【正文】 在此，我還要感謝在一起愉快的度過四年生活的 08 農(nóng)機(jī)班各位同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。從 論文 的選擇到項目的最終完成， 于 老師和各位專業(yè)老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 27 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝 .機(jī)械設(shè)計手冊 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 .2020. [2] 濮良貴 .機(jī)械設(shè)計 .高等教育出版社 [M].2020. [3] 丁樹模 等 .液壓 與氣壓傳動 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 .2020. [4] 唐立新 .馬建華 .工業(yè)機(jī)械手 的設(shè)計 [J]. 中小企業(yè)管理與科技（下旬刊） .2020. [5] 孫恒 等 .機(jī)械原理 [M].高等教育出版社 .2020. [6] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室 [M].理論力學(xué) . 高等教育出版社 .2020. [7] 劉鴻文 .材料力學(xué) .高等教育出版社 [M].2020. 致謝 28 致 謝 本設(shè)計及論文是在我的指導(dǎo)老師于瀟澤 及 機(jī)械工程學(xué)院 諸位老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。然而利用機(jī)械手實現(xiàn)生產(chǎn)合理化的要求，今后還會持續(xù)增長，只要技術(shù)方面和價格方面存在的問題獲得解決，機(jī)械手的應(yīng)用必將飛躍發(fā)展。 通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我了解了機(jī)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(jìn)生產(chǎn)和制造技術(shù)，了解了機(jī)械手設(shè)計的一般過程，通過對機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計作了系統(tǒng)的分析，掌握了一定的機(jī)械設(shè)計方面的知識，為以后的工作學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 機(jī)械手采用PLC 控制，具有可靠性高改變程序靈活等優(yōu)點，無論是進(jìn)行時間控制還是行程控制或混合控制，都可通過設(shè)定 PLC 程序來實現(xiàn)。采用的是液壓傳動，動作迅速，反映靈敏，能實現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動控制。 動片和輸出軸之間的聯(lián)接螺釘 由 2)(8 22 dZfFdDbPQs ??? 得 NdDZ f dbPF Qs 15996)( )(4 22622 ????? ?????? 式中 f — 被聯(lián)接件配合面間的摩擦系數(shù)，鋼對銅取 ?f ； D — 動片外徑 )(mm ； d — 動片與輸出軸配合處直徑 )(mm ； ?QsF — 動片和輸出軸間聯(lián)接螺釘?shù)念A(yù)緊力 )(N ； b — 動片寬度 )(mm ； 螺釘?shù)膹姸葪l件為： ][421??? ???? d FQs合 P — 回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力 （ Pa ） ； 25 螺釘材料選擇 235Q ， 取 MPas 240?? ， 則 )~(160][ ???? nM P an s?? 即 mFd Qs 0 1 2 1 5 9 9 ][61 ????????? ?? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 mmd 141 ? ， 選擇 14M 的開槽盤頭螺釘 。 所以 22222 2512 )( 2 9 612 )3( smNRlmJ c ???????? 2220 2 2 2 smNgGJJ c ???????? ?總 mNtJJM ???????? 00 ??慣 （ 2） 密M 與 回M 的計算 23 為了計算方便，密封處的摩擦阻力矩 驅(qū)密 MM ? ，由于回油背差一般非常的 小，故在這里忽略不計，即 0?回M 。 （ 1）液壓缸內(nèi)徑計算： 當(dāng)油進(jìn)入無桿腔： ??? 4 211 DPFF ??驅(qū) 當(dāng)油進(jìn)入油桿腔： ??? 4 )( 2222 dDPFF ???驅(qū) 液壓缸的有效面積： 1PFS? 所以 ??? 11 PFPFD ?? （ 無桿腔 ） 214 dPFD ?? ?? (有桿腔 ) 式中 驅(qū)F — 手臂升降液壓缸驅(qū)動力 )(N ； D — 液壓缸內(nèi)徑 )(mm ； d — 活塞桿直徑 )(mm ； ? — 液壓缸機(jī)械效率，在工程機(jī)械中用耐油橡膠可取 ?? ； 1P — 液壓缸的工作壓力 )(MPa ； 帶入數(shù)據(jù)得： mPFPFD 0 5 1 9 9 611 ??????? ??? 驅(qū)驅(qū) 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計 22 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（ JB82666），選取液壓缸的內(nèi)徑為： mmD 55? （ 2） 活塞桿直徑計算 活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運動的要求和強度的要求，對于桿長 l 大于直徑 15 倍 )15( dl? 的活塞桿，還必須具有足夠的穩(wěn)定性。 手臂啟動速度 smmv /83?? ，啟動時間 st ?? ， kgNg /? ，帶入數(shù)據(jù)得 ： Ntg vGF 0 00 ??????? 總慣 （ 3） 密F 的計算 21 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計中，采用 O 型密封圈，當(dāng)液壓缸 工作壓力小于 MPa10 時，液壓缸密封處的總的摩擦阻力為： 驅(qū)密 FF ? （ 4） 回F 的計算 一般背壓阻力較小，為了計算方便，將其省略。 式中 f — 摩擦系數(shù) ； h — 立柱導(dǎo)套的長度 ； 手臂升降 驅(qū)動力的計算 由手臂升降驅(qū)動力的公式得： 總密回慣摩驅(qū) GFFFFF ????? （ 1） 摩F 的計算 fFF R22?摩 取 ?f 又因為 NFR ? 所以 NfFF R 5 0 122 2 ?????摩 （ 2） 慣F 的計算 經(jīng)計算 tg vGF ??? 總慣 式中 v? — 由靜止加速到常速的變化量 )/( smm 。 所以手臂伸縮液壓 缸主要參數(shù)為： 表 手臂伸縮液壓缸主要參數(shù) 液壓缸內(nèi)徑 D 活塞桿直徑 d 工作壓力 p 驅(qū)動力 F 80mm 8mm 1MPa 4720N 機(jī)械手手臂 升降機(jī)構(gòu)計算 手臂偏重力矩的計算 圖 手臂各部件重心位置圖 根據(jù)實際情況 設(shè) ： NG 300?工件 NG 90?手抓 NG 110?手腕 NG 300?手臂 所以 NG 80030011090300 ?????總 設(shè) mm1500?工件? mm1400?手抓? mm1200?手腕? mm900?手臂? mmGGGG GGGG 9 7 8 0 0 0 ???????? ????手臂手腕手抓工件手臂手臂手腕手腕手抓手抓工件工件 ????? 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計 20 所以偏轉(zhuǎn)力矩 mNGM ????? 97 2280 0?總偏 式中 ? — 重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離 (mm) 升降導(dǎo)向立柱不自鎖條件 ［ 7］ 手臂在 總G 的作用下有向下的趨勢，而立柱導(dǎo)套則防止這種趨勢 。 （ 1） 液壓缸內(nèi) 徑計算 ［ 3］ 圖 雙作用液壓缸示意圖 當(dāng)油進(jìn)入無桿腔： ??? 4 211 DPFF ??驅(qū) 當(dāng)油進(jìn)入油桿腔： ??? 4 )( 2222 dDPFF ???驅(qū) 所以 ??? 11 PFPFD ?? （ 無桿腔 ） 224 dPFD ?? ?? (有桿腔 ) 式中 驅(qū)F — 手臂伸縮液壓缸驅(qū)動力 )(N ； D — 液壓缸內(nèi)徑 )(mm ； d — 活塞桿直徑 )(mm ； ? — 液壓缸機(jī)械效率，在工程機(jī)械中用耐油橡膠可取 ?? ； 1P — 液壓缸的工作壓力 )(MPa ； 帶入數(shù)據(jù)得： mPFPFD 0 7 4 4 1 0 611 ??????? ??? 驅(qū)驅(qū) 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（ JB82666），選取液壓缸的內(nèi)徑為： mmD 80? （ 2） 活塞桿直徑計算 活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運動的要求和強度的要求，對于桿長 l 大于直徑 15 倍 )15( dl? 的活塞桿，還必須具有足夠的穩(wěn)定性。 手臂啟動速度 smmv /83?? ， 啟動時間 st ?? ， kgNg /? ， 帶入數(shù)據(jù)得： Ntg vGF 0 00 ??????? 總慣 （ 3） 密F 的計算 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計中，采用 O 型密封圈，當(dāng)液壓缸工作壓力小于 MPa10 時，液壓缸密封處的總的摩擦 阻力為： 驅(qū)密 FF ? （ 4） 回F 的計算 一般背壓阻力較小，為了計算方便，將其省略。 手臂伸縮驅(qū)動力計算 伸縮液壓缸活塞驅(qū)動力的計算公式為： 慣回密摩驅(qū) FFFFF ???? 式中 摩F — 手臂運動時，為運動件表面間的摩擦阻力 ； 密F — 密封裝置處的摩擦阻力 ； 回F — 液壓缸回油腔低壓油液所造成的摩擦阻力 ； 慣F — 啟動或制動時，活塞桿所受平均慣性力 ； （ 1） 摩F 的計 算 經(jīng)計算 ）（總摩 a aLGF ??? 2? 式中 總G — 參與運動的零部件所受的總重量 )(N ； 17 L — 手臂參與運動的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐前端的距離 )(mm ； a — 導(dǎo)向支撐的長度 )(mm ； ?? — 當(dāng)量 摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面形狀有關(guān) ； 對于圓柱面： ????? )~()2~4( ??? ? — 摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時： 鋼對青銅：取 ~?? 鋼對鑄鐵：取 ~?? 計算： 導(dǎo)向桿的材料選擇鋼，導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵， NG 800?總 ， ????? mmL 70