【文章內容簡介】 =6025178。=179。/s手部工作壓強P= F1/S=3500/= （） 腕部是聯(lián)結手部和臂部的部件，腕部運動主要用來改變被夾物體的方位，它動作靈活，轉動慣性小。本課題腕部具有回轉這一個自由度，可采用具有一個活動度的回轉缸驅動的腕部結構。要求：回轉177。90186。角速度W=45186。/s以最大負荷計算：當工件處于水平位置時，擺動缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg，長度l=650mm。設重力集中于離手指中心200mm處，即扭矩M1為：M1=FS （）=10=（NM） 工件 F S F S F圖33 腕部受力簡圖（伸縮）及其配件的估算扭矩M2F=5kg S=10cmM2=FS=5 =（NM） F摩=300（N）（估算值）S=20mm （估算值）M摩= F摩S=6（NM）擺動缸的總摩擦力矩MM=M1+M2+ M摩=（NM） （）（）T=Pb（ΦA1178。Φmm178。）106/8 （）其中： b—葉片密度，這里取b=3cm；ΦA1———擺動缸內徑, 這里取ΦA1=10cm；Φmm———轉軸直徑, 這里取Φmm=3cm。所以代入（）公式P=8T/b（ΦA1178。Φmm 178。）106=8（178。178。）106=又因為W=8Q/（ΦA1178。Φmm 178。）b所以 Q=W（ΦA1178。Φmm178。）b/8φA1 =（π/4）（178。178。） =104m179。/s =27ml/s手臂是機械手的主要執(zhí)行部件。它的作用是支撐腕部和手部，并帶動它們在空間運動。臂部運動的目的，一般是把手部送達空間運動范圍內的任意點上，從臂部的受力情況看，它在工作中即直接承受著腕部、手部和工件的動、靜載荷，而且自身運動又較多，故受力較復雜。 機械手的精度最終集中在反映在手部的位置精度上。所以在選擇合適的導向裝置和定位方式就顯得尤其重要了。手臂的伸縮速度為200m/s行程L=500mm手臂右腔流量，公式（）得： Q=sv=200π40178。=1004800mm179。/s=178。m179。/s=1000ml/s手臂右腔工作壓力，公式（） 得： P=F/S （）式中：F——取工件重和手臂活動部件總重，估算 F=10+20=30kg， F摩=1000N。所以代入公式（）得： P=（F+F摩）/S =（30+1000）/π40178。 =：圖34機構工作參數(shù)表由初步計算選液壓泵所需液壓最高壓力 P=所需液壓最大流量 Q=1000ml/s選取CBD型液壓泵（齒輪泵）此泵工作壓力為10Mpa，轉速為1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之間，可以滿足需要。驗算腕部擺動缸：T=PD（ΦA1178。Φmm178。）ηm106/8 （）W=8θηv/（ΦA1178。Φmm178。）b （）式中：η m—機械效率取： ～ηv—容積效率?。? ～所以代入公式（）得：T=（178。178。）106/8 =（NM）TM=（NM）代入公式（）得：W=（827106）（178。178。） =Wπ/4≈因此，取腕部回轉油缸工作壓力 P=1Mpa 流量 Q=35ml/s圓整其他缸的數(shù)值：手部抓取缸工作壓力PⅠ=2Mpa 流量QⅠ=120ml/s小臂伸縮缸工作壓力PⅠ= 流量QⅠ=1000ml/s機身的直接支承和傳動手臂的部件。一般實現(xiàn)臂部的升降、回轉或俯仰等運動的驅動裝置或傳動件都安裝在機身上，或者就直接構成機身的軀干與底座相連。因此，臂部的運動愈多，機身的結構和受力情況就愈復雜，機身既可以是固定式的，也可以是行走式的,臂部和機身的配置形式基本上反映了機械手的總體布局。本課題機械手的機身設計成機座式，這樣機械手可以是獨立的，自成系統(tǒng)的完整裝置，便于隨意安放和搬動，也可具有行走機構。臂部配置于機座立柱中間，多見于回轉型機械手。臂部可沿機座立柱作升降運動，獲得較大的升降行程。升降過程由電動機帶動螺柱旋轉。由螺柱配合導致了手臂的上下運動。手臂的回轉由電動機帶動減速器軸上的齒輪旋轉帶動了機身的旋轉，從而達到了自由度的要求。機身部使用了兩個電機，其一是帶動臂部的升降運動；其二是帶動機身的回轉運動。帶動臂部升降運動的電機安裝在肋板上，帶動機身回轉的電機安裝在混凝土地基上。（1）、帶動臂部升降的電機： 初選上升速度 V=100mm/s P=6KW所以n=（100/6）60=1000轉/分選擇Y90S4型電機，屬于籠型異步電動機。采用B級絕緣，外殼防護等級為IP44，冷卻方式為I（014）即全封閉自扇冷卻，額定電壓為380V，額定功率為50HZ。 Y90S4電動機技術數(shù)據(jù)所示：型號額定功率KW滿載時堵轉電流堵轉轉矩最大轉矩電流A轉速r/min效率%功率因素額定電流額定轉矩額定轉矩Y90S4140079圖36 Y90S4電動機技術數(shù)據(jù)（2）、帶動機身回轉的電機：初選轉速 W=60186。/s n=1/6轉/秒=10轉/分由于齒輪 i=3減速器 i=30所以n=10330=900轉/分選擇Y90L6型籠型異步電動機電動機采用B級絕緣。外殼防護等級為IP44，冷卻方式為I（014）即全封閉自扇冷卻，額定電壓為380V，額定功率為50HZ。如圖37 Y90L6電動機技術所示：圖3=7 Y90L6電動機技術減速器的原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置。用來降低轉速和增轉矩，以滿足工作需要。初選WD80型圓柱蝸桿減速器。WD為蝸桿下置式一級傳動的阿基米德圓柱蝸桿減速器。蝸桿的材料為38siMnMo調質蝸輪的材料為ZQA194中心矩a=80Msq=11 （）傳動比I=3010ˉ179。kgm178。螺桿是機械手的主支承件，并傳動使手臂上下運動。螺桿的材料選擇：從經濟角度來講并能滿足要求的材料為鑄鐵。螺距 P=6mm 梯形螺紋螺紋的工作高度 h= （）=3mm螺紋牙底寬度 b==6= （）螺桿強度 [σ]= σs/3～5 （）=150/3～5=30～50Mpa螺紋牙剪切[τ]=40彎曲[σb]=45～55（1）、當量應力 ()式中 T——傳遞轉矩Nmm[σ]——螺桿材料的許用應力 所以代入公式（）得：σ= （4200178。）178。+3（200179。）178。 = （2495/ d1178。）178。+3（179。）178?！?0～50106=（2495/ d1178。）178。+3（179。）178。≤900～25001012 =6225025/d14+11236/d16≤900～25001012 =6225025d12+11236≤900d161012=6225025+11236≤9001012即16471pa＜535340pa合格（2）、剪切強度Z=H/P=160/6 （旋合圈數(shù)） （）τ=F/πd1bz （） =200（160/6）103 =103pa =＜[τ]=40Mpa（3）、彎曲強度σb=3Fh/πd1b2z =32003/π（160/6） =＜[σ]=45Mpa合格第四章 機械手的液壓系統(tǒng)設計液壓系統(tǒng)相對于機械傳動來說，是一門新興的技術。人類使用水力機械及液壓技術雖然已有很長的歷史，但是液壓技術在機械領域中得以應用并取得迅速發(fā)展則是本世紀，特別是第二次世界大戰(zhàn)以來的事。由于液壓傳動具有許多突出的優(yōu)點，因而目前已廣泛的應用在工、農業(yè)機械、機床、交通運輸、路地行走設備、船舶控制、火炮控制、飛機、導彈等各方面。 液壓系統(tǒng)簡介 液壓系統(tǒng)的工作原理所謂液壓系統(tǒng)就是以液體為介質，依靠運動者的液體的壓力能來傳遞力的。液壓系統(tǒng)工作是，液壓泵把電動機傳來的回轉式機械能轉變成油液的壓力能：油液被輸送到液壓缸（或液壓馬達）后，又由液壓缸（或液壓馬達）把油液的壓力能變?yōu)橹本€式（或回轉式）的機械能輸出。液壓系統(tǒng)中的油液在受調節(jié)、控制的狀態(tài)下進行工作的因此液壓傳動和液壓控制在這個意義上來說難以截然分開。液壓系統(tǒng)必須滿足其執(zhí)行元件在力和速度方面的要求。 液壓傳動的工作特性液壓系統(tǒng)工作是外界負載越大（在有效承壓面積一定的前提下）所需要的壓力也越大，反之亦然。因此液壓系統(tǒng)的由壓力（簡稱系統(tǒng)的壓力，下同）大小取決于外界負載。負載大，系統(tǒng)壓力大；負載小，系統(tǒng)壓力??；負載為零，系統(tǒng)壓力為零。另外，活塞或工作臺的運動速度（簡稱系統(tǒng)的速度，下同）取決于單位時間通過節(jié)流閥進入液壓缸中油液的體積即流量。流量越大（在有效承壓面積一定的前提下）系統(tǒng)的速度越快，反之亦然。流量為零，系統(tǒng)的速度亦為零。液壓系統(tǒng)的壓力和外在負載，速度和流量的這兩個關系稱作液壓傳動的兩個工作特性。 液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)由以下五個部分組成：（1）動力元件 它是將原動機輸入的機械能轉換為液壓能的裝置。液壓泵即為動力元件。（2）執(zhí)行元件 它是將液體的壓力能轉換為機械能的裝置，以驅動部件。液壓缸和液壓馬達即為執(zhí)行元件。（3）控制調節(jié)元件 控制調節(jié)元件是指各種閥類元件，它們的作用是控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和方向，以保證執(zhí)行元件完成預期的工作運動。（4）輔助元件 輔助元件是指油箱、油管、管接頭、濾油器、壓力表、流量表等。（5）工作介質 在液壓系統(tǒng)中使用液壓油（通常為礦物油）。 液壓系統(tǒng)的優(yōu)、缺點液壓系統(tǒng)與機械、電力等傳動相比。有以下特點：（1）能方便的進行無級調速，調速范圍大。（2）體積小，、重量輕、功率大。一方面，在相同輸出功率的前提下，其體積小、重量輕、慣性小、動作靈敏，這對于液壓自動控制系統(tǒng)有重要的意義。另一方面，在體積或重量相近的情況下，其輸出功率大，能傳遞較大的扭矩或推力（如萬噸水壓力等）。（3）控制和調節(jié)簡單、方便、省力，易實現(xiàn)自動化控制和過載保護。（4）可實現(xiàn)無間隙傳動，運動平穩(wěn)。