【正文】 M? 414 .23 10 N mm? maxF = F= 0F = 23 1012bcF F Fcc?? ?? 由表 11— 5 取 112ccc? = 1012 6 0 6 . 4 0 5 0 . 3 4 7 4 . 3 3 7 4 8 . 7 0 4bcF F F Ncc? ? ? ? ? ??? 查表 選擇螺栓材料為 Q235，性能等級(jí)取 ，其屈服極限2190s N mm? ?；不控制預(yù)緊力，初取直徑為16 mm ， 查 表 ， 安 全 系 數(shù) 為 S= 4 ，則? ? 2190 4 7 .54s N mmS?? ? ? ?。1 4 1 . 3 4 1 . 3 3 2 3 7 3 . 8 4 2 4 . 4 13 . 1 4 9 0bFd m m??? ??? ? ?? ?取 39。 基座的回轉(zhuǎn)自由度可以進(jìn)行 360 度的回轉(zhuǎn)；與基座相連的俯仰機(jī)構(gòu)（包含液壓缸）可進(jìn)行俯仰動(dòng)作，幅度較大，可以滿足 60120 度的俯仰要求，與此相連部分為左右搖擺機(jī)構(gòu)，能夠完成 60~60 度的左右來回?cái)[動(dòng)，接著下去的是俯仰機(jī)構(gòu)，與搖擺機(jī)構(gòu)內(nèi)部類似，亦可完成 60~60 度的上下俯仰動(dòng)作，最后的是旋轉(zhuǎn)部分與手指部分，旋轉(zhuǎn)部分可以正反旋轉(zhuǎn)，手指部分通過在手腕上滑槽來控制收放動(dòng)作。 三、電機(jī)的選擇 機(jī)械手除去加持裝置總共有六個(gè)自由度，總共需用六個(gè)伺服電機(jī)。 目錄 3 一、方案設(shè)計(jì) .................................... 4 二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................... 4 三、電機(jī)的選擇 .................................. 5 .......................... 5 大臂擺動(dòng)電機(jī)選用 ........................... 6 大臂轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)選用 ........................... 6 小臂擺動(dòng)電機(jī)的選擇 ......................... 6 四、功能分析 .................................... 7 五、基座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 ............... 8 六、液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 ............. 11 七、左右搖擺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 .................. 14 八、連腕部俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 ............. 16 九、旋轉(zhuǎn)和夾緊的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 .................. 21 ............ 21 2．機(jī)械手指部設(shè)計(jì)及夾緊力計(jì)算 ................. 24 十、機(jī)構(gòu)各自由度的連接過程 ...................... 25 十一、設(shè)計(jì)特色 ................................. 28 十二、心得體會(huì) ................................. 28 4 一、方案設(shè)計(jì) 方案一：機(jī)械手采用氣動(dòng)控制，氣壓傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)： 1）以空氣為工作介質(zhì)，來源放不安，且用后可直接排入大氣而不污染環(huán)境。 因此如何設(shè)計(jì)出一個(gè)功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的機(jī)械手變成了迫在眉睫的問題。而其機(jī)械手的加持可采用氣動(dòng)控制。 m，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 10 Kg m???，額定轉(zhuǎn)速 2020r/min,最大轉(zhuǎn) 速， 3000r/min，外形分類 D型 四、功能分析 系統(tǒng)共有 6個(gè)自由度，分別是夾緊、旋轉(zhuǎn)、俯仰（ 1）、左右搖擺、俯仰（ 2）及基座的回轉(zhuǎn)。 1012 2 8 5 7 0 0 . 3 1 2 6 7 9 . 4 6 8 3 2 3 7 3 . 8 4bcF F F Ncc? ? ? ? ? ??? 由式（ 1121）重新求得螺柱危險(xiǎn)截面的剖面直徑 ? ?39。 橫向工作載荷 vF 將使指架下滑，采用普通螺栓時(shí)是靠摩擦力來承受； M 對(duì)摩擦力無影響，雖在 M 作用下，上面的壓力減小，但下邊的 vF 增大，所以保證不下滑的條件是： 由式（ 11— 27）可知： 0 svkFF zf? sk = f= 0 1 . 2 4 0 4 . 2 7 6 0 6 . 4 0 54 0 . 2FN?? ? ?? 5． 計(jì)算螺栓直徑。12FbL = 2112 659??=(N) 39。 經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)我們學(xué)到了很多課本上沒有的東西，它對(duì)我們今后的生活和工作都有很大的幫助，所以，這次的課程設(shè)計(jì)不僅僅有汗水和艱辛，更的是苦后的甘甜。2F . 當(dāng)機(jī)構(gòu)靜平衡時(shí) , 0XF ??, 0yF ??。 機(jī)構(gòu)簡圖 : 設(shè)計(jì)及計(jì)算說明 主要結(jié)果 22 1． 采用普通螺栓連接，布局如圖示。對(duì)該面進(jìn)行精確校核。 m，最大轉(zhuǎn)矩， 4）降低噪音，其運(yùn)行噪音低于 70 分貝，大約是液壓驅(qū)動(dòng)的三分之二。 機(jī)械手可以確保運(yùn)轉(zhuǎn)周期的一貫性，提高品質(zhì)。 5）成本低、過載能自動(dòng)保護(hù)。 6 大臂擺動(dòng)電機(jī)選用 傳動(dòng)比選擇： 25i? 電機(jī)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算： 2 2 211 8 0 1 . 2 2 8 . 844J m d K g m? ? ? ? ? ? 2222 8 .8 0 .0 0 4 6 0 825JJ K g mi? ? ? ?電 11 8 0 1 0 1 . 2 4 8 022T m g L N m? ? ? ? ? ? ? 480 1 9 .225TT N mi? ? ? ?電 根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量選擇電機(jī)型號(hào)：松下電機(jī) MGMA 3KW，額定轉(zhuǎn)矩 考慮到軸是垂直布置，過細(xì)會(huì)失穩(wěn)，因此取 52d mm? ，最小直徑為花鍵內(nèi) 徑。 10 0 m a x12bcF F F Fcc? ? ? ? 1） 剩余預(yù)緊力 39。 1）連 接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值，以防止接合面壓潰，由式 (11— 39)有： 0maxp zF MAW? ?? 式中，接合面面積 222 20 0 20 0 40 00 0A h l m m? ? ? ?； 接合面抗彎剖面模量： ? ? 3 632 22 1 . 3 3 3 1 06lW h m mh? ? ? ? 42m a x 64 6 0 6 . 4 0 5 1 4 . 2 3 1 0 0 . 1 6 7 44 0 0 0 0 1 . 3 3 3 1 0p N mm? ??? ? ?? 由表 查得 2 m a x0 . 5 0 . 5 2 5 0 1 2 5pp N mm?? ? ??? ? ? ? ? ???， 故連接面下端不會(huì)壓潰。 這次課程設(shè)計(jì)，由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 故滿足工作要求 2．機(jī)械手指部設(shè)計(jì)及夾緊力計(jì)算 機(jī)械手指部機(jī)構(gòu)簡圖 : 機(jī)械手指部夾緊力 的計(jì)算 設(shè)計(jì)及計(jì)算項(xiàng)目 主要結(jié)果 1. 液壓活塞所受的壓力 液壓活塞承壓面面積 : S= 22()Dd? ? = 22(80 40 )? ? =15080( 2mm ) 所以 F=P ? S=5MPa? 15080 2mm =75400N 1F 是手指連桿施加給左手指的力 , 39。0 1 . 2 1 2 0 4 . 0 6 2 4 0 8 . 1 14 0 . 1 5FN???? 2） 查表 115， 212 ???? cc c 3） 由公式 1136，22m a xm a x 4 l lsGllMF i ?????? a. il 取 mm75 ， il 為螺釘?shù)街行木€的距離 b. mmxs c 316?? ,s 為前自由度總質(zhì)量到接口的力臂 NF 2m a x ?? ??? NF b 3 5 2 6 4 0 8 ???? 2. 設(shè)計(jì)直徑 ][ ?? ??? bFd 查表 116，取材料為 45 號(hào)鋼，性能等級(jí) 級(jí)，屈服極限2/640 mmN 初估 M16，查表 117， 4?s ， 2/1 6 04/6 4 0][ mmN??? 1 1 .3 4 3 3 5 9 .3 2 5 .8 9160d m m?????? 3. 校核螺釘接合面的工作能力 接合面上側(cè)不出現(xiàn)縫隙的條件 0 0zF MAW? ?? 1） 4z? 2) 0