【正文】 ) 該機(jī)械臂按實心方鋼計算，抗彎截面系數(shù) W 與截面的幾何形狀有關(guān)，單位 3m ，若截面是寬為 b ，高為 h 的矩形，則 32/ 1 2/ 2 / 2 6ZI bh bhW hh? ? ? (213) 若截面是直徑為 d 的圓形，則 43/ 6 4/ 2 / 2 3 2ZI ddW dd??? ? ? (214) （ 2）機(jī)械臂的校核： 該機(jī)械臂截面為矩形，可根據(jù)公式（ 213） 抗彎截面系數(shù)： 2 2 330 .3 0 .3 0 .0 0 4 566bhW m m?? ? ? (215) 有經(jīng)驗知，最大正應(yīng)力發(fā)生在最大彎距處，根據(jù) 的彎距圖可看出最大彎距 maxM 為 ? 強(qiáng)度校核： m a xm a x 1 0 2 . 4 1 2 2 . 7 6 [ ]0 . 0 0 4 5M M P a M P aW??? ? ? ? (216) 可見，機(jī)械臂滿足強(qiáng)度要求，且有較大的安全儲備。 機(jī)械臂套筒強(qiáng)度校核 套筒是空心，套筒中間套著機(jī)械臂，套筒的長、寬、高為內(nèi)臂 11 hbl ??為 mmmmmm 3 8 04 0 01 6 0 0 ?? ，外臂 22 hbl ?? 為 mmmmmm 3 4 03 6 01 6 0 0 ?? 其體積為： 312 0 .0 4 7 3 6V V V m? ? ? 鐵的密度為： 337 .8 5 1 0 /kg m? ?? ，可得 ： 2 2 . 2 8 K N /m1 . 6 1 . 6G m g v gq l ?? ? ?? ? ? ? (217) （ 1）剪力和彎距計算 如下圖 所示的簡支梁簡圖，根據(jù)靜力平衡方程，求出梁的支力 : 0EM ?? ,2 2 5 2 30 . 7 0 . 90 . 7 0 . 7 0 . 8 0 . 9 0 . 9 022F q F q F? ? ? ? ? ? ? (218) 5 1075F KN? 0FM ?? ,2 2 4 3 21 . 5 0 . 11 . 5 1 . 5 0 . 8 0 . 1 0 . 1 022F q F F q? ? ? ? ? ? ? (219) 4 2 1 6 .2 5 2 9 3 7 5F K N? 在梁的 BE， EF， FC 等三段內(nèi)，剪力和彎距都不能由同一個方程式來表示，所以應(yīng)分三段考慮。列出剪力方程和彎距方程，方程中 x 以 m 為單位， ()SFx以 kN 為單位， ()Mx以 mkN? 為單位。 在 BE 段內(nèi)， ? ? 22 11 0. 26 75 1. 14SF x F q x x? ? ? ? ? ? ? ? ?0 ?? (220) ? ? 2222 1 1 1 0 . 2 6 7 5 1 . 1 42M x F x q x x x? ? ? ? ? ? ? ? (221) = 21 1 0 .2 6 7 5 1 .1 4xx??? ?0 ?? 在 EF 段內(nèi)， ? ? 2 4 2 1 0 5 .9 8 5 4 3 7 5 2 .2 8SF x F F q x x? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? (222) ? ? ? ? 22 4 210 . 7 2M x F x F x q x? ? ? ? ? ? ? (223) = 21 1 0 .2 6 7 5 2 1 6 .2 5 2 9 3 7 5 ( 0 .7 ) 1 .1 4x x x? ? ? ?? ? ?? 在 FC 段內(nèi)， ? ? 2 4 5 2SF x F F F q x? ? ? ? ? ?= 4 6 .8 2 5 3 1 2 5 2 .2 8 x?? ? ? ?? (224) ? ? ? ? ? ? 22 4 5 210 . 7 1 . 5 2M x F x F x F x q x? ? ? ? ? ? ? ? ? (225) 21 1 0 .2 6 7 5 2 1 6 .2 9 3 7 5 ( 0 .7 ) 1 5 2 .8 1 0 7 5 ( 1 .5 ) 1 .1 4x x x x? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 圖 受力圖 圖 剪力圖 圖 彎距圖 （ 2）機(jī)械臂的套筒 的校核： 該機(jī)械臂套筒為空心鋼，寬 1 ? ， 2 ? ，高 8 , 4h m h m??的矩形，由公式 （ 213）得 抗彎截面系數(shù)： 2 2 2 23 3 31 1 2 2 0 . 4 0 . 3 8 0 . 3 6 0 . 3 4 0 . 0 0 2 6 9 0 6 6 66 6 6 6b h b hW m m m??? ? ? ? ? (226) 根據(jù) 的彎距圖可看出最大彎距 maxM 為 mkN? 強(qiáng)度校核：根據(jù)公式 （ 216）得 m a xm a x 7 7 . 7 4 2 8 . 8 9 [ ]0 . 0 0 2 6 9 0 6 6 6M M P a M P aW??? ? ? ? 可見，套筒滿足強(qiáng)度要求，且有較 大的安全儲備。 臺架參數(shù)確定 臺架在工作中要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其工作人員不但要視線要開闊，而且還要注意人員的安全，通過討論，一致決定將工作室設(shè)于機(jī)械臂的右側(cè)，后面是配電箱，油箱位于機(jī)械臂的左側(cè)，為防止臂筒上的液壓馬達(dá)遮擋操作人員實現(xiàn)安放與機(jī)械臂右側(cè)。由于轉(zhuǎn)動會對電線造成影響，在機(jī)械臂的下方，回轉(zhuǎn)支承的中心部位安放回轉(zhuǎn)支承，來連接大車、小車通向配電箱的電線。臺架旋轉(zhuǎn)速度為 3 /minr 。 小車參數(shù)確定 小車車輪位于內(nèi)軌道中，車輪直徑 100mm。結(jié)合回轉(zhuǎn)支承的選擇，小車速度 15 /minm ，從回轉(zhuǎn)支承到小車輪底的高度初步定為 420mm ，電動機(jī) 額定功率 kW 。 大車參數(shù)確定 由于車間長邊為 25m 對加熱爐，另一邊對成品堆放區(qū)。采用軌道式運動便可滿足了 車間長 25m 的覆蓋范圍，但在裝、出料的時候，機(jī)器會在爐前停留過長時間，為保證設(shè)備的安全，應(yīng)與加熱爐保持一定距離，大車距加熱爐 2m ,車身長度應(yīng)在 其小車軌道長度同為 。 還應(yīng)安放行程開關(guān)和防出軌墊片，防止工作人員在工作的時候發(fā)生疏忽造成小車的出軌。 結(jié)合小車車輪直徑以及車寬的參數(shù)，內(nèi)軌道高出 20mm ，軌道寬出 50 mm。 當(dāng)從加熱爐中夾出料后應(yīng)盡快的送至鍛錘，則大車的行走速度為 30 /minm ,大車內(nèi)軌道距車輪底為 320mm。 大車電動機(jī)功率的計算 根據(jù)機(jī)械臂、臺架、小車的計算總質(zhì)量為： Tm 18?總 NgmG 1 7 6 4 0 8 0 0 0 ????? (227) NfGF 2 6 4 6 7 6 4 0 0 ????? (228) 選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)所需要的實際功率即電動機(jī)的輸出功率 dP 為 awd PP ?? (229) 而工作機(jī)的輸出功率 wP 為 1000vFPw ?? (230) 所以 advFP ?1000?? (231) 由電動機(jī)至輪子的傳動總效率為 321 ???? ?a (232) 2聯(lián)齒聯(lián) ???? ?a (233) 式中， 1? ， 2? ??為從電動機(jī)至輪子之間的各傳動機(jī)構(gòu)的效率。 查表得： 聯(lián)? =， 齒? =， 聯(lián)? =。 則 2 ????a? (234) kWvFPad 00 46010 00 ?? ???? ? (235) 液壓部件參數(shù)確定 機(jī)械臂伸縮馬達(dá)的設(shè)計 機(jī)械臂在工作中要完成伸縮動作，考慮到工作中會遇到的各種極限位置的動作，分析后得出當(dāng)機(jī)械臂向下抓料的時候無需做向后拉的動作，所以最大的力出現(xiàn)在機(jī)械臂水平時向后拉的情況下。由鋼和青銅在有 潤滑劑的情況下摩擦系數(shù)為 。 =11F kN 。 根據(jù)經(jīng)驗，齒輪模數(shù) m 選用 8。齒數(shù) z 為 8。根據(jù)公式， mmzmd 64??? (236) 分度圓直徑 d 為 64mm。齒輪所受轉(zhuǎn)矩為。 mNLFM ?????? (237) 機(jī)械臂的速度為 40 /minm 。 mdpC ??? (238) m in200 rCvn ?? (239) 根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速選用液壓馬達(dá) YMFE160,排量為 rml160 ,壓力 16MPa ，轉(zhuǎn)速 2001200 /minr ，額定轉(zhuǎn)矩 mN?363 。 液壓泵的選擇 由于在本液壓系統(tǒng)中，各個部件是單動的，所以要求液壓泵在工作中，要滿足各個液壓件。這也就要求液壓泵要滿足當(dāng)中最大的那個元件的要求