【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 —螺釘數(shù)目 F—螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為： （417） 所以： 將以上數(shù)據(jù)代入公式得： Q=螺釘材料選用40Cr，查取相關(guān)資料， =400MPa則： =查取《機(jī)械手冊(cè)》，取螺釘工程直徑為：8mm做水平伸縮直線運(yùn)動(dòng)的油缸的驅(qū)動(dòng)力 式中： —摩擦阻力，手臂運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)表面間的摩擦力 —密封圈處的摩擦阻力 —油缸回油腔低壓油液所造成的阻力 —啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)所受的平均慣性力（a） 的計(jì)算由于活塞桿與液壓缸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它們將產(chǎn)生一定的摩擦如下圖： 如圖45 受力尺寸圖 得： Ra = （418） =u`Ra +u`Rb— 參與運(yùn)動(dòng)的零件的總重量 L — 重心導(dǎo)向支撐前端距離 a — 支撐長(zhǎng)度 u`— 當(dāng)量摩擦系數(shù) u` 為 （~）由前面的計(jì)算可知，手爪夾緊油缸，腕部回轉(zhuǎn)油缸的總重量為： =( + ) = 93 N = 100N = +=193 N = u` L = 450 mm a = 60 mm帶入數(shù)據(jù)知，所以： = kgf（b） 的計(jì)算：與所用的密封的形狀有關(guān)，選用“o”型密封圈密封 = + + + = 式子中 P為驅(qū)動(dòng)力 = npπd1 p為工作壓力 （kgf/ cm3） U= ~ l—密封的等效的長(zhǎng)度 1（cm） d伸縮管直徑所以： = kg 從而：= + = kg（c）的計(jì)算: 背壓阻力較小，可以按下列公式計(jì)算 = P(d) 的計(jì)算： （419） 參與運(yùn)動(dòng)的零部件 g 取 10 kg / N —由靜止加到常數(shù)的變化量取 m / s —運(yùn)動(dòng)時(shí)間 （s）一般取 ~ s 取 t= s所以 ： = kgf 從而： P = + + + = kgf ：液壓油缸內(nèi)徑的計(jì)算當(dāng)油液進(jìn)入有桿腔時(shí)： 式子中： P ——驅(qū)動(dòng)力 P1——油缸的工作壓力 d ——活塞桿直徑 D ——油缸內(nèi)徑 ——油缸機(jī)械效率 ，取 d 的確定 ：由于該活塞桿與臂部相連，當(dāng)活塞桿移動(dòng)到右端最大距離時(shí)，活塞桿端蓋處處于最大彎曲應(yīng)力，活塞桿必須滿足最大彎曲應(yīng)力作用，活塞桿彎曲應(yīng)力如下： 如圖46 活塞桿受力應(yīng)力圖 式子中： Max = Ma = GL = = N其中： Max—最大彎曲應(yīng)力 L—重心最大距離 G—臂部重力又因?yàn)椋? W = 式子中： W—抗彎截面系數(shù) d—橫截面直徑 由彎曲的強(qiáng)度條件： （420）得： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P368 ，表 151得：選取 材料 45 = 300 Pa 帶入數(shù)據(jù)知道： mm所以： = mm 考慮到制造時(shí)的總體尺寸和多種用途，取內(nèi)徑為： D=70mm d = 40 mm壁厚可以根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表44，取=10mm3. 端蓋螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：取螺釘為 M8， 每個(gè)螺釘所受的力為 = 式子中： —工作載荷 —預(yù)緊力 =/Z = =k = = == kgf 螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為：= kgf/ —材料的屈服極限 n—安全系數(shù) 所以： 即是取 M8 合格。 俯仰缸能使其手臂上仰下俯，使手臂的抓取范圍大大得到提高，設(shè)置一個(gè)俯仰缸，還可以使機(jī)械手得到重量上的平衡，使本機(jī)械手更加的穩(wěn)定。1．本機(jī)械手臂上下活動(dòng)的范圍為30度，以下為俯仰缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：圖47 俯仰缸設(shè)計(jì) 1—底座 2—大臂 3—小臂 4—俯仰缸 活塞總長(zhǎng) 活塞桿內(nèi)部工作的長(zhǎng)度手臂機(jī)構(gòu)受力圖如下：如圖48 手部機(jī)構(gòu)受力圖設(shè)：驅(qū)動(dòng)力為P，則經(jīng)過計(jì)算： 32400 – – 80 – P 124 =0 P = 所以：取油缸內(nèi)徑為32mm，活塞直徑為 20mm 缸臂為 ， 缸蓋四顆雙頭螺柱 M6 2. 雙頭螺柱的校核： = 式子中： —工作載荷 ——預(yù)緊力 =/ Z = kgf螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為： = kgf /所以： , 即是取 M8 合格。 —材料的屈服極限 n—安全系數(shù) 大臂是整個(gè)機(jī)械手的支撐部件，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的大范圍的回轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：1. 要有足夠的承載力2. 要有足夠的剛度和強(qiáng)度3. 要結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，盡量減少偏心力矩大臂回轉(zhuǎn)示意圖如下： 如圖49 大臂回轉(zhuǎn)示意圖大臂回轉(zhuǎn)時(shí)的力矩：M驅(qū)= M慣 + M封 +M回：、 式中： 臂部擺動(dòng)時(shí)受力圖如下： 圖410 大臂擺動(dòng)時(shí)受力圖其中：　 ＝ b= 50mm =5mm R= 45mm r = 20 mm p 取10MPa 則： = kgfm = kgfm = kgfm：手臂結(jié)構(gòu)受力圖如下： 圖411 手臂結(jié)構(gòu)受力圖設(shè)重心于`o’處，則有： 手臂可以近似看成一根桿： L=800mm =1/12++ = 所以： ：其中： =1MPa b=80mm R=50mm r=20mm則： = kgfm 其中d=4mm ： = 式子中： —工作載荷 — 預(yù)緊力 = / Z = kgf螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為 ： = kgf /所以： , 即是取 M8 合格 大臂是整個(gè)機(jī)械手的支撐部件，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手大范圍的升降，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1） 要有足夠的承載力（2） 要有足夠的剛度和強(qiáng)度（3） 要結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕：圖412 大臂受力圖G—升降油缸個(gè)部件的重力 f—摩擦力 —上升驅(qū)動(dòng)力= kgf = kgf = kgf G = + + = kgf根據(jù)力矩平衡方程： G + f = = / () = kgf k為安全系數(shù) k= = = ：由式子： （421） = 所以取D為110mm ，d為60mm： = 式子中： —工作載荷 —預(yù)緊力= / Z = kgf 螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為：= kgf /所以： , 即是取 M8 合格 —材料的屈服極限 n—安全系數(shù) 直到現(xiàn)在，本設(shè)計(jì)的機(jī)械手的機(jī)構(gòu)尺寸基本確定，其移動(dòng)將根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求適當(dāng)調(diào)整?；钊\(yùn)動(dòng)速度 v 取 , 油的流速為 3m/s 則油缸中每秒通過油量為 ： Q=VS = =則油孔中每秒通過的流量： 所以： 得 d =所以取油孔尺寸為 4mm油缸每秒進(jìn)入油量 ： （為45度每秒） = 而油孔每秒流入的流量： 由 所以： = 取油孔尺寸為 ：4mm 油缸每秒進(jìn)入的油量： （為15度每秒） （422） = 而油孔每秒流入的流量： 由 ： 所以： = 取油孔尺寸為 ：6mm,油的流速為 3m/s 則油缸中每秒通過油量： （423） = 而油孔中每秒通過的流量： = mm 所以取油孔尺寸d為8mm ,油的流速為 3m/s則油缸中每秒通過油量： = 而油孔中每秒通過的流量： 由 所以： =所以 ：取油孔尺寸d=6mm本章對(duì)各個(gè)部分的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算，包括手部夾持器、腕部回轉(zhuǎn)油缸，腕部伸縮油缸、小臂伸縮油缸、大臂回轉(zhuǎn)油缸、大臂升降油缸、伸縮臂油缸的型號(hào)選擇，及其各個(gè)油缸的活塞、活塞桿計(jì)算，各個(gè)油缸進(jìn)出油口尺寸的確定。第5章 各油缸活塞桿校核 手部驅(qū)動(dòng)油缸活塞桿校核 ： （51） = 碳鋼 取 100 ~120 MPa 所以： 強(qiáng)度條件滿足。2．穩(wěn)定性校核：條件： （52）其中——臨界力 ； 取 2~4 ； ，L取 40mm =d/4 = 5mm則： =4 =60 腕部回轉(zhuǎn)油缸活塞桿校核 在本設(shè)計(jì)中，手爪夾緊油缸腕部等效成一個(gè)圓柱體，由上面的論述可知，該圓柱體重量是33N。所以： 腕部活塞桿受力圖如下：圖51 腕部活塞桿受力圖 F=G=133N ,相應(yīng)產(chǎn)生的彎矩為 ： M=GL=則應(yīng)力強(qiáng)度校核：先求支反力