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氣動機械手的設計機械設計與制造專業(yè)畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-28 20:02本頁面
  

【正文】 在這里我要對黃老師再次表示感謝! 某某某201006 1529。當然,由于本人設計水平有限、在課程中沒有接觸過機械手的相關課程,實際經(jīng)驗的不足,以及時間上的限制,在設計中難免存在一些錯誤。在設計過程中,遇到不懂的地方,我也經(jīng)常與同事、同學進行討論,解決難題。在課題的研究和開發(fā)階段,我得到了機械與電氣工程學部老師的大力支持和幫助,在此一并向他們表示衷心的感謝。在設計過程中,我查閱了大量的圖書資料以及網(wǎng)絡上的資料,包括機械零件、材料力學、液壓控制、幾何量公差與測量、機械制圖、機械手設計基礎等等,尤其是在從對各類設計手冊的查閱中,我的知識面得到了很大的提高;通過對該課題的獨立設計,使我對機械知識有了一個更加深入的了解,對機械這門學科有了進一步的理解。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和精益求精的工作作風使我受益匪淺??梢愿鶕?jù)機械手的動作順序修改程序,使機械手的通用性更強。通過對氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制,大大提高了繪圖速度,節(jié)省了大量時間和避免了不必要的重復勞動,同時做到了圖紙的統(tǒng)一規(guī)范。阻力損失和泄漏較小,不會污染環(huán)境。采用氣壓傳動,動作迅速,反應靈敏,能實現(xiàn)過載保護,便于自動控制。然后,CPU又返回執(zhí)行下一個循環(huán)的掃描周期。段CPU對用戶程序已掃描處理完畢,并將運算結果寫入到I/0狀態(tài)表狀態(tài)暫存器中。在這個階段中,可編程序控制器對用戶程序進行依次掃描,并根據(jù)各I/0狀態(tài)和有關指令進行運算和處理,最后將結果寫入I/0狀態(tài)表的輸出狀態(tài)暫存器中。第三階段是程序處理階段。在處理輸入信號階段,CPU對輸入狀態(tài)進行掃描,將獲得的各個輸入端子的狀態(tài)信息送到I/0狀態(tài)表中存放。當確認其硬件工作正常后,進入下一階段。存放輸出狀態(tài)信息的存儲器叫輸出狀態(tài)暫存器。輸入輸出狀態(tài)暫存器也稱為I/。第一階段是初始化處理。為此采用了循環(huán)掃描的工作方式??紤]到本機械手的輸入輸出點不多,工作流程較簡單,同時考慮到制造成本,因此在本次設計中選擇了OMRON公司的C28P型可編程序控制器。第六章 機械手的PLC控制設計考慮到機械手的通用性,同時使用點位控制,因此我們采用可編程序控制器(PLC),只需改變PLC程序即可實現(xiàn),非常方便快捷。 手臂升降氣缸的尺寸設計與校核 尺寸設計氣缸運行長度設計為=118mm,氣缸內(nèi)徑為=110mm,半徑R=55mm,氣缸運行速度,加速度時間=,壓強p=,則驅動力 尺寸校核1.測定手腕質(zhì)量為80kg,則重力 1, 設計加速度,則慣性力 3. 考慮活塞等的摩擦力,設定一摩擦系數(shù), 總受力 所以設計尺寸符合實際使用要求。 導向桿目前常采用的裝置有單導向桿,雙導向桿,四導向桿等,在本設計中才用單導向桿來增加手臂的剛性和導向性。氣壓驅動的機械手臂在進行伸縮運動時,為了防止手臂繞軸線轉動,以保證手指的正確方向,并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用,以增加手臂的剛性,在設計手臂結構時,應該采用導向裝置。反之,輸出軸作順時針方向回轉。在機械手的手腕回轉運動中所采用的回轉缸是單葉片回轉氣缸,它的原理如圖42所示,定片1與缸體2固連,動片3與回轉軸5固連。 摩擦系數(shù),對于滾動軸承,對于滑動軸承。手腕轉動件和工件的偏重對轉動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩M偏 + ()式中: 手腕轉動件的重量(N)。 起動過程所需的時間(s)。若工件中心與轉動軸線不重合,其轉動慣量為:式中: 工件對過重心軸線的轉動慣量: 工件的重量(N)。下面以圖41所示的手腕受力情況,分析各阻力矩的計算:手腕加速運動時所產(chǎn)生的慣性力矩M悅若手腕起動過程按等加速運動,手腕轉動時的角速度為,起動過程所用的時間為,則: 式中: 參與手腕轉動的部件對轉動軸線的轉動慣量。 參與轉動的零部件的重量(包括工件、手部、手腕回轉缸的動片)對轉動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩().,。圖41手碗回轉時受力狀態(tài)手腕轉動時所需的驅動力矩可按下式計算: 式中: 驅動手腕轉動的驅動力矩()。它的結構緊湊,但回轉角度小于,并且要求嚴格的密封。手腕自由度的選用與機械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關。因此,手腕設計成回轉結構,實現(xiàn)手腕回轉運動的機構為回轉氣缸。3,缸筒壁厚的設計缸筒直接承受壓縮空氣壓力,必須有一定厚度。氣缸的直徑本氣缸屬于單向作用氣缸。手部驅動力計算本課題氣動機械手的手部結構如圖32所示, 圖32 齒輪齒條式手部其工件重量G=5公斤,V形手指的角度,,摩擦系數(shù)為 (1)根據(jù)手部結構的傳動示意圖,其驅動力為:(2)根據(jù)手指夾持工件的方位,可得握力計算公式:所以(3)實際驅動力: I,因為傳力機構為齒輪齒條傳動,故取,并取。(四)具有足夠的強度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外,還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響,要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形,當應盡量使結構簡單緊湊,自重輕,并使手部的中心在手腕的回轉軸線上,以使手腕的扭轉力矩最小為佳。(三)保證工件準確定位為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置,必須根據(jù)被抓取工件的形狀,選擇相應的手指形狀。手指的開閉角應保證工件能順利進入或脫開,若夾持不同直徑的工件,應按最大直徑的工件考慮。(一)具有足夠的握力(即夾緊力)在確定手指的握力時,除考慮工件重量外,還應考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動,以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。回轉型手指開閉角較小,結構簡單,制造容易,應用廣泛。當二支點回轉型手指的兩個回轉支點的距離縮小到無窮小時,就變成了一支點回轉型手指。其傳力結構形式比較多,如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。. 機械手的技術參數(shù)列表一、用途:用于自動輸送線的上下料。定位精度也是基本參數(shù)之一。根據(jù)統(tǒng)計和比較,該機械手手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為。過大的伸縮行程和工作半徑,必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。除了運動速度以外,手臂設計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。平均回轉速度為。最大回轉速度設計為。而影響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉的速度。 .機械手
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