【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)下列選?。? 當(dāng)兩端固定時(shí)， ? ,當(dāng)一端固定；一端自由時(shí)， ? ；當(dāng)兩端自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， ? 。 結(jié)論 本設(shè)計(jì)彈簧 ??，因此彈簧穩(wěn)定性合適。 (8).疲勞強(qiáng)度和應(yīng)力強(qiáng)度的驗(yàn)算。 對(duì)于循環(huán)次數(shù)多、在變應(yīng)力下工作的彈簧，還應(yīng)該進(jìn)一步對(duì)彈簧的疲勞強(qiáng)度和靜應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算（如果變載荷的作用次數(shù) 310N? ，或者載荷變化幅度不上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 15 大時(shí)，可只進(jìn)行靜應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算）。 現(xiàn)在由于本設(shè)計(jì)是在恒定載荷情況下，所以只進(jìn)行靜應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算。計(jì)算公式： maxcaSSS???? （ ） sS 選取 （力學(xué)性精確能高） max 38KDFd? ?? （ ） max 38KDFd? ??=38 1 . 1 8 3 0 . 0 4 2 3 9 0 7 7 1 3 9 8 8 83 . 1 4 0 . 0 0 4?? ??? max sSS ???? 結(jié)論：經(jīng)過校核，彈簧適應(yīng) 。 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 16 3. 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 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)。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動(dòng)力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能。因此，在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。 （ 2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求外，要有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。 （ 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。 腕部的結(jié)構(gòu)以及選擇 典型的腕部結(jié)構(gòu) (1) 具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點(diǎn)而被廣腕部回轉(zhuǎn)，總力矩 M，需要克服以下幾種阻力：克服啟動(dòng)慣性所用。回轉(zhuǎn)角由動(dòng)片和靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來決定（一般小于 0270 ）。 (2) 齒條活塞驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。在要求回轉(zhuǎn)角大于 0270 的情況下，可采用齒條活塞驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)外形尺寸較大，一般適用于懸掛式臂部。 (3) 具有兩個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)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。 (4) 機(jī) 液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 本設(shè)計(jì)要求手腕回轉(zhuǎn) 115176。 115176。，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu)，采用液壓驅(qū)動(dòng)。 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 17 腕部設(shè)計(jì)考慮的參數(shù) 夾取工件重量 6Kg ，回轉(zhuǎn) 115176。 115176。 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 M慣 。 （ 2） 腕部回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩 M摩 。 夾取棒料直徑 80mm，長度 150mm，重量 6Kg， 當(dāng)手部回轉(zhuǎn) 230176。時(shí)，計(jì)算力矩： （ 1） 手抓、手抓驅(qū)動(dòng)液壓缸及回轉(zhuǎn)液壓缸轉(zhuǎn)動(dòng)件等效為一個(gè)圓柱體，高為 220mm，直 徑 120mm， 其重力估算 230 . 0 6 0 . 2 2 7 8 0 0 9 . 8 1 9 0G Kg m N Kg N?? ? ? ? ? ? （ 2） 擦力矩 ?摩。 （ 3） 啟 動(dòng) 過 程 所 轉(zhuǎn) 過 的 角 度 ??啟 018= ， 等 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) 角 速 度?? 。 ? ?22M J J ????慣 工 件 啟 （ ） 查取轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式有： 2 2 2 21 1 1 9 0 0 . 0 6 0 . 0 3 4 22 2 9 . 8 NJ M R N m s N m sN K g? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 2 2 2 2 21 G 1 6 9. 8( 3 ) ( 0. 15 3 0. 04 ) 0. 01 36 512 12 9. 8J l R Nm Sg ?? ? ? ? ? ?工 件 （ ） 代入： . 03 42 0. 01 36 5 0. 37 N2 0. 31 4Mm? ? ??慣 （ ） （ ） 0 .1M M M M M? ? ? ?慣 摩 慣 Nm? 表 31 液壓缸的內(nèi)徑系列（ JB82666） （ 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 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 18 設(shè)定腕部的部分尺寸： 根據(jù)表 31設(shè)缸體內(nèi)空半徑 R=26mm，外徑根據(jù)表 32選擇 100mm,這個(gè)是液壓缸壁最小厚度，考慮到實(shí)際裝配問題后，動(dòng)片寬度 b=40mm,輸出軸 r= 。則回轉(zhuǎn)缸工作壓力 222()MP b R r? ?=76086Pa,選擇 1MPa （ ） 表 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑（ JB106867） （ mm） 液壓缸內(nèi)徑 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200 20鋼P(yáng) 160Mpa? 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 45鋼200P Mpa? 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 圖 缸蓋螺釘間距示意 表 螺釘間距 t與壓力 P之間的關(guān)系 缸蓋螺釘?shù)挠?jì)算，如圖 ， t為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓強(qiáng)有關(guān)，見表 ，在這種聯(lián)結(jié)中，每個(gè)螺釘在危險(xiǎn)剖面上承受的拉力 0 39。sQ Q QF F F?? （ ） 工作壓力 P（ Mpa） 螺釘?shù)拈g距 t(mm) 小于 150 小于 120 小于 100 小 于 80 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 19 計(jì)算： 液壓缸工作壓強(qiáng)為 P=1Mpa,所以螺釘間距 t小于 150mm,試選擇 4個(gè)螺釘，4D? =3 .1 4 0 .1 1 / 4 8 6 .3 5??＜ 150, 所以選擇螺釘數(shù)目合適 Z=4個(gè) 危險(xiǎn)截面 222 2 1 45 07 90 88 754S R r m? ? ? ?? ? ? ? （ ） Q PSF Z?所 以 ， （ ） 610 08 20204Q PSFNZ ?? ? ? SF KF? ? （ ） 1 .5 2 0 0 0 3 0 0 0sF K F N? ? ? ? 所以 0 39。sQ Q QF F F??=2020+3000=5000N 螺釘材料選擇 Q235， ? ? 240 1601 .5s M P an?? ? ? ?則（ ? ） （ ） 螺釘?shù)闹睆? ? ?04 QFd ???? （ ） ? ? 04 QFd ???? = 64 1 .3 5 0 0 0 0 .0 0 7 1 93 .1 4 1 6 0 1 0 m?? ??? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d=8mm （ 1） 動(dòng)片和輸出軸間的連接螺釘 動(dòng)片和輸出軸之間的連接結(jié)構(gòu)見上圖。連接螺釘一般為偶數(shù)，對(duì)稱安裝，并用兩個(gè)定位銷定位。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘?dòng)片和輸出軸之間的配合緊密。 ? ?2282Qb p dD d M F Z f? ? ?摩 于是得 ? ?224Q bpF D dZfd?? （ ） D—— 動(dòng)片的外徑； 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 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 20 ? ?214QFd??? ?合 （ ） 或 ? ?14 QFd ??? （ ） 帶入有關(guān)數(shù)據(jù)，得 22()2Q bp D dF Zfd??= 6 220. 06 6 10 ( 0. 11 0. 04 5 )4 4 0. 15 0. 04 5? ?? ? ? =6157N （ ） 螺釘材料選擇 Q235，則 ? ? 240?? ?? 200MPa?（ ? ） （ ） 螺釘?shù)闹睆? 04 1 .3 0 .0 0 7 1 4QFdm????? （ ） 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d= M8的開槽盤頭螺釘。 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 21 臂部件是機(jī)械手的主要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動(dòng)它們作空間運(yùn)動(dòng)。手臂運(yùn)動(dòng)應(yīng)該包括 3個(gè)運(yùn)動(dòng)：伸縮、回轉(zhuǎn)和升降。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。 臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。因此，一般來說臂部應(yīng)該具備 3個(gè)自由度才能 滿足基本要求，既手臂伸縮、左右回轉(zhuǎn)、和升降運(yùn)動(dòng)。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。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機(jī)械手的工作性能。 手臂的設(shè)計(jì)要求 （ 1）臂部應(yīng)承載能力大，自重輕。 （ 2）臂部運(yùn)動(dòng)速度高，慣性小。 （ 3）手臂動(dòng)作靈活。 （ 4）位置精度高。 伸縮 液壓 壓缸的設(shè)計(jì) 液壓 缸主要尺寸的確定 1． 液壓 缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合末端執(zhí)行器的 尺寸，采用單活塞桿雙作用 液壓 缸，初定內(nèi)徑為 80? 。 由 ??Dd ,可得活塞桿直徑 : (0 .2 ~ 0 .5 ) 1 6 ~ 4 0d D m m?? （ ） 圓整后，取活塞桿直徑 mmd 18? 由 液壓設(shè)計(jì)手冊(cè) ， 取 液壓 缸工作壓力 MPap ? ?? ?? 421 pDF （ ） ?? ??? 4 )( 222 pdDF （ ） 計(jì)入載荷率就能保證 液壓 缸工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特性。若 液壓 缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求較上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 22 高；且工作頻率高，其載荷率一般取 ~?? ，速度高時(shí)取小值，速度低時(shí)取大值。若 液壓 缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速運(yùn)動(dòng)，其載荷率可取 ~?? 。 得 NFNF 580667 21 ?? ， 。 2． 缸筒壁厚和外徑的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮 液壓油 壓力，必須有一定厚度。一般 液壓