【文章內(nèi)容簡介】 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(zhuǎn)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(zhuǎn)換為機械能的裝置，以驅(qū)動部件。液壓缸和液壓馬達即為執(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(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。4） 可實現(xiàn)無間隙傳動，運動平穩(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)了標準化、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直接帶動負載，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：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械傳動有以上幾個突出的優(yōu)點，所以確定機械手的前伸后退、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)。第三章 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)。 傳遞件本課題中機械手要求作間歇往復(fù)回轉(zhuǎn)運動，因此，考慮采用回轉(zhuǎn)曲線傳動?；剞D(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，低精度時噪聲大。由于本課題中機械手回轉(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。還具有傳遞功率大，傳動比準確等特點。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、氣閥等。一般采用46個大氣壓，個別的達到810個大氣壓。它的優(yōu)點是氣源方便，維護簡單，成本低。缺點是出力小，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。為了減少停機時產(chǎn)生的沖擊，氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機構(gòu)或緩沖機構(gòu)。氣驅(qū)動采用的不多?，F(xiàn)在都用三相感應(yīng)電動機作為動力，用大減速比減速器來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)；直線運動則用電動機帶動絲杠螺母機構(gòu)；有的采用直線電動機。通用機械手則考慮采用同一種形式的動力，出力比較大；缺點是控制響應(yīng)速度比較慢。機械驅(qū)動只用于固定的場合。一般用凸輪連桿機構(gòu)實現(xiàn)規(guī)定的動作。它的優(yōu)點是動作確實可靠，速度高，成本低；缺點是不易調(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、馬達加上齒輪、齒條實現(xiàn)直線運動；利用擺動油缸、馬達與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。液壓驅(qū)動的優(yōu)點是壓力高、體積小、出力大、運動平緩，可無級變速，自鎖方便，并能在中間位置停止。缺點是需要配備壓力源，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)機械手控制系統(tǒng)的要素，包括工作順序、到達位置、動作時間和加速度等?？刂葡到y(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，控制機械手進行工作。本課題采用電機驅(qū)動。利用電動機帶動帶輪、帶輪傳動通過齒輪和軸的公用件實現(xiàn)小車的行走運動。第四章 機械傳動方案的設(shè)計與計算 小車的主要組成部分1） 驅(qū)動系統(tǒng)采用步進電動機帶動同步帶與帶輪驅(qū)動小車沿導(dǎo)軌作徑向往復(fù)運動。2） 執(zhí)行機構(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。3） 控制部分采用PLC可編程控制器來實現(xiàn)小車各個運動狀態(tài)的控制。其小車示意圖如圖41所示圖41 同步帶傳動方式優(yōu)缺點（一）優(yōu)點 傳動比準確，同步帶是嚙合傳動，工作時無滑動。 傳動效率高，效率可達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： 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)運行。帶輪中心距要求較嚴格。安裝不當易發(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)動動力源步進電動機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，也可以說是一種機械式的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，每輸入一個脈沖，步進電動機就前進一步，因此稱作脈沖電動機，步進電動機的種類繁多，主要分三大類：反應(yīng)式步進電動機、機床磁式步進電動機以及永磁感應(yīng)式步進電動機，本是合計采用反應(yīng)式步進電動機，因為其結(jié)構(gòu)簡單，是應(yīng)用最廣泛的一種。步進電動機能成為現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)重要的執(zhí)行元件。是因為步進電動機本身也在不斷發(fā)展，性能也在不斷完善。其優(yōu)點如下： 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，運行平穩(wěn)可靠，在步進電動機的負載范圍內(nèi)，步距值不受電源電壓的大小，負載大小，波形及周圍環(huán)境溫度變換的影響，抗干擾能力強，能保持運行轉(zhuǎn)速。 誤差不長期積累。 反應(yīng)式步進電動機在一相繞組通電的情況下，具有自鎖能力，永磁式步進電動機在不通電的情況下也能保持轉(zhuǎn)矩。 機械傳動方案的設(shè)計計算本設(shè)計采用一級傳動，本設(shè)計計算參照實用機械設(shè)計手冊(下冊機械工業(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/，即V車=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