四自由度上料液压传动机械手毕业论文(编辑修改稿)

四自由度上料液压传动机械手毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

根据下列选取： 当两端固定时，  ,当一端固定；一端自由时，  ；当两端自由转动时， 。 结论 本设计弹簧 ，因此弹簧稳定性合适。 (8).疲劳强度和应力强度的验算。 对于循环次数多、在变应力下工作的弹簧，还应该进一步对弹簧的疲劳强度和静应力强度进行验算（如果变载荷的作用次数 310N ，或者载荷变化幅度不上料液压传动机械手设计 15 大时，可只进行静应力强度验算）。 现在由于本设计是在恒定载荷情况下，所以只进行静应力强度验算。 计算公式： maxcaSSS （ ） sS 选取 （力学性精确能高） max 38KDFd  （ ） max 38KDFd =38 1 . 1 8 3 0 . 0 4 2 3 9 0 7 7 1 3 9 8 8 83 . 1 4 0 . 0 0 4  max sSS  结论：经过校核，弹簧适应。 上料液压传动机械手设计 16 3. 腕部的设计计算 （ 1） 力求结构紧凑、重量轻 腕部处于手臂的最前端，它连同手部的静、动载荷均由臂部承担。 显然，腕部的结构、重量和动力载荷，直接影响着臂部的结构、重量和运转性能。 因此，在腕部设计时，必须力求结构紧凑，重量轻。 （ 2）结构考虑，合理布局 腕部作为机械手的执行机构，又承担连接和支撑作用，除保证力和运动的要求外，要有足够的强度、刚度外，还应综合考虑，合理布局，解决好腕部与臂部和手部的连接。 （ 3） 必须考 虑工作条件 对于本设计，机械手的工作条件是在工作场合中搬运加工的棒料，因此不太受环境影响，没有处在高温和腐蚀性的工作介质中，所以对机械手的腕部没有太多不利因素。 腕部的结构以及选择 典型的腕部结构 (1) 具有一个自由度的回转驱动的腕部结构。 它具有结构紧凑、灵活等优点而被广腕部回转，总力矩 M，需要克服以下几种阻力：克服启动惯性所用。 回转角由动片和静片之间允许回转的角度来决定（一般小于 0270 ）。 (2) 齿条活塞驱动的腕部结构。 在要求回转角大于 0270 的情况下，可采用齿条活塞驱动的腕部结构。 这种结构外形尺寸较大，一般适用于悬挂式臂部。 (3) 具有两个自由度的回转驱动的腕部结构。 它使腕部具有水平和垂直转动的两个自由度。 (4) 机 液结合的腕部结构。 腕部结构和驱动机构的选择 本设计要求手腕回转 115176。 115176。 ，综合以上的分析考虑到各种因素，腕部结构选择具有一个自由度的回转驱动腕部结构，采用液压驱动。 腕部的设计计算 上料液压传动机械手设计 17 腕部设计考虑的参数 夹取工件重量 6Kg ，回转 115176。 115176。 腕部的驱动力矩计算 （ 1） 腕部的驱动力矩需要的力矩 M惯。 （ 2） 腕部回转支撑处的摩擦力矩 M摩。 夹取棒料直径 80mm，长度 150mm，重量 6Kg， 当手部回转 230176。 时，计算力矩： （ 1） 手抓、手抓驱动液压缸及回转液压缸转动件等效为一个圆柱体，高为 220mm，直 径 120mm， 其重力估算 230 . 0 6 0 . 2 2 7 8 0 0 9 . 8 1 9 0G Kg m N Kg N      （ 2） 擦力矩 摩。 （ 3） 启 动 过 程 所 转 过 的 角 度 启 018= ， 等 速 转 动 角 速 度。  22M J J 惯 工 件 启 （ ） 查取转动惯量公式有： 2 2 2 21 1 1 9 0 0 . 0 6 0 . 0 3 4 22 2 9 . 8 NJ M R N m s N m sN K g        （ ） 2 2 2 2 21 G 1 6 9. 8( 3 ) ( 0. 15 3 0. 04 ) 0. 01 36 512 12 9. 8J l R Nm Sg      工 件 （ ） 代入： . 03 42 0. 01 36 5 0. 37 N2 0. 31 4Mm  惯 （ ） （ ） 0 .1M M M M M   惯 摩 惯 Nm 表 31 液压缸的内径系列（ JB82666） （ mm） 20 25 32 40 50 55 63 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 125 130 140 160 180 200 250 上料液压传动机械手设计 18 设定腕部的部分尺寸： 根据表 31设缸体内空半径 R=26mm，外径根据表 32选择 100mm,这个是液压缸壁最小厚度，考虑到实际装配问题后，动片宽度 b=40mm,输出轴 r=。 则回转缸工作压力 222()MP b R r =76086Pa,选择 1MPa （ ） 表 标准液压缸外径（ JB106867） （ mm） 液压缸内径 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200 20钢P 160Mpa 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 45钢200P Mpa 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 图 缸盖螺钉间距示意 表 螺钉间距 t与压力 P之间的关系 缸盖螺钉的计算，如图 ， t为螺钉的间距，间距跟工作压强有关，见表 ，在这种联结中，每个螺钉在危险剖面上承受的拉力 0 39。 sQ Q QF F F （ ） 工作压力 P（ Mpa） 螺钉的间距 t(mm) 小于 150 小于 120 小于 100 小 于 80 上料液压传动机械手设计 19 计算： 液压缸工作压强为 P=1Mpa,所以螺钉间距 t小于 150mm,试选择 4个螺钉，4D =3 .1 4 0 .1 1 / 4 8 6 .3 5＜ 150, 所以选择螺钉数目合适 Z=4个 危险截面 222 2 1 45 07 90 88 754S R r m       （ ） Q PSF Z所 以 ， （ ） 610 08 20204Q PSFNZ    SF KF  （ ） 1 .5 2 0 0 0 3 0 0 0sF K F N    所以 0 39。 sQ Q QF F F=2020+3000=5000N 螺钉材料选择 Q235，   240 1601 .5s M P an   则（  ） （ ） 螺钉的直径  04 QFd  （ ）   04 QFd  = 64 1 .3 5 0 0 0 0 .0 0 7 1 93 .1 4 1 6 0 1 0 m  螺钉的直径选择 d=8mm （ 1） 动片和输出轴间的连接螺钉 动片和输出轴之间的连接结构见上图。 连接螺钉一般为偶数，对称安装，并用两个定位销定位。 连接螺钉的作用：使动片和输出轴之间的配合紧密。  2282Qb p dD d M F Z f  摩 于是得  224Q bpF D dZfd （ ） D—— 动片的外径； f—— 被连接件配合面间的摩擦系数，刚对铜取 f= 螺钉的强度条件为 上料液压传动机械手设计 20  214QFd 合 （ ） 或  14 QFd  （ ） 带入有关数据，得 22()2Q bp D dF Zfd= 6 220. 06 6 10 ( 0. 11 0. 04 5 )4 4 0. 15 0. 04 5    =6157N （ ） 螺钉材料选择 Q235，则   240  200MPa（  ） （ ） 螺钉的直径 04 1 .3 0 .0 0 7 1 4QFdm （ ） 螺钉的直径选择 d= M8的开槽盘头螺钉。 上料液压传动机械手设计 21 臂部件是机械手的主要握持部件。 它的作用是支撑腕部和手部（包括工件或工具），并带动它们作空间运动。 手臂运动应该包括 3个运动：伸缩、回转和升降。 本章叙述手臂的伸缩运动，手臂的回转和升降运动设置在机身处，将在下一章叙述。 臂部运动的目的：把手部送到空间运动范围内任意一点。 如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以实现。 因此，一般来说臂部应该具备 3个自由度才能 满足基本要求，既手臂伸缩、左右回转、和升降运动。 手臂的各种运动通常用驱动机构和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的静、动载荷，而且自身运动较多。 因此，它的结构、工作范围、灵活性等直接影响到机械手的工作性能。 手臂的设计要求 （ 1）臂部应承载能力大，自重轻。 （ 2）臂部运动速度高，惯性小。 （ 3）手臂动作灵活。 （ 4）位置精度高。 伸缩 液压 压缸的设计 液压 缸主要尺寸的确定 1． 液压 缸内径和活塞杆直径的确定 根据设计要求，结合末端执行器的 尺寸，采用单活塞杆双作用 液压 缸，初定内径为 80。 由 Dd ,可得活塞杆直径 : (0 .2 ~ 0 .5 ) 1 6 ~ 4 0d D m m （ ） 圆整后，取活塞杆直径 mmd 18 由 液压设计手册 ， 取 液压 缸工作压力 MPap    421 pDF （ ）   4 )( 222 pdDF （ ） 计入载荷率就能保证 液压 缸工作时的动态特性。 若 液压 缸动态参数要求较上料液压传动机械手设计 22 高；且工作频率高，其载荷率一般取 ~ ，速度高时取小值，速度低时取大值。 若 液压 缸动态参数要求一般，且工作频率低，基本是匀速运动，其载荷率可取 ~。 得 NFNF 580667 21  ，。 2． 缸筒壁厚和外径的设计 缸筒直接承受压缩 液压油 压力，必须有一定厚度。 一般 液压。