上下料搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-08 11:33本頁面
【正文】 次設(shè)計(jì)機(jī)械手包括三大部分，分別手部，手臂，機(jī)身，此次設(shè)計(jì)機(jī)械手手臂采用螺栓聯(lián)接，可根據(jù)需要調(diào)整手臂長度，另外本機(jī)械手另外兩部分手部與機(jī)身大多采用螺栓固定螺紋聯(lián)接，過盈配合等，本機(jī)械手有易于拆裝的功能。按夾持工件的原理來分，常用的手部結(jié)構(gòu)大致可分成夾持式和吸附式兩大類。內(nèi)抓式手部對(duì)抓取形狀的工件具有較大的單一性，只能抓取環(huán)類零件。一般情況下多采用兩個(gè)手指，少數(shù)采用三指或多指。 確定手部結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出的手部整體結(jié)構(gòu)如圖41所示。 手部受力分析經(jīng)分析，手部受力圖如圖42所示。由圖可知，手部結(jié)構(gòu)對(duì)稱，則 由 得 （4－1）由 得 （4－2） （4－3）由上述可得 （4－4）式中，b表示手指回轉(zhuǎn)中心到滑槽支點(diǎn)點(diǎn)之間的距離，b=15mm； c表示夾持工件的幾何中心到滑槽支點(diǎn)之間的距離,c=50mm； 表示工件被夾緊時(shí)手指連桿與水平方向的夾角。必須根據(jù)它的大小方向作用點(diǎn)來分析設(shè)計(jì)計(jì)算手部結(jié)構(gòu)。手指對(duì)工件的夾緊力可按下式計(jì)算： （4－5）式中，K1表示安全系數(shù)，取K1＝；K2表示工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響。則：＝4G=135N =875N （4－6）式中 —手指?jìng)髁π?，取＝。其中? （4－8）式中： G—彈簧材料的剪切模量，對(duì)于鋼材，； D—彈簧的鋼絲直徑（3mm）； DZ—彈簧中徑（30mm）； Z—彈簧的有效圈數(shù)（18圈）； L及S—活塞的行程及彈簧的與預(yù)縮量，L=15mm, S=10mm。由公式 ： （4－9）得： （4－10）式中: D—液壓缸內(nèi)徑； P—液壓缸工作壓力； —液壓缸工作效率，＝。 缸體結(jié)構(gòu)及驗(yàn)算缸體采用45號(hào)鋼無縫鋼管，由JB1068－67查得可取缸筒外徑為90m，則壁厚＝10mm。已知工作壓力PN＝2，故安全。 PN≤（～）PPl （4－12）式中：PPl－缸筒發(fā)生完全塑性變形時(shí)的壓力（）， （4－13） 計(jì)算可得： （4－14）已知實(shí)際工作壓力PN＝2,故安全。圖43 活塞桿外端部結(jié)構(gòu)圖活塞桿直徑d＝20mm，故取A＝40mm （螺紋長短型）。圖44 活塞桿結(jié)構(gòu)圖桿體材料采用35號(hào)鋼，加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229～285HBS，必要時(shí)，再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)45～55HRC。驗(yàn)算活塞桿的強(qiáng)度取活塞桿的計(jì)算長度為68mm，活塞桿已知20mm 則 ，屬于短行程活塞桿，主要驗(yàn)算抗拉強(qiáng)度。式中：F—液壓缸最大推力，1337＝2005； D—活塞桿直徑，ns—安全系數(shù)，一般取ns＝3； —活塞桿材料屈服極限（），查資料知35號(hào)鋼為310 。 設(shè)計(jì)時(shí)注意的問題，根據(jù)設(shè)計(jì)合理選擇臂部的截面形狀和輪廓尺寸，以保證有足夠的剛度。，慣量要小，為了減輕運(yùn)動(dòng)時(shí)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。選10號(hào)工字鋼。較核： （N） （5－1）取147N。 圖51 手臂受力圖圖中，表示手部與工件總重； 表示手臂重量；表示機(jī)身升降缸推力。其中h為工字鋼的高度，b為工字鋼的腰寬，Q為所受的力。由于此設(shè)計(jì)要求為三個(gè)自由度，所以此處無運(yùn)動(dòng)要求，由機(jī)身帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)升降只用來支撐聯(lián)接手部與機(jī)身，只要?jiǎng)偠饶軡M足就行了。圖52 手臂結(jié)構(gòu)圖第6章 機(jī)身的設(shè)計(jì)機(jī)身是支承臂部的部件，升降，回轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等都可以裝在機(jī)身上。實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)方案有幾種，這里采用擺動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)，升降采用升降液壓缸，擺動(dòng)油缸在下，升降液壓缸在上。 設(shè)計(jì)時(shí)注意的問題。，便于裝修。液壓升降缸固定在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)，當(dāng)升降缸上下兩腔通壓力油時(shí)，升降缸的活塞做上下運(yùn)動(dòng)。其導(dǎo)向作靠5旋轉(zhuǎn)軸上的3鍵1與4導(dǎo)向長套筒的鍵槽做升降導(dǎo)向。本機(jī)械手采用回轉(zhuǎn)缸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，如圖61所示。圖61 機(jī)身升降和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖。表示上升時(shí)為正，下降時(shí)為負(fù)。缸內(nèi)徑計(jì)算： ，取D=50mm （6－3）根據(jù)強(qiáng)度要求，計(jì)算活塞桿直徑d。(1)臂厚，取。 （6－7）。若軸承處的摩擦力忽略不計(jì)，則，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，為簡化計(jì)算可不計(jì)。經(jīng)分析知，當(dāng)手臂完全伸出時(shí)，此時(shí)達(dá)到最大值，估算此時(shí)回轉(zhuǎn)零件的重心到轉(zhuǎn)軸線的距離為ρ=150mm,則 （6－9） （6－10） （6－11） （6－12） （6－13）。為減少動(dòng)片與輸出軸的聯(lián)接螺釘所受的載荷及動(dòng)片的懸伸長度，選擇動(dòng)片寬度（即液壓缸寬度）時(shí)，可選用 ,這里取，且D=2d 對(duì)于活塞、導(dǎo)向套筒和油缸等的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都要做詳細(xì)計(jì)算，因?yàn)檫@些零件的重量較大或回轉(zhuǎn)半徑較大，對(duì)總的計(jì)算結(jié)果影響也較大，對(duì)于小零件則可作為質(zhì)點(diǎn)計(jì)算其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，對(duì)其質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。通過設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)身整體結(jié)構(gòu)圖如圖62所示。第7章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械手的液壓傳動(dòng)是以有壓力的油液作為傳遞動(dòng)力的工作介質(zhì)。液壓油經(jīng)過管道以及一些控制調(diào)節(jié)裝置等進(jìn)入液壓缸，液壓油的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能來推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而使手指作張閉、手臂機(jī)身升降回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)。流入密封圈液壓
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