)到自己專業(yè)知識(shí)中某方面的欠缺，通過(guò)再次的復(fù)習(xí)，明顯感覺(jué)到了知識(shí)的增長(zhǎng)，我們從中學(xué)到了很多的知識(shí)，也體會(huì)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的綜合性，結(jié)合輔導(dǎo)老師的指導(dǎo)與自己的專業(yè)知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐，才能較為完整地完成此次設(shè)計(jì)任務(wù)。內(nèi)容主要包括：夾持器與伸縮臂總體方案的確定，采用了液壓與電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，相應(yīng)的涉及到電機(jī)和液壓缸的選擇計(jì)算，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要部件的受力分析和強(qiáng)度校核。（2）容量計(jì)算內(nèi)存容量指的是用戶程序的容量。⒀夾持器松開(kāi)：當(dāng)降到預(yù)定位置，擋塊碰撞行程開(kāi)關(guān)，使6DT斷電，3DT通電，壓力油經(jīng)閥9右位，閥11進(jìn)入油缸12右腔，左腔油液經(jīng)閥10閥9右位回油箱。⑺縮臂縮回：當(dāng)夾持器松開(kāi)后，擋塊碰撞行程開(kāi)關(guān)，使5DT通電，壓力油經(jīng)閥14右位，閥15單向閥進(jìn)入油缸16右腔，左腔油液經(jīng)14右位回油箱，伸縮臂縮回。⑷座回轉(zhuǎn)：當(dāng)升到預(yù)定位置時(shí)，擋塊碰撞到行程開(kāi)關(guān)。 工業(yè)機(jī)械手除腕部采用擺動(dòng)液壓馬達(dá)之外均采用單出桿雙作用直線油缸。（4）液壓沖擊① 保證工作周期的原則下，盡量減慢換向速度。管內(nèi)流速過(guò)高，引起管道振動(dòng)和壓力損失增大。（4）手臂升降運(yùn)動(dòng)采用單出桿雙作用缸，上升和下降均由單向調(diào)速閥回油節(jié)流。手臂升降缸在系統(tǒng)失壓的情況下會(huì)自由下落或超速下行，所以在回路中設(shè)置平衡回路。（1）各液壓缸的換向回路為便于機(jī)械手的自動(dòng)控制，采用可編程控制器進(jìn)行控制，前分析可得系統(tǒng)的壓力和流量都不高，選用電磁換向閥回路，以獲得較好的自動(dòng)化成都和經(jīng)濟(jì)效益。因此，相應(yīng)地有手腕回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、手臂伸縮機(jī)構(gòu)，手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，手臂升降機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。伸縮臂基座與升降臂相連靠伸縮臂基座底部的法蘭。此處矩形導(dǎo)軌是直接在基座上加工出來(lái)的，滑臺(tái)在導(dǎo)軌面上滑動(dòng)，靠壓板來(lái)固定調(diào)節(jié)。采用O型密封圈密封。所以：,滿足強(qiáng)度條件。缸筒與缸底的連接此處選用焊接方