自動裝配生產(chǎn)線機械手畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計中文摘要</b></p><p>　自動化裝配生產(chǎn)線機械手設(shè)計摘要:隨著社會的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的不斷進步，機械手在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。工業(yè)機械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，它的發(fā)展是由于其積極作用正日益為人們所認識：它能部分地代替人工操作；能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；能制作必要的機具進行焊接和裝配。

2、它大大改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，促進了工業(yè)生產(chǎn)的自動化。本課題設(shè)計一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)裝配線中的機械手，能代替人完成裝配的﹑能自動控制的﹑多功能的﹑多自由度的工業(yè)機器人。它的整個結(jié)構(gòu)由執(zhí)行機構(gòu)﹑驅(qū)動部分﹑控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機構(gòu)方面該機械手由6個自由度組成：腕部回轉(zhuǎn)，小臂伸縮，小臂俯仰，腰部回轉(zhuǎn)，大臂升降，縱向移動。采用液壓驅(qū)動，并采用omron公司的plc產(chǎn)品進行控制。關(guān)鍵詞： 機械手 6自由度 自動化 裝配<

3、/p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計外文摘要</b></p><p><b>　　目 次</b></p><p>　　1 緒論 …………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1 概述 ………………………………………………………………………………1<

4、;/p><p>　　1.2 裝配線機械手的定義及組成 ……………………………………………………………1</p><p>　　1.3 裝配線機械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用……………………………………………………2</p><p>　　1.4 裝配線機械手的發(fā)展方向…………………………………………………………3</p><p>　　1.5 本章小結(jié)……………

5、………………………………………………………………3</p><p>　　2 總體方案設(shè)計與論證 ………………………………………………………………3</p><p>　　2.1 設(shè)計背景……………………………………………………………………………3</p><p>　　2.2 基本參數(shù)……………………………………………………………………………4</p>

6、<p>　　2.3 自由度的布置………………………………………………………………………4</p><p>　　2.4 運動范圍……………………………………………………………………………5</p><p>　　2.5 驅(qū)動方式和傳動方式的選擇………………………………………………………5</p><p>　　2.6 各個自由度的實現(xiàn)……………………………………

7、……………………………6</p><p>　　2.7 本章小結(jié)……………………………………………………………………………7</p><p>　　3 各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺寸確定及校核…………………………………………………7</p><p>　　3.1 手部設(shè)計……………………………………………………………………………7</p><p>　　3.2

8、 腕部回轉(zhuǎn)油缸設(shè)計…………………………………………………………………7</p><p>　　3.3 小臂伸縮油缸設(shè)計 ………………………………………………………………14</p><p>　　3.4 俯仰缸的設(shè)計計算 ………………………………………………………………19</p><p>　　3.5 大臂回轉(zhuǎn)缸的設(shè)計計算 …………………………………………………………2

9、3</p><p>　　3.6 大臂升降缸的設(shè)計計算 …………………………………………………………27</p><p>　　3.7 縱向移動油缸的設(shè)計計算 ………………………………………………………30</p><p>　　3.8 本章小結(jié) …………………………………………………………………………32</p><p>　　4 液壓控制系統(tǒng)的

10、設(shè)計………………………………………………………………32</p><p>　　4.1 換向回路的確定 …………………………………………………………………32</p><p>　　4.2 調(diào)速方案的確定 …………………………………………………………………33</p><p>　　4.3 減速緩沖回路的確定 ……………………………………………………………33</p

11、><p>　　4.4 系統(tǒng)的安全可靠性 ………………………………………………………………33</p><p>　　4.5 本章小結(jié) …………………………………………………………………………35</p><p>　　5 PLC控制系統(tǒng)…………………………………………………………………………35</p><p>　　5.1 PLC的構(gòu)成及工作原理……

12、………………………………………………………35</p><p>　　5.2 PLC產(chǎn)品選擇………………………………………………………………………37</p><p>　　5.3 PLC部分程序………………………………………………………………………42</p><p>　　結(jié)論 ……………………………………………………………………………………44</p>

13、<p>　　參考文獻 ………………………………………………………………………………45</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………………………46</p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1．1 概述</b></p><

14、;p>　　隨著社會的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的不斷進步，機械手在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，促進了工業(yè)生產(chǎn)的自動化。由于工作條件的原因，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危及生命,為了解決這些問題機械手就誕生了。機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機構(gòu)，是機器人的關(guān)鍵部件之一。其中的工業(yè)機械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，它的發(fā)展是由于其積極作用正日益為人們所認識：它能部分地代替人工操作；能按照

15、生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；能制作必要的機具進行焊接和裝配從而大大改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。</p><p>　　1.2 裝配線機械手的定義及組成</p><p>　　裝配線機械手一般可以理解為：在工業(yè)生產(chǎn)的裝配生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用的一種能代替人完成裝配的﹑能自動控制的﹑多功能的﹑多自由度的工業(yè)機器人。它

16、的整個結(jié)構(gòu)由執(zhí)行機構(gòu)﹑驅(qū)動部分﹑控制系統(tǒng)等組成。</p><p>　　1.2.1 執(zhí)行機構(gòu)</p><p>　　執(zhí)行機構(gòu)是完成各種動作部件的總稱，具體包括以下幾部分：</p><p>　　1、 手部：直接與工件接觸的部分，根據(jù)設(shè)計要求，本機械手手部設(shè)計成快換式，可根據(jù)不同裝配要求更換不同手爪，來完成不同形狀工件的裝配任務(wù)。</p><p>　

17、　2、 腕部：是機械手中連接手部和臂部用來確定手部工作時位置并擴大臂部動作范圍的部件，用來調(diào)整被抓取物體的方位及姿態(tài)。</p><p>　　3、 臀部：是支撐被抓取工件、手部、腕部的重要部件，帶動手部和腕部去抓取工件，并按預(yù)定要求將其搬運到指定位置。</p><p>　　4、 腰部：即機身，是支撐機械手所以部件的部位，并安裝驅(qū)動裝置及其它裝置的部件，是整個機械手的基礎(chǔ)。</p>

18、<p>　　在裝配線機械手的整個執(zhí)行機構(gòu)中臂部和腕部是最基本的部件，它一般由旋轉(zhuǎn)運動和往復(fù)直線運動的結(jié)構(gòu)組成，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，一般有3～6個自由度，就能適合多場合的作業(yè)。</p><p>　　裝配線機械手所握持的裝配件在空間的位置是由臂部﹑腕部以至整機等各自獨立運動的合成來確定的。它的運動范圍是指機械手在平面或空間的運動圖形及其大小。是機械手的主要技術(shù)參數(shù)之一。機械手所具有的活動度的數(shù)目及其組合

19、不同，則其工作空間也不同。其活動度的變化量（即直線運動的距離和回轉(zhuǎn)角度的大?。┘垂ぷ骺臻g的大小。</p><p>　　1.2.2 驅(qū)動部分</p><p>　　驅(qū)動部分是為執(zhí)行機構(gòu)各部件提供動力的裝置，根據(jù)動力源不同，驅(qū)動系統(tǒng)可分為氣動﹑液動﹑電動﹑機械式四種形式。根據(jù)設(shè)計要求和各自優(yōu)缺點，本裝配線機械手采用液壓驅(qū)動來實現(xiàn)各個自由度的運動。</p><p>　　1.

20、2.3 控制系統(tǒng)</p><p>　　控制系統(tǒng)是通過對驅(qū)動系統(tǒng)的控制使執(zhí)行部分按照規(guī)定的要求進行工作，并通過位置檢測的反饋來檢測裝配工作的位置精度，從而保證能準(zhǔn)確實現(xiàn)裝配線機械手運動的迅速﹑準(zhǔn)確。</p><p>　　1.3 裝配線機械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用</p><p>　　自從1985年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺工業(yè)機械手到現(xiàn)在已經(jīng)歷了三十幾年發(fā)展，由于機械手技術(shù)

21、水平的不斷提高和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，裝配線機械手得到了完善，這使裝配線機械手的應(yīng)用越來越廣泛。</p><p>　　裝配線機械手延伸和擴大了人類的活動，它能代替人類在危險環(huán)境（有毒﹑高溫﹑高壓﹑放射性） 中完成裝配工作，減少了人類從事裝配的危險性，同時也提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。由于機械手具有很多普通機器人和人所不具有的特性，因而它的應(yīng)用和發(fā)展對人類社會和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。</p><p>

22、;　　到目前為止，世界各國已研制出應(yīng)用于不同裝配線的機械手近百種。例如，轎車零件裝配線機械手﹑發(fā)動機裝配線機械手﹑電子產(chǎn)品裝配線機械手等。其中應(yīng)用最多的是應(yīng)用制造領(lǐng)域的裝配線機械手，包括飛機制造﹑汽車制造﹑電機制造﹑金屬加工﹑通用機械制造等制造領(lǐng)域。</p><p>　　1.4 裝配線機械手的發(fā)展方向</p><p>　　裝配線機械手技術(shù)是以機械﹑液壓和自動控制等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)為基礎(chǔ)而融合

23、的一種系統(tǒng)技術(shù)，可以說是一門知識技術(shù)密集的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和這些學(xué)科技術(shù)的進步，裝配線機械手技術(shù)將不斷被完善，它的發(fā)展趨勢可概括如下幾方面：</p><p>　　1、 提高運動速度和精度，減輕重量和減少安裝占用空間，繼續(xù)推廣機械手標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，以降低制造成本和提高可靠性。</p><p>　　2、 改善裝配線機械手的工作性能，提高它工作的穩(wěn)定性和可靠性。</

24、p><p>　　3、 研究開發(fā)新型手部，例如開發(fā)新型微動手部；開發(fā)類似人手指的手部等，以擴大裝配線機械手的應(yīng)用范圍；</p><p>　　4、 大力開發(fā)裝配線機械手仿真技術(shù)和計算機軟件系統(tǒng)作業(yè)任務(wù)，采取計算機語言以“離線編程”方式進行；采用計算機仿真技術(shù)校核機械手在完成某個操作過程的可行性。</p><p><b>　　1.5 本章小結(jié)</b>&l

25、t;/p><p>　　本章主要是從整體上介紹裝配線機械手，包括裝配線機械手的定義、組成、應(yīng)用、以及未來的發(fā)展方向，明確本次設(shè)計的目的，為下面章節(jié)機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論上的依據(jù)。</p><p>　　2 總體方案設(shè)計與論證</p><p>　　在科學(xué)技術(shù)突飛猛進的今天，裝配線機械手的設(shè)計思想主要是通過對以前及現(xiàn)有的最具有代表性的裝配線機械手進行分析研究，吸收它們的優(yōu)點，將

26、各個優(yōu)點結(jié)合起來，將不同結(jié)構(gòu)進行組合變化，使之達到較理想的方案。從而達到較好的運動精度和工作穩(wěn)定性，進而使之在市場上更具有競爭力。本次設(shè)計就是在分析、研究以往優(yōu)秀的裝配線機械手的基礎(chǔ)上加以改進而成的。</p><p><b>　　2.1 設(shè)計背景</b></p><p>　　隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，自動化程度也迅速提高，在生產(chǎn)線上實現(xiàn)工件的

27、搬運﹑裝卸﹑轉(zhuǎn)向﹑裝配等動作的自動化，并進一步實現(xiàn)整個生產(chǎn)線的自動化，已經(jīng)越來越受到人們的重視。</p><p>　　本次設(shè)計的對象是六自由度裝配線機械手。由于裝配中的一些工件比較重，而且有些裝配件的位置較高，還有有些裝配是重復(fù)性的動作，如果由工人手動裝配，不僅增加工人的勞動強度，而且降低生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外工人長期從事裝配工作會容易產(chǎn)生疲勞，增加了生產(chǎn)的危險性。如果能用裝配線機械手代替人從事這種工作，那么將

28、把工人從繁重且危險的裝配工作環(huán)境中解脫出來，會極大地提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p><b>　　2.2 基本參數(shù) </b></p><p>　　1、 名稱：六自由度裝配線機械手</p><p>　　2、 主要用途：根據(jù)不同工作要求，更換不同手爪，完成不同形狀工件的裝配任務(wù)，此外還能完成一些工件的搬運任務(wù)。</

29、p><p>　　3、 自由度數(shù)：6個</p><p>　?。?） 腕部回轉(zhuǎn) （2） 小臂伸縮 （3） 小臂俯仰</p><p>　?。?） 腰部回轉(zhuǎn) （5）大臂升降 （6）縱向移動</p><p>　　4、 抓取重量：最大為5kg </p><p>　

30、　5、 動作范圍及速度（見表2.1）</p><p>　　表2.1 各自由度的動作范圍及速度</p><p>　　2.3 自由度的布置</p><p>　　根據(jù)工作范圍大小、工作的靈活度和整個機構(gòu)的穩(wěn)定性，確定各個自由度的布置形式見圖2.1：</p><p>　　圖2.1 自由度布置圖</p><p>　　2.4 運動

31、范圍(見圖2.2)</p><p>　　圖2.2 運動范圍俯視圖和主視圖</p><p>　　2.5 驅(qū)動方式和傳動方式的選擇</p><p>　　2.5.1 驅(qū)動方式的選擇</p><p>　　在整個設(shè)計中，各自由度均采用液壓驅(qū)動，之所以用液壓驅(qū)動，是因為液壓驅(qū)動具有以下優(yōu)點：</p><p>　　1、 調(diào)速范圍較大

32、，而且還可以無級調(diào)速，易于適應(yīng)不同工作要求；</p><p>　　2、 液壓技術(shù)容易達到較高的單位面積壓力，即驅(qū)動力或驅(qū)動力矩大；</p><p>　　3、 由于液壓機構(gòu)一般重量比較輕，因而具有慣性小的特點，故而它的速度反應(yīng)性比較好；</p><p>　　4、 傳動平穩(wěn)，能吸收沖擊力可以較平穩(wěn)地實現(xiàn)頻繁轉(zhuǎn)向；</p><p><b>

33、;　　5、 定位精度高；</b></p><p>　　正因為液壓傳動有以上優(yōu)點，故本裝配線機械手采用液壓驅(qū)動，采用電磁換向閥控制。</p><p>　　2.5.2 傳動方式的選擇</p><p>　　傳動方式是將動力源的驅(qū)動力傳遞到實現(xiàn)自由度的運動的過程，在本設(shè)計中，就是將直線油缸的直線運動、回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)運動傳遞出去。針對不同結(jié)構(gòu)需要和運動方式，小臂伸

34、縮、小臂俯仰、大臂升降、縱向移動采用直線油缸驅(qū)動，腕部回轉(zhuǎn)、腰部回轉(zhuǎn)采用擺動回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動。</p><p>　　2.6 各個自由度的實現(xiàn)</p><p>　　2.6.1 腕部回轉(zhuǎn)運動的實現(xiàn)</p><p>　　腕部位于手爪和小臂之間，它的作用是在小臂的基礎(chǔ)上，進一步改變和調(diào)整手爪的空間姿態(tài)和方位，擴大機械手的動作空間和應(yīng)用范圍。在本設(shè)計中用回轉(zhuǎn)油缸實現(xiàn)腕部的轉(zhuǎn)動。&

35、lt;/p><p>　　2.6.2 小臂伸縮運動的實現(xiàn)</p><p>　　小臂的主要作用是連接腕部和大臂承受抓取工件的彎矩，因此應(yīng)加強小臂的剛度和強度，所以采用單作用活塞缸驅(qū)動，并采用雙導(dǎo)向桿導(dǎo)向并加強剛度，這種結(jié)構(gòu)的特點是受力均衡，可用于抓取重量較大，行程較長的情況。</p><p>　　2.6.3 小臂俯仰運動的實現(xiàn)</p><p>　　此

36、處采用鉸接單作用活塞缸和連桿機構(gòu)來實現(xiàn)小臂的俯仰，這種結(jié)構(gòu)制造簡單、維修方便。</p><p>　　2.6.4 腰部回轉(zhuǎn)運動的實現(xiàn)</p><p>　　此處采用單葉片式回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動，其特點是結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可獲得無級變速的回轉(zhuǎn)運動，但是回轉(zhuǎn)角度小于360°，且要求密封性良好。</p><p>　　2.6.5 大臂升降運動的實現(xiàn)</p><

37、;p>　　此處設(shè)計采用單作用活塞缸來驅(qū)動，并采用導(dǎo)向鍵導(dǎo)向，這樣的結(jié)構(gòu)能提高大臂的強度，并且裝卸維修方便。</p><p><b>　　縱向移動的實現(xiàn)</b></p><p>　　此處采用桿定式單作用活塞缸來驅(qū)動，伸縮運動由油缸帶動滑枕來實現(xiàn)的，活塞桿固定不動，整個機械手采用燕尾槽導(dǎo)向，這種結(jié)構(gòu)的這種結(jié)構(gòu)的特點是剛度大，運動平穩(wěn)可靠。</p>&l

38、t;p><b>　　2.7本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對機械手的總體方案進行設(shè)計，明確了整體設(shè)計參數(shù)，確定了自由度的布置，并對各自由度的工作范圍及運動速度加以確定。通過這一章的介紹，為下一章各部分的具體設(shè)計計算打好了基礎(chǔ)。</p><p>　　3各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺寸確定及校核</p><p>　　在上一章里對裝配線機械手

39、整體進行了方案設(shè)計，確定了各個自由度的位置和基本的工作范圍，并且確定了各個自由度的實現(xiàn)方式。本章將在上一章的基礎(chǔ)上對裝配線機械手的各部分進行具體設(shè)計，確定各部分尺寸大小，并對關(guān)鍵部分校核。</p><p><b>　　3.1手部設(shè)計</b></p><p>　　3.1.1 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　手部是用來夾持工件的部位，具有模仿人手

40、動作的功能。手部設(shè)計是應(yīng)考慮以下幾個問題：</p><p>　　1、 應(yīng)具有足夠夾緊力；</p><p>　　2、 加緊平穩(wěn)可靠； </p><p>　　3、 手指間應(yīng)具有一定的開閉角；</p><p>　　所以，本機械手采用夾持式V型手指，這種手指的特點是結(jié)構(gòu)簡單，工作靈活。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖3.1：</p><p>　

41、　根據(jù)受力分析得驅(qū)動力P與夾緊力N的關(guān)系為：</p><p><b>　　P=××N</b></p><p>　　其中： b=50mm ,c=60mm ,=60°, =30°</p><p>　　3.1.2 夾緊力的計算</p><p>　　夾緊力是設(shè)計手部的重要依據(jù)，它必須克服

42、重力以及工件運動狀態(tài)所產(chǎn)生的載荷，以使工件保持可靠的工作狀態(tài)。</p><p>　　加緊力N=k1×k2×k3×G</p><p>　　取安全系數(shù)k1=1.2</p><p>　　取動載系數(shù)k2=1+a/g=1+20/9.8=3.04</p><p>　　式中： a為最大緩沖加速度，a=20m/,g為重力加速度g

43、=9.8m/</p><p>　　取方位系數(shù)k3=0.5sin/f=0.5×sin45°/0.1=3.54</p><p>　　式中： 為V形手指半角，f為摩擦系數(shù)</p><p>　　所以N=1.2×3.04×3.54×5×9.8=632.78N</p><p>　　所以驅(qū)動力P=

44、××632.78=657.60N</p><p>　　考慮到手在工作過程中有慣性力、震動以及傳動效率的影響，其實驅(qū)動力按下式計算：P(實際)=P/</p><p>　　式中： 為手部機械效率，一般取0.85～0.95，在這里取=0.85</p><p>　　所以P(實際)=657.60/0.85=773.65N</p><p&

45、gt;　　3.1.3 計算油缸內(nèi)徑</p><p>　　設(shè)密封出摩擦力為,它的精確值不容易求得，常用液壓缸的機械效率進行估算。</p><p>　　P（實際）+= P（實際）/</p><p>　　式中為液壓缸機械效率，一般取=0.90～0.97在這里取=0.95。</p><p>　　所以液壓缸內(nèi)徑D計算公式為：</p>&l

46、t;p><b>　　D=</b></p><p>　　式中：為液壓缸工作壓力，取=1Mpa</p><p>　　為液壓缸回油腔壓力，取=0.2Mpa</p><p>　　由于活塞桿主要承受壓力，所以d/D取0.3</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)，可求得D=35.61mm，查活塞缸內(nèi)徑系列取40mm.</p>

47、;<p>　　所以d=0.3D=0.3×40=12mm</p><p>　　圖3.1 手指結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　3.1.4 液壓缸壁厚的確定</p><p>　　壁厚應(yīng)滿足要求≥，式中為實驗壓力，一般取最大工作壓力的1.25～1.5倍，[]為缸筒材料的許用應(yīng)力，其值為110Mpa.</p><p>　　所以==

48、0.27 mm,考慮到結(jié)構(gòu)性要求取=12 mm</p><p>　　3.1.5 活塞工作行程的確定</p><p>　　當(dāng)工件被夾緊時=30°，=60°，初始狀態(tài)是=45°，=75°，計算得活塞工作行程L為：L=50×(sin45°-sin30°)+60×(sin75°-sin60°)<

49、;/p><p><b>　　=23.89 mm</b></p><p>　　查液壓缸活塞行程參數(shù)系列取25 mm</p><p>　　3.1.6 重要部分的校核</p><p><b>　　1、 活塞桿的校核</b></p><p><b>　　強度校核：</b&

50、gt;</p><p>　　===6.84Mpa<< []=170Mpa</p><p><b>　　故強度滿足</b></p><p>　　又由于活塞桿長度L=94<15×d=15×12=180故不需進行穩(wěn)定性校核。</p><p><b>　　2、缸筒壁厚的校核<

51、/b></p><p>　　在中低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚常有結(jié)構(gòu)工藝上的要求決定，一般不需校核</p><p>　　3、 連接螺栓強度校核</p><p>　　當(dāng)缸筒與缸蓋采用法蘭連接時，要校核連接螺栓的強度。校核按拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力的合成應(yīng)力來進行，即</p><p>　　= =≈0.47</p>

52、;<p><b>　　=≈1.3</b></p><p>　　式中： F為液壓缸負載</p><p>　　K為螺紋擰緊系數(shù)，K=1.12～1.5</p><p>　　為螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取=0.12</p><p>　　d為螺紋直徑 </p><p>

53、;　　為螺紋內(nèi)徑 </p><p><b>　　Z為螺栓個數(shù)</b></p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)計算</b></p><p>　　=0.031Mpa << [] = ==150Mpa</p><p><b>　　故螺栓滿足強度要求</b><

54、;/p><p>　　活塞桿與推動連桿處銷的剪切強度校核</p><p>　　===27.4Mpa < []許=80Mpa</p><p>　　故該銷能夠滿足強度要求</p><p>　　3.2 腕部回轉(zhuǎn)油缸設(shè)計</p><p>　　3.2.1 驅(qū)動力矩的計算</p><p>　　腕部回轉(zhuǎn)驅(qū)動力

55、矩可按下式計算: </p><p>　　M=K×(M摩+M偏+M慣)</p><p>　　其中： K為密封處摩擦損失系數(shù)，一般取K=1.1～1.2，這里取K=1.2</p><p>　　M摩為轉(zhuǎn)動支承處摩擦力矩 ，單位為Nm</p><p>　　M偏為轉(zhuǎn)動部件重心對腕部回轉(zhuǎn)軸線的偏心力矩, 單位為Nm </p><

56、;p>　　M慣為轉(zhuǎn)動部件啟動慣性力矩, 單位為Nm</p><p>　　1、轉(zhuǎn)動部件啟動慣性力矩的計算</p><p>　　為了計算方便此處將手爪、手爪驅(qū)動油缸和回轉(zhuǎn)油缸轉(zhuǎn)動件等效為一個圓柱體，其直徑為d=80 mm, 高度為L=500 mm，則其質(zhì)量</p><p>　　=×l×=×0.5×7800=19.59 kg&

57、lt;/p><p>　　假設(shè)啟動加速時間為t啟=0.01s，穩(wěn)定時轉(zhuǎn)動角速度=50°/s</p><p>　　M慣=（J+）=×[+M(+3)]×</p><p>　　式中： J為手腕轉(zhuǎn)動部件對轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量</p><p>　　為工件對轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量</p><p>　　R 為等效圓

58、柱體的半徑</p><p><b>　　M 為工件的質(zhì)量</b></p><p><b>　　l 為工件的長度</b></p><p><b>　　r為工件的半徑</b></p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)計算</b></p><p&

59、gt;　　M慣=0.0175×[0.5×19.59×＋×5×(+3×)]×</p><p><b>　　=2.93 Nm</b></p><p>　　2、轉(zhuǎn)動部件支承處摩擦力矩的計算</p><p>　　由于支承處為滾動軸承，摩擦阻力矩很小，可忽略不計，故M摩=0</p

60、><p>　　3、轉(zhuǎn)動部件偏心力矩的計算</p><p>　　偏心件重量估算約為0.15kg,偏心矩 e=55 mm,所以</p><p>　　M偏=0.15×0.055=0.00825 Nm</p><p>　　經(jīng)以上計算可得 M=1.2×(2.93+0+0.00825)=3.53 Nm</p><p&g

61、t;　　3.2.2 回轉(zhuǎn)油缸內(nèi)徑的計算</p><p>　　回轉(zhuǎn)油缸內(nèi)徑按如下公式計算</p><p><b>　　D=</b></p><p>　　式中： M 為驅(qū)動力矩</p><p>　　b 為回轉(zhuǎn)油缸動片的寬度，這里取20mm</p><p>　　d 為轉(zhuǎn)軸與動片連接處直徑, 這里為85

62、mm</p><p>　　p 為回轉(zhuǎn)油缸工作壓力，這里取0.1Mpa</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得 D=146mm</p><p>　　3.2.3 重要部分的校核</p><p>　　1、 轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)強度校核</p><p>　　軸的抗扭截面模量為 =-</p><p>　　式中: d

63、為軸的直徑</p><p><b>　　b為鍵槽寬度</b></p><p><b>　　t為鍵槽深度</b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，=39441</p><p>　　所以截面上扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力=3.53/39441=0.09Mpa << []=135Mpa</p>

64、<p>　　故該軸滿足扭轉(zhuǎn)強度要求</p><p>　　2、 選鍵并校核強度</p><p>　　轉(zhuǎn)軸直徑為60mm,查表選鍵為b×h=18×11，鍵長度為40mm</p><p>　　鍵校核公式為：===0.16Mpa << [] =80Mpa </p><p><b>　　故該鍵滿足

65、強度要求</b></p><p><b>　　3、 軸承校核</b></p><p>　　由于此處軸承轉(zhuǎn)速不高，且不是頻繁轉(zhuǎn)動，所以不需對軸承進行校核。</p><p>　　4、 快速置換式手部連接處校核</p><p>　　剪切面的面積 S=DL=×0.024×0.01=7.54

66、5;</p><p>　　則====0.026Mpa << []=80Mpa</p><p>　　所以此處滿足強度要求</p><p>　　5、 端蓋螺釘?shù)男：?lt;/p><p>　　因為每個螺釘在危險截面上承受的拉力為工作載荷Q和預(yù)緊力之和：</p><p><b>　　式中： </b>

67、;</p><p>　　P—驅(qū)動力，大小為0.1Mpa</p><p>　　Z—螺釘數(shù)目，Z=6；</p><p>　　其中： 為預(yù)緊力， ，K=1.5～1.8，這里取K=1.6</p><p><b>　　又 3480</b></p><p><b>　　=182.12N</b&

68、gt;</p><p>　　而螺釘?shù)膹姸葪l件為：=4.44Mpa << []=150Mpa</p><p>　　所以螺釘強度符合條件</p><p>　　3.3 小臂伸縮油缸設(shè)計</p><p>　　小臂是機械手的主要執(zhí)行部件，它的主要作用是支承手部和腕部，也包括工件，并帶動它們做空間運動。小臂的驅(qū)動機構(gòu)設(shè)計為單作用油缸，并采用無

69、縫鋼管導(dǎo)向，用鋼板作支撐板，這樣的結(jié)構(gòu)大大地提高了臂部的支撐剛度，也減輕了臂部的自重，而且空心的導(dǎo)向管還可以布置油路，這種結(jié)構(gòu)使臂部的整體結(jié)構(gòu)變得更簡單緊湊。</p><p>　　3.3.1 小臂設(shè)計的基本要求</p><p>　　A. 臂部應(yīng)支撐能力大，剛度好，重量輕</p><p>　　B. 臂部運動速度要穩(wěn)定，慣性要小</p><p>

70、　　C. 手臂動作應(yīng)靈活</p><p>　　D. 位置精度要求高</p><p>　　3.3.2 驅(qū)動力計算</p><p>　　臂部伸縮運動需要克服摩擦力和慣性力，其驅(qū)動力按下式計算：</p><p><b>　　=++</b></p><p>　　其中： 為導(dǎo)軌支承間的摩擦阻力</p&

71、gt;<p>　　為密封圈處的摩擦阻力</p><p>　　為啟動過程的慣性力矩</p><p><b>　　的計算</b></p><p>　　由于兩個導(dǎo)向桿是對稱的配置，所以兩向?qū)U受力均衡，可按一個導(dǎo)向桿計算。導(dǎo)桿受力示意圖如圖3.2</p><p>　　將腕部回轉(zhuǎn)油缸等效為一個內(nèi)徑為80mm，外徑為

72、200mm，高度為250mm的圓筒，則其質(zhì)量=×()×0.25×7800=51.43㎏</p><p>　　導(dǎo)向桿的質(zhì)量為=2××()×0.534×7800=2.38㎏</p><p>　　活塞桿及其它附件估算約為=2㎏</p><p>　　由前面計算知，手爪夾緊油缸和腕部轉(zhuǎn)動件等效質(zhì)量為=19.

73、59㎏</p><p><b>　　工件的質(zhì)量=5㎏</b></p><p>　　所以參與運動的零部件的總重量為</p><p><b>　　=(++++)×g</b></p><p>　　=(51.43+2.38+2+19.59+5)×9.8=787.92N</p>

74、<p>　　圖3.2 導(dǎo)向桿受力示意圖</p><p><b>　　計算得，</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　即 </b></p><p>　　其中： 為參與運動的零部件的總重量</p>

75、<p>　　L 為重心到導(dǎo)向支撐前端距離</p><p>　　a 為導(dǎo)向桿的長度,a=10mm</p><p>　　為當(dāng)量摩擦系數(shù)，，這里取</p><p><b>　　取，則0.14</b></p><p>　　重心到導(dǎo)向支撐前端距離L的計算公式如下</p><p><b>

76、　　l=</b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，l=540mm,則L=132mm</p><p>　　所以P摩=0.14×787.92=304.45N</p><p><b>　　2、 的計算</b></p><p>　　與所采用的密封的形狀有關(guān)，這里選用“O”型密封圈，</p>

77、<p>　　則 ≈3×0.03×=0.09</p><p><b>　　3、 的計算</b></p><p>　　為啟動過程的慣性力矩 ，其計算公式為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中： 為參與運動的零部件的總重量 g 為重力

78、加速度</p><p>　　為由靜止加到等速變化量取 為啟動時間, 一般取0.01～0.5s, 取t=0.1s</p><p>　　計算得 P慣=80.4×=40.2N</p><p>　　所以=++=304.45+0.09+40.2</p><p>　　算得=378.74N</p><p&g

79、t;　　3.3.3 油缸內(nèi)徑的計算</p><p>　　由以前計算液壓缸內(nèi)徑D計算公式為：</p><p><b>　　D=</b></p><p>　　式中： 為液壓缸工作壓力，取=1Mpa</p><p>　　為液壓缸回油腔壓力，取=0.2Mpa</p><p>　　為液壓缸機械效率， 這里

80、取=0.95。</p><p>　　活塞桿既承受壓力又承受拉力，所以d/D取0.5</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)，可求得D=41.83mm，查活塞缸內(nèi)徑系列取50mm.</p><p>　　所以d=0.5D=0.5×50=25mm</p><p>　　因為工作壓力較小，缸壁選用鑄鐵，壁厚取t=10mm</p><

81、p>　　3.3.4 重要部分的校核</p><p><b>　　1、 活塞桿的校核</b></p><p>　　(1) 按強度條件校核 </p><p>　　===1.15Mpa << []許=170Mpa</p><p><b>　　所以強度條件滿足</b></p>

82、<p>　　(2) 按剛度條件校核</p><p>　　由于桿長L=442mm ,桿直徑d=25mm，而L>15d,所以要進行穩(wěn)定性校核，取安全系數(shù)為6</p><p>　　截面最小慣性半徑為 i===6.25mm</p><p>　　故壓桿柔度：===49.50<=60</p><p>　　柔度<的壓桿稱為短桿

83、會活小柔度桿，短桿的破壞可以認為是由于強度不足引起的。對于塑性材料制成的短桿，若在形式上仍當(dāng)穩(wěn)定性問題來處理，則應(yīng)用屈服極限作為這類短桿的臨界應(yīng)力，即==306Mpa,則實際安全系數(shù)： n====265>6</p><p>　　故活塞桿的剛度滿足要求</p><p><b>　　導(dǎo)向桿的強度校核</b></p><p>　　如果導(dǎo)向桿完全

84、伸出時強度足夠，那么導(dǎo)向桿就能滿足強度要求，此時受力如下圖3.3,此時重心L=132+400+300=832mm, 支承長度a=80mm</p><p>　　圖3.3 導(dǎo)向桿受力簡圖</p><p><b>　　列受力方程得</b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，=4097.18N =4491.14N</p>

85、<p>　　導(dǎo)向桿受力彎矩圖如圖3.4所示：</p><p>　　所以危險截面在B處，其最大值=614.58Nm</p><p><b>　　由強度校核條件，得</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　式中： =d/D=0.3</p><

86、;p><b>　　d為導(dǎo)向桿的內(nèi)徑</b></p><p><b>　　D為導(dǎo)向桿的外徑</b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得=98Mpa << 許=170Mpa</p><p>　　所以導(dǎo)向桿的強度是足夠的</p><p>　　圖3.4 導(dǎo)向桿受力彎矩圖</p>

87、<p>　　3.4 俯仰缸的設(shè)計計算</p><p>　　俯仰缸的主要作用就是使機械手能夠上仰下俯，擴大機械手的使用范圍。</p><p>　　3.4.1 驅(qū)動力矩的計算</p><p><b>　　=++</b></p><p>　　式中： 為摩擦阻力矩</p><p><b

88、>　　為偏心力矩</b></p><p>　　為啟動過程的慣性力矩</p><p><b>　　1、 的計算</b></p><p>　　由于小臂和大臂連接處有滾動軸承，摩擦力矩較小，故M摩較小，可忽略不計，所以M摩=0</p><p><b>　　的計算</b></p>

89、;<p>　　其計算公式為 =</p><p>　　式中： 為俯仰缸驅(qū)動所有總重量</p><p>　　為等效重心到回轉(zhuǎn)中心距離</p><p>　　計算支撐板的重量：G支=0.296×0.542×0.01×7800×9.8=122.60N</p><p>　　

90、活塞缸、導(dǎo)向套及支撐板上的固定裝置和附件的重量估計約為</p><p>　　G附≈10×9.8=98</p><p>　　所以G=787.92+122.60+98=1008.52N</p><p>　　當(dāng)計算時，應(yīng)在活塞桿完全伸出的情況下計算，此時參與伸縮運動的零部件的總重量的重心距俯仰缸回轉(zhuǎn)中心的距離為832mm，則等效重心距回轉(zhuǎn)中心距離</p&g

91、t;<p><b>　　==693.76㎜</b></p><p>　　所以 =1008.52×0.69376=698.91Nm</p><p><b>　　3、 的計算</b></p><p>　　(1) 工件的轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>　　=+× =7.94㎏

92、㎡</p><p>　　(2) 手部夾緊液壓缸等效體的轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　==18.10㎏㎡</b></p><p>　　(3) 腕部回轉(zhuǎn)油缸等效圓筒的轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　==46.81㎏㎡</b></p><p>　　(4) 導(dǎo)向桿和

93、活塞桿的轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　==1.84㎏㎡</b></p><p>　　(5) 支承板、導(dǎo)向套、活塞缸及固定裝置的總轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　=+=9.86㎏㎡</b></p><p>　　由于等速轉(zhuǎn)動角速度=30°/s,啟動時間=0.1s</p&

94、gt;<p>　　所以=J=0.0175×(7.94+18.10+46.81+1.84+9.86)×=443.89Nm</p><p><b>　　由以上計算可得，</b></p><p>　　=++=443.89+0+698.91=1142.79Nm</p><p>　　3.4.2 油缸驅(qū)動力P的計算<

95、/p><p>　　當(dāng)油缸俯仰角為時，驅(qū)動油缸軸線與垂直方向夾角為，其受力簡圖如圖3.5 </p><p>　　由幾何關(guān)系和受力分析得</p><p>　　P×sin(90°-)×L= </p><p>　　當(dāng)俯仰缸驅(qū)動小臂使=45°時，≈15°</p><p>　　又 L

96、=200 mm, =1142.79Nm</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，P=6722.29N</p><p>　　圖3.5 俯仰缸受力簡圖</p><p>　　3.4.3 油缸內(nèi)徑的計算</p><p>　　由以前計算液壓缸內(nèi)徑D計算公式為：</p><p><b>　　D=</b></

97、p><p>　　式中： 為液壓缸工作壓力，取p1=4Mpa</p><p>　　為液壓缸回油腔壓力，取p2=0.2Mpa</p><p>　　為液壓缸機械效率， 這里取=0.95。</p><p>　　活塞桿既承受壓力又承受拉力，所以d/D取0.5</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)，可求得D=48.39mm，查活塞缸內(nèi)徑系列

98、取50mm.</p><p>　　所以d=0.5D=0.5×50=25mm</p><p>　　因為工作壓力較小，缸壁選用鑄鐵，壁厚取t=10mm</p><p>　　3.4.4 重要部分的校核</p><p>　　1、 活塞桿的強度校核</p><p>　　===13.70Mpa << []許=

99、170Mpa</p><p>　　所以活塞桿的強度是足夠的.</p><p><b>　　活塞桿的穩(wěn)定性校核</b></p><p>　　由于活塞桿的長度L=135 mm<15d=15×25=375 mm</p><p>　　所以不需要對活塞桿進行穩(wěn)定性校核</p><p>　　4

100、、 端蓋螺釘?shù)膹姸刃：?lt;/p><p>　　當(dāng)缸筒與缸蓋采用法蘭連接時，要校核連接螺栓的強度。校核按拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力的合成應(yīng)力來進行，即</p><p>　　= =≈0.47</p><p><b>　　=≈1.3</b></p><p>　　式中： P為液壓缸負載</p>

101、<p>　　K為螺紋擰緊系數(shù)，K=1.12～1.5</p><p>　　為螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取=0.12</p><p>　　d為螺紋直徑 </p><p>　　為螺紋內(nèi)徑 </p><p><b>　　Z為螺栓個數(shù)</b></p><p>&

102、lt;b>　　帶入數(shù)據(jù)計算得</b></p><p>　　=65.23Mpa<[] =150Mpa</p><p><b>　　故螺釘滿足強度要求</b></p><p>　　3.5 大臂回轉(zhuǎn)缸的設(shè)計計算</p><p>　　3.5.1 驅(qū)動力矩的計算</p><p>　　

103、回轉(zhuǎn)運動時，由于啟動過程不是等加速運動，所以驅(qū)動力要比理論上平均值大一些。計算時一般取1.3倍，驅(qū)動力矩按下式計算：</p><p><b>　　=1.3（+ ）</b></p><p>　　式中： 為摩擦力矩（主要為密封處的摩擦力矩）</p><p><b>　　為啟動時慣性力矩</b></p><

104、p>　　為回轉(zhuǎn)油缸回油腔的背壓力矩</p><p><b>　　1、 的計算</b></p><p>　　為啟動時慣性力矩，一般按下式計算=</p><p>　　式中： J為臂部對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量</p><p>　　為臂部回轉(zhuǎn)角速度,這里取=20°/s</p><p>　　為

105、啟動所需時間，這里取=0.1s</p><p>　　(1) 工件的轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>　　=+× =7.96㎏㎡</p><p>　　(2) 手部加緊液壓缸等效體的轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　==18.10㎏㎡</b></p><p>　　(3) 腕部回轉(zhuǎn)油缸等效圓筒

106、的轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　==46.81㎏㎡</b></p><p>　　(4) 導(dǎo)向桿和活塞桿的轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　==1.84㎏㎡</b></p><p>　　(5) 支承板、導(dǎo)向套、活塞缸及固定裝置的總轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>&l

107、t;b>　　=+=6.34㎏㎡</b></p><p><b>　　所以啟動時慣性力矩</b></p><p><b>　　==（++++）</b></p><p>　　=0.0175（7.96+18.10+46.81+1.84+6.34）×</p><p><b&

108、gt;　　=283.32Nm</b></p><p><b>　　2、 的計算</b></p><p>　　摩擦力矩在這里主要為密封處的摩擦力矩，取≈0.1</p><p><b>　　3、 的計算</b></p><p><b>　　==</b></p>

109、;<p>　　式中： D為油缸內(nèi)徑，即動片外徑，可按=1.5～2.5之間選取，這里取=2 d為輸出軸與動片聯(lián)結(jié)處直徑，d=0.5D=90mm</p><p>　　為回油腔壓力，一般取=0.2P=0.2×1.5=0.3Mpa</p><p><b>　　b為動片的寬度</b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得=18.23

110、Nm</p><p>　　所以大臂回轉(zhuǎn)缸的驅(qū)動力矩 </p><p>　　=1.3×（283.32+0.1+18.23）</p><p>　　計算得 =450.59Nm</p><p>　　3.5.2 回轉(zhuǎn)油缸內(nèi)徑的計算</p><p>　　驅(qū)動力矩的計算公式為</p><p>&l

111、t;b>　　=</b></p><p>　　所以動片寬度 b=</p><p>　　式中： 為驅(qū)動力矩</p><p>　　P為工作壓力，P=2Mpa</p><p><b>　　b為動片寬度</b></p><p>　　D為油缸內(nèi)徑，即動片頂端的

112、直徑</p><p>　　d為輸出軸與動片聯(lián)結(jié)處直徑</p><p>　　算得動片寬度b=49..45mm，取b=50mm</p><p>　　3.5.3 重要部分的校核</p><p>　　1、 定片的連接螺釘校核</p><p>　　定片與軸之間用螺釘固定，連接螺釘一般為偶數(shù)對稱的安裝，其作用是使定片與軸配合緊密不

113、留間隙。當(dāng)油腔通入壓力油時定片受油壓作用，產(chǎn)生一個合成液壓力矩。克服輸出軸上所受的外載荷力矩的反作用。在定片上由于螺釘?shù)倪B接作用，使被連接表面不能產(chǎn)生相對滑動。因此必須擰緊螺釘以便使其能夠傳遞力矩。</p><p>　　定片受力情況如圖3.6所示，由受力平衡條件有</p><p>　　即 Q=</p><p>　　式中：

114、 Q為每個螺釘?shù)念A(yù)緊力</p><p>　　b為定片的寬度, b=50mm</p><p>　　P為回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力,P=3Mpa</p><p>　　D為定片的外徑,D=180mm</p><p>　　d為定片與軸配合處的直徑，d=90 mm</p><p>　　Z為螺釘數(shù)目，這里取Z=4</p>&

115、lt;p>　　f為連接件間的摩擦系數(shù)，鋼與鋼間的摩擦系數(shù)f=0.15</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)計算得</b></p><p>　　Q=8437.50N</p><p><b>　　螺釘強度校核</b></p><p>　　由于連接處為M10螺釘，所以d=10</p>

116、<p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得=139.73Mpa < []許=150Mpa</p><p>　　所以此處連接螺釘滿足強度要求</p><p><b>　　2、 鍵的校核</b></p><p>　　由于轉(zhuǎn)軸直徑為70mm，選b×h=20×12的鍵，鍵長l=40mm</p><p><

117、;b>　　鍵校核公式為：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中： M為驅(qū)動力矩</p><p><b>　　d為轉(zhuǎn)軸直徑</b></p><p><b>　　b為鍵的寬度</b></p><p>　

118、　帶入數(shù)據(jù)計算得，=16.09Mpa < []許=60Mpa</p><p>　　所以選擇的鍵滿足強度要求</p><p>　　圖3.6 定片受力簡圖</p><p>　　3.6 大臂升降缸的設(shè)計計算</p><p>　　3.6.1 大臂設(shè)計應(yīng)注意的問題</p><p>　　1、 要有足夠的剛度和穩(wěn)定性。<

119、/p><p>　　2、 運動要靈活，一般要有導(dǎo)向長度，且導(dǎo)向長度不宜過短，以免產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。</p><p>　　3、 結(jié)構(gòu)布置要合理，便于裝修</p><p>　　3.6.2 手臂升降運動驅(qū)動力的計算</p><p>　　根據(jù)油缸驅(qū)動時需要克服的運動部件的總重量、摩擦力和啟動慣性力等幾個方面的阻力，所以油缸的驅(qū)動力為</p>&l

120、t;p><b>　　=</b></p><p>　　式中 為各支承處和密封處摩擦力</p><p><b>　　為啟動時的慣性力</b></p><p>　　W為運動部件（包括手部、腕部和工件）的總重量</p><p><b>　　1、 W的計算</b></p&g

121、t;<p>　　將腰部回轉(zhuǎn)缸、回轉(zhuǎn)軸，及其附件等效為一個直徑為200mm，長度為300mm的圓柱體，其質(zhì)量===165.32㎏</p><p>　　所以W=（80.4+22.51+165.32）×9.8=268.23×9.8=2628.66N</p><p><b>　　2、 的計算</b></p><p>　

122、　為啟動和制動時，活塞受的慣性力，其計算公式為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 W為參與運動的零部件總重量</p><p><b>　　g為重力加速度</b></p><p>　　為由靜止加速到常速的變化量，=30mm/s</p><p>

123、　　為啟動時間, =0.1s</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得=80.47N</p><p><b>　　3、的計算</b></p><p>　　為摩擦力，這里主要為密封處摩擦力，≈0.03</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得，=2628.66+80.47+0.03</p><p>　　計算得=27

124、92.92N</p><p>　　3.6.3 驅(qū)動油缸內(nèi)徑的計算</p><p>　　驅(qū)動油缸內(nèi)徑的計算公式為</p><p><b>　　D=</b></p><p><b>　　式中 為驅(qū)動力</b></p><p>　　為工作壓力，=1Mpa</p>&

125、lt;p><b>　　D為油缸外徑</b></p><p>　　d為液壓缸內(nèi)徑，d=48mm</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，D=76.56mm,但從結(jié)構(gòu)上考慮，取D=154mm</p><p>　　3.6.4 重要部分的校核</p><p>　　1、端蓋螺釘?shù)膹姸刃：?lt;/p><p>

126、　　當(dāng)缸筒與缸蓋采用法蘭連接時，校核連接螺栓強度時按拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力的合成應(yīng)力來進行， </p><p>　　即 = =≈0.47</p><p><b>　　=≈1.3</b></p><p>　　式中： P為液壓缸負載</p><p>　　K為螺紋擰緊系數(shù)，K=

127、1.12～1.5</p><p>　　為螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取=0.12</p><p>　　d為螺紋直徑 </p><p>　　為螺紋內(nèi)徑 </p><p>　　Z為螺栓個數(shù)，Z=6</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)計算得</b></p>

128、<p>　　=5.77Mpa < []許=150Mpa</p><p><b>　　故螺釘滿足強度要求</b></p><p>　　2、 花鍵連接強度校核</p><p>　　在靜連接中花鍵的主要實效形式是工作面被壓潰，因此應(yīng)按工作面上的擠壓應(yīng)力進行強度校核，其校核公式為</p><p><b&g

129、t;　　=</b></p><p>　　式中 為載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)有關(guān)，一般取=0.7～0.8,這里取=0.75；</p><p>　　z為花鍵的齒數(shù),z=8；</p><p>　　l為齒的工作長度,l=230mm；</p><p>　　h為花鍵齒側(cè)面的工作高度，矩形花鍵h=，此處D為外花鍵大徑，d為內(nèi)花鍵小徑，C為倒角尺

130、寸,h=1.4mm；</p><p>　　為花鍵的平均直徑，矩形花鍵=,=44mm;</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得=10.60Mpa < []=100Mpa</p><p>　　所以花鍵滿足強度要求</p><p>　　3.7 縱向移動油缸的設(shè)計計算</p><p>　　3.7.1 驅(qū)動力的計算</p

131、><p>　　縱向移動時，驅(qū)動油缸必須克服摩擦力、啟動的慣性力，所以驅(qū)動力=+</p><p>　　式中 為導(dǎo)軌間的摩擦力</p><p>　　為油缸密封圈引起的摩擦力</p><p>　　為啟動和制動時慣性力</p><p><b>　　1、 的計算</b></p><p>