【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)下列選?。? 當(dāng)兩端固定時， ? ,當(dāng)一端固定；一端自由時， ? ；當(dāng)兩端自由轉(zhuǎn)動時， ? 。 結(jié)論 本設(shè)計彈簧 ??，因此彈簧穩(wěn)定性合適。 (8).疲勞強度和應(yīng)力強度的驗算。 對于循環(huán)次數(shù)多、在變應(yīng)力下工作的彈簧，還應(yīng)該進一步對彈簧的疲勞強度和靜應(yīng)力強度進行驗算（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機械手設(shè)計 15 大時，可只進行靜應(yīng)力強度驗算）。 現(xiàn)在由于本設(shè)計是在恒定載荷情況下，所以只進行靜應(yīng)力強度驗算。計算公式： 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) 。 上料液壓傳動機械手設(shè)計 16 3. 腕部的設(shè)計計算 （ 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、動載荷均由臂部承擔(dān)。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運轉(zhuǎn)性能。因此，在腕部設(shè)計時，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。 （ 2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機械手的執(zhí)行機構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運動的要求外，要有足夠的強度、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 對于本設(shè)計，機械手的工作條件是在工作場合中搬運加工的棒料，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，所以對機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) 具有一個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點而被廣腕部回轉(zhuǎn)，總力矩 M，需要克服以下幾種阻力：克服啟動慣性所用。回轉(zhuǎn)角由動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) 具有兩個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。它使腕部具有水平和垂直轉(zhuǎn)動的兩個自由度。 (4) 機 液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)的選擇 本設(shè)計要求手腕回轉(zhuǎn) 115176。 115176。，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu)，采用液壓驅(qū)動。 腕部的設(shè)計計算 上料液壓傳動機械手設(shè)計 17 腕部設(shè)計考慮的參數(shù) 夾取工件重量 6Kg ，回轉(zhuǎn) 115176。 115176。 腕部的驅(qū)動力矩計算 （ 1） 腕部的驅(qū)動力矩需要的力矩 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，計算力矩： （ 1） 手抓、手抓驅(qū)動液壓缸及回轉(zhuǎn)液壓缸轉(zhuǎn)動件等效為一個圓柱體，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 過 程 所 轉(zhuǎn) 過 的 角 度 ??啟 018= ， 等 速 轉(zhuǎn) 動 角 速 度?? 。 ? ?22M J J ????慣 工 件 啟 （ ） 查取轉(zhuǎn)動慣量公式有： 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 上料液壓傳動機械手設(shè)計 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,這個是液壓缸壁最小厚度，考慮到實際裝配問題后，動片寬度 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 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)挠嬎?，如圖 ， t為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓強有關(guān)，見表 ，在這種聯(lián)結(jié)中，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力 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 上料液壓傳動機械手設(shè)計 19 計算： 液壓缸工作壓強為 P=1Mpa,所以螺釘間距 t小于 150mm,試選擇 4個螺釘，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 危險截面 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） 動片和輸出軸間的連接螺釘 動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)，對稱安裝，并用兩個定位銷定位。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘悠洼敵鲚S之間的配合緊密。 ? ?2282Qb p dD d M F Z f? ? ?摩 于是得 ? ?224Q bpF D dZfd?? （ ） D—— 動片的外徑； f—— 被連接件配合面間的摩擦系數(shù)，剛對銅取 f= 螺釘?shù)膹姸葪l件為 上料液壓傳動機械手設(shè)計 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。 上料液壓傳動機械手設(shè)計 21 臂部件是機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），并帶動它們作空間運動。手臂運動應(yīng)該包括 3個運動：伸縮、回轉(zhuǎn)和升降。本章敘述手臂的伸縮運動，手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動設(shè)置在機身處，將在下一章敘述。 臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。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)。因此，一般來說臂部應(yīng)該具備 3個自由度才能 滿足基本要求，既手臂伸縮、左右回轉(zhuǎn)、和升降運動。手臂的各種運動通常用驅(qū)動機構(gòu)和各種傳動機構(gòu)來實現(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、動載荷，而且自身運動較多。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機械手的工作性能。 手臂的設(shè)計要求 （ 1）臂部應(yīng)承載能力大，自重輕。 （ 2）臂部運動速度高，慣性小。 （ 3）手臂動作靈活。 （ 4）位置精度高。 伸縮 液壓 壓缸的設(shè)計 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)計手冊 ， 取 液壓 缸工作壓力 MPap ? ?? ?? 421 pDF （ ） ?? ??? 4 )( 222 pdDF （ ） 計入載荷率就能保證 液壓 缸工作時的動態(tài)特性。若 液壓 缸動態(tài)參數(shù)要求較上料液壓傳動機械手設(shè)計 22 高；且工作頻率高，其載荷率一般取 ~?? ，速度高時取小值，速度低時取大值。若 液壓 缸動態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速運動，其載荷率可取 ~?? 。 得 NFNF 580667 21 ?? ， 。 2． 缸筒壁厚和外徑的設(shè)計 缸筒直接承受壓縮 液壓油 壓力，必須有一定厚度。一般 液壓