平面关节型机械手设计_毕业设计(编辑修改稿)

平面关节型机械手设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

自由度多时，机构复杂，体积液较大 要油减速装置，体积较大 体积较小 体积较大 在输出力相同的条件下体积小 维修使用 维修使用方便 维修使用方便 维修使用较复杂 维修简单，能在高温，粉尘等恶劣 环境种使用，泄漏影响小 维修方便，液体对 温 度 变 化 敏感，油液泄漏易着火 应用范围 适用于自由度少的专用机械手，高速低速均能适用 适用于抓取重量大和速度低的专用机械手 可用于程序复杂和运动轨迹 要求严格的小型通用机械手 中小型 专用通用机 械手都有 中小型专用通用机械手都有，特别时重型机械手多用 成本 结构简单，成本低，一般工厂可以自己制造 成本低 成本较高 结构简单，能源方便，成本低 液压元件成本较高，油路也较复杂 气缸的设计 因为气压工作压力较低，对气动组件的材质和精度要求较液压底，无污染，动作迅速反映快，维护简单，使用安全。 而且此处作用力不大，所以选气压传动。 气缸内型选择：因为活塞行程较长，往复运动，所以选双作用单活塞气缸，利用压缩空气使活塞向两个方向运动。 初 选活塞杆直径 d=12mm，估算其重量 )()()2( 222 NghdG   取为 5N 505232221  GGGF 取为 80N 气压缸内径 D的计算 按《液压传动与气压传动》公式 131  PdDF 4 )( 22  （ 34） D为气缸的内径 (m)， P为工作压力（ Pa） , 为负载率，负载率与气缸工作压力有关，取 P ，查《液压传动与气压传动》表 132 P 由于气 缸垂直安装，所以取 P=。 一般 Dd ，此选 )()(0 3 0 5 4 66 mmmP FD    按《液压传动与气压传动》表 133 选取 40mm。 一般 Dd ，此选  Dd mm 气缸壁厚  的计算： 按《液 压传动与气压传动》表 135查得 4。 气缸重量的计算： )()()( 22223 NghrRG   其中： R 为气缸外径， r 为气缸内径， h 为气缸长度， g 取 10，  为气缸材料密度， 3G 取 25N。 小臂的设计 臂部是机械手的主要执行部件，其作用是支撑手部和腕部，主要用来改变工件的位置。 手部在空间的活动范围主要取决于臂部的运动形式。 设计时注意的问题 (1) 刚度要好，要合理选择臂部的截面形状和轮廓尺寸，空心杆比实心杆刚度大的多，常用钢管做臂部和导向杆，用工字钢和槽钢左支撑板，以保证有足够的刚度。 (2) 偏重力矩要小，偏重力矩时指臂部的总重量对其支撑或回转轴所产生的力矩。 (3) 重量要轻，惯量要小，为了减轻运动时的冲击，除采取缓冲外，力求结构紧凑，重量轻，以减少惯性力。 (4) 导向性要好。 小臂结构的设计 把小臂的截面设计成工字钢形式，这样抗弯系数大，使截面面积小，从而减轻小臂重量，使其经济、轻巧。 初选 10 号工字钢。 理论重 mmdmmhcmW y ,1 0 0,1 1 . 2 6 1 k g /m 3 ,小臂长为 564mm。 较核： 6  mgG （ N）取 75N。 其受力如下图 : 图 32 F=75+105=180（ N） ).( mNLGLFM  M P aM P aWM y 1 0 0][)10( 6 2 32    按《材料力学》公式 hbQ （ 35） 其 中 h为工字钢的高度， b 为工字钢的腰宽， Q 为所受的力。 根据 M P aM P ahbQ 60][ 18033    所以选 10号工字钢合适。 轴的设计计算 大轴的直径取 25mm，材料为 45 号钢。 受力如下图 : 图 33 验算： )( 221 NlMFF   F=180N M P aM P arF 60][)( 232    所以合适。 轴承的选择 因为上轴承只受径向，下轴承受轴向力和径向力，所以选用圆锥滚子轴承，按 《 机 械 零 件 手 册 》 表 96 － 1 （ GB 29784 ）选 7304E ， d=25mm ， KNKN 3 1 .5c 0  e=。 轴承的校核： 因为此处轴承做低速的摆动，所以其失效形式是，接触应力过大，产生永久性的过大的凹坑（即材料发生了不允许的永久变形），按轴承静载能力选择的公式为：《机械设计》 1317 000 PSC  其中 0P 为当量静载荷， 0S 为轴承静强度。