三自由度圓柱坐標(biāo)機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 07:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 83。45 45 46 PLC控制49 軟件設(shè)計(jì)52第9章 致謝56第10章 參考文獻(xiàn)57 第1章 概述 機(jī)器手在當(dāng)今社會中已經(jīng)扮演的重要的角色，它在我們的日常生活里都特別的重要，我國的機(jī)械手事業(yè)不斷的發(fā)展，已在當(dāng)今社會中占有了一定地位。隨著中國的崛起，相信我國的機(jī)械手會越來越好，越來越發(fā)達(dá)。 圖12 機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式 機(jī)械手的設(shè)計(jì)可以幫助我提高，升華大學(xué)四年所學(xué)的相關(guān)知識。幫助我進(jìn)一步了解機(jī)械領(lǐng)域的一些東西。同時也使我明白工作的不容易，我們應(yīng)該在工作當(dāng)中更加細(xì)心，才能減少錯誤。 第2章：三自由度圓柱坐標(biāo)機(jī)械手設(shè)計(jì)方案 機(jī)械手的參數(shù)的確定 抓重 20kg 自由度數(shù) 3個自由度座標(biāo)型式 圓柱坐標(biāo)最大工作距離 150mm 手臂最大中心高 250mm 手臂運(yùn)動參數(shù) 伸縮行程150mm 伸縮速度400m/s 升降行程250mm 升降速度 定位方式 行程開關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等定位精度 驅(qū)動方式 液壓傳動控制方式 PLC 第3章 底座的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)底座高400mm；轉(zhuǎn)動角度90 度，單向運(yùn)動時間2 秒； 方案設(shè)計(jì)底座采用液壓馬達(dá)驅(qū)動，結(jié)構(gòu)形式采用圓筒結(jié)構(gòu)，圓筒上端與回轉(zhuǎn)支承連結(jié)。 由液壓馬達(dá)上的齒輪驅(qū)動。外圈通過法蘭與上端的升降臂相連，并拖動升降臂回轉(zhuǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)方案初定底座結(jié)構(gòu)示意圖如下:圖2—1 底座結(jié)構(gòu)示意圖 底座液壓馬達(dá)的選擇選用整體式小型馬達(dá)，同時考慮底座轉(zhuǎn)速與承受轉(zhuǎn)矩等因素，在滿足條件的馬達(dá)中：初步選定型號BYM—160 擺線齒輪液壓馬達(dá)，排量為160ml/r。 回轉(zhuǎn)支撐的選擇故此設(shè)計(jì)選用01 系列的回轉(zhuǎn)支承?？紤]尺寸需要， 型號,外圈直徑360mm，外圈帶有的齒圈齒頂圓直徑為384mm，齒數(shù)為94，模數(shù)m=4。 回轉(zhuǎn)支承的尺寸如表21 編號4基本型號外型尺寸 安裝尺寸=328mm =232mm 結(jié)構(gòu)尺寸 齒輪參數(shù) 外齒參數(shù) Z=94 齒圈齒輪的強(qiáng)度校核 1)馬達(dá)齒輪的齒數(shù)：初定液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速為40 r/min,底座的回轉(zhuǎn)速度為，所以傳動比又因?yàn)? ，即得：式中——馬達(dá)輸出速度 ——回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)速 ——馬達(dá)齒輪齒數(shù)2. 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算，即 (21)1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù) = （2）估算底座需要的轉(zhuǎn)矩，這里選定馬達(dá)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為（4）按齒面硬度查的馬達(dá)齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限齒圈的解除疲勞強(qiáng)度極限 (22) (23)校核：計(jì)算馬達(dá)齒輪分度圓直徑，帶入中較小值原定馬達(dá)齒輪的分度圓直徑，滿足強(qiáng)度要求。3． (24)確定公式內(nèi)的各個計(jì)算數(shù)值（1）由圖查的馬達(dá)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ，齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限s（2）由圖查的彎曲疲勞壽命系數(shù) ， （3） [ ] (25)(4) 計(jì)算載荷系數(shù)K (26)(5)查取齒形系數(shù)由表可查得,(6) 由表可查得,(7) 計(jì)算齒輪和馬達(dá)齒輪的并加以比較 (27)齒圈的數(shù)值大2） 校核對比設(shè)計(jì)結(jié)果，原定齒輪模數(shù)m=4 符合要求. 底座結(jié)構(gòu)的確定設(shè)計(jì)底座結(jié)構(gòu)如圖3131底座結(jié)構(gòu)第4章 升降臂設(shè)計(jì) 升降臂設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案的選擇 更具所學(xué)相關(guān)知識查閱資料可選用：(1)液壓驅(qū)動方式采用液壓缸作為動力源，液壓缸直接驅(qū)動升降滑塊。 (2)圓柱導(dǎo)軌為保證升降滑臺的運(yùn)動平穩(wěn)，且起到平穩(wěn)導(dǎo)向作用，該設(shè)計(jì)大臂立柱采用雙圓柱導(dǎo)軌。根據(jù)方案制定升降臂示意圖如圖31圖41升降臂示意圖 液壓缸的選擇 (1)工作負(fù)載w大約為850N。(3)慣性負(fù)載 由設(shè)計(jì)任務(wù)可知?,查液壓傳動,?，重力負(fù)載。 執(zhí)行原件主要參數(shù)的確定 需確定的結(jié)構(gòu)尺寸是指液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑d，首先受力分析由靜止啟動時，液壓缸受力最大，受力分析如圖32圖42 液壓缸受壓簡圖所以 (41)，初定。 (42)歸為標(biāo)準(zhǔn)，D 取 50mm。對 。(2)校核已知背壓 ，受力分析如圖 3—3 Pb p圖43由受力平衡可得 所以的液壓缸選擇合理。 （43） （44）由于長徑比不大于10 （45） (3)液壓缸的選擇與安裝選用中部軸銷連接，液壓缸的型號選擇為B2*3*11*00。 升降臂導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與計(jì)算 升降臂導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，材料為Q235。兩圓柱導(dǎo)軌的直徑為35mm；長為1200mm，接近法蘭段為直徑42 毫米，高21mm 的一段。 導(dǎo)軌的彎曲強(qiáng)度校核 (36)抗拉強(qiáng)度：抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)：所以： (37) 設(shè)滑臺、伸縮臂、末端執(zhí)行器等在內(nèi)的質(zhì)量約為50kg，重心偏離導(dǎo)軌中心約200。圖44 導(dǎo)軌受彎示意圖所以 (38) (39) 式中F 為包括滑臺、伸縮臂、末端執(zhí)行器等在內(nèi)的質(zhì)量運(yùn)動時產(chǎn)生的動載荷，由此抗彎截面系數(shù)所確定的升降臂截面尺寸是安全的。 導(dǎo)軌的剛度材料力學(xué)的撓度計(jì)算公: (310) ； 升降到最高位時的高度 升降臂滑臺設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)簡圖如圖35 所示圖45 套筒結(jié)構(gòu)圖滑塊在升降導(dǎo)軌上上下滑動，升降過程速度變化均勻，升降臂導(dǎo)軌光滑，無剛性沖擊無卡緊現(xiàn)象。所以要在滑塊上裝有銅套筒，以使升降平穩(wěn)。其結(jié)構(gòu)如圖361導(dǎo)軌2套筒圖46 套筒結(jié)構(gòu)圖 撞塊與行程開關(guān)的設(shè)計(jì) 如圖4—7所示結(jié)構(gòu)：圖47行程開關(guān)
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