【文章內(nèi)容簡介】 ： 吸盤直徑（mm） p： 真空度（kPa）W： 吸附力（N）n： 吸盤數(shù)量 t： 安全系數(shù)吸盤個數(shù)：n=4真空發(fā)生器設(shè)計真空發(fā)生器是用來產(chǎn)生真空， 結(jié)構(gòu)簡單，體積小， 無可動機械部件， 安裝和使用很方便，因此應(yīng)用很廣泛， 真空發(fā)生器產(chǎn)生的真空度可達88kPa， 真空發(fā)生器的工作原理（ 如圖34） 所示。它是由先收縮后擴張的拉瓦爾噴管負壓腔2 和接收管3 等組成， 有供氣口、排氣口和真空口， 當供氣口的供氣壓力高于一定值后，噴管射出的超聲速射流。由于氣體的粘性， 高速射流卷吸走負壓腔內(nèi)的氣體， 使該腔形成很低的真空度， 在真空口A 處接上真空吸盤， 靠真空壓力和吸盤吸取物體。圖33真空發(fā)生器工作原理1—拉瓦爾噴管 2—負壓腔 3—接收管 4—真空腔吸著相應(yīng)時間T 是指從供給閥動作后到吸盤內(nèi)的真空度達到吸著所必須的真空度的時間稱為吸著相應(yīng)時間。設(shè)Pv 表示最終真空度， 吸盤內(nèi)的壓力從大氣壓降至真空度達63%Pv 的到達時間為T1， 降至真空度達95%Pv 的到達時間為T2。吸著響應(yīng)時間T1和T2可由下式計算求得。 吸著響應(yīng)時間吸著響應(yīng)時間T2＝3T1 式中： V—從真空發(fā)生器到吸盤的容積（L）D—配管內(nèi)徑（mm）L—從真空發(fā)生器到吸盤的配管長度（m）Q—是通過真空發(fā)生器的平均吸入流量Q1和通過配管的平均吸入流量Q2中的較小者， 單位為L／min，QL—工件吸著時的漏氣量L／min。因為P ／ Pv=， 由圖35 查得到達時間T=， 根據(jù)抓取工件的運動速度要求吸盤的相應(yīng)時間T 小于1s 可得T1=， 漏氣量QL根據(jù)經(jīng)驗確定QL=5L ／ min。則有 最大吸入流量Qmax=（2～3）Q＝2=（L/min），應(yīng)該選擇最大吸入流量比Qmax還大的真空發(fā)生器。圖34真空影響時間曲線 查SMC 真空發(fā)生器樣本， 選擇ZH10DS060608 其接管方式是快換接頭， 噴嘴口徑是1mm， 供氣口和真空口均是φ6mm， 最大吸入流量是24L/min， 所以平均吸入流量是Q=24=12（L/min）該真空發(fā)生器實際響應(yīng)時間T為： 所以可以滿足運動節(jié)拍要求。(一)具有足夠的握力(即夾緊力)在確定吸盤的握力時，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。(二)保證工件準確定位為使吸盤和被吸附工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被吸取工件的形狀，選擇相應(yīng)的吸盤形狀。(三)具有足夠的強度和剛度吸盤除受到被吸附工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，當應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。(四)考慮被吸附對象的要求根據(jù)機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點兩指回轉(zhuǎn)型。第四章 手腕旋轉(zhuǎn)1800結(jié)構(gòu)設(shè)計 手腕的自由度手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調(diào)整或改變工件的方位，因而它具有獨立的自由度，以使機械手適應(yīng)復(fù)雜的動作要求。手腕自由度的選用與機械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關(guān)。由于本機械手吸附的工件是水平放置，同時考慮到通用性，因此給手腕設(shè)一繞x軸和z軸轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求目前實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)，應(yīng)用最多的為回轉(zhuǎn)氣缸，因此我們選用回轉(zhuǎn)氣壓缸。它的結(jié)構(gòu)緊湊，回轉(zhuǎn)角度小于，并且要求嚴格的密封。 手腕的驅(qū)動力矩的計算手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動均為回轉(zhuǎn)運動，驅(qū)動手腕回轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力矩必須克服手腕起動時所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動片與缸徑、定片、。 圖41手碗回轉(zhuǎn)時受力狀態(tài)手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩可按下式計算: 式中: 驅(qū)動手腕轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力矩()。 慣性力矩()。 參與轉(zhuǎn)動的零部件的重量(包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸的動片)對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩(). 手腕回轉(zhuǎn)缸的動片與定片、缸徑、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩()。下面以圖41所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計算:手腕加速運動時所產(chǎn)生的慣性力矩M悅?cè)羰滞笃饎舆^程按等加速運動，手腕轉(zhuǎn)動時的角速度為，起動過程所用的時間為，則: 式中: 參與手腕轉(zhuǎn)動的部件對轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量。 工件對手腕轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量。若工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合，其轉(zhuǎn)動慣量為:式中: 工件對過重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量: 工件的重量(N)。 工件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心距(cm), 手腕轉(zhuǎn)動時的角速度(弧度/s)。 起動過程所需的時間(s)?！?起動過程所轉(zhuǎn)過的角度(弧度)。手腕轉(zhuǎn)動件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩M偏 + ()式中: 手腕轉(zhuǎn)動件的重量(N)。 手腕轉(zhuǎn)動件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心距(cm)當工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動軸線重合時，則.手腕轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩 ()式中: ， 轉(zhuǎn)動軸的軸頸直徑(cm)。 摩擦系數(shù)，對于滾動軸承，對于滑動軸承。, 處的支承反力(N)，可按手腕轉(zhuǎn)動軸的受力分析求解，根據(jù),得:同理，根據(jù)(F),得:式中: 的重量(N),— 如圖41所示的長度尺寸(cm).轉(zhuǎn)缸的動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析?；剞D(zhuǎn)氣壓缸的驅(qū)動力矩計算氣壓缸的壓力P驅(qū)動力矩M的關(guān)系為: 或 手腕回轉(zhuǎn)缸的尺寸及其校核（1）尺寸設(shè)計氣壓缸長度設(shè)計為,氣壓缸內(nèi)徑為=96mm,半徑,軸徑=26mm,半徑,氣壓缸運行角速度=，加速度時間=, 壓強, 則力矩： （2）尺寸校核 ,分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個半徑的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣量：（）工件的質(zhì)量為6,質(zhì)量分布于長的棒料上，那么轉(zhuǎn)動慣量： 假如工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合，對于長的棒料來說，最大偏心距，其轉(zhuǎn)動慣量為: ，考慮手腕轉(zhuǎn)動件重心與轉(zhuǎn)動軸線重合，夾持工件一端時工件重心偏離轉(zhuǎn)動軸線,則： +，對于滾動軸承，對于滑動軸承=， ，為手腕轉(zhuǎn)動軸的軸頸直徑，, , ,為軸頸處的支承反力，粗略估計,、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。在此處估計為的3倍，3 設(shè)計尺寸符合使用要求，安全。第五章 手臂伸縮結(jié)構(gòu)設(shè)計 按照吸附工件的要求，本機械手的手臂有三個自由度，即手臂的移動、伸縮、升降(或俯仰)運動。手臂升降運動是通過齒輪齒條傳動來實現(xiàn)的，伸縮是通過手臂內(nèi)部的同步帶傳輸實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動的動力由電機來實現(xiàn)。同步帶傳動簡介同步帶傳動（見圖51）時，傳動比準確，對軸作用力小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用溫度20℃―80℃，v50m/s，P300kw,i10,對于要求同步的傳動也可用于低速傳動。圖51同步帶傳動 同步帶是綜合了帶傳動、鏈條傳動和齒輪傳動的優(yōu)點而發(fā)展起來的新塑傳動帶。它由帶齒形的一工作面與齒形帶輪的齒槽嚙合進行傳動，其強力層是由拉伸強度高、伸長小的纖維材料或金屬材料組成，以使同步帶在傳動過程中節(jié)線長度基本保持不變，帶與帶輪之間在傳動過程中投有滑動，從而保證主、從動輪間呈無滑差的間步傳動。同步帶傳動是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應(yīng)吻合的輪所組成。它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優(yōu)點。轉(zhuǎn)動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力。 同步帶傳動具有準確的傳動比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動比范圍大，一般可達1:10。允許線速度可達50M/S，傳遞功率從幾瓦到百千瓦。傳動效率高，一般可達98%，結(jié)構(gòu)緊湊，適宜于多軸傳動，不需潤滑，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場所下正常工作。 本產(chǎn)品廣泛用于紡織、機床、煙草、通訊電纜、輕工、化