【正文】 缸徑216。50毫米，活塞直徑為16毫米，v=，工件重量G=10公斤，“v”形手指的角度2θ=1200，b=50mm,h=36mm, =300,摩擦系數(shù)f=。若按氣壓p=4公斤/厘米2和氣缸效率h=，其手張開(kāi)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力為：根據(jù)銷軸的力平衡條件，即∑Fx=0,P1=P2；∑Fy=0 P=2P1cos， P1=P/（2cos）銷軸對(duì)于手指的作用力為P1’,且P1’=P1。夾緊力為N。由手指的力矩平衡條件，即∑m01(F)=0得：P1’h=Nb夾緊氣缸的驅(qū)動(dòng)力: P=(2b/h)N 又因握力: N=(θψ)。 ψ=tg1f=(6005042’)≈7kg所以 P=(2b/h)N=(250/36)7= P實(shí)際≥式中η手部的機(jī)械效率，；K1安全系數(shù)，；K2工作情況系數(shù)，可近似按下式估計(jì)，K2=1+a/g,其中a為被抓取工件運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度，g為重力加速度（g=）。 P實(shí)際=≈62kg 則輸入空氣流量為：Q4=(pD2v)/4=(52)/4=則總的空氣流量為： Q=Q1+Q2+Q3+Q4= 空氣壓縮機(jī)的選擇空氣壓縮機(jī)是將動(dòng)力供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。空氣壓縮機(jī)的種類有很多如：風(fēng)冷微型空氣壓縮機(jī)、移動(dòng)式風(fēng)冷V型空氣壓縮機(jī)、固定式水冷L型空氣壓縮機(jī)，活塞式無(wú)油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)。根據(jù)上面的計(jì)算出的總的空氣流量選擇空氣壓縮機(jī)，具體參數(shù)見(jiàn)下表： 最后決定選擇：雙級(jí)壓縮型的，就能滿足要求。 小車的設(shè)計(jì)及計(jì)算在本設(shè)計(jì)中，小車作為機(jī)械手的行走裝置，它是采用氣壓馬達(dá)提供動(dòng)力并帶動(dòng)輪子沿軌道運(yùn)動(dòng)，由于氣馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)速比小車運(yùn)動(dòng)快，所以需要配一個(gè)減速裝置，減速裝置可用一個(gè)減速箱加上鏈傳動(dòng)。由于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)時(shí)可能翻轉(zhuǎn)，所以設(shè)計(jì)時(shí)配重塊要和手臂一起做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。小車的尺寸設(shè)計(jì)為：長(zhǎng)為800毫米，寬為500毫米，高為300毫米，材料為鋁合金（）。小車的速度為：V=3厘米/秒氣壓馬達(dá)的選用： 選用的氣壓馬達(dá)的功率能克服摩擦力產(chǎn)生的功率就可以。摩擦力產(chǎn)生的最大功率為：=經(jīng)考慮我選擇了HS50A型號(hào)的活塞式氣馬達(dá)，額定功率為3馬力，工作氣壓為 p=57公斤/厘米2，額定轉(zhuǎn)速為1050r/min，額定空氣消耗量為3米3/分。參考書(shū)：《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P816 表1291 （1）軸直徑的計(jì)算小車輪子的轉(zhuǎn)速n=30r/min,則軸的轉(zhuǎn)速n1=n=30r/min,氣壓馬達(dá)的功率P0=5KW,則P1= P0180。η0=5180。= KwT1=9550180。 P1/ n1=9550180。 d1≥P1——軸所傳遞的功率，KW；η0——傳動(dòng)效率；T1——軸所傳遞的扭矩，；d1——軸的截面直徑，mm；軸的材料選用45號(hào)鋼，查表得A=110代入式中得d1≥ 則取d1=60mm計(jì)算公式參考：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 P454（2）軸的強(qiáng)度校核由于傳動(dòng)軸主要是受轉(zhuǎn)矩，所以軸的強(qiáng)度條件為： τ= T1/WT≈[180。106180。（P1/ n1 ）]/=≤[τ], [τ]=40 MPaτ——周的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa；WT——軸的抗扭截面模量，mm3，查表得對(duì)于實(shí)心圓軸，WT=p /16≈。[τ]——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa；所以經(jīng)校核軸滿足強(qiáng)度要求。計(jì)算公式參考：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 P454 軸承的選擇由上步計(jì)算得軸的最小直徑為60mm，則查表得軸承的型號(hào)為6000。其參數(shù)為： 軸承內(nèi)徑：d=60mm 外徑：D=95mm 軸承寬：B=11mm參考書(shū)：《現(xiàn)代綜合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P1249 馬達(dá)和減速箱之間用聯(lián)軸器相連。聯(lián)軸器的名義扭矩 T=9550 =聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查表得 KA=， 則 =180。= 參考書(shū)：《現(xiàn)代綜合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P1092 選用GB584386 減速裝置由于氣壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)速比小車運(yùn)動(dòng)要求的速度要大，所以還需要一個(gè)減速裝置。有減速機(jī)的傳動(dòng)比選擇RV系列蝸桿減速器——NMRV063。4 機(jī)械手臂的工作原理 氣動(dòng)原理圖 電磁鐵動(dòng)作程序表結(jié)合機(jī)械手氣壓系統(tǒng)圖說(shuō)明其動(dòng)作循環(huán)過(guò)程。壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)，使機(jī)械手開(kāi)始按程序動(dòng)作。首先，電磁鐵1DT通電，壓縮空氣從電磁閥的左邊通道經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入手臂升降油缸的上腔，推動(dòng)手臂上升。在手臂上升到一定位置，碰行程開(kāi)關(guān)，使1DT斷電，并發(fā)出信號(hào)使3DT通電，壓縮空氣由電磁閥的左邊通道經(jīng)快速排氣閥進(jìn)入手臂前后伸縮氣缸的左側(cè)，推動(dòng)手臂前伸。在手臂前伸到一定位置，裝在手臂上的碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)，使 7DT通電，壓縮空氣由電磁閥的左邊通道進(jìn)入手指夾緊氣缸的左側(cè)，使手指張開(kāi)。在延時(shí)結(jié)束后，7DT斷電，使8DT通電，手指夾緊工件；并同時(shí)發(fā)出信號(hào)使4DT通電，壓縮空氣由電磁閥的右邊通道經(jīng)快速排氣閥進(jìn)入手臂前后伸縮氣缸的右側(cè)，使手臂縮回。當(dāng)手臂上的碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)使4DT斷電并發(fā)出電信號(hào)，使 5DT通電，壓縮空氣由電磁閥的左邊通道進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)氣缸的一腔使手臂回轉(zhuǎn)950。當(dāng)手臂的回轉(zhuǎn)碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)使5DT斷電，并發(fā)出電信號(hào)使3DT通電，壓縮空氣由電磁閥的左邊通道經(jīng)快速排氣閥進(jìn)入手臂前后伸縮氣缸的左側(cè)，推動(dòng)手臂前伸。在手臂前伸到一定位置，裝在手臂上的碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)，使 7DT通電，壓縮空氣由電磁閥的左邊通道進(jìn)入手指夾緊氣缸的左側(cè)，使手指張開(kāi)，延時(shí)到7DT斷電，使8DT通電，手指閉合，并發(fā)出電信號(hào)使4DT通電，壓縮空氣由電磁閥的右邊通道經(jīng)快速排氣閥進(jìn)入手臂前后伸縮氣缸的右側(cè)，使手臂縮回。當(dāng)手臂上的碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)使4DT斷電并發(fā)出電信號(hào)，使 2DT通電進(jìn)行排氣，手臂則靠自重下降。在手臂下降到一定位置，裝在手臂上的碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)，使 6DT通電，壓縮空氣由電磁閥的右邊通道進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)氣缸的另一腔使手臂反轉(zhuǎn)950。機(jī)械手復(fù)位，機(jī)械手的循環(huán)結(jié)束。 機(jī)械手的緩沖和定位手臂升降運(yùn)動(dòng) 上升緩沖定位是靠可調(diào)碰鐵觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)而發(fā)出信號(hào)，切斷氣路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下降運(yùn)動(dòng)是采用油缸端部可調(diào)節(jié)流緩沖，活塞與油缸端蓋相碰而定位。手臂伸縮運(yùn)動(dòng) 手臂伸出有行程開(kāi)關(guān)適時(shí)斷電而切斷油路，手臂滑行靠慣性緩沖，有死擋塊定位；手臂縮回沒(méi)有定位精度要求，又終點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)適時(shí)斷電，由活塞和油缸端蓋相碰而定位。手臂水平回轉(zhuǎn) 在回轉(zhuǎn)油缸的兩腔安裝單向調(diào)速閥，控制手臂的回轉(zhuǎn)速度。結(jié) 論本次近距離自動(dòng)移動(dòng)式機(jī)械手臂——?dú)鈮候?qū)動(dòng)的畢業(yè)在此告于段落。它靠氣泵驅(qū)動(dòng)小車至指定地點(diǎn)，完成工件的搬運(yùn)。由于本次設(shè)計(jì)的是氣動(dòng)機(jī)械手，但平時(shí)看到和接觸的大都是液壓的和電氣驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手，雖然氣壓驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)總體來(lái)說(shuō)是大同小異的，但有些參數(shù)和計(jì)算還是不同的，所以還是遇到了些困難。在手臂的設(shè)計(jì)中由于沒(méi)有親眼看到過(guò)真正的機(jī)械手臂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以有些地方不可能考慮得很周全。但總的來(lái)說(shuō)至少自己努力了，也察看了很多關(guān)于這方面的資料，詢問(wèn)了老師終于基本上完成了本次設(shè)計(jì)，心里還是很高興的。剛開(kāi)始做設(shè)計(jì)的時(shí)候有些無(wú)從下手，一時(shí)掌握不到要領(lǐng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索終于有了些頭緒，但自己考慮得很簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)幾次與老師的討論后才發(fā)現(xiàn)還有很多沒(méi)考慮的地方和不足之處，感覺(jué)要搞一個(gè)設(shè)計(jì)還真不是件容易的事。 致 謝這次設(shè)計(jì)能夠順利完成首先要感謝呂夏老師的不斷指導(dǎo)，由于自己對(duì)氣壓傳動(dòng)這方面也不太熟悉，剛開(kāi)始都不知何處下手，呂老師給了我們很多啟發(fā)。在做的過(guò)程中又遇到了許多困難，但老師總是不厭其煩的講給我們聽(tīng)，給我們一步一步的分析，使我們了解到了一些考慮欠缺的地方，能夠不斷完善。呂老師還定期給我們察看，使我們可以順利跨入下個(gè)階段。在這里再次感謝呂老師的幫助！參 考 文 獻(xiàn)1 、. 北京：2 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 3 . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，4 ：5 ：上海交通大學(xué)出版社，6 ：原子能出版社，19817 ：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，19878 ：9 ：武漢理工大學(xué)出版社，10 ：華中理工大學(xué)出版社，199811 ：重慶大學(xué)出版社，199712 ：機(jī)械工業(yè)出版社，199513 ：清華大學(xué)出版社，1994：浙江大學(xué)出版社，199115 . 機(jī)械工業(yè)出版社，199316 ，198817 :機(jī)械工業(yè)出版社,198118 :天津科學(xué)技術(shù)出版社,1979