【正文】 、油箱容積 5VQ? 泵 （ L） (262) 式中 Q泵 為液壓泵的流量（ L/min） 基于 PLC 控制的球坐標(biāo)機(jī)械手設(shè)計 36 、夾鉗式手部單作用彈簧復(fù)位的夾緊缸 1 1 1 2986 3 , 2 7 1452 ND m m d m m F N?? ? ? ?? ?? (263) /v m s? 、腕部回轉(zhuǎn)油缸 2 2 290 , 35 60D mm d mm b mm? ? ? 22 2 .6 60 .1 62 2 .3 4NmM N mNm?????????? tss t ss t s????? (264) /w rad s?? 、臂部與腕部連接處的回轉(zhuǎn)油缸 3 3 360 , 23 , 50D mm d mm b mm? ? ? 3NmM N mNm?????????? tss t ss t s????? (265) /w rad s?? 、臂部伸縮油缸 4490 , 66D m m d m m?? 4559154065221NFNN?????? tss t ss t s????? (266) /v m s? 、臂部俯仰油缸 5580 , 40D m m d m m?? 合肥工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文集 37 528631243377NFNN??????? tss t ss t s????? (267) /v m s? 、臂部回轉(zhuǎn)油缸 6 6 61 0 0 , 5 0 , 6 0D m m d m m b m m? ? ? 61076321044NmM N mNm?????????? tss t ss t s????? (268) /w rad s?? 、夾鉗式手部單作用彈簧復(fù)位的夾緊缸 2122 9 8 / 6 3 0 .0 9 541 4 5 2 / 6 3 0 .4 74M P apM P a??? ????? ?? ???? tsts?? (269) 261 6 3 0 . 0 2 1 0 3 . 7 2 / m in4QL? ?? ? ? ? ? (270) 1 2 9 8 0 .0 2 5 .9 61 4 5 2 0 .0 2 2 9 .0 4wN w???? ?? ?? (271) 圖 71 基于 PLC 控制的球坐標(biāo)機(jī)械手設(shè)計 38 、腕部回轉(zhuǎn)油缸 ? ?? ?? ?322322232260 1022 .8 6 / 90 35 0. 43 9860 100. 16 / 90 35 0. 00 3860 1022 .3 4 / 90 35 0. 43 38M PaP M PaM Pa???? ?? ? ?????? ? ? ???? ?? ? ? ? ??? 2 2 6 6 tss t ss t s????? (272) ? ?3 2 2 62 6 0 1 0 9 0 3 5 1 0 0 . 4 2 4 . 0 8 / m in8QL ?? ??? ? ? ? ? ? (273) 222 .6 6 0. 42 29 .8 80. 16 0. 42 0. 2122 .3 4 0. 42 29 .4 6 (wNww???????? ? ???? ? ? ?? 無 意 義 ， 不 考 慮 ） tss t ss t s????? (274) 圖 72 、臂部與腕部連接處的回轉(zhuǎn)油缸 ? ?? ?? ?322322332250 10 / 60 23 850 10 / 60 23 850 10 / 60 23 8M PaP M PaM Pa???? ?? ? ?????? ? ? ???? ?? ? ? ? ??? 8 8 2 2 tss t ss t s????? (275) ? ?3 2 2 62 5 0 1 0 6 0 2 3 1 0 0 . 6 3 2 . 2 8 / m in8QL ?? ??? ? ? ? ? ? (276) 合肥工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文集 39 272 .8 0. 63 14 4. 017. 3 0. 63 14 .4 458 .2 0. 63 11 5. 13 (wNww???????? ? ???? ? ? ?? 無 意 義 ， 不 考 慮 ） tss t ss t s????? (277) 圖 73 臂部伸縮油缸 無桿腔進(jìn)油時 22425591 / 90 45406 / 90 45221 / 90 4M PaP M PaM Pa???? ?????? ? ???? ???? 2 2 1 1 3tss t ss t s????? (278) 264 9 0 1 0 0 . 1 5 5 7 . 2 3 / m in4QL? ?? ? ? ? ? 45591 5406 5221 wNww????? ? ?????? tss t ss t s????? (279) 圖 74 基于 PLC 控制的球坐標(biāo)機(jī)械手設(shè)計 40 無桿腔進(jìn)油時 ? ?? ?? ?22224225 5 9 1 / 9 0 6 6 1 .9 0 245 4 0 6 / 9 0 6 6 1 .8 3 945 2 2 1 / 。過濾器根據(jù)泵的額定壓力和最大流量以及過濾精度選取，選取的過濾器的流量應(yīng)比泵的最大流量略大些。一般情況下，閥的實(shí)際壓力和流量應(yīng)與額定值接近，但必要時允許實(shí)際流量超過額定流量 20%。 、計算電機(jī)所需功率 N電 ，選用電動機(jī) 按工況圖找出所有剛 Nt圖中最高功率點(diǎn)的 maxN 對應(yīng)的 P泵 （計算值）和泵的額定流量的乘積，然后除以泵的總效率 合肥工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文集 35 060PQN ??? 泵電（ kW） (261) 式中 P泵 為液壓泵的工作壓力（ Mpa） 0Q 為液壓泵的工作流量（ L/min） ? 為油泵總效率，一般齒輪泵 ~ ?? ，葉片泵 ~ ? ? ，柱塞泵 ~ ?? 。 maxQ 為在系統(tǒng)中同時工作的各個并聯(lián)油缸及油馬達(dá)，以最大速度運(yùn)動時所需的總流量（ L/min）。 、液壓系統(tǒng)的合成與完善 在上述主要液壓回路選好后，再配上其他功能的輔助回路（如卸荷 測壓回路等），就可以進(jìn)行合并完善為完整的液壓系統(tǒng)。夾緊缸在夾持工件時，為防止失電等意外情況，應(yīng)加鎖緊保壓回路。 、系統(tǒng)安全可靠性 臂部俯仰缸（或臂部升降缸）在系統(tǒng)失壓情況下會自由下落，應(yīng)在回路中增加平衡回路，方法可用單項順序閥（或平衡閥）。各缸 可選擇進(jìn)油路或回油路節(jié)流調(diào)速，由于一般機(jī)械手對速度穩(wěn)定性要求不高，一般適宜選擇節(jié)流閥。 、調(diào)速方案 整個液壓系統(tǒng)一般只用單泵或雙泵工作，根據(jù)工況圖可知，各液壓缸所需的流量相差較大，各液壓缸都用泵的全流量工作是無法滿足設(shè)計的。 經(jīng)過以上的計算 M驅(qū) =1076 2Nms?? 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(qiáng)為 2Mpa。 回轉(zhuǎn)部件（包括手部 工件 腕部 臂部）質(zhì)量為 ? =210，則起動角速度 ? ? = ，起動時間設(shè)計為 。 M M M M? ? ?驅(qū) 回慣 封 (254) 慣性力矩的計算 00M J J t?? ??? ?慣 (255) 式中 ?? —— 回轉(zhuǎn)缸動片角速度變化量（ rads ），在起動過程中 ? ? =? ? ?/rad s ； ? t—— 起動過程的時間 (s)。考慮到安裝的問題，動片與回轉(zhuǎn)軸的連接采用鍵連接，便于安裝。如下圖所示， 臂部的回轉(zhuǎn)通過安裝在機(jī)身上回轉(zhuǎn)油缸來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楸鄄康幕剞D(zhuǎn)角度為210? ，所以要將 動片和靜片的夾角設(shè)計為 210? ，由于臂部的重力過大會影響回轉(zhuǎn)缸的工作，所以采用圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承即能承受徑向力，也可以承受軸向力，通過圖中可知，由回轉(zhuǎn)軸傳遞的重力分配到圓錐滾子軸承上。 機(jī)身的整體設(shè)計 按照設(shè)計要求，機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)手臂 210? 的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)設(shè)計在機(jī)身處。因而，其設(shè)計與臂部的設(shè)計經(jīng)常一起考慮。 基于 PLC 控制的球坐標(biāo)機(jī)械手設(shè)計 30 第六章 機(jī)身的設(shè)計計算 機(jī)身是直接支承和傳動手臂的部件。 8821jQ Q N?? 解得1 4 8 8 2 1 6 3 .8 7 .9 9176d m m??? ? ?? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d=10mm 的圓柱頭螺釘。 根據(jù)表選擇最大工作壓力 1 3p MPa? 活塞桿的設(shè)計計算 4 1 3 9 6 6 1 7 8 1 3 .3 4100d m m??? ? ?? 取 ? ? 100b MPa? ? (246) 根據(jù)表選擇活塞桿直徑 40d mm? 那么油缸內(nèi)徑 2214 4 1 3 9 6 6 4 0 7 7 7 7 8 8 . 1 90 . 9 6 2PD d m mp? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? 圓整后取油缸內(nèi)徑 90D mm? 活塞桿的校核 因?yàn)榛钊麠U不滿足 15ld? 的條件，所以不必對活塞桿進(jìn)行校核。 當(dāng)臂部處于上仰時， ? ?12c osM P b ??? ? ? ?驅(qū) (240) 1 11 1c os sinbatg cb ?? ?? ??? ?? (241) 合肥工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文集 27 1 1 11c osc ossinMPbab tgcb? ???? ????????????驅(qū) (242) 解得 11? ??? 當(dāng)臂部處于下仰時， ? ?22c osM P b ??? ? ? ?驅(qū) (243) 1 22 2c os sinbatg cb ?? ?? ??? ?? (244) 1 2 22c osc os