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正文內(nèi)容

搬箱機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文(參考版)

2025-06-27 19:45本頁面
  

【正文】 。對于本設(shè)計的結(jié)構(gòu)也存在復(fù)雜不合理之處,由于本人技術(shù)有限,對于錯誤誠懇希望老師指出。(2)如果對于機(jī)械手的整體材料進(jìn)行改進(jìn)可以更靈活、經(jīng)濟(jì)。升降系統(tǒng)選用液壓柱塞缸,液壓柱塞缸的驅(qū)動力很大,剛度也很大,本身有導(dǎo)向套導(dǎo)向,所以本人認(rèn)為合理可靠。并且液壓缸的剛度可靠對于本設(shè)計的要求十分夠用??紤]到實際工作環(huán)境及要求增加了末端執(zhí)行器的繞Z軸回轉(zhuǎn)自由度,由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動完成動作,可以很好的控制旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到定位精度要求?!敖Y(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫在此行之前。)靜態(tài)相電流(A)相電阻(Ω)相電感(mH)保持轉(zhuǎn)矩(Nm)定位轉(zhuǎn)矩(Nm)重量(Kg)轉(zhuǎn)動慣量(gcm2)00027090BYG550ASAKRML030153230000028090BYG550BSAKRML03015345003 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計計算下圖為步進(jìn)電機(jī)矩頻特性曲線,如圖32所示圖32 步進(jìn)電機(jī)矩頻特性曲線 齒輪傳動強(qiáng)度校核(1) 確定齒輪材料、熱處理方式、精度等級和齒數(shù)因傳動尺寸無嚴(yán)格要求,傳動功率較大,查手冊得,小齒輪采用,齒面硬度為,?。淮簖X輪采用45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為,??;精度等級7級。 電機(jī)型號選擇根據(jù)上述計算,考慮諸多因素,腰部電機(jī)選擇北京和利時電機(jī)技術(shù)有限公司的步進(jìn)電機(jī),具體型號為:90BYG550BSAKRML0301 該步進(jìn)電機(jī)高轉(zhuǎn)矩,低振動,綜合性能很好。由于手部旋轉(zhuǎn)運動只存在摩擦力矩,在回轉(zhuǎn)圓周方向上不存在其他的轉(zhuǎn)矩,則在回轉(zhuǎn)軸上有; (338)式中,——滾動軸承摩擦系數(shù),; ——機(jī)械手本身與負(fù)載的重量之和,; ——傳動齒輪分度圓半徑,R=90;帶入數(shù)據(jù),計算得 =;同時,手爪回轉(zhuǎn)速度為=120r/min 且, 帶入數(shù)據(jù)得: =。 電機(jī)選型參數(shù)計算 相關(guān)參數(shù)的計算(1) 若傳動負(fù)載作直線運動(滾珠絲杠)則有負(fù)載額定功率: (325)負(fù)載加速功率: (326)負(fù)載力矩(電機(jī)軸): (327)負(fù)載(電機(jī)軸): (328)起動時間: (329)制動時間: (330)(2) 若傳動負(fù)載作回轉(zhuǎn)運動負(fù)載額定功率: (331)負(fù)載加速功率: (332)負(fù)載力矩(電機(jī)軸): (333)負(fù)載GD(電機(jī)軸): 3 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 (334)起動時間: (335)制動時間: (336)式中,——額定功率,Kw; ——加速功率,Kw; ——負(fù)載軸回轉(zhuǎn)速度,r/min; ——電機(jī)軸回轉(zhuǎn)速度,r/min; ——負(fù)載的速度,m/min; ——減速機(jī)效率; ——摩擦系數(shù); ——負(fù)載轉(zhuǎn)矩(負(fù)載軸),; ——電機(jī)啟動最大轉(zhuǎn)矩,; ——負(fù)載轉(zhuǎn)矩(電機(jī)軸),; ——負(fù)載的,; ——負(fù)載(電機(jī)軸),; ——電機(jī)的,;下面進(jìn)行具體的計算由于腰部回轉(zhuǎn)運動只存在摩擦力矩,在回轉(zhuǎn)圓周方向上不存在其他轉(zhuǎn)矩,則在回轉(zhuǎn)軸上有: (337)式中,——滾動軸承摩擦系數(shù),; ——機(jī)械手本身與負(fù)載的重量之和,最大取80; ——大齒輪分度圓半徑,R=180;帶入數(shù)據(jù),計算得 =;同時,腰部回轉(zhuǎn)速度為=30r/min;傳動比定為;且, 帶入數(shù)據(jù)得: =。因此液壓缸壁厚強(qiáng)度滿足要求。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入: 查表油缸內(nèi)徑系列(GB/T234893),選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑, D=72mm活塞桿直徑d=72/2=36mm2) 液壓缸外徑的設(shè)計本案液壓缸考慮到具體結(jié)構(gòu),最小壁厚不小于3mm,而驅(qū)動力又偏低,故最大壁厚不超過10mm。F2+F3177。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10,其壁厚可按薄壁筒公式計算: (39) 式中,——缸筒壁厚,mm ——液壓缸內(nèi)徑,mm ——實驗壓力,取, Pa材料為:ZL3,[]=3MPa代入己知數(shù)據(jù),則壁厚為:3 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計計算取,則缸筒外徑為: 手臂液壓缸設(shè)計計算做水平伸縮直線運動的液壓缸的驅(qū)動力根據(jù)液壓缸運動時所克服的摩擦、慣性、密封等幾個方面的阻力,來確定液壓缸所需要的驅(qū)動力。根據(jù)力平衡原理,氣缸活塞桿的輸出力需要克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力,其公式為: (33)式中,F(xiàn)1 ——活塞桿上的推力,N Ft ——彈簧反作用力,N Fz——氣缸工作時的總阻力,N P ——氣缸工作壓力,Pa彈簧反作用計算: (34) (35) (36) 緒論式中,Gf——彈簧剛度,N/m l —— 彈簧預(yù)壓縮量,m s —— 活塞行程,m d1——彈簧鋼絲直徑,m D1——彈簧平均直徑,m n —— 彈簧有效圈數(shù) G—— 彈簧材料剪切模量,一般取 在設(shè)計中,必須考慮負(fù)載率的影響,則: (37)由以上分析得單向作用氣缸的直徑: (38)代入有關(guān)數(shù)據(jù),可得 所以 查《機(jī)械手冊》圓整,得D=70mm由d/D=~,可得活塞桿直徑:d=(~)D=21~35mm圓整后,取活塞桿直徑d=20mm校核,按公式有:其中,[],則: 滿足設(shè)計要求。3 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計計算3 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 液壓缸氣缸設(shè)計計算 手部氣缸設(shè)計計算(1)手爪氣缸驅(qū)動力的計算紙箱重量 ,摩擦系數(shù)為1)根據(jù)手部結(jié)構(gòu),其驅(qū)動力為: (31)得式中,F(xiàn)N——為沿水平方向X軸作用于紙箱的力,N FP——為氣缸沿Z軸的驅(qū)動力,N l ——為連桿的長度,m R——為扇形齒輪的節(jié)圓半徑,m α——為連桿與豎直方向的夾角2)實際驅(qū)動力: (32) 因為傳遞力的機(jī)構(gòu)為齒輪齒條機(jī)構(gòu),故取機(jī)械效率,并取。關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂一般都需要平衡裝置,以減小驅(qū)動器的負(fù)荷,同時縮短啟動時間。氣缸通過活塞桿帶動齒條使扇形齒輪轉(zhuǎn)動來完成手爪的擴(kuò)張合攏。末端執(zhí)行器的回轉(zhuǎn)也要求高定位精度,快速的反應(yīng)能力、靈活的轉(zhuǎn)動,輸出力要求不高選用步進(jìn)電機(jī)?;剞D(zhuǎn)下方的升降元件用液壓元件,考慮到承載能力以及垂直布置,可以利用重力實現(xiàn)下降,所以選用柱塞缸。不同驅(qū)動各種特點見表21。普通交、直流電動機(jī)驅(qū)動如果不加減速器無法提供足夠的有效力矩,且運動不易控制,適用于中型或重型機(jī)器人。2)空氣壓縮性大工作平穩(wěn)性差,速度控制困難,要達(dá)到準(zhǔn)確的位置
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