【正文】 0? ,導向支撐 mma 420? ， 帶入數據得： Na aLGF 3640)120 4207002( ????????? ）（總摩 ? （ 2） 慣F 的計算 經計算 tg vGF ??? 總慣 式中 v? — 由靜止加速到常速的變化量 )/( smm 。 （ 5） 活塞桿和齒輪齒條機構 手臂的回轉運動是通過齒輪齒條機構實現的，齒條的往復運動帶動與手臂 聯接的齒輪做往復回轉而使手臂左右擺動。 （ 3） 采用花鍵套導向的手臂升降機構 內部導向，活塞桿直徑大、剛度大、傳動平穩(wěn)，花鍵軸端部的定位裝置值 得注意，必須保證手臂安裝在正確的初始設計位置上。 式中 ][? — 螺釘材料的許用拉應力 )(MPa ； 1d — 螺釘的直徑 )(mm ； 機械手臂部設計計算 臂部設計的基本要求 （ 1） 臂部應承載能力大、剛度好、自重輕 （ 2） 臂部運動速度要高，慣性要小 （ 3） 手臂動作應該靈活 （ 4） 位置精度要高 工業(yè)機械手的設計 16 臂部的結構選擇 常見的手臂伸縮機構由以下五種： ［ 5］ （ 1） 雙導向桿手臂伸縮機構 手臂的伸縮缸安裝在兩根導向桿之間，由導向桿承受彎曲作用，活塞桿均受拉壓，故受力簡單傳動平穩(wěn)。 表 標準液壓缸 外徑系列（ JB106867） ［ 1］ 液壓缸外 徑 mm 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200 20 鋼 P≤ 160MPa 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 45 鋼 P≤ 200MPa 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 由于實際回轉液壓缸所產生的驅動力矩必須大于總的阻力矩 總力矩M ， 即： 總力矩MrRpbM ??? 2 )(22 式中 總力矩M — 手腕回轉時的總的阻力矩 （ mN? ） ； P— 回轉液壓缸工作壓力 （ MPa ） ； R— 缸體內孔半徑 （ mm） ； r— 輸出軸半徑 （ mm） ； b — 動片寬度 （ mm） ； 所以 M parRb MP )022 ( )(2 2222 ??? ???? 總力矩 ， 取 MpaP 1? 所以腕部回轉液壓缸主要參數為： 表 腕部回轉液壓缸主要參數 工作壓力 p 缸體內徑 R 輸出軸半徑 r 回轉力矩 M 動片寬度 B 1MPa 110mm ?m 66mm 液壓缸蓋螺釘計算 工業(yè)機械手的設計 14 表 螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關系 ［ 1］ t 為螺釘的間距，間距跟工作壓力有關，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力為： ??? Qss FFF QF 為工作載荷 ， ?QsF 為預緊力 液壓缸工作壓力為 MPaP 1? ,所以螺釘間距 t 小于 mm150 ,試選擇 8 個螺釘 mmR 3 ??????? ，所以選擇螺釘數目合適 8?Z 個 ,危險截面面積 22222 0 0 7 9 0 8 8 7 mrRS ?????? ?? NZSPF Q 6 ????? ）（ ~??? KKFF s 取 ?K 則 NKFF s 4 8 8 ????? 所以 NFFF Qss ?????? 螺釘的強度條件為： ][421??? ??? d FQs合 式中 R — 缸體內孔半徑 )(mm ； ][? — 螺釘材料的許用拉應力 )(MPa ； 1d — 螺釘螺紋內徑 )(mm ； 螺釘材料選擇 235Q ， 取 MPas 240?? ， 則 )~(][ ???? nM P an s??即 mFd Qs 0 0 5 1 4 7 ][ 61 ??? ????? ?? 回轉液壓缸蓋螺釘的直徑選擇 mmd 61? 工作壓力 P(MPa) 螺釘的間距 t(mm) ～ 150 ～ 120 ～ 100 ～ 80 15 動片和輸出軸間聯接螺釘計算 動片和輸出軸間聯接螺釘一般為偶數，對稱安裝，并用兩個定位銷定位，聯接螺釘的作用是使動片和輸出軸之間的配合緊密，當油腔通高壓油時，動片受油壓作用產生一個合成液壓力矩，克服輸出軸上所受的外載荷力 矩。 圓柱體重力 NkgNmkgG 90/?????? ? 因為手抓夾持在工件中間位置，所以工件重心到手腕回轉軸線的垂直距離為 0，即 e 等于 0， 所以 01 ?? eGM偏 。綜合以上分析考慮，腕部結構選擇具有一個自由度的回轉缸驅動腕部結構。 （ 4） 機 — 液結合的腕部結構 此手腕具有傳動簡單、輕巧等特點，但結構有點復雜。的情況下，可采 用齒條活塞驅動腕部結構。 腕部的結構選擇 腕部的結構有四種，分別為： （ 1） 具有一個自由度的回轉缸驅動腕部結構 直接用回轉液壓缸驅動，實現腕部的回轉運動，因具有結構緊湊、靈活等優(yōu)點而被廣泛使用。 （ 2） 結構考慮，合理布局 腕部作為機械手的執(zhí)行機構，又承擔聯接和支撐作用，除保證力和運動的要求外， 要有足夠的強度、剛度外，還應綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的聯接。 機械手的夾持半徑為 mm60~40 ， 一般夾持 誤差不超過 mm1 ,分析如下： 工件的平均半徑： 工業(yè)機械手的設計 10 mmR 502 6040 ???平均 手抓長 mmL 100? ， 取 V 型夾角 ??1202? 偏轉角 ? 按最佳偏轉角確定： ?????? ?? 50cossincos 1平均1 ?? L R 計算得 mmLR o s60s in100c o ss in0 ??????? ?? 式中 0R — 理論平均半徑 因為 min0max RRR ?? 2222m a x2m a x21 s inc o ss in2s in aLaRLRL ??????? ???? ）（ 222222 i o s60s i n 601002)60s i n 60(100 ?????????? ? 2222m i n2m i n22 s inc o ss in2s in aLaRLRL ??????? ???? ）（ 222222 i o s60s i n 401002)60s i n 40(100 ?????????? a ? 所以 ??? 夾持誤差滿足設計要求。機械手能否準確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機械手的定位精度（由臂部和腕部等運動部件來決定），而且也與機械手夾持誤差大小有關，特別是在多品種的中、小批量生產中，為了適應工件尺寸在一定范圍內的變化，一定要進行機械手的夾持誤差分析。 所以機械手的夾持半徑為 mm60~40 。 （ 3）取 ?? NFF 5 3 0 ??? ?計算實際 即 NF ?驅 （ 4）確定液壓缸的直徑 D 因為 4 )( 22 PdDF ?? ?實際 9 選取活塞桿直徑 Dd ? ，選擇液壓缸工作壓力 MPaP 1~? 。 maxV —— 運載時工件最大上升速度； 響t — 系統(tǒng)達到最高速度的時間，一般選取 ~ ； 3K — 方位系數，根據手指與工件位置不同進行選擇； G — 被抓取工件所受重力； 表 驅動力與液壓缸工作壓力關系圖 ［ 1］ 作用在活塞上外力 F(N) 液壓缸工作壓力 MPa 作用在活塞上外力 F(N) 液壓缸工作壓力 MPa 5000 ～ 1 20200～ 30000 ～ 5000～ 10000 ～ 30000～ 50000 ～ 10000～ 20200 ～ 50000 ～ 設 ???? 30,80,40 ?mmbmma ,機械手達到最高響應時間為 ， 求夾緊力 NF ，驅動力 F 和驅動液壓缸的尺寸。一般來說，夾緊力必須克服工件重力所產生的靜載荷以及工件運動狀態(tài)變化所產生動的載荷，以使工件保持可靠的加緊狀態(tài)。 ［ 6］ 由 ? ?0xF 得 21 FF? ? ?0yF 得?cos21 FF ? ??? 11 FF 由 ? ?0)(FM 得 bFhF N??1 又因為 ?cosah? 所以 NFabF ?2cos2? a — 手指的回轉支點到對稱中心線的距離 （ mm） ? — 工件被夾緊時手指的滑槽方向與兩回轉支點的夾角 由分析可知，當驅動力 F 一定時， ? 角增大，則握力 NF 也隨之增大，但 ? 角過大會導致拉桿行程過大，以及手部結構增大，因此最好 ??? 40~30? 。 手部力學分析 通過綜合考慮，本設計選擇二指雙支點回轉型手抓，采用滑槽杠桿式，夾緊 7 裝置采用常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下手抓閉合，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而手抓張開。 （ 4）手指應有一定的強度和剛度 （ 5） 其它要求 對于夾緊機械手，根據工件的形狀為圓形棒料，因此最常采用的是外卡式兩 指鉗爪，夾緊方式用常閉史彈簧夾緊，松開時，用單作用式液壓缸。手指開閉范圍的要求與許多因素有關，如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來說，如工作環(huán)境許可，開閉范圍大一些較好，如 圖