【正文】 20 c GJJg ??? = = == 2Nms?? 密封處的摩擦阻力矩可以粗略估算下 = ，由于回油背差一般非常的小，故在這里忽略不計。 經(jīng)過以上的計算 M驅(qū) = 2Nms?? （ 2） 回轉(zhuǎn)缸尺寸的初步確定 設(shè)計回轉(zhuǎn)缸的靜片和動片寬 b=60mm，選擇液壓缸的工作壓強為 8Mpa。 d為輸出軸與動片連接處的直徑，設(shè) d=55mm,則回轉(zhuǎn)缸的內(nèi)徑通過下列計算： 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 28MDd??驅(qū)bp () D=135mm 既設(shè)計液壓缸的內(nèi)徑為 135mm,根據(jù)表 選擇液壓缸的基本外徑尺寸 180mm(不是最終尺寸 )，再經(jīng)過配合等條件的考慮。 （ 3） 液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎? 根據(jù)表 所示，因為回轉(zhuǎn)缸 的工作壓力為 8Mpa,所以螺釘間距 t 小于 80mm,根據(jù)初步估算， 150 471L D mm?? ? ? ?， 39。t? 471 tZ ?? ,所以缸蓋螺釘?shù)臄?shù)目為（一個面 6個，兩個面是 12個）。 危險截面 = = = SF KF? ? QSF KQ? = = 螺釘材料選擇 Q235，則 ? ? 240?? ?? 200MPa?（ ? ） 螺釘?shù)闹睆?d= 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d= M16的開槽盤頭螺釘。 經(jīng)過以上的計算，需要螺釘來連接，最終確定的液壓缸的截面尺寸如圖 ，內(nèi)徑為 135mm，外徑為 190mm，輸出軸徑為 55mm 屈良鑫 ： 搬運機械手設(shè)計 34 靜片動片連接螺栓液壓缸蓋連接螺釘圖 回轉(zhuǎn)缸的截面圖 （ 4） 動片和輸出軸間的連接螺釘 動片和輸出軸之間的連接結(jié)構(gòu)如圖 。連接螺釘一般為偶數(shù)，對稱安裝，并用兩個定位銷定位。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘悠洼敵鲚S之間的配合緊密。 ? ?2282Qb p dD d M F Z f? ? ?摩 于是得 ? ?224Q bpF D dZfd?? 式中 QF —— 每個螺釘預(yù)緊力； D—— 動片的外徑； f—— 被連接件配合面間 的摩擦系數(shù)，剛對銅取 f= 螺釘?shù)膹姸葪l件為 ? ?214QFd??? ?合 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 或 ? ?14 QFd ??? 帶入有關(guān)數(shù)據(jù) 選定 螺釘材料選擇 Q235， 則 ? ? 240?? ? ? ?200MPa（ ? ） 螺釘?shù)闹睆? d= 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d= M18的開槽盤頭螺釘。 機身升降機構(gòu)的計算 手臂偏重力矩的計算 圖 手臂各部件重心位置圖 （ 1） 零件重量 G工 件 、 G爪 、 G腕 、 G臂 等。 60KgG ?工 件 現(xiàn)在對機械手手臂做粗略估算： G爪 和 G腕 總共 =33Kg 屈良鑫 ： 搬運機械手設(shè)計 36 Kg?臂 G?總 G工 件 +G爪 +G腕 +G臂 = (2)計算零件的重心位置，求出重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離 ? 。 ?工 件 =1920mm ?手 和 腕 = ?臂 = G G GG? ? ?? ??? 手 腕 手 腕工 件 工 件 臂 臂總 () G G GG? ? ?? ??? 手 腕 手 腕工 件 工 件 臂 臂總1650mm? 所以，回轉(zhuǎn)半徑 ?? 1650mm (3) 計算偏重力矩 MG?? 總偏 () MG?? 總偏 10 9. 2 9. 8 1. 65 0 17 65K g m N m? ? ? ? ? 升降不自鎖條件分析計 算 手臂在 G總 的作用下有向下的趨勢，而里柱導(dǎo)套有防止這種趨勢。 由力的平衡條件有 1RF = 2RF 1RF h=G總 ? 即 1RF = 2RF =Gh?總 所謂的不自鎖條件為： G總 11 2 122 RF F F F f? ? ? 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 即 G總 2 Gh?總 f 2hf? 取 ? 則 ? () 即 h 手臂做升降運動的液壓缸驅(qū)動力的計算 F F F F F G? ? ? ? ?回慣 摩 密 () 式中 F摩 — — 摩擦阻力，參考圖 12F Ff?摩 取 f= G——零件及工件所受的總重。 （ 1） F慣 的計算 GvF gt?? ?總慣 設(shè)定速度為 ? V=4 minm 。起動或制動的時間差 ? t=。G總 近似估算為。將數(shù)據(jù)帶入上面公式有： = = （ 2） F摩 的計算 12 RF F f?摩 ? 12 RF F f??摩2? ? = （ 3）液壓缸在這里選擇 O型密封，所以密封摩擦力可以通過近似估算 ?密 屈良鑫 ： 搬運機械手設(shè)計 38 最后通過以上計算 當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動時， F=4195N （ 4） 液壓缸的缸徑的確定 : 114 1 .1 3FFD pp? ? ??? 則 mm mm ，考慮到底座的缸體中的活塞桿里要加入花鍵，故選取 90mm的缸徑，壁厚要適當(dāng)加厚，且活塞桿的 直徑為 65mm 軸承的選擇分析 對于升降缸的運動，對于機身回轉(zhuǎn)用的軸承有影響，因此，這里要充分考慮這個問題。對于本設(shè)計，采用一支點，雙固定，另一支點游動的支撐結(jié)構(gòu)。作為固定支撐的軸承，應(yīng)能承受雙向軸向載荷，故內(nèi)外圈在軸向全要固定。其結(jié)構(gòu)參看本章開始的—— 機身結(jié)構(gòu)示意圖 。 本設(shè)計采用兩個角接觸球軸承，面對面或者背對背的組合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以承受雙向軸向載荷。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 底座與手臂連接處的螺栓直徑的確定 ，約為 =1092N，則其產(chǎn)生的傾覆力矩 (手臂完全伸出時 ): M= F 每個螺栓承受的載荷均值為 = =1092/4=273N 由于 M 的作用使左邊的兩螺栓受力增大，其值為 = =9009N 所以左邊兩螺栓所承受的最大的工作拉力為： F=273N+9009N=9282N 3. 確定每個螺栓所需的預(yù)緊力 F? 保證接合面不滑動的條件為： ( 1) fRKT S?? 其中： R 為橫向載荷，其值為 0 為可靠性系數(shù)取值為 屈良鑫 ： 搬運機械手設(shè)計 40 S 為螺栓相對剛度的倒數(shù)，取值為 1/ 那么每個螺栓所需的預(yù)緊力為： 1 .2 2 7 0 0 1 9 1 .148FN?? ?? 螺栓的總拉力為 F= 選用 級螺栓，其 =320M 螺栓的安全系數(shù)與其直徑有關(guān)，初估直徑為 6~16mm，則安全系數(shù) S 取為 ，得螺栓的許用應(yīng)力為： = = M 則螺栓直徑 d=CF/ =， C 為螺栓直徑安全系數(shù)查機械設(shè)計手冊第三版得知 C=，對計算求得螺栓直徑進行圓整。 所以 可以確定 最終選用的螺栓為M=8mm。 本章小結(jié) 本章對機械手的機身進行了設(shè)計，分別對機身的回轉(zhuǎn)機構(gòu)和升降機構(gòu)進行設(shè)計 計算。同時也計算了升降立柱不自鎖的條件，這是機身設(shè)計中不可缺少的部分。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 45 7 結(jié)論 通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我了解了機械手的很多相關(guān)知識。使我也了解了當(dāng)前國內(nèi)外在此方面的一些先進生產(chǎn)和制造技術(shù)，了解了機械手設(shè)計的一般過程，通過對機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計作了系統(tǒng)的設(shè)計，掌握了一定的機械設(shè)計方面的基礎(chǔ)，為以后的工作學(xué)習(xí)創(chuàng)造了一定基礎(chǔ)。 本次畢業(yè)設(shè)計只是對搬運機械手的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動做了系統(tǒng)的計算設(shè)計，設(shè)計中沒有涉及到機械手的控制問題，對這方面有點模糊，需要在以后的工作學(xué)習(xí)中了解和掌握。 本次設(shè)計的是輕型平動搬運機械手設(shè)計，相 對于通用機械手，因此，動作固定，結(jié)構(gòu)簡單，同時成本低廉，專用性比較高，可實現(xiàn)車間內(nèi)的一些搬運工作。 采用液壓傳動，液壓出力大，臂力可達 1000N以上，且可用電液伺服機構(gòu)，實現(xiàn)連續(xù)控制，使機械手用途更廣，定位精度一般非常高，在 1mm內(nèi)。 該機械手選擇配置二指夾持手指，抓取一般棒料。必要時可以更換手抓，抓取箱體等。 由于經(jīng)驗知識水平的局限，設(shè)計難免有不到之處，望讀者見量，指正。 屈良鑫 ： 搬運機械手設(shè)計 46 致 謝 本論文的研究工作實在謝苗老師的精心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題直至論文完成的各個環(huán)節(jié)都凝結(jié)著謝老師的 心血和汗水， 在設(shè)計過程中， 謝 老師為我們提 出了許多建設(shè)性意見，并與我們共同分析、探討設(shè)計思路、過程及結(jié)果 。 正是在 謝 老師的細心教導(dǎo)、大力支持和鼓勵下才使得我們的設(shè)計工作得以順利的完成。在此，我謹向 謝苗 老師表示衷心的感謝！ 由于時間 倉促及本人水平有限，論文中不足之處在所難免 ，懇請各位評委 批評指正 ，最后感謝各位評委對本論文的評審。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 47 參考文獻 [1] 蔡春源，宋純智，曹太文 .新編機械設(shè)計手冊［ M］，遼寧 :科學(xué)技術(shù)出版社，. [2] 徐浩，邱宣懷，蔡春源，汪愷，余俊 .機械設(shè)計手冊［ M］，北京 :機械工業(yè)出版 社， 1991. [3] 孟慶鑫，王曉東 .機器人技術(shù)基礎(chǔ)［ M］，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，. [4] 潘沛霖，吳偉光 .機器人撓性手臂結(jié)構(gòu)與設(shè)計［ J］，哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報， 1991，12 (3)： 167173. [5] 張鐵，謝存禧主編 .機器人學(xué)，華南理工大學(xué)出版社 ［ M］ ， 2022， 9. [6] 吳廣玉，姜復(fù)興主編 .機器人工程導(dǎo)論 ［ M］ ，哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1988. [7]崔正昀主編 .機械設(shè)計基礎(chǔ) ［ M］ ,天津： 天津大學(xué)出版社， 2022. [8] 談欣柏主編 .大學(xué)物理 ［ M］ ，天津：天 津大學(xué)出版社， 2022. [9] 成大先主編 .機械設(shè)計手冊 ［ M］ ，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2022， 76899141， 157160. [10] 加騰一郎主編 .機械手圖冊 ［ M］ ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1979. [11] 蔡自興主編 .機器人學(xué) ［ M］ ，北京：清華大學(xué)出版社， 2022. [12] 費仁元，張慧慧主編 .機器人機械設(shè)計和分析 ［ J］，哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1991， 9 (3)： 164170. [13] HYUN J of feedback gains for a hydraulic servo system by geic algorithms［ J］， Proceedings of Mechan Engineers， PartⅠ .Journal of Systems￡ Control Engineering， 1998， 212 (5)， 474 6368. [14] ERYILMAZ nonlinear modeling and control of electrohydraulic sysystems［ D］ . University， 2022， 3436. 屈良鑫 ： 搬運機械手設(shè)計 48 附錄 A First, I explain the background robots, robot technology development. It should be said it is a mon scientific and technological development of a prehensive results, for the socioeconomic development of a significant impact on a science and technology. It attributed the development of all countries in the Second World War to strengthen the economic input on strengthening the country39。s economic development. But they also demand the development of the productive forces the inevitable result of hu