基于plc控制的氣動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-13 21:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 14（ mm） 。 缸筒壁厚的計(jì)算 由于一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比 10/1/ ?D? ，所以通?？梢园幢”谕补接?jì)算： ][2?? tDp? 式中 ? 缸筒壁厚，（ m） D 氣缸內(nèi)徑，（ m） tp 氣缸試驗(yàn)壓力，一般取 ppt ? （ Pa） p氣缸工作壓力 （ Pa） ][? 缸筒材料許用應(yīng)力（ Pa） 本課題手爪夾緊氣缸缸筒材料采用為 :鋁合金 ZL3,[? ]=3MPa 則壁厚為 : ][2?? tDp? )( 66 mm??? ???? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表 ： mm6?? 手臂伸縮氣缸行程 ： 由表 21知手臂的工作最大伸長量為 800mm，為了保證活塞不與氣缸壁發(fā)生碰撞，所以可以取行程 L=900mm。 手臂伸縮氣缸校核 當(dāng)活塞桿的長度 dL10? 時(shí)，一般按壓桿穩(wěn)定性來計(jì)算活塞桿直徑。 活塞桿穩(wěn)定性條件是： kkpu nFF ? puF 氣缸承受的軸向負(fù)載，即氣缸的理論輸出推力 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 ?kF 氣缸的壓桿穩(wěn)定極限力 kn 氣缸的壓桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取 6~2?kn 氣缸的壓桿穩(wěn)定極限力與缸的安裝形式、活塞桿直徑 及行程有關(guān)。 當(dāng)長細(xì)比 mKL 85? 時(shí)， 22 / LmFk ??? ? 當(dāng)長細(xì)比 mKL 85? 時(shí)，21)(1 KLnafFk ??? ?L 活塞桿計(jì)算長度 )(m ?K 活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑 實(shí) 心桿 41 dK ???? ?? 活塞桿斷面慣性矩 實(shí)心桿 644d??? ?0d 空心活塞桿內(nèi)孔直徑 )(m ??1 活塞桿 截面積 實(shí)心桿 421 d??? ?m 系數(shù)， ?? 材料彈性模量，對鋼取 ??? ?f 材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對鋼取 paf 71049?? ?a 系數(shù)，對鋼取 50001?a 查閱機(jī)械手冊氣缸設(shè)計(jì)由表得安裝方式為固定 自由式 取 41?m ? 實(shí)心桿 ?? dK ??KL ???m 21)(1 KLnafFk???2272 5 75 0 0 0410 1 ?????? ? )(4258 N? )( 1 NFFnF pukk ????? 所以該活塞桿滿足穩(wěn)定性條件。 綜合以上計(jì)算和分析， 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，可以選擇水平伸縮缸為 QM 系列 32? 缸。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 機(jī)身 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 升降 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 臂部的升降運(yùn)動(dòng)由固定于底座上的氣缸直接完成。為了防止手臂升降過程中的傾覆作用和手臂繞豎直方向的轉(zhuǎn)的，在氣缸兩側(cè)安裝導(dǎo)向桿導(dǎo)向裝置，結(jié)構(gòu)如圖 43所示。 圖 43 升降氣缸的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 考慮手臂在上升過程中，氣缸所需要提供的驅(qū)動(dòng)力大于手臂在下降過程中所需要提供的驅(qū)動(dòng)力，所以： GFFFF ???? 密摩慣推 式中 摩F 摩擦阻力，運(yùn)動(dòng)件表面間的摩擦阻力； 密F 密封裝置處得摩擦阻力； 慣F 氣動(dòng)或者制動(dòng)時(shí)，活塞桿所受的平均慣性力； G 零部件和工件所受的總重力。 慣F 、 密F 的計(jì)算與臂部伸縮氣缸的計(jì)算方法相同， 即： tg ????? ?GF慣 式中 G 參與運(yùn)動(dòng)的零部件所受的總重力，因?yàn)榧尤肓素Q直方向的導(dǎo)向桿，所以可 取 G =320N； 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 g重力加速度， 2/ smg? ?? 由靜止加速到常速的變化量， ?? = t? 起動(dòng)過程時(shí)間，取 t? = ? tg ????? ?GF慣= NN ??? 推密 FF ? 摩F 的計(jì)算：如圖 44所示： 圖 44 升降導(dǎo)向立柱不自鎖條件： 21 FFG ?? fFF R11 22 ?? 考慮自鎖的臨界狀態(tài)： 12FG? ? fFF 12?摩 ? fGF ?摩 式中 取 ?f fGF ?摩 =320? =（ N） 綜上可得： GFFFF ???? 密摩慣推 2 ???? 可求的： )( NF ?推 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 升降運(yùn)動(dòng)氣缸結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 ??4 2DpF ?推 式中 D氣缸內(nèi)徑； p氣缸工作壓力，取 p=。 ? 氣缸的機(jī)械效率，取 ? =. ? )( 6 mpFD ???? ??? ??? 推 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表 可以選擇氣缸內(nèi)徑為： D=40mm,活塞桿直徑mmmmd ??? ,可以取 d=18mm。 缸筒壁厚和外徑的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于 1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算 : ][2?? tDp? 氣缸缸筒材料為 :鋁合金 ZL3,[? ]=3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為 : ][2/ ?? tDP? )(4)1032/( 65 mm??????? 升降 氣缸活塞桿行程長 l 確定 按設(shè)計(jì)要求，腰部上下運(yùn)行距離為 150mm。為防止活塞與缸壁碰撞，活塞行程留有一定的余量，故行程查有關(guān)手冊圓整為 mml 200? 升降 氣缸活塞桿穩(wěn)定性校核 當(dāng)活塞桿的長度 dL10? 時(shí)，一般按壓桿穩(wěn)定性來計(jì)算活塞桿直徑。 活塞桿穩(wěn)定性條件公式： kkpu nFF ? 當(dāng)長細(xì)比 mKL 85? 時(shí)， 21)(1 KLmafFk ??? 實(shí)心桿 41 dK ???? 實(shí)心桿 421 d??? ?m 系數(shù) ?f 材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對鋼取 paf 71049?? 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 ?a 系數(shù)，對鋼取
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