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文檔簡介
1、<p> 畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)</p><p> 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化方向</p><p> ——自動上下料機(jī)械手設(shè)計</p><p> 姓 名: </p><p> 學(xué) 號: </p><p> 性 別: </p>&l
2、t;p> 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化</p><p> 批 次: </p><p> 層 次: </p><p> 電子郵箱: </p><p> 聯(lián)系方式: </p><p> 學(xué)習(xí)中心: &l
3、t;/p><p> 指導(dǎo)教師: </p><p><b> 目錄</b></p><p> 第一章 緒論 ………………………………………………….4</p><p> 1.1工業(yè)機(jī)械手概況 …………………………………………...4</p><p> 1.2工業(yè)機(jī)械手的分類 .
4、………………………………………..4</p><p> 1.3工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展趨勢…………………………………….5</p><p> 1.4本章小結(jié)…………………………………………………….6</p><p> 第二章 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計方案 …………………………….7</p><p> 2.1工業(yè)機(jī)械手的組成 ……………………………
5、……………7</p><p> 2.2規(guī)格參數(shù) ……………………………………………………8</p><p> 2.3設(shè)計路線與方案 ……………………………………………8</p><p> 2.4本章小結(jié) ……………………………………………………9</p><p> 第三章 機(jī)械手各部分的計算與分析 .……………………..10<
6、/p><p> 3.1手部計算與分析 …………………………………….……10</p><p> 3.1.1 輸入輸出力的比率分析 ……………………………………...…10</p><p> 3.2 腕部計算與分析 …………………………………………13</p><p> 3.2.1腕部設(shè)計的基本要求 …………………………………….……..1
7、3</p><p> 3.2.2腕部回轉(zhuǎn)力矩的計算 …………………..…………………..…..13</p><p> 3.2.3腕部擺動油缸設(shè)計 …...………………………………………….16</p><p> 3.2.4選鍵并校核強(qiáng)度 .…………………………………………………17</p><p> 3.3臂部計算與分析 ……………
8、…………………….....…….18</p><p> 3.3.1 臂部設(shè)計的基本要求 ……………………..…………..…………18</p><p> 3.3.2 手臂的設(shè)計計算 ……………………..……………………..……20</p><p> 3.4 機(jī)身計算與分析 ……………...……………………….….28</p><p>
9、3.5 本章小結(jié) …………………………………………........….28</p><p> 第四章 液壓系統(tǒng) .……………………………………...…..29</p><p> 4.1液壓缸 …………………………………………………..…29</p><p> 4.2計算和選擇液壓元件 ……………………………………..31</p><p&
10、gt; 4.2.1液壓泵的選取要求及其具體選取 ……………………………….31</p><p> 4.2.2選擇液壓控制閥的原則 ……………….……………………...….33</p><p> 4.2.3選擇液壓輔助元件的要求……………….…………………...…..33</p><p> 4.2.4具體選擇液壓原件 …….…………….…………………...…
11、...….33</p><p> 4.3本章小結(jié)………………………………………..………..34</p><p> 第五章 液壓缸的保養(yǎng)與維修…………………………..……36</p><p> 5.1液壓元件的安裝…………………………………….……36</p><p> 5.2 液壓系統(tǒng)的一般使用與維護(hù)……………………………..
12、.36</p><p> 5.3 一般技術(shù)安全事項…………………………….…………..36</p><p> 第六章 機(jī)械手控制系統(tǒng) ……..…………………..…………37</p><p> 結(jié)論 ………………………………………………...….………38</p><p> 參考文獻(xiàn) ……………………………………………...…….…3
13、9</p><p> 致謝 …………………………………………………..…...……40</p><p><b> 第1章 緒 論</b></p><p><b> 工業(yè)機(jī)械手概況</b></p><p> 工業(yè)機(jī)械手是人類創(chuàng)造的一種機(jī)器,機(jī)械手首先是從美國開始研制的,1958年美國聯(lián)合控制
14、公司研制出第一臺機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手是一種模仿人體上肢的部分功能,按照預(yù)定要求輸送工作或握持工具進(jìn)行操作的自動化技術(shù)裝備。機(jī)械手可以在空間抓放物體,動作靈活多樣,適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化生產(chǎn)。工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)械手,由于使用場合和工作要求的不同,技術(shù)復(fù)雜程度也有很大差別。但他們都有類似人的手臂、手腕和手的部分動作及功能;一般都能按預(yù)定程序,自動地、重復(fù)循環(huán)地進(jìn)行工作。實踐證明:工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動,顯著減輕工人的勞
15、動強(qiáng)度,改善勞動條件,提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)笨重工件的搬運和長期、頻繁、單調(diào)的操作,采用機(jī)械手是有效的;此外,他能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作,更顯示其優(yōu)越性,有著廣闊的發(fā)展前途。</p><p><b> 工業(yè)機(jī)械手的分類</b></p><p> 1、按用途分可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手<
16、/p><p><b> ?。?)專業(yè)機(jī)械手</b></p><p> 是指附屬于主機(jī),動作程序固定,一般沒有獨立控制系統(tǒng),只制作專門用途的自動抓取或操作裝置。</p><p> ?。?)通用機(jī)械手(國外泛稱工業(yè)機(jī)械人)</p><p> 是指程序可變的、獨立的、自動化的抓取或操作裝置。通用工作機(jī)械手工作范圍大、定位精度高
17、、通用性強(qiáng),適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。</p><p> 2、按驅(qū)動方式可分為液壓、氣壓、機(jī)械、電力傳動機(jī)械手</p><p> ?。?)液壓傳動機(jī)械手 </p><p> 是以油液的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動的機(jī)械手。其主要特點是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴(yán)格,不然油的泄露對機(jī)械手的工作性能有很大的影
18、響,且不宜在高溫、低溫下工作。</p><p> ?。?)氣壓傳動機(jī)械手 </p><p> 是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動的機(jī)械手。其主要特點是介質(zhì)來源極方便、氣動動作迅速、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。但是由于空氣具有可壓縮的特性,工作速度的穩(wěn)定性較差,而且氣源壓力較低,抓重一般在30公斤以下,適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。</p><p> ?。?/p>
19、3)機(jī)械傳動機(jī)械手 </p><p> 即由機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手,其動力是由工作機(jī)械傳遞的。它的主要特點是運動準(zhǔn)確可靠、動作頻率高,但結(jié)構(gòu)較大,動作程序不可變。它常被用于為工作主機(jī)的上、下料。</p><p> ?。?)電力傳動機(jī)械手 </p><p> 即由特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動機(jī)、直
20、線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動的機(jī)械手,因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單。</p><p><b> 3、按控制方式分</b></p><p><b> ?。?)點位控制 </b></p><p> 它的運動分為空間點到點之間的移動,只能控制運動過程中幾個點的位置,不能控制其遠(yuǎn)動軌跡。</p&g
21、t;<p> ?。?)連續(xù)軌跡控制 </p><p> 它的運動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線,其特點是設(shè)定點為無限的,整個移動過程處于控制之下,可以實現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運動,并且使用范圍廣,但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。</p><p> 工業(yè)機(jī)械手機(jī)械手的發(fā)展趨勢</p><p> 1、擴(kuò)大機(jī)械手在熱加工行業(yè)上的應(yīng)用</p><p>
22、因熱加工作業(yè)的物件重、形狀復(fù)雜、環(huán)境溫度高等,給機(jī)械手的設(shè)計、制造帶來不少困難,這就需要解決技術(shù)上的難點,使機(jī)械手更好地為熱加工作業(yè)服務(wù)。</p><p> 2、提高工業(yè)機(jī)械手的性能</p><p> 機(jī)械手的工作性能的優(yōu)劣,決定著它能否正常地應(yīng)用于生產(chǎn)中。機(jī)械手工作性能中的重復(fù)定位精度和工作速度兩個指標(biāo),是決定機(jī)械手能否保質(zhì)保量地完成操作任務(wù)的關(guān)鍵因素。因此要解決好機(jī)械手的工作平穩(wěn)性
23、和快速性的要求,除了從解決緩沖定位措施入手外,還應(yīng)發(fā)展?jié)M足機(jī)械手性能要求價廉的電液伺服閥,將伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械手上。</p><p> 3、發(fā)展組合式機(jī)械手</p><p> 為了適應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域分門別類的要求,可將機(jī)械手的結(jié)構(gòu)化設(shè)計成可以組合的型式。組合式機(jī)械手是將一些通用部件根據(jù)作業(yè)要求,選擇必要的能完成預(yù)定機(jī)能的單元部件,以機(jī)座為基礎(chǔ)進(jìn)行組合,配上與其相適應(yīng)的控制部分,即成為能完
24、成特殊要求的機(jī)械手。它便于標(biāo)準(zhǔn)化,系列化設(shè)計和組織專業(yè)化生產(chǎn),有利于提高機(jī)械手的質(zhì)量和降低造價。</p><p> 4、研制具有“視覺”和“觸覺”的所謂“智能機(jī)器人”</p><p> 對于需用人工進(jìn)行靈巧操作及需要進(jìn)行判斷的工作場合機(jī)械手很難代替人的勞動。因此,人們對機(jī)械手提出了更高的要求,希望具有“視覺”和“觸覺”的功能,使之對物件進(jìn)行判斷、選擇,并能進(jìn)行“手——眼”協(xié)調(diào)工作。具有
25、感覺功能的機(jī)器人,其工作性能是比較完善的,能夠準(zhǔn)確夾持任一方位的物件,判斷物件重量,越過障礙物進(jìn)行工作,自動測出夾緊力大小,并能自動調(diào)節(jié),適用于從事復(fù)雜、精密的操作。</p><p> 隨著工業(yè)機(jī)械手工作性能不斷提高,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)一步開展,工業(yè)機(jī)械手必將在工業(yè)生產(chǎn)中大量推廣應(yīng)用。</p><p><b> 1.4 本章小結(jié)</b>
26、</p><p> 本章介紹了工業(yè)機(jī)械手的概括,工業(yè)機(jī)械手的分類、發(fā)展趨勢。工業(yè)機(jī)械手在國民生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用,許多機(jī)械設(shè)備都用到工業(yè)機(jī)械手,它是近代自動控制領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)的一種新型的技術(shù)裝備。</p><p> 第2章 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計方案</p><p> 2.1 工業(yè)機(jī)械手的組成</p><p> 機(jī)械手的組成一般包括執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動
27、系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分組成。細(xì)分則可列為以下數(shù)項:</p><p> 1、手部(或稱抓取機(jī)構(gòu)) </p><p> 包括手指、傳力機(jī)構(gòu)等,主要起抓取和放置物件的作用。</p><p> 2、傳送機(jī)構(gòu)(或稱臂部) </p><p> 包括手腕、手臂等,主要起改變物件方位和位置的作用。</p><p><b&g
28、t; 3、驅(qū)動部分 </b></p><p> 是驅(qū)動前兩部分的動力,因此也成動力源,常用的有液壓、氣壓、電力和機(jī)械式驅(qū)動四種形式。液壓驅(qū)動系統(tǒng)是由油缸、閥、油閥和油箱等組成;氣壓驅(qū)動系統(tǒng)是由氣缸、氣閥、空壓機(jī)(或由空氣壓縮機(jī)站直接提供)和儲氣罐等組成;電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)是由一些電動機(jī)、專用電動機(jī)等組成。</p><p><b> 4、控制部分 </b>
29、</p><p> 是機(jī)械手動作的指揮系統(tǒng),由它來控制動作的順序(程序)、位置和時間(甚至速度與加速度)等。一般包括程序控制部分和行程檢測反饋部分。</p><p><b> 5、其它部分 </b></p><p> 如機(jī)體、行走機(jī)構(gòu)、行程檢測裝置和傳感裝置等:</p><p> ?。?)機(jī)體(也稱機(jī)身)<
30、/p><p> 是用以支承和連接其他零件、部件的基礎(chǔ)件。</p><p><b> ?。?)行走機(jī)構(gòu) </b></p><p> 是為了擴(kuò)大機(jī)械手的使用空間而設(shè)置的。而本身又包括動力源、傳動(減速)機(jī)構(gòu)、滾輪或連桿機(jī)構(gòu)等。</p><p> ?。?)行程檢測裝置 </p><p> 是監(jiān)測和
31、控制機(jī)械手各運動行程(位置)的裝置。</p><p><b> ?。?)傳感裝置 </b></p><p> 其中裝有某種傳感器,是手指具有敏感性和自控性,用以反應(yīng)手指與物件是否接觸、物件有無滑下或脫落、物件的方位是否正確、手指對物件的握緊力是否與物件的重量相適應(yīng)等。</p><p><b> 2.2 規(guī)格參數(shù)</b>
32、;</p><p> 工業(yè)機(jī)械手的技術(shù)參數(shù),是說明機(jī)械手規(guī)格和性能的具體指標(biāo)。</p><p><b> 1、抓重(或臂力)</b></p><p> 抓重是機(jī)械手所能抓取或搬運物件的最大重量,它是機(jī)械手規(guī)格中的主要參數(shù)。抓重以10公斤左右的機(jī)械手為數(shù)最多。一般將抓重1公斤以下的定為微型;1~5公斤的定為小型;5~30公斤的定位中型;30
33、公斤以上的定為大型。機(jī)械手抓重的大小對其他參數(shù)如行程范圍、運動速度、坐標(biāo)型式和緩沖裝置的設(shè)計均有影響,因此,設(shè)計時必須予以重視。</p><p> 2、自由度數(shù)和坐標(biāo)型式</p><p> 機(jī)械手的自由度數(shù)和坐標(biāo)型式的選擇,應(yīng)根據(jù)機(jī)械手現(xiàn)場具體的生產(chǎn)情況和工藝的要求而定。</p><p><b> 3、運動速度</b></p>
34、<p> 運動速度是機(jī)械手主要參數(shù)之一,它反映了機(jī)械手的生產(chǎn)水平,很多機(jī)械手由于速度低限制了它的適用范圍。</p><p><b> 4、行程范圍</b></p><p> 機(jī)械手的手臂運動行程大小與機(jī)械手的抓重大小、坐標(biāo)型式、驅(qū)動方式以及使用性能有關(guān)系,一般對于通用機(jī)械手的手臂回轉(zhuǎn)應(yīng)盡可能的大些使機(jī)械手具有一定的通用性,因此一般地手臂回轉(zhuǎn)行程范圍
35、應(yīng)大于180度;手臂伸縮行程大多數(shù)在500~1000毫米范圍內(nèi)選取。</p><p> 2.3 設(shè)計路線與方案</p><p> 2.3.1 設(shè)計步驟</p><p><b> 1.查閱相關(guān)資料;</b></p><p> 2.確定研究技術(shù)路線與方案構(gòu)思;</p><p> 3.結(jié)構(gòu)和運
36、動學(xué)分析;</p><p> 4.根據(jù)所給技術(shù)參數(shù)進(jìn)行計算;</p><p> 5.按所給規(guī)格,范圍,性能進(jìn)行分析,強(qiáng)度和運動學(xué)校核;</p><p> 6.繪制工作裝配圖草圖;</p><p> 7.繪制總圖及零件圖等;</p><p> 8.總結(jié)問題進(jìn)行分析和解決。</p><p>
37、; 2.3.2 研究方法和措施</p><p> 使用現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計方法和液壓傳動技術(shù)進(jìn)行設(shè)計,采用關(guān)節(jié)式坐標(biāo)(四個自由度,可以繞橫,縱軸轉(zhuǎn)動和上下左右擺動)。</p><p> 2.4 本章小結(jié) </p><p> 本章介紹了工業(yè)機(jī)械手的組成、規(guī)格參數(shù)、設(shè)計路線等內(nèi)容,這種設(shè)計的機(jī)械手組成全面,配置合理,能達(dá)到一定
38、的使用要求。</p><p> 第3章 機(jī)械手各部分的計算與分析</p><p> 3.1 手部計算與分析</p><p> 手部按其夾持工件的原理,大致可分為夾持和吸附兩大類。夾持類最常見的主要有夾鉗式,本設(shè)計主要考慮夾鉗式手部設(shè)計。</p><p> 夾鉗式手部是由手指,傳動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置三部分組成,它對抓取各種形狀的工件具有較大
39、的適應(yīng)性,可以抓取軸,盤,套類零件,一般情況下可采用兩個手指。</p><p> 手部的主要功用是當(dāng)工件在傳送過程中抓取和釋放工件,當(dāng)手指牢固地抓緊工件時 ,可把整個系統(tǒng)當(dāng)做靜止?fàn)顟B(tài)看待,這時就可以用傳統(tǒng)的靜力分析方法來確定各種力的關(guān)系及大小,從而保證機(jī)器人可靠地工作。</p><p> 3.1.1輸入~ 輸出力的比率分析</p><p> 手部的主要功用是當(dāng)
40、工件在傳送過程中抓取和釋放工件,當(dāng)手指牢固地抓緊工件時 ,可把整個系統(tǒng)當(dāng)做靜止?fàn)顟B(tài)看待,這時就可以用傳統(tǒng)的靜力分析方法來確定各種力的關(guān)系及大小,從而保證機(jī)器人可靠地工作?,F(xiàn)以實例說明手部輸入-輸出力的確定,如圖C點的力平衡方程式為:</p><p><b> F23= F56=</b></p><p> 其中:P—驅(qū)動力(輸入力)</p><p
41、> F23、 F56——分別為杠桿2作用在杠桿3和杠桿5作用在杠桿6上的力。</p><p> 由A(A`)點力矩平衡方程式可求的抓取力(輸出力):</p><p> F= F23= F56=·</p><p><b> 一般取≈4~6,</b></p><p> 即r≈arcsin(~)≈4&
42、#176;47′~7°11′</p><p> 上述分析說明這類杠桿機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點就是過死點位置時產(chǎn)生自鎖作用。上述方法 還不是一種簡便而直觀的方法,最直觀而又有效的方法就是虛功原理?,F(xiàn)以實例來分析,如圖根據(jù)虛功原理我們可得方程式:</p><p><b> PV1=FVC1</b></p><p> 其中:V0=Va=Lψ;V
43、1=Rψ</p><p> 而ψ——杠桿 2的角速度,R——扇形齒輪的節(jié)圓半徑,L——A點至固定鉸鏈點OR的距離。 </p><p> VC的垂直分量VC1為:</p><p> VC1= VCcosθ=Locosθ</p><p> 將Vm=Rψ和VC1= Locosθ代入PV1=FVC中可以求得輸入—輸出力的比率為:</p
44、><p><b> ε==cosθ</b></p><p> 另一實例瞬時中心確定在O3,由于ΔO1O1’O3∽ΔO2O4O3則</p><p><b> = 即=</b></p><p><b> 再根據(jù)平衡條件得:</b></p><p>
45、<b> Pδp-Fbr=0</b></p><p> 即P·b·δφ2 - F·a·δφ1=0</p><p> 由圖所示的幾何關(guān)系可得:</p><p> Lb·δφ1= Lδφ2</p><p> 即δφ2=δφ1=δφ1</p><p
46、><b> 整理可得 c ==</b></p><p> 同樣可求出其它不同手部的輸入 一輸出的比率ε0 。</p><p> 3.2 腕部計算與分析</p><p> 3.2.1 腕部設(shè)計的基本要求</p><p> 手腕部件置于手部和臂部之間,它的作用主要是在臂部運動的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改變或調(diào)整手部在空間
47、的方位,以擴(kuò)大機(jī)械手的動作范圍,適應(yīng)性更強(qiáng)。手腕具有獨立的自由度,此設(shè)計手腕有繞X軸轉(zhuǎn)動和沿X軸左右擺動兩個自由度。手腕回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)油缸,擺動也采用回轉(zhuǎn)油缸。他的結(jié)構(gòu)緊湊,靈活,自由度符合設(shè)計要求,它要求嚴(yán)格密封才能保證穩(wěn)定的輸出轉(zhuǎn)矩。</p><p> 1.腕部處于臂部的前端,它連同手部的動靜載荷均由臂部承受。腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動力載荷直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運動性能。因此在腕部設(shè)計時,必須力求結(jié)構(gòu)
48、緊湊,重量輕。</p><p> 2.腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu),又承擔(dān)聯(lián)接和支承作用,除了保證力和運動的要求以及具有足夠的強(qiáng)度和剛度外還應(yīng)綜合考慮合理布局腕部和手部的連接、腕部自由度的檢測和位置檢測、管線布置以及潤滑、維修調(diào)整等問題。</p><p> 3.腕部設(shè)計應(yīng)充分估計環(huán)境對腕部的不良影響(如熱膨脹,壓力油的粘度和燃點,有關(guān)材料及電控電測元件的耐熱性等問題)。</p>
49、<p> 3.2.2 腕部回轉(zhuǎn)力矩的計算</p><p> 腕部回轉(zhuǎn)時,需要克服以下幾種阻力:</p><p> 1.腕部回轉(zhuǎn)支承處的摩擦力矩 </p><p> 從圖3.4可知:=××-軸承直徑(m)</p><p> 式中:-軸承處支反力;可靜力學(xué)平衡方程求得。</p><
50、;p> f-軸承的摩擦系數(shù),對于滾動軸承f=</p><p><b> 為簡化計算取</b></p><p> 圖3.4 腕部回轉(zhuǎn)支承處的受力圖</p><p> -工件重量(kgf),-手部重量(kgf),-手腕轉(zhuǎn)動件重量(kgf)</p><p> 2.克服由于重心偏置所引起的力矩</p>
51、<p><b> ?。剑╧gf)</b></p><p> 式中e-工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離(m)</p><p> 3.克服啟動慣性,所需的力矩</p><p> 啟動過程近似等加速運動,根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角加速度及啟動所用的角速度:</p><p> ?。?(
52、3.8)</p><p> 式中:-工件對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量</p><p> J-手腕回轉(zhuǎn)部分對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量</p><p> ?。滞蠡剞D(zhuǎn)過程的角加速 </p><p> -啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度(度)</p><p> 手腕回轉(zhuǎn)所需要的驅(qū)動力矩應(yīng)當(dāng)?shù)扔谏鲜鋈椫汀?lt;/p>&l
53、t;p><b> (3.9)</b></p><p> 因為手腕回轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動慣量不是很大,手腕起動過程所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩也不大,為了簡化計算,可以將計算,適當(dāng)放大,而省略掉,這時</p><p> (1)設(shè)手指,手指驅(qū)動油缸及回轉(zhuǎn)油缸轉(zhuǎn)動件為一個等效圓柱體,L=50cm,直徑D=10cm,則m=27.5kg。</p><p> (
54、2)摩擦阻力矩=0.1</p><p> (3)設(shè)起動過程所轉(zhuǎn)過的角度=,等速轉(zhuǎn)動角速度</p><p><b> 計算:求=</b></p><p> 查型鋼表有: </p><p> 代入=256(N·m)</p><p> ?。?;=0.1;=0.1+265<
55、;/p><p><b> M=</b></p><p><b> 確定轉(zhuǎn)軸的最小尺寸</b></p><p><b> ,-抗扭剖面模量</b></p><p><b> ,查得</b></p><p> ,,取轉(zhuǎn)軸直徑d=4
56、0mm。</p><p> 4.回轉(zhuǎn)油缸所產(chǎn)生的驅(qū)動力矩計算</p><p> 回轉(zhuǎn)油缸所產(chǎn)生的驅(qū)動力矩必須大于總的阻力矩,機(jī)械手的手腕回轉(zhuǎn)運動</p><p> 所采用的單葉片回轉(zhuǎn)油缸,定片1與缸體2固連,動片3與轉(zhuǎn)軸5固連,當(dāng)a,b口分別進(jìn)出油時,動片帶動轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)達(dá)到手腕回轉(zhuǎn)目的。</p><p> M=
57、 (3.10)</p><p> 式中:—手腕回轉(zhuǎn)總的阻力矩(N·m)</p><p> P—回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力 </p><p> r—缸體內(nèi)徑半徑(cm)</p><p> R—輸出軸半徑(cm)</p><p><b> b—動片寬度</b></p>&l
58、t;p> 注:可按外形要求或安裝空間大小,先設(shè)定b,R,r中兩個:</p><p> =1.5—2.5,,取=2,=3</p><p> 又因為d=40mm,則D=80mm,b=60mm</p><p> 去頂回轉(zhuǎn)油缸工作壓力:</p><p><b> (3.11)</b></p><
59、;p> 由于系統(tǒng)工作壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此壓力,因此回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力足以克服摩擦力。</p><p> 3.2.3 腕部擺動油缸設(shè)計</p><p><b> 偏離重心e的計算及</b></p><p> 圖3.5 腕部擺動油缸設(shè)計尺寸圖</p><p> 估計L=45cm,,</p><p
60、><b> =30cm</b></p><p> 克服重心偏置所需的力矩</p><p><b> 克服摩擦所需力矩</b></p><p><b> =0.1cm</b></p><p> 克服運動慣性所需的力矩</p><p> =
61、0.7654(kg-m-)</p><p> ==25=5.1(kg-m-)</p><p> =5.8654(kg-m-)</p><p><b> =JW/t</b></p><p><b> 設(shè)w=,</b></p><p> =0.0175/=12.83(k
62、gf·m)</p><p> 則擺動所需的驅(qū)動力矩</p><p> =32.14(kgf·m)</p><p><b> 確定轉(zhuǎn)軸的最小直徑</b></p><p><b> 抗拒剖面摸量</b></p><p><b> 所需驅(qū)動力
63、矩</b></p><p><b> (3.12)</b></p><p><b> 取d=50mm</b></p><p> 所以機(jī)械手的擺動采用單葉片回轉(zhuǎn)油缸,定片與缸體固連,動片與轉(zhuǎn)軸固連,當(dāng)兩油口分別進(jìn)出油時,動片帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動達(dá)到腕部擺動目的。</p><p><b&
64、gt; (3.13)</b></p><p> 又因為:=1.5—2.5,,取=2,=3</p><p> 所以:d=50mm,所以D=100mm,b=75mm</p><p> 確定回轉(zhuǎn)油缸工作壓力</p><p><b> (3.14)</b></p><p> 由于系
65、統(tǒng)工作壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此壓力,因此該缸的工作壓力足以克服摩擦力。</p><p> 3.2.4 選鍵并校核強(qiáng)度</p><p> 轉(zhuǎn)軸直徑d=40mm,由GB1095-79選鍵為bh=128</p><p> 轉(zhuǎn)軸直徑d=50mm,由GB1095-79選鍵為bh=2010</p><p><b> 鍵校核如下公式</b&g
66、t;</p><p> =2T/kld[],K——接觸面的高度</p><p> 取接方式:靜連接,輕微沖擊,查得=100</p><p><b> 所以滿足要求</b></p><p> 3.3 臂部計算與分析</p><p> 3.3.1 臂部設(shè)計的基本要求</p>&
67、lt;p> 手臂部件是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件。它的作用是支承腕部和手部(包括工作),并帶動它們作空間轉(zhuǎn)動。</p><p> 臂部運動的目的:把手部送到空間范圍內(nèi)的任意一點。因此,臂部具有兩個自由度才能滿足基本要求:即手臂,左右回轉(zhuǎn)和俯仰運動。手臂的各種運動由油缸驅(qū)動和各種傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn),從背部的受力情況分析,它在工作中既直接承受腕部,手部和工件的靜動載荷,而且自身運動又較多,故受力復(fù)雜。因而,它的結(jié)構(gòu),
68、工作范圍,靈活性以及抓重大小和定位精度等都直接影響機(jī)械手的工作性能。</p><p> 機(jī)身是固定的,它直接承受和傳動手臂的部件,實現(xiàn)臂部的回轉(zhuǎn)等運動。臂部要實現(xiàn)所要求的運動,需滿足下列各項基本要求:</p><p> 1.機(jī)械手臂式機(jī)身的承載</p><p> 機(jī)械手臂式機(jī)身的承載能力,取決于其剛度,結(jié)構(gòu)上采用水平懸伸梁形式。顯然,伸縮臂桿的懸伸長度愈大,則
69、剛度逾差,而且其剛度隨支臂桿的伸縮不斷變化,對于機(jī)械手的運動性能,位置精度和負(fù)荷能力等影響很大。為可提高剛度,盡量縮短臂桿的懸伸長度,還應(yīng)注意:</p><p> (1)根據(jù)受力情況,合理選擇截面形狀和輪廓尺寸</p><p> 臂部和機(jī)身既受彎曲(而且不僅是一個方向的彎曲)也受扭轉(zhuǎn),應(yīng)選用抗彎和抗扭剛度較高的截面形狀。所以機(jī)械手常用工字鋼或槽鋼作為支撐板,這樣既提高了手臂的剛度,又大
70、大減輕了手臂的自重,而且空心的內(nèi)部還可以布置驅(qū)動裝置,傳動機(jī)構(gòu)以及管道,有利于結(jié)構(gòu)的緊湊,外形整齊。</p><p> (2)高支承剛度和選擇支承間的距離</p><p> 臂部和機(jī)身的變形量不僅與本身剛度有關(guān),而且同支撐的剛度和支撐件間距離有很大關(guān)系,要提高剛度,除從支座的結(jié)構(gòu)形狀,底板的剛度以及支座與底版的連接剛度等方面考慮外,特別注意提高配合面間的接觸剛度。</p>
71、<p> (3)合理布置作用力的位置和方向</p><p> 在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)結(jié)合具體受力情況,設(shè)法使各作用力的變形相互抵消。</p><p> (1)設(shè)計臂部時,元件越多,間隙越大,剛性就越低,因此應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)簡單,要全面分析各尺寸鏈,在要求高的部位合理,確定調(diào)整補償環(huán)節(jié),以及減少重要不見的間隙,從而提高剛度。</p><p> (2)水平放
72、置的手臂,要增加導(dǎo)向桿的剛度,同時提高其配合精度和相對位置精度,使導(dǎo)向桿承受部分或者大部分自重。</p><p> (3)提高活塞和剛體內(nèi)徑配合精度,以提高手臂俯仰的剛度。</p><p> 2.臂部運動速度要高,慣性要小</p><p> 機(jī)械手臂的運動速度是機(jī)械手主要參數(shù)之一,它反映機(jī)械手的生產(chǎn)水平,一般時根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍的要求來決定。在一般情況,手臂回轉(zhuǎn)俯仰
73、均要求均速運動,(V和w為常數(shù)),但在手臂的啟動和終止瞬間,運動是變化的,為了減少沖擊,要求啟動時間的加速度和終止前的加速度不能太大,否則引起沖擊和振動。</p><p> 對于告訴運動的機(jī)械手,其最大移動速度設(shè)計在1000~1500mm/s,最大回轉(zhuǎn)角速度設(shè)計在內(nèi),在大部分行程距離上平均移動速度為1000mm/s內(nèi),平均回轉(zhuǎn)角速度為內(nèi)。</p><p> 為減少轉(zhuǎn)動慣量的措施:<
74、;/p><p> (1)減少手臂運動件的重量,采用鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)度材料。</p><p> (2)減少手臂運動件的尺寸輪廓。</p><p> (3)減少回轉(zhuǎn)半徑,在安排機(jī)械手動作順序時,先縮后回轉(zhuǎn)(或先回轉(zhuǎn)后伸),</p><p> 盡可能在前伸位置下進(jìn)行回轉(zhuǎn)動作,并且驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。</p><p>
75、<b> 3.手臂動作應(yīng)靈活</b></p><p> 為減少手臂運動件之間的摩擦阻力,盡可能用滑動摩擦代替滑動摩擦。</p><p> 對于懸臂式的機(jī)械手,其傳動件,導(dǎo)向件和定位件布置應(yīng)合理,使手臂運動過程盡可能平衡,以減少對升降支撐軸線的偏心力矩,特別要防止發(fā)生“卡死”的現(xiàn)象(自鎖現(xiàn)象)。為此,必須計算使之滿足不自鎖的條件。</p><p
76、> (1)計算零件重量,可分解為規(guī)則的體形進(jìn)行計算。</p><p> (2)計算零件重心位置,求出重心至回轉(zhuǎn)軸線的距離。</p><p> (3)求重心位置并計算偏重力臂</p><p><b> (3.15)</b></p><p><b> (3.16)</b></p&g
77、t;<p><b> (4)計算偏重力矩</b></p><p><b> (3.17)</b></p><p><b> 4.位置精度要高</b></p><p> 一般說來,直角和圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手位置精度教高;關(guān)節(jié)式機(jī)械手的位置最難控制,精度差;在手冊上加設(shè)定位裝置和自檢測機(jī)
78、構(gòu),能較好的控制位置精度,檢測裝置最好裝在最后的運動環(huán)節(jié)以減少或消除傳動,嚙合件的間隙。</p><p> 除此之外,要求機(jī)械手同用性要好,能適合做種作業(yè)的要求;工藝性要好,便于加工和安裝;用于熱加工的機(jī)械手,還要考慮隔熱,冷卻;用于作業(yè)區(qū)粉塵大的機(jī)械手,還要設(shè)置防塵裝置等。</p><p> 3.3.2 手臂的設(shè)計計算</p><p> 通常先進(jìn)行粗略的估算
79、,根據(jù)運動參數(shù)初步確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸,在進(jìn)行校核計算,修正設(shè)計。</p><p> 為了便于進(jìn)行液壓機(jī)械手的設(shè)計計算,分別俯仰缸回轉(zhuǎn)油缸的設(shè)計敘述如下:</p><p><b> 1.小臂設(shè)計</b></p><p> 設(shè)小臂L=40cm,D=60cm</p><p><b> 則m=</b&
80、gt;</p><p> 則手臂總重,L=100mm</p><p><b> =0.79kg</b></p><p><b> 俯仰缸的設(shè)計計算</b></p><p> 圖3.6 仰俯缸的設(shè)計尺寸圖</p><p><b> 設(shè),,</b>
81、</p><p> 當(dāng)手臂處在仰角為的位置時,驅(qū)動力P通過連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的驅(qū)動力矩為</p><p><b> 因為,</b></p><p><b> 又因為</b></p><p><b> =,=,</b></p><p><b>
82、 而P=</b></p><p> P—油缸的工作壓力()</p><p> D—油缸內(nèi)徑(cm)</p><p> —活塞缸與缸徑,活塞桿與端差的密封裝置處的摩擦阻力(kg)</p><p><b> —通油箱,=0</b></p><p> 10590.3kg取=106
83、00kg</p><p> 106000.8=60356.601kg·cm</p><p> 當(dāng)手臂處在俯角為的位置時,驅(qū)動力P通過連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的驅(qū)動力</p><p><b> 因為:</b></p><p><b> 所以</b></p><p><
84、;b> 則</b></p><p> 當(dāng)手臂處在水平位置即為驅(qū)動力矩時</p><p><b> 因為</b></p><p> 由于手臂與支柱連軸有振動軸承,摩擦力矩較小=0</p><p><b> 所以</b></p><p> 驗證油缸是
85、否滿足要求,滿足上仰條件,出于時</p><p><b> (3.18)</b></p><p><b> =</b></p><p><b> =1134kgf</b></p><p><b> 選取=0.7,所以</b></p>
86、<p><b> (3.19)</b></p><p><b> D=0.053m</b></p><p> 整理得到D=63mm,則d=45mm。</p><p><b> 液壓缸壁和外徑計算</b></p><p><b> (3.20)<
87、;/b></p><p><b> 高強(qiáng)度鑄鐵,=60</b></p><p> 液壓缸為平底缸差,其厚度t按強(qiáng)度要求計算</p><p><b> 無孔時</b></p><p><b> (3.21)</b></p><p><b
88、> 取t=3mm</b></p><p> 液壓缸工作行程的確定</p><p><b> 由</b></p><p><b> 則S=16mm</b></p><p> 則由表2-6中的系列尺寸查得(液壓系統(tǒng)設(shè)計手冊)</p><p> S=2
89、5cm則活塞桿L=30cm</p><p> 活塞桿的穩(wěn)定性校核,活塞桿由45鋼制成。</p><p> 桿長300mm,d=45mm</p><p> 最大壓力P=1134N</p><p><b> 設(shè)穩(wěn)定安全系數(shù)為,</b></p><p> 由式(10.9)求出</p>
90、;<p><b> (3.22)</b></p><p> 活塞桿兩端可簡化為鉸支座,故,活塞桿橫截面為圓形i=</p><p> 故為,因為,故不能用歐拉公式計算</p><p> 使用直線公式,由表10.1查得,優(yōu)化碳鋼的</p><p> 由公式(10.12)可得</p>&l
91、t;p> 可見活塞桿是小柔度變壓桿,由直線公式求出</p><p> 而P=1134N,活塞桿的工作安全系數(shù)為n=</p><p><b> 所以滿足要求。</b></p><p> 2.油缸端蓋的連接方式及強(qiáng)度計算</p><p> 為保證連接的緊密性,必須規(guī)定螺釘?shù)拈g距,進(jìn)而決定螺釘?shù)臄?shù)目。</
92、p><p> 缸的一端為缸體與缸蓋鑄造成一體,另一端缸體與缸蓋采用螺釘連接。</p><p> (1)缸蓋螺釘?shù)挠嬎?lt;/p><p> 為保證連接的緊密性,必須規(guī)定螺釘?shù)拈g距,進(jìn)而決定螺釘?shù)臄?shù)目</p><p> 在這種連接中,每個螺釘在危險剖面上承受的拉力為工作載荷Q和預(yù)進(jìn)力之和。</p><p><b&g
93、t; 式中:</b></p><p><b> P—驅(qū)動力kgf</b></p><p> P—工作壓力kgf/</p><p><b> Z—螺釘數(shù)目,取8</b></p><p><b> —預(yù)緊力kgf</b></p><p>
94、; =K,K=1.5-1.8</p><p><b> 螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為:</b></p><p> 式中:=1.3——計算載荷(kgf)</p><p> 表3-1 螺釘間距與壓力p的關(guān)系</p><p><b> ()抗拉許用應(yīng)力</b></p><p> ,
95、——螺紋內(nèi)徑(cm)</p><p> 表3-2 常用螺釘材料的流動極限 </p><p><b> (2)缸體螺紋計算</b></p><p><b> (3.23)</b></p><p><b> 式中,, </b></p><p><
96、;b> D—油缸內(nèi)徑</b></p><p> —考慮螺紋拉應(yīng)力和扭應(yīng)力合成作用系數(shù)取=1.3</p><p> 3.大臂回轉(zhuǎn)缸的設(shè)計</p><p><b> 驅(qū)動手臂回轉(zhuǎn)的力矩</b></p><p> D—輸出軸與缸差密封處的直徑(cm)</p><p> L—
97、密封的有效長度(cm)</p><p> —“O”形密封圈的截面直徑(cm)</p><p> —“O”形圈在裝配時壓縮率,對于回轉(zhuǎn)運動,k=0.03-0.35</p><p><b> —摩擦系數(shù)</b></p><p> P—回轉(zhuǎn)軸缸的工作壓力(kg/)</p><p> 選取=0.
98、5,b=10cm,p=80kg/,設(shè)=6mm</p><p><b> 若,則取</b></p><p> ,取,則,D=14cm</p><p> 選用O型橡膠密封圈S58型,=4.7mm</p><p><b> 則</b></p><p><b>
99、(3.24)</b></p><p> —動片側(cè)面與缸蓋密封處的摩擦阻力距</p><p> —回轉(zhuǎn)缸動片的角速度變化量,在啟動過程中(弧度/秒)</p><p><b> —啟動過程時間</b></p><p> —手臂回轉(zhuǎn)部件,對回轉(zhuǎn)軸的輕功慣量()</p><p> 若
100、手臂回轉(zhuǎn)零件的重心與回轉(zhuǎn)軸的距離為</p><p><b> 則</b></p><p> —回轉(zhuǎn)零件對重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量</p><p><b> (3.25)</b></p><p><b> =649.2()</b></p><p><
101、;b> 設(shè)角速度,啟動時間</b></p><p> —般取=0.2P=16()</p><p><b> 由內(nèi)徑公式</b></p><p><b> (3.26)</b></p><p> 基本滿足要求,則D=16cm,d=8cm。又由</p><
102、p> 4.缸蓋連接螺釘和動片連接螺釘計算</p><p><b> 螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為</b></p><p><b> 或(取=8mm)</b></p><p> 式中:—螺釘?shù)膬?nèi)徑(cm)</p><p> —計算載荷(kgf)</p><p> —螺釘材
103、料作用拉應(yīng)力</p><p> 3.4 機(jī)身計算與分析</p><p> 機(jī)身是直接支撐和傳動手臂的部件。一般實現(xiàn)臂部的升降,回轉(zhuǎn)或俯仰等運動的驅(qū)動裝置或傳動件都安裝在機(jī)身上,或者直接構(gòu)成機(jī)體的軀干與底座相連。因此,臂部的運動愈多,機(jī)身的結(jié)構(gòu)和受力情況就愈復(fù)雜。機(jī)身既可以是固定的,也可以是行走的,即可以沿地面或架空軌道運動。此次設(shè)計機(jī)身為地面軌道運動式。它的驅(qū)動系統(tǒng)是步進(jìn)電機(jī)其型號為Y
104、132S—8功率2.2KW轉(zhuǎn)速710r/min,再電動機(jī)后接了一個圓錐圓柱齒輪減速器其輸出速度為1.2m/s。在后是一個制動箱。其主要參數(shù)是由外部計算機(jī)調(diào)整和控制,在很大程度上是由運動學(xué)和軌跡運動而去編制小車的運行程序。</p><p><b> 3.5本章小結(jié)</b></p><p> 本章介紹了機(jī)械手各部分的計算與分析,分別為手部、腕部、臂部、機(jī)身的結(jié)構(gòu),并進(jìn)
105、行了計算與校核,在使用中能滿足要求。 </p><p><b> 第4章 液壓系統(tǒng)</b></p><p><b> 4.1 液壓缸</b></p><p> 根據(jù)前面設(shè)計好的各種液壓缸的參數(shù)。</p><p><b> 1.活塞缸</b></p><
106、;p> 已知參數(shù)(包括設(shè)計出的參數(shù)):</p><p> —表示第幾個缸的參數(shù) </p><p><b> }無桿腔進(jìn)油</b></p><p><b> }有桿腔進(jìn)油</b></p><p><b> 2.擺動缸</b></p><p>
107、;<b> 已知參數(shù):</b></p><p> 注意已知參數(shù)中在前面設(shè)計中不夠明確時,則要進(jìn)行分析。已知參數(shù)(包括已設(shè)計好的參數(shù))</p><p> (1)單作用彈簧復(fù)位的夾緊缸;</p><p> =25mm,=18mm </p><p> F= =8.67cm/s</p><p>
108、 注意:為尚未夾持工件的時間。</p><p><b> (2)手腕回轉(zhuǎn)缸。</b></p><p> =80mm,=40mm,=60mm</p><p><b> (4.1)</b></p><p><b> (3)手腕擺動缸</b></p><
109、p><b> (4)手臂回轉(zhuǎn)缸 </b></p><p> =160mm =80mm =120mm</p><p> 注意:忽略角加速度和角減速度的影響</p><p> (5)手臂仰俯活塞缸:</p><p> =63mm,=45mm</p><p><b> V=5
110、cm/s</b></p><p><b> 3.估算流量</b></p><p><b> (1)夾緊缸:。</b></p><p><b> (2)手腕回轉(zhuǎn)缸:</b></p><p><b> (3)手腕擺動缸:</b></p
111、><p><b> (4)手臂回轉(zhuǎn)缸:</b></p><p> (5)手臂仰俯活塞缸:</p><p> 4.2 計算和選擇液壓元件</p><p> 4.2.1 液壓泵的選取要求及其具體選取</p><p> ?。?)計算液壓泵的工作壓力</p><p> 泵的工
112、作壓力是所有液壓缸中工作壓力最大者與管道壓力損失之和。即:</p><p> —管道和各類閥的全部壓力損失之和。</p><p> 可先估計,一般取:=(5—8)</p><p> (2)計算液壓泵的流量</p><p> ,式中:K—泄露折算系數(shù),一般,K=1.1—1.5</p><p> ?。?)選擇液壓泵
113、的規(guī)格</p><p> 參照設(shè)計手冊或產(chǎn)品樣本,選取其額定壓力比高25%—60%,其流量與上述計算一致的液壓泵。</p><p> (4)計算功率,選用電動機(jī)</p><p> 按工況圖,找出所有缸N-t圖中最高功率點的對應(yīng)的(計算值)和泵額定流量的乘積,然后除以泵的總效率</p><p><b> (4.2)</b
114、></p><p> 確定液壓泵的流量壓力和選擇泵的規(guī)格,泵的工作壓力的確定??紤]到正常工作中進(jìn)油路有一定的壓力損失,所以,泵的工作壓力為:</p><p> —液壓泵的最高工作壓力;—執(zhí)行元件的最高工作壓力</p><p> —進(jìn)油管路中的壓力損失,初算時,簡單系統(tǒng)可取0.2—0.5,</p><p> =0.5,=4.5+0
115、.5=5</p><p> 上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力,考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡,階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到,一定的壓力儲備量并確保泵的壽命,因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足</p><p> 泵流量的確定。液壓泵的最大流量應(yīng)為:</p><p> ,—液壓泵的最大流量</p><p> —同時工作的各執(zhí)行元件所需流
116、量之和的最大值。如果這時溢流閥正進(jìn)行工作,尚需加溢流閥的最小溢流量2~3L/min</p><p> —系統(tǒng)泄漏系數(shù),一般取=1.1-1.3,現(xiàn)取=1.2</p><p> 選擇液壓泵的規(guī)格。根據(jù)以上算得和,再查閱有關(guān)手冊,現(xiàn)選用YB-80BI雙聯(lián)葉片泵,該泵的基本參數(shù)為:每轉(zhuǎn)排量:10—194mL/r;泵的額定壓力=10.5;電動機(jī)轉(zhuǎn)速;容積效率;總效率。</p>&l
117、t;p> 與液壓泵匹配的電動機(jī)的選定。首先分別計算出不同工況時的功率,取它們之間的最大值作為選取電動機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在速度較小時,泵輸出的流量減小,泵的效率急劇下降,一般當(dāng)流量在0.2—1L/min范圍內(nèi)時,可取=0.03—0.14。同時,應(yīng)注意到,為了使所選擇的電動機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點時,不致停車,需進(jìn)行驗算,即</p><p><b> (4.3)</b><
118、;/p><p> 泵的工作壓力:P=245.25</p><p> —余量系數(shù),取K=1.05</p><p><b> —泵出油量</b></p><p><b> —油頭</b></p><p><b> —主管損失油頭</b></p&g
119、t;<p><b> —泵的功率</b></p><p> —傳動效率直接傳遞為1</p><p><b> 選電機(jī):</b></p><p> 4.2.2 選擇液壓控制閥的原則</p><p> 按控制閥的額定流量大于系統(tǒng)最高工作壓力和通過該閥的最大流量原則</p&g
120、t;<p> 4.2.3 選擇液壓輔助元件的要求</p><p><b> (1)濾油器</b></p><p> 按泵的最大流量選取流量略大些的濾油器,濾油精度在為網(wǎng)式或線段式濾油器即可。</p><p> (2)油管和管接頭的通徑與閥一致來選取。</p><p><b> (3)油箱
121、容積</b></p><p><b> Q=50Qp</b></p><p> 注意:Qp單位若為L/min時,V的單位為</p><p> Qp單位若為時,V的單位為</p><p> 4.2.4 具體選擇液壓元件</p><p> ?。?)換向回路的選擇</p>
122、;<p> 緊缸換向選用二位三通閥,其他缸全部選用B型的三位四通電磁換向閥。選用B型電磁閥便于微機(jī)控制,選中位為O型是使定位準(zhǔn)確。</p><p> ?。?)調(diào)速方案的選擇</p><p> 本系統(tǒng)是功率較小的,故選簡單的進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速。</p><p> ?。?)緩沖回路的選擇</p><p> 選用二位三通閥加入油路
123、,便于微機(jī)控制,提高自動化程度。</p><p> (4)系統(tǒng)的安全可靠性的選擇</p><p> 為防止伸縮缸在仰起一定角度后的自由下滑,都采用單向順序閥來平衡。</p><p> 為保證夾緊缸夾持工件的可靠性選用液控單向閥保壓和鎖緊。</p><p><b> 液壓元件的選擇</b></p>&
124、lt;p> 單向壓力補償調(diào)速閥:QI-63B,QI-130B,QI-23B</p><p><b> 單向閥:I-25</b></p><p><b> 減壓閥:I-10</b></p><p> 單向順序閥:XI-160B</p><p> 二位三通電磁閥:23D-10B,23D-
125、50B,23D-100B</p><p> 二位四通電磁閥:24D-25B,34DY-63B,34S-160B</p><p> 線隙式濾油器:XU-B327-75 XU-1337-50</p><p><b> 壓力表:Y-60</b></p><p> 確定管道尺寸時本系統(tǒng)主油路流量q=160L/min,壓油
126、管的允許流速為v=4m/s,則內(nèi)徑d=4.6=4.6=29mm</p><p> 夾緊油路d=11mm</p><p> 手腕回轉(zhuǎn)油路d=18mm</p><p> 手腕擺動油路d=18mm</p><p> 手腕回轉(zhuǎn)油路d=26mm</p><p> 手腕仰俯油路d=28mm</p><
127、p><b> 液壓油箱的設(shè)計:</b></p><p> 液壓油箱的作用是儲存液壓油,分離液壓油中的雜質(zhì)和空氣,同時起到分散的作用。</p><p> 1.液壓油箱有效容積的確定</p><p> 液壓油箱在不同的工作條件下,影響散熱的條件很多,通常按壓力范圍來考慮。液壓油箱的有效容量v可概略地確定為:</p>&l
128、t;p> 在中低壓系統(tǒng)中(p),可取v=(5—7)。</p><p> 式中:V—液壓油箱有效容量;—液壓泵額定流量</p><p> V=3=696=576,故V=576L</p><p> 應(yīng)當(dāng)注意:設(shè)備停止運轉(zhuǎn)后,設(shè)備中的那部分會因重力作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱中溢出,油箱中液壓油位不能太高,一般不應(yīng)超過液壓油箱高度的</p&
129、gt;<p> 2.液壓油箱的外形尺寸</p><p> 液壓油箱的有效容積確定或,需設(shè)計液壓油箱的外形尺寸,一般尺寸比(長:寬:高)為:1:1:1—1:2:3</p><p> 為提高冷卻效率,在安裝位置不受限制時,可將液壓油箱的容量予以增大。</p><p> 根據(jù)油箱有效容量可選BEX—630。</p><p>&
130、lt;b> 4.3 本章小結(jié)</b></p><p> 本章介紹了機(jī)械手液壓系統(tǒng)的組成,工作原理及工作過程,液壓傳動有以下優(yōu)點:</p><p> 1.液壓傳動的各種元件,可根據(jù)需要方便、靈活的來布置;</p><p> 2.重量輕、體積小、運動慣性小、反應(yīng)速度快、定位精度好;</p><p> 3.操縱控制方便,
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