【文章內(nèi)容簡介】 能的裝置，以驅(qū)動部件。液壓缸和液壓馬達(dá)即為執(zhí)行元件。3）控制調(diào)節(jié)元件 控制調(diào)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(yù)期的工作運(yùn)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(zhì) 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(diǎn)液壓系統(tǒng)與機(jī)械、電力等傳動相比。有以下特點(diǎn)：1） 能方便的進(jìn)行無級調(diào)速，調(diào)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(diào)節(jié)簡單、方便、省力，易實現(xiàn)自動化控制和過載保護(hù)。4） 可實現(xiàn)無間隙傳動，運(yùn)動平穩(wěn)。5） 因為傳動介質(zhì)為油液，故液體元件有自我潤滑作用，使用壽命長。6） 液壓元件實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于設(shè)計、制造和推廣使用。7）可以采用大推力的液壓缸和大扭矩的液壓馬達(dá)直接帶動負(fù)載，從而失去了中間的減速裝置，使傳動簡化。液壓傳動的主要缺點(diǎn)：1） 漏 由于作為傳動介質(zhì)的液體是在一定的壓力下，有時是在較高的壓力下工作的，因此在有相對運(yùn)動的表面間不可避免要產(chǎn)生泄漏。同時，由于油液并不是不可以壓縮的，油管等也回產(chǎn)生彈性變形，所以液壓傳動不宜用在傳動比要求較嚴(yán)格的場合。2） 震 液壓傳動中的“液壓沖擊和空穴現(xiàn)象”會產(chǎn)生很大的震動和噪聲。3） 熱 在能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中，由于存在機(jī)械摩擦、壓力損失、泄漏損失，因而易使油液發(fā)熱，總效率降低，故液壓傳動不宜遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)動。4） 液壓傳動性能對溫度比較敏感，故不宜在高溫及低溫下工作。液壓傳動裝置對油液的污染也較敏感，故要求有良好的過濾設(shè)施。5） 液壓元件加工要求高一般情況下又要求有獨(dú)立的能源（如液壓泵站），這些可能使產(chǎn)品成本提高。6） 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)鼓故障時不宜追查原因，不宜迅速排除。綜上所述，液壓傳動由于其優(yōu)點(diǎn)比較突出，故在工、農(nóng)業(yè)各個部門獲得廣泛的應(yīng)用。它的某些缺點(diǎn)隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展、提高，正在逐步得到克服。由于液壓傳動相對于機(jī)械傳動有以上幾個突出的優(yōu)點(diǎn)，所以確定機(jī)械手的前伸后退、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、夾緊放松著三部分動作用液壓傳動來實現(xiàn)。第四章 回轉(zhuǎn)裝置的總體組成及結(jié)構(gòu)設(shè)計回轉(zhuǎn)裝置主要由執(zhí)行件、傳遞件、驅(qū)動件及控制系統(tǒng)四大部分組成。 執(zhí)行件本設(shè)計選用的是回轉(zhuǎn)臺與傳遞件——鏈輪共用的一個長平鍵的心軸。驅(qū)動件驅(qū)動傳遞件——鏈輪傳動，鏈輪通過共用件將回轉(zhuǎn)運(yùn)動直接傳遞給與心軸件聯(lián)接的回轉(zhuǎn)臺，并使之旋轉(zhuǎn)。 傳遞件本課題中機(jī)械手要求作間歇往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此，考慮采用回轉(zhuǎn)曲線傳動。回轉(zhuǎn)傳動可分為齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動。齒輪傳動雖然效率高，工作可靠，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，圓周速度及功率范圍廣，但制造和安裝精度要求較高，不能緩沖，無過載保護(hù)，低精度時噪聲大。由于本課題中機(jī)械手回轉(zhuǎn)精度要求不高，因此，不予考慮。鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，工作可靠，具有準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率較高，在傳動相同功率的情況下，結(jié)構(gòu)較為緊湊，鏈條張緊力小，作用于鏈輪軸的力也較小，故鏈傳動能夠在低速重載的條件下使用。與齒輪傳動相比，鏈傳動制造和安裝精度要求較低鏈傳動的主要缺點(diǎn)是不能保持恒定的瞬時傳動比，傳動平穩(wěn)性較差，工作時有沖擊和噪聲，磨損后易發(fā)生跳齒，傳動中有周期性的重載荷和嚙合沖擊，不適合載荷變化很大和急速反向轉(zhuǎn)動的場合。帶傳動是一種應(yīng)用很廣的機(jī)械傳動，雖然結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，傳動平穩(wěn)，無需潤滑，制造和安裝精度要求不高，噪聲小，能緩沖吸震，有過載保護(hù)作用。同步帶傳動是一種嚙合型帶傳動。它具有齒輪傳動和摩擦帶傳動的特點(diǎn)。還具有傳遞功率大，傳動比準(zhǔn)確等特點(diǎn)。故多用于要求傳動平穩(wěn)，傳動精度較高的場合。因此回轉(zhuǎn)裝置中的運(yùn)動傳遞本設(shè)計使用同步帶傳動。 驅(qū)動件驅(qū)動件主要有四種：氣動驅(qū)動、電氣驅(qū)動、機(jī)械驅(qū)動和液壓驅(qū)動。其中以液壓、氣動用的最多，占90%以上；電動、機(jī)械驅(qū)動用的較少。氣壓驅(qū)動所采用的元件為氣壓缸、氣壓馬達(dá)、氣閥等。一般采用46個大氣壓，個別的達(dá)到810個大氣壓。它的優(yōu)點(diǎn)是氣源方便，維護(hù)簡單，成本低。缺點(diǎn)是出力小，體積大。由于空氣的可壓縮性大，很難實現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點(diǎn)位控制，而且潤滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。為了減少停機(jī)時產(chǎn)生的沖擊，氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機(jī)構(gòu)或緩沖機(jī)構(gòu)。氣驅(qū)動采用的不多?，F(xiàn)在都用三相感應(yīng)電動機(jī)作為動力，用大減速比減速器來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；直線運(yùn)動則用電動機(jī)帶動絲杠螺母機(jī)構(gòu)；有的采用直線電動機(jī)。通用機(jī)械手則考慮采用同一種形式的動力，出力比較大；缺點(diǎn)是控制響應(yīng)速度比較慢。機(jī)械驅(qū)動只用于固定的場合。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)規(guī)定的動作。它的優(yōu)點(diǎn)是動作確實可靠，速度高，成本低；缺點(diǎn)是不易調(diào)整液壓驅(qū)動主要是通過油缸、閥、油泵和油箱等實現(xiàn)傳動。它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實現(xiàn)直線運(yùn)動；利用擺動油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。液壓驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是壓力高、體積小、出力大、運(yùn)動平緩，可無級變速，自鎖方便，并能在中間位置停止。缺點(diǎn)是需要配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜成本較高。本課題設(shè)計采用液壓驅(qū)動。利用液壓缸帶動帶動鏈輪、鏈條實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。設(shè)計配有液壓總站，與回轉(zhuǎn)裝置并排置于小車之上。 控制系統(tǒng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的要素，包括工作順序、到達(dá)位置、動作時間和加速度等。控制系統(tǒng)可根據(jù)動作的要求，設(shè)計采用數(shù)字順序控制。它首先要編制程序加以存儲，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機(jī)械手進(jìn)行工作。本課題采用電機(jī)驅(qū)動。利用電動機(jī)帶動帶輪、帶輪傳動通過齒輪和軸的公用件實現(xiàn)小車的行走運(yùn)動。第五章 機(jī)械傳動方案的設(shè)計與計算 小車的主要組成部分 驅(qū)動系統(tǒng)采用步進(jìn)電動機(jī)帶動同步帶與帶輪驅(qū)動小車沿導(dǎo)軌作徑向往復(fù)運(yùn)動。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)交換工作臺的送出采用液壓送出方式，交換工作臺應(yīng)沿相應(yīng)的軌道送出。 控制部分采用PLC可編程控制器來實現(xiàn)小車各個運(yùn)動狀態(tài)的控制。 同步帶傳動方式優(yōu)缺點(diǎn)（一）優(yōu)點(diǎn) 傳動比準(zhǔn)確，同步帶是嚙合傳動，工作時無滑動。 傳動效率高，效率可達(dá)96%，與V帶相比可節(jié)能10%以上。 傳動平穩(wěn)，能吸收振動，噪聲小。 使用范圍廣，傳動比可達(dá)10，且?guī)л喼睆奖萔帶小得多，也不需要大的張緊力，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)高速大50m/s ，傳遞功率300KW 傳動比準(zhǔn)確，對軸及軸承的壓力小，耐油耐磨性好，允許采用較小的帶輪直徑，較短的中心距和較大是速比。 維護(hù)保養(yǎng)方便，能在高溫，灰塵、水及、腐蝕，介質(zhì)的惡劣環(huán)境中工作，不需潤滑。（二）缺點(diǎn)： 安裝要求高。要求二帶輪軸線平行。同步在與二帶輪軸線垂直的平面內(nèi)運(yùn)行。帶輪中心距要求較嚴(yán)格。安裝不當(dāng)易發(fā)生干涉，爬齒，跳齒等現(xiàn)象。 帶與帶輪的制造工藝比較復(fù)雜，成本受批量影響。 驅(qū)動動力源步進(jìn)電動機(jī)是一種把脈沖信號變換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件，也可以說是一種機(jī)械式的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，每輸入一個脈沖，步進(jìn)電動機(jī)就前進(jìn)一步，因此稱作脈沖電動機(jī)，步進(jìn)電動機(jī)的種類繁多，主要分三大類：反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)、機(jī)床磁式步進(jìn)電動機(jī)以及永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)，本是合計采用反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)，因為其結(jié)構(gòu)簡單，是應(yīng)用最廣泛的一種。步進(jìn)電動機(jī)能成為現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)重要的執(zhí)行元件。是因為步進(jìn)電動機(jī)本身也在不斷發(fā)展，性能也在不斷完善。其優(yōu)點(diǎn)如下： 可直接實現(xiàn)數(shù)字控制。 控制性能好 無接觸式元件，沒有電刷和轉(zhuǎn)換器，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，在步進(jìn)電動機(jī)的負(fù)載范圍內(nèi)，步距值不受電源電壓的大小，負(fù)載大小，波形及周圍環(huán)境溫度變換的影響，抗干擾能力強(qiáng)，能保持運(yùn)行轉(zhuǎn)速。 誤差不長期積累。 反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)在一相繞組通電的情況下，具有自鎖能力，永磁式步進(jìn)電動機(jī)在不通電的情況下也能保持轉(zhuǎn)矩。 機(jī)械傳動方案的設(shè)計計算本設(shè)計采用一級傳動，本設(shè)計計算參照實用機(jī)械設(shè)計手冊(下冊機(jī)械工業(yè)出版社出版)中的第十章鏈傳動和帶傳動中第五節(jié)多楔帶和同步帶傳動中的同步帶傳動章節(jié)。因為設(shè)計車速為3km/h，考慮到實際車速有177。50%的誤差，折算成米/秒 據(jù)實際工作要求取車輪直徑為130mm 所以車速也應(yīng)等于輪子的切向速度因為 V=dn/601000V—車輪切向速度 V=d—車輪直徑 d=130mmn—車輪轉(zhuǎn)速所以經(jīng)計算得n=601000V/d =601000130=184rpm因為車輪轉(zhuǎn)速也等于驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速所以n轉(zhuǎn)驅(qū)=n=184rpm n轉(zhuǎn)驅(qū)=184rpm因為T=P驅(qū)/n T—驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 T=9NM P驅(qū)—驅(qū)動軸功率 n—驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速 n=184rpm所以經(jīng)計算得9=P驅(qū)/184 P驅(qū)=因為 ī=n電/n驅(qū) n驅(qū)—驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速 n驅(qū)=184rpm n電