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江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） I 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是送料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，首先對(duì)送料機(jī)械手的工況進(jìn)行分析，此多工位專用機(jī)械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回轉(zhuǎn)、行走裝置進(jìn)退三個(gè)自由度，以及手爪的開啟和閉合等動(dòng)作，然后給出該送料機(jī)械手的 液壓系統(tǒng)的電磁元件動(dòng)作循序表和液壓系統(tǒng)原理圖。 本械手由大臂結(jié)構(gòu)，小臂、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度，分別為手爪的開合，旋轉(zhuǎn)，小臂的上下擺動(dòng)以及大臂的旋轉(zhuǎn)等等功能。 關(guān)鍵詞： 送料機(jī)械手； 液壓系統(tǒng)；自由度；功能 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） to s in of 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 錄 第一章 緒 論 ............................................................. 1 .................................................... 1 ...................................................... 2 .................................................. 4 .................................................. 6 第二章 送料機(jī)械手 的設(shè)計(jì)方案 ............................................. 8 料機(jī)械手的總體方案圖 ............................................. 9 料機(jī)械手的工作原理 .............................................. 10 第三章 送料機(jī)械手 結(jié)構(gòu) 的 設(shè)計(jì) ............................................ 11 ..................................................... 12 ............................................... 13 ........................................... 14 壓 缸 的設(shè)計(jì) ........................................... 14 ............................................... 16 ........................................... 17 機(jī)的選型計(jì)算 .................................................... 18 第四章 送料機(jī)械手中關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度計(jì)算與校核 ....................... 23 ............................................... 24 ................................................. 25 第五章 送料機(jī)械手液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................... 26 ............................................... 27 ........................................... 28 總 結(jié) .................................................................. 29 致 謝 .................................................................. 30 參考文獻(xiàn) .................................................................. 31 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 第一章 緒論 工業(yè)機(jī)械 手技術(shù)和產(chǎn)品強(qiáng)度的可靠性得到了增強(qiáng)，有望應(yīng)用于教學(xué)，免費(fèi)的產(chǎn)品系統(tǒng)和一些新的領(lǐng)域。 只有我們創(chuàng)建的模式可十分完美地與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起，才能建立一個(gè)滿是生機(jī)的社會(huì)環(huán)境，幫助型機(jī)械手也才能服務(wù)大眾的各類活動(dòng)。如果多個(gè)應(yīng)用程序可以為我們創(chuàng)造的，他們提供快速，安全的服務(wù)，滿足他們的需求，將是非常愉快的。所以，我們應(yīng)該抓緊實(shí)現(xiàn)建設(shè)這樣一個(gè)好的平臺(tái)。 此外，因?yàn)榻逃侨瞬诺呐囵B(yǎng)，社會(huì)和工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域也要由它來服務(wù)。教育以及教育系統(tǒng)以機(jī)械手為目標(biāo)的不僅得提高應(yīng)付難處的能力；他們也喜歡傳統(tǒng)的技術(shù)， 在不同的方向、在合作領(lǐng)域，但關(guān)鍵是要把機(jī)械手技術(shù)對(duì)社會(huì)和高級(jí)人才使用。對(duì)于很多特殊地方，像危險(xiǎn)性很大或我們難以到達(dá)的，比如拆除炸彈，未知探測(cè)等相應(yīng)領(lǐng)域，對(duì)以上危險(xiǎn)狀況深入探尋通常需要機(jī)械手來實(shí)現(xiàn)。微小型步行機(jī)械手是機(jī)械手的一個(gè)重要分支，步行機(jī)械手與超過六英尺，八條腿的機(jī)械手相比，由于承載能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，所以，全球大批研究者，開始普遍重視它。 1）實(shí)現(xiàn)的潛力 2010 年，國家各部委進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和論證后認(rèn)為：智能機(jī)械手這個(gè)大產(chǎn)業(yè)在接下來的幾十年內(nèi)產(chǎn)值和市場(chǎng)占有率都會(huì)是井噴式的。 在 2013 七月，在測(cè)量市場(chǎng)大小的根本上行使 2010 之“機(jī)械手產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)趨勢(shì)考查”后續(xù)。情況即中國市場(chǎng)正在急劇膨脹，然后韓國，日本和德國都在拼命瓜分市場(chǎng)。 2）工業(yè)機(jī)械手的定義和需求 在日本，工業(yè)機(jī)械手從開始普及到現(xiàn)在已然 30 年。工業(yè)機(jī)械手對(duì)全球制造業(yè)發(fā)展提供了很多的幫助，像戰(zhàn)勝了困難的，污濁的，無法掌握的應(yīng)用情況，供應(yīng)了優(yōu)秀的產(chǎn)品品質(zhì)，補(bǔ)充了貧乏的現(xiàn)場(chǎng)人力。 能理解，在將來數(shù)年，由于老齡化加劇，現(xiàn)場(chǎng)人力數(shù)目縮小，會(huì)發(fā)生很多的用人貧乏。因此，產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的希冀變得更多。產(chǎn)業(yè)機(jī)械手在全新范疇的施行（像食物 ，藥劑以及消費(fèi)物 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 的研發(fā)，建設(shè)以及制造范圍）亦然有很好的遠(yuǎn)景。特別是在醫(yī)學(xué)范疇，試劑以及樣品分析前處理，可能獲得類似于高度精準(zhǔn)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。人力也能夠防止于在危急境況下作業(yè)，如病毒和細(xì)菌。 另一面來說，怎么去教依舊是產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的很大問題。利用口令進(jìn)行示范，必須鍛煉的非常好，方能嫻熟的操縱各式各樣產(chǎn)業(yè)機(jī)械手。在當(dāng)下的機(jī)械手體系里，多臂互相配合鏈接操縱的境況下，操縱要用去巨額的工夫。早前的機(jī)械手體系愈來愈艱巨，是讓教授更易學(xué)的一個(gè)大難點(diǎn)。在將來的時(shí)間里邊，達(dá)成不必講授成了終極的目的。更由于這樣，智能的機(jī)械手會(huì)成 為不可或缺的。我們需求各式各類的研發(fā)成效，聯(lián)合科研院所的協(xié)助。 課題研究的內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的題目是送料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)的送料機(jī)械手的主要內(nèi)容為： （ 1）對(duì)多工位專用機(jī)械手的工況進(jìn)行分析。 （ 2）實(shí)現(xiàn)多工位專用機(jī)械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回轉(zhuǎn)、行走裝置進(jìn)退三個(gè)自由度，以及手爪的開啟和閉合等動(dòng)作要求。 （ 3）給出液壓系統(tǒng)的電磁元件動(dòng)作循序表和液壓系統(tǒng)原理圖。 內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 在日本，工業(yè)機(jī)械手從開始普及到現(xiàn)在已然 30年。工業(yè)機(jī)械手對(duì)全球制造業(yè)發(fā)展提供了很多的幫助，像戰(zhàn)勝了困難的，污濁的，無法掌握的應(yīng)用情況，供應(yīng)了優(yōu)秀的產(chǎn)品品質(zhì)，補(bǔ)充了貧乏的現(xiàn)場(chǎng)人力。能理解，在將來數(shù)年，由于老齡化加劇，現(xiàn)場(chǎng)人力數(shù)目縮小，會(huì)發(fā)生很多的用人貧乏。因此，產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的希冀變得更多。產(chǎn)業(yè)機(jī)械手在全新范疇的施行（像食物，藥劑以及消費(fèi)物的研發(fā)，建設(shè)以及制造范圍）亦然有很好的遠(yuǎn)景。特別是在醫(yī)學(xué)范疇，試劑以及樣品分析前處理，可能獲得類似于高度精準(zhǔn)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。人力也能夠防止 于在危急境況下作業(yè)，如病毒和細(xì)菌。 另一面來說，怎么去教依舊是產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的很大問題。利用口令進(jìn)行示范，必須鍛煉的非常好，方能嫻熟的操縱各式各樣產(chǎn)業(yè)機(jī)械手。在當(dāng)下的機(jī)械手體系里，多臂互相配合鏈接操縱的境況下，操縱要用去巨額的工夫。早前的機(jī)械手體系愈來愈艱巨，是讓教授更易學(xué)的一個(gè)大難點(diǎn)。在將來的時(shí)間里邊，達(dá)成不必講授成了終極的目的。更由于這樣，智能的機(jī)械手會(huì)成為不可或缺的。我們需求各式各類的研發(fā)成效，聯(lián)合 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 科研院所的協(xié)助。 由于全球都邁進(jìn)了衰老型社會(huì)，想讓老弱病殘幼在存活和環(huán)境容納中獲得援手。估計(jì)機(jī)械手會(huì)給以充分 的反饋，好比訊號(hào)的供應(yīng)以及撐持，幫助那些居家討生活的人，向組建社團(tuán)給以幫助，縮小休養(yǎng)之包袱，給身體功能施以幫助，以及增加商業(yè)設(shè)施。這會(huì)能使得老人以及殘疾人覺得就是貌似孩子們、孫子們和他們呆在一塊兒似的。歷經(jīng)實(shí)踐，這是愈來愈明朗，在以后，服務(wù)型機(jī)械手的成長會(huì)加快環(huán)境容納度，我們會(huì)使得延續(xù)康健的時(shí)期愈來愈長，用自幫自助的存在方法，有目的地工作和參與社會(huì)。所以有，它可以變成構(gòu)建更好環(huán)境以及衰老境況乃至世界上生長的能量。 如果我們必須領(lǐng)會(huì)服務(wù)機(jī)械手體系的運(yùn)作方法，就得懂得實(shí)際情況、顧客還有產(chǎn)品中的懸殊，包括領(lǐng)導(dǎo)大批 機(jī)械手還給以幫助。不只是增添了很多額外花費(fèi)，以及能否賺錢的疑惑。誠然我們可以建造出來服務(wù)機(jī)械手體系，若是服務(wù)的回報(bào)無法回本更無盈利，就更不能擴(kuò)大利用了。假如一個(gè)多服務(wù)系統(tǒng)機(jī)械手可以建造出來，可給他人用的嶄新的幫助方式已初露鋒芒，制造者才敢去想走到了這一步，得到的回報(bào)能否順利地抵消甚至超出用去的本金。所以，現(xiàn)在極大的障礙是創(chuàng)造出一個(gè)體系，這體系會(huì)滲透進(jìn)幫助型機(jī)械手的發(fā)展范疇，也更容易滲透進(jìn) 在日本，那樣的向來肩負(fù)著本國對(duì)外競(jìng)爭力的研發(fā)科技、生產(chǎn)制造人員卻是在急劇銳減，現(xiàn)在，他們加快應(yīng)對(duì)著居民衰老化 ，真正境況是，依托相應(yīng)調(diào)研報(bào)告，眼下的事實(shí)卻是，日本群眾用在高端科技的精力以及會(huì)意程度非常明顯的愈來愈少了。即使如此，機(jī)械手和機(jī)械手應(yīng)用工程課堂展示教學(xué)也收獲了重視，是一種很好的鍛煉制造員工以及淡化對(duì)科學(xué)害怕的技術(shù)措施。機(jī)械手活動(dòng)比賽被承辦在各式各樣的地區(qū)，傳統(tǒng)刊物也錄用了興趣者們的作品，還有機(jī)械手知識(shí)亦然在人民里邊傳播開來。 電機(jī)把持，傳感器科學(xué)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用，機(jī)構(gòu)零部件和別的技術(shù)歸納在一塊，是為機(jī)械手技術(shù)。于是，途徑 源自困難的進(jìn)修以及同等的要領(lǐng)，激發(fā)了察覺麻煩的本領(lǐng)以及處理的技巧，相當(dāng)順 應(yīng)思維培養(yǎng)的組合，其也可增強(qiáng)優(yōu)化多組件科技以及提升歸納體系的優(yōu)點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)此方針，不妨面向基礎(chǔ)教育的同學(xué)達(dá)成科學(xué)培養(yǎng)，使培養(yǎng)方式和手段得以普遍使用，還有方針即是開始于小學(xué)和初中止于科技培養(yǎng)部門工程師。 何人最先取得此項(xiàng)專利已無可知曉，只了解到外國科學(xué)家在十九世紀(jì)末建造出了一部類似于騾馬，整體部分是用齒輪以及連接桿件機(jī)構(gòu)組裝，人可以騎在上面用腳蹬 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 踏板推動(dòng)運(yùn)行的機(jī)械手，但是卻沒有做出實(shí)物來加以佐證 而相關(guān)資料中并沒有找到對(duì)這個(gè)作品的介紹，所以那個(gè)時(shí)候有 關(guān)機(jī)械手的研究還僅能思索腿的組成以及運(yùn)動(dòng)起來的行程路徑。20世紀(jì)中期 然放進(jìn)步態(tài)研究的思維制造出來在每一條腿上都用成組的連接桿件體系拼裝而且安裝兩個(gè)搖桿體系結(jié)構(gòu)以操縱機(jī)械手的步伐軌跡，已然加入步態(tài)設(shè)計(jì)的思路。同期，又有兩位發(fā)明家麥吉以及弗蘭科創(chuàng)作了首部徹底用計(jì)算機(jī)操縱的行走機(jī)械手。接下來幾年有關(guān)此機(jī)器的設(shè)計(jì)被充分的融入了運(yùn)行操縱理論。 1979年席羅思在行進(jìn)機(jī)械手里加入了操縱水平行走的儀器，同樣在腿上加入了保持和校對(duì)偏向的裝置。 20世紀(jì)末布朗、羅布特以及莎普恩斯研究了加入了液壓部件和直流電機(jī)的相 應(yīng)機(jī)械手。這都意味著人類對(duì)四桿動(dòng)力體系的認(rèn)識(shí)已從簡單的考慮邁入了整體操縱、計(jì)算機(jī)和高新科技的相互融匯貫通的康莊大道。 械手的組成和分類 機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖 1所示。 圖 1機(jī)械手組成方框圖 (一 )執(zhí)行機(jī)構(gòu) 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。 1、手部 即與 物件接觸的部件，這是送料機(jī)械手的核心部件之一，手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好與壞 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 與送料機(jī)械手的功用性能的好壞有直接的關(guān)系。 2、手腕 起到連接手部和手臂部分的組件就是手腕，常規(guī)的手腕有多種形式，視具體情況而定。 壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) 廣泛的液壓工程和多方位的服務(wù)領(lǐng)域都需要液壓系統(tǒng)的支持，在各行各業(yè)，特別是工程機(jī)械領(lǐng)域，液壓缸的使用非常廣泛，幾乎無處不在。傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)形式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)今越來越快的工業(yè)腳步的進(jìn)展，迫切需要液壓系統(tǒng)進(jìn)行更新?lián)Q代處理，從而來滿足當(dāng)今社會(huì)液壓工業(yè)發(fā)展的需要。總之，現(xiàn)代液壓工程有五個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域 ：能源液壓的開發(fā)和交付，用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的液壓開發(fā)和交付，在各種液壓服務(wù)的開發(fā)和交付，以及家庭和個(gè)人生活中的應(yīng)用提供了各種液壓的發(fā)展，液壓臂的開發(fā)和交付。水利工程的理論基礎(chǔ)的建立和發(fā)展。例如，在工程力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)流體和壓力的研究；金屬和非金屬材料性能的研究，材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用；熱生成熱力學(xué)，傳導(dǎo)和開關(guān)；各種液壓部件的研究有不同的功能，工作原理，結(jié)構(gòu)，和液壓原理和液壓零件的科學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)算；研究金屬和非金屬成型和金屬切削加工技術(shù)和非技術(shù)等。研究，并開發(fā)新的液壓產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代液壓產(chǎn)品來滿足 當(dāng)前和未來的需求設(shè)計(jì)。液壓產(chǎn)品包括：規(guī)劃和實(shí)施生產(chǎn)設(shè)施；生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)計(jì)劃的發(fā)展和實(shí)施的準(zhǔn)備；制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具，模具和材料定額；確定工作定額；組織加工，裝配，測(cè)試和包裝運(yùn)輸；產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。液壓機(jī)制造企業(yè)的經(jīng)營管理。液壓系統(tǒng)的液壓部件通常是由許多獨(dú)特的形狀組合，精密零件的加工工藝復(fù)雜的產(chǎn)品。一個(gè)單件、小批量的生產(chǎn)量，而且在批量，大批量生產(chǎn)，直到。銷售目標(biāo)在所有行業(yè)和個(gè)人，家庭。還賣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件影響下，可能會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)。因此，液壓元件制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，和生產(chǎn)管理的研究，規(guī)劃和管理等企 業(yè)都開始在液壓行業(yè)。液壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護(hù)，修理和用于各種工業(yè)和成套液壓設(shè)備的液壓改造，液壓產(chǎn)品保證長期使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)。液壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護(hù)，修理和改造各種工業(yè)用液壓及成套液壓設(shè)備，液壓產(chǎn)品，保證長期使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 第二章 送料機(jī)械手 的設(shè)計(jì)方案 料機(jī)械手的總體方案圖 本械手由大臂結(jié)構(gòu)，小臂、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度，分別為手爪的開合，旋轉(zhuǎn)，小臂的上下擺動(dòng)以及大臂的旋轉(zhuǎn)等等功能。當(dāng)需要夾持的工件是固態(tài)物體的時(shí)候，手部應(yīng)該設(shè)計(jì)成開合型的，這樣就可以直接通過汽缸實(shí)現(xiàn)工件的夾緊與松開了。本次設(shè)計(jì)的送料機(jī)械手的總體方案圖如下圖 2所示： 圖 2機(jī)械手總體方案圖 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 料機(jī)械手的工作原理 本次設(shè)計(jì)的送料機(jī)械手的結(jié)構(gòu)主 要由大臂結(jié)構(gòu)，小臂、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及直線導(dǎo)桿等等組成。該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度，分別為手爪的開合，旋轉(zhuǎn)，小臂的上下擺動(dòng)以及大臂的旋轉(zhuǎn)等等功能。當(dāng)需要加持料到機(jī)床里面的時(shí)候，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿螺母副動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)底座的移動(dòng)，然后由液壓缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的大臂、小臂動(dòng)作，手部的夾爪夾住工件放到指定的位置，然后多工位專用完成后，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手后退，液壓缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的大臂、小臂動(dòng)作，如此循環(huán)。 第三章 送料機(jī)械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 持式手部結(jié)構(gòu) 夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指 (或手爪 )和傳力機(jī)構(gòu)所組成。其傳力結(jié)構(gòu)形式比較多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。 指的形狀和分類 夾持式是最常見的一種，其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為基本型式。當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的兩個(gè)回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無窮小時(shí)，就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指 ;同理。 計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問題 (一 )具有足夠的握力 (即夾緊力 ) (二 )手指間應(yīng)具有一定的開閉角 (三 )保證工件準(zhǔn)確定位 為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶“ V”形面的手指，以便自動(dòng)定心。 (四 )具有足夠的強(qiáng)度和剛度 (五 )考慮被抓取對(duì)象的要求 部夾緊液壓缸的設(shè)計(jì) 1、手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手夾持器結(jié)構(gòu)原理如圖 3所示： 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 圖 3手部 其工件重量 G=5公斤， 1202 ?? ， 41 2 0 ??? ,摩擦系數(shù)為 10.0?f 其驅(qū)動(dòng)力為 : ? N 握力計(jì)算公式 : )(? ?? )(25)42560(??? ??所以 ? N )(245 N? 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 (3)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力 : ? 21實(shí)際 I,因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動(dòng)，故取 ，并取 K 。若被抓取工件的最大加速度取 ? 時(shí)，則 : 412 ??? 所以 )(p ????實(shí)際 2、液壓缸的直徑 本液壓缸屬于單向作用液壓缸。其公式為 : ?? 4 21? 式中 : 1F - 活塞桿上的推力， N - 彈簧反作用力， N 液壓缸工作時(shí)的總阻力， N P - 液壓缸工作壓力， 簧反作用按下式計(jì)算 : )1( ? 141? 式中 : 彈簧剛度， N/m 1 - 彈簧預(yù)壓縮量， m s - 活塞行程， m 1d - 彈簧鋼絲直徑， m 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 1D - 彈簧平均直徑， . n - 彈簧有效圈數(shù) . G - 彈簧材料剪切模量，一般取 ? 則 : ? 421?? 液壓缸的直徑 : ?? (4 1 ??代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得 ?fG 4333915)1030(8)??????)/(7 )1( ? )(N???? ?所以 : ?D 1(4 ?? ????? )( 查有關(guān)手冊(cè)圓整，得 5? 由 ??可得活塞桿直徑 : ( ???? ][)4//( 21 ?? ?有 : [/14( ?? 其中， [? ] ， 501 ? 則 : 2 0/4 9 04( ??? ?d 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 ? 滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。 3,缸筒壁厚的設(shè)計(jì) ][2/ ?? 式中 :6- 缸筒壁厚， - 液壓缸內(nèi)徑， mm 實(shí)驗(yàn)壓力，取 , 料為 :? ]=3入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為 : ][2/ ?? )(032/(10665 65????取 ，則缸筒外徑為 : )(??? 壓缸驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 單葉氣缸的壓力 的關(guān)系為 : 2 )(22 ?, 或 )(222 ? 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 壓缸驅(qū)動(dòng) 力矩的計(jì)算校核 氣缸長度 00? ,氣缸內(nèi)徑 1D =96徑 8? ,軸徑62 ? 2D =26徑 3? ,氣缸運(yùn)行角速度 ? = s/90? ，加速度時(shí)間t? = 壓強(qiáng) , 則力矩 2 )(22 ?).( 2 226???1．測(cè)定參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量 01 ? ,分析部件的質(zhì)量分布情況， 質(zhì)量密度等效分布在一個(gè)半徑 0? 的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 2212 （ 已知整個(gè)工件的重量為 5千克， 5,質(zhì)量分布于長 00? 的棒料上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ).(c????。 假如工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合，對(duì)于長 00? 的棒料來說，最大偏心距 01 ? ，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 : ).(0 1 6 4 c??????慣M ???)( 1 ).((?2、與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合， 01 ?e ，夾持工件一端時(shí)工件重心偏離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 03 ? ,則 ?偏M 11+ 33 ).(?????3、 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩為 摩M 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 摩M ? )(2 12 A ? ? )?? ? ).(05.0 4、在此處估計(jì) 封M 為 摩M 的 3倍， 封M ? 3? 摩M ? ? ).(15.0 ? 封摩偏慣驅(qū) ??? ? ?? ? ).(29 ?設(shè)計(jì)尺寸符合使用要求，安全。 機(jī)的選型計(jì)算 已知 整個(gè)送料機(jī)械手的總重量 50他重量 150們?nèi)】傊亓繛?200動(dòng)速度為 1~2r/： m m m g = 2 0 0 × 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 / 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 01(t 60? m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0?? ? 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 電機(jī)轉(zhuǎn)速 電 機(jī) ? 0 0 / m i 0 0 5電 機(jī) ? ? ?0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9? ? ?? ? ?? N m?? ? ?式中： 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2? ? ?? ? ?? J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 ? ? 2 . 3 6 .? ? ?T M T L T S S N m 里取 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號(hào)為 160電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。160 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電 機(jī)型號(hào)為160機(jī)額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 大轉(zhuǎn)矩為 定轉(zhuǎn)速為 3000r/ 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 第四章 送料機(jī)械手中關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度計(jì)算與校 輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核 由于機(jī)械手夾持器的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪材料均選用 45,調(diào)質(zhì)處理 。 查得： M P 5011702? ?? ?? ?? 則： 818216 0 6 0 * 1 * 5 2 0 * ( 5 * 3 0 0 * 1 2 ) 5 . 6 1 6 * 1 0/ 2 . 7 2 1 6 * 1 0N a n i? ? ???查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖，得： ? ??Y (1)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 載荷系數(shù)，取 K=得： M ?? ?接觸應(yīng)力為 ： 232212 1 . 5 5 . 5 6 4 7 1 0 3 . 0 61 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 1 7 2 . 0 7 92 4 7 8 2 . 0 6H E Zb d a???? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? ?? ? i i i i ??????????(2)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取 K=表：? ??Y 用彎曲應(yīng)力 ： ? ?m Y?? ? 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取 F? 則： ? ?1 3 5 0 0 . 9 2 2 5 7 . 61 . 2 5F M P a? ??? ? ?2 3 5 0 0 . 9 8 2 7 4 . 41 . 2 5F M P a? ??? 1 1 11 2212000 2 0 0 0 1 . 5 5 . 5 6 4 7 2 . 6 8 1 . 5 62 4 3 2 61 2 . 4 2 8F a S Y Yb m a? ? ? ? ? ??? ???2221112 . 4 6 1 . 6 8 1 2 . 4 2 8 1 2 . 2 8 52 . 6 8 1 . 5 6F a S a S P ?? ? ? ? ?? 由上述計(jì)算可知，均滿足要求 。 的強(qiáng)度計(jì)算與校核 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 軸的計(jì)算應(yīng)力 3252232 ????????? （ 選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理， ? ? 601 ??? 此， ? ?1?? ??故安全。 （ 7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 V 引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而 受載的情況來看，截面 應(yīng)力集中不大，故 需校核截面 V。 ②截面 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW （ 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 抗扭截面系數(shù) 5 4 8 8 0 01 4 3 ???? （ 截面 為 ??M （ 截面 為 32000001 ?T 截面上的彎曲應(yīng) 4 4 00 6 6 5 70 ??? （ 截 面 上 的 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 8 8 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T? （ 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn) [1]表 115? 可知， 640?B? 751 ??? 1551 ??? 用插入法求出 ??k， ?????面質(zhì)量系數(shù)為： ?? ?? 軸未經(jīng)表 面強(qiáng)化處理， 1?q? 固得綜合系數(shù)為 ?????????? ?? （ 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 ?????????? ??由文獻(xiàn) [1] § 13? ，§ 23? 可知，碳鋼的特性系數(shù) ? 取 ? ? 取 ? 所以軸在截面 ?????? ??? ???? （ ?????? ??? ?????（ ??????? ??（ 故該軸在截面 ③截面 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW 抗扭截面系數(shù) 4 3 9 4 0 01 3 3 ???? 截面 為 ??M 面 為 3200000?T 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 截面上的彎曲應(yīng)力 9 7 00 6 6 5 70 ??? 面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 9 4 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T?面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按附表 23? 查取。? ? ? ， ? 又由文獻(xiàn) [1]附圖 13? 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 q ， q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn) [1，附 43? ]為 (1 ???????? ??? ? （ (1 ???????? ??? ?軸的截面形狀系數(shù)為 ? 軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 ? 綜合系數(shù)為 ?????????? ???????????? ??所以軸在截面 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 51 ??????? ??? ???? ?????? ??? ???????????? ??故該軸在截面 第五章 送料機(jī)械手液壓系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 壓系統(tǒng)原理圖的確定 根據(jù)系統(tǒng)工況，可知，此次設(shè)計(jì)的送料機(jī)械手主要是通過液壓缸提供動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，其具體的液壓系統(tǒng)原理圖如下圖 5所示： 圖 5 液壓系統(tǒng)原理圖 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 磁元件動(dòng)作循序表的確定 電磁元件動(dòng)作循序表如下圖 6所示： 圖 6 電磁元件循序表 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 總結(jié) 寫到這里，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)總算快要完成了，通過幾個(gè)月的努力和時(shí)間的付出，總算有了這么一點(diǎn)點(diǎn)成就，覺得挺自豪的，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自己之前思念在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 ，還有很多問題不大懂，也不明白，幸虧有我的導(dǎo)師和同學(xué)們的指導(dǎo)和幫助，然后自己查找相關(guān)書籍和資料，總算有了論文的初步構(gòu)思，然后通過這幾個(gè)月的付出，以至于今天的論文總算要告一段落了，此時(shí)的我心里百感交集，覺得做一門學(xué)問很不容易，想要成為一名合格的設(shè)計(jì)工程師，我們要走的路還很長，需要在工作中邊工作邊學(xué)習(xí)，在工作中學(xué)習(xí)，在工作中成長，這樣才能使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 致謝 至此在論文完成之際，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)同時(shí)，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么了，不再是從前那個(gè)愛貪玩的我了。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，查找了各類的送料機(jī)械手的設(shè)計(jì)資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動(dòng)和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多 有用的知識(shí)，在此對(duì)所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)老師。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 參考文獻(xiàn) [1] 鄭淑芳 機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究與探討 北京：科學(xué)出版社， 2] 黃長藝 機(jī)械手操作系統(tǒng)概述 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 3] 周宏甫 . 送料機(jī)械手 的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 4] 姜繼海，宋錦春，高常識(shí) . 送料機(jī)械手 工作原理 5] 張春林，曲繼方，張美麟 機(jī)械工業(yè)出版社， 6] 錢平 . 送料機(jī)械手 應(yīng)用技 術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社， 7] 張遼遠(yuǎn) . 送料機(jī)械手 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 機(jī)械工業(yè)出版社 8] 基恩士傳感器選擇手冊(cè) 2010 版本 [9] 黃長藝，嚴(yán)普強(qiáng) 機(jī)械工業(yè)出版社， 10] 張桓，陳作模 高等教育出版社， 11] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn) . 送料機(jī)械手 原理 12] 徐錦康 高等教育出版社， 13] 胡泓，姚伯威 北京：國防工業(yè)出版社， 14] 陳鐵鳴 送料機(jī)械手 的創(chuàng)新 . 高等教育出版社， 15] 孫靖民 機(jī)械工業(yè)出版社， 16] 王勇領(lǐng) 北京 :清