畢業(yè)設(shè)計：平面關(guān)節(jié)型機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計-文庫吧資料
2024-12-11 17:50本頁面
【正文】 件。 軸的設(shè)計計算 材料為 45 號鋼。 較核： ??????? mgG （ N） 取 140N 其受力如圖 : 圖 大臂的受力圖 F=75+120+140=335（ N） ).( ) (75)(1202)2()(2大臂21小臂210mNLGLLGLLFM????????????????? MP aMP aWM y 100][)10( 32 ????? ? ?? 按《材料力學(xué)》公式 hbFs23?? 其中 h為鋼的高度， b 為鋼的寬， Fs 為所受的力。 14 第 5 章 大臂設(shè)計 結(jié)構(gòu)的設(shè)計 選 45 號鋼。驅(qū)動模塊可以選用集成芯片 UCN5804B，它集成了包括：環(huán)形分配器，電流控制器，保護電路，放大驅(qū)動電路。 圖 開環(huán)控制系統(tǒng)模塊 13 PC 主機通過 RS232 串口發(fā)送計時器參數(shù)和其他的控制參數(shù)，單片機控制器按照 PC 發(fā)送的參數(shù)通過驅(qū)動模塊驅(qū)動步進電機的運行。開環(huán)控制方式就比較簡單，而且在滿足電機不失步的情況下，電機的定位精度很高。它可以采用開環(huán)和閉環(huán)的方式。 其主要技術(shù)參數(shù)如下： 型號： YS8024 功率： 轉(zhuǎn)速： 1400 電流： 2 電壓： 380 效率： 功率因素： 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩： 額定轉(zhuǎn)矩： 6 堵轉(zhuǎn)電流： 6 主要尺寸：總長 300mm，凸緣直徑 120mm，電動機外圓直徑 80mm。 按《機械設(shè)計》表 38 作擺動運動軸承 ,沖擊及不均勻載荷 , ???S 此處 . 上軸承受純徑向載荷 , )(66010 NFP ??? 所以 )()( 000 KNCNPS ????? 因此軸承合適 . 下軸承受徑向和軸向載荷 , AYRXP 000 ?? R為徑向載荷 A為軸向載荷 X Y 分別為徑向軸向載荷系數(shù)，其值按《機械設(shè) 計》表 13－ 5查取 因為 ???? eRA 所以 10?X 00?Y NRAYRXP 6 6 0000 ???? 所以 )()( 000 KNCNPS ????? 因此軸承合適 小軸承受力很小，所以不用教核 軸承摩擦力矩的計算： 如果 10?PC （ C 為基本額定動載荷， P為所受當量動載荷），可按《機械設(shè)計手冊》第二版 ()公式 : FdT ?? 估算 其中 :? 為滾動軸承摩擦因數(shù)， F 為軸承載荷， d為軸承內(nèi)徑。 軸的設(shè)計計算 材料為 45 號鋼，受力如圖 : 圖 驗算： )(6601010 66 221 NlMFF ????? ? F=660N ? ? )(100 66 2cmMpaMw ??? ? )(1010 6632 23m in mmwd ???? ?? 234 rF??? ? ? )( in mmFsr ?? ?? 為保證安全，選擇軸直徑 30mm。 較核： ??????? mgG （ N） 取 120N 其受力如圖 : 圖 小臂的受力圖 F=120+105=225（ N） ).( mNLGLFM ????????? MP aMP aWM y 100][)10( 66 32 ????? ? ?? 按《材料力學(xué)》公式 hbFs23?? 10 其中 h為鋼的高度， b 為鋼的寬， Fs 為所受的力。 小臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計 選 45 號鋼。 (3) 重量要輕，慣量要小，為了減輕運動時的沖擊，除采取緩沖外，力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，以減少慣性力。 設(shè)計時注意的問題 (1) 剛度要好，要合理選擇臂部的截面形狀和輪廓尺寸，空心桿比實心桿剛度大的多，常用鋼管做臂部和導(dǎo)向桿，用槽鋼左支撐板，以保證有足夠的剛度 [8]。一般 ???Dd ，此選 8 )()(03 05 4 66 mmmP FD ?????? ????? ?? 按《液壓傳動與氣壓傳動》表 133 圓整取 40mm. 一般 ???Dd ，此選 ????? Dd mm 汽缸壁厚 ? 的計算 按《液壓傳動與氣壓 傳動》表 135查得 4?? 汽缸重量的計算 )( 8 0 )0 2 2 ()( 22223 NghrRG ???????? ?? 其中： R為汽缸外徑， r 為汽缸內(nèi)徑， h為汽缸長度， g取 10， ? 為汽缸材料密度 3G 取 25N 9 第 4 章 小臂設(shè)計 臂部是機械手的主要執(zhí)行部件，其作用是支撐手部和腕部，主要用來改變工件的位置。 汽缸內(nèi)型選擇：因為活塞行程較長，往復(fù)運動， 所以選雙作用單活塞汽缸，利用壓縮空氣使活塞向兩個方向運動。 表 31 比較內(nèi) 容 驅(qū)動方式 機械傳動 電機 驅(qū)動 氣壓傳動 液壓傳動 異步電機，直流電機 步進或伺服電機 輸出力矩 輸出力矩較大 輸出力可較大 輸出力矩較小 氣體壓力小，輸出力矩小，如需輸出力矩較大，結(jié)構(gòu)尺寸過大 液體壓力高，可以獲得較大的輸出力 控制性能 速度可高，速度和加速度均由機構(gòu)控制，定位精度高，可與主機嚴格同步 控制性能較差，慣性大，步易精確定位 控制性能好，可精確定位，但控制系統(tǒng)復(fù)雜 可高速，氣體壓縮性大，阻力效果差，沖擊較嚴重，精確定位較困難，低速步易控制 油液壓縮性小，壓力流量均容易控制，可無級調(diào)速，反應(yīng)靈敏，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制 體積 當自由度多時，機構(gòu)復(fù)雜，體積液較大 要油減速裝置，體積較大 體積較小 體積較大 在輸出力相同的條件下體積小 維修使用 維修使用方便 維修使用方便 維修使用較復(fù)雜 維修簡單，能在高溫，粉塵等惡劣環(huán)境維修方便，液體對 溫 度 變 化 敏感，油液泄漏易 7 種使用，泄漏影響小 著火 應(yīng)用范圍 適用于自由度少的專用機械手，高速低速均能適用 適用于抓取重量大和速度低的專用機械手 可用于程序復(fù)雜和運動軌跡要求嚴格的小型通用機械手 中小型專用通用機械手都有 中小型專用通用機械手都有，特別時重型機械手多用 成本 結(jié)構(gòu)簡單，成本低，一般工廠可以自己制造 成本低 成本較高 結(jié)構(gòu)簡單，能源方便，成本低 液壓元件成本較高，油路也較復(fù)雜 因為氣壓工作壓力較低，對氣動組件的材質(zhì)和精度要求較液壓底，無污染，動作迅速反映快，維護簡單，使用安全。一臺機械手可以只用一種驅(qū)動，也可以用幾種方式聯(lián)合驅(qū)動 [3]。 汽缸的計算 氣壓缸內(nèi)徑 D的計算 按《液壓傳動與氣壓傳動》公式 131 ?? PDF 4 2? D為汽缸的內(nèi)徑 (m)， P為工作壓力（ Pa） , ? 為負載率，負載率與汽缸工作壓力有關(guān)，取 ?P ，查《液壓傳動與氣壓傳動》表 132 ???P 由于汽缸垂直安裝， 5 所以取 P=。而且此處作用力不大，所以選氣壓傳動 [5]。
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