機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)-(四自由度)自動(dòng)線通用多關(guān)節(jié)機(jī)械手設(shè)計(jì)(液壓)-工業(yè)機(jī)械手(含)(編輯修改稿)
2024-09-03 11:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 wheel 手部的計(jì)算 手指夾緊力的計(jì)算 手指對(duì)工件的夾緊力可按下式計(jì)算[11] （1） 式中 ——安全系數(shù) ——工作情況系數(shù) ——方位系數(shù) ——被抓取的工件的重量 kg 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，取，取，取，G為最大工件重量為20Kg?！ ∷?N 驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 根據(jù)手部機(jī)構(gòu)，選用下面的公式進(jìn)行計(jì)算 （2） 由圖1可知，b=120mm ,r=24mm, 故 =1200N故手指液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為1200N 液壓缸直徑計(jì)算 本液壓缸為單向作用氣缸，根據(jù)平衡原理，單向作用液壓缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞工作時(shí)的阻力。根據(jù)活塞桿上受力可得： （3）式中: ——活塞桿上的推力，N ——彈簧反作用力，N ——?dú)飧坠ぷ鲿r(shí)的總阻力，N P——?dú)飧坠ぷ鲿r(shí)的壓力，Pa 彈簧反作用按下式計(jì)算: （4） 式中: —— 彈簧剛度，N/mL—— 彈簧預(yù)壓縮量，mS——活塞行程，m d——彈簧鋼絲直徑，m D——彈簧平均直徑，m D——彈 簧外徑，m n —— 彈 簧 有效 圈數(shù) G—— 彈簧 材料剪切模量，一般取G= Pa在設(shè)計(jì)中，必須考慮負(fù)載率幾的影響，則: （5） 由以上分析得單向作用氣缸的直徑: （6） 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得： 所以： 取D=65mm，由d/D=～， 可得活塞桿直徑:d=(～)D=13～ mm，圓整后，取活塞桿直徑d=32 mm按公式 （7） 有 其中 =120MPa 則 d (41200/120)= 32mm 故活塞桿滿足設(shè)計(jì)要求?！?缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮液體壓力，必須有一定厚度。一般液壓缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算: （8）式中 —— 缸筒壁厚 mm D——?dú)飧變?nèi)徑 mm P——實(shí)驗(yàn)壓力，取P= 材料為 : ZL3,[] =3MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: = = mm 取= mm，則缸筒外徑為:D=65+ =82 mm?！ ? 臂部設(shè)計(jì) 臂部的基本要求 手臂是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件。它的作用是支撐手部，并帶動(dòng)它們?cè)诳臻g運(yùn)動(dòng)。臂部運(yùn)動(dòng)的目的，一般是把手部送達(dá)空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的任意點(diǎn)上，從臂部的受力情況看，它在工作中即直接承受著手部和工件的動(dòng)、靜載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)又較多，故受力較復(fù)雜。 機(jī)械手的精度最終集中在反映在手部的位置精度上。所以在選擇合適的導(dǎo)向裝置和定位方式就顯得尤其重要了?！?臂部基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)有以下幾種： ?。?） 雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)； ?。?） 手臂的典型運(yùn)動(dòng)形式有：直線運(yùn)動(dòng)，如手臂的伸縮，升降和橫向移動(dòng)；回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如手臂的左右擺動(dòng)，上下擺動(dòng)；符合運(yùn)動(dòng)，如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組合，兩直線運(yùn)動(dòng)的雙層液壓缸空心結(jié)構(gòu)； （3） 雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)； （4） 活塞桿和齒輪齒條機(jī)構(gòu)。 在本設(shè)計(jì)中采用雙導(dǎo)向管的結(jié)構(gòu)。 兩根導(dǎo)向管裝在油缸兩側(cè)，通向手部的油管都安裝在導(dǎo)向管內(nèi)，活塞油缸安裝在支撐板中間。其特點(diǎn)就是受力均勻，可用于抓重較大、行程較長的情況。其機(jī)構(gòu)圖如下所示[12]： 圖4 手臂結(jié)構(gòu)圖 Fig4 Chart of arm 臂部的計(jì)算 手臂伸縮時(shí)需要克服摩擦力和慣性力，其驅(qū)動(dòng)力可按下式計(jì)算： （9） 式中： ——摩擦阻力包括導(dǎo)軌支承間的摩擦阻力；活塞與液壓缸及密封處的摩擦阻力 ——起動(dòng)過程的慣性力；其大小按下式估算 （10） 式中： G——手臂移動(dòng)部件的總質(zhì)量 kgf g——重力加速度 ——手臂運(yùn)動(dòng)速度 t——起動(dòng)時(shí)所需的時(shí)間 s 一般取t=~故： 液壓缸實(shí)際驅(qū)動(dòng)力 液壓缸直徑的計(jì)算可以根據(jù)公式（6）進(jìn)行計(jì)算 取D=40mm 由d/D=～， 可得活塞桿直徑:d=(～)D=8～20 mm，取d=18 mm。校核，按公式（7）計(jì)算 有 其中=120MPa則 d (4880/120)= 18mm 故活塞桿滿足設(shè)計(jì)要求。 缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮液體壓力，必須有一定厚度。一般液壓缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式（8）計(jì)算 式中: —— 缸筒壁厚 mm D——?dú)飧變?nèi)
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