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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目：工業(yè)機(jī)器人夾持器的設(shè)計(jì)
________________________
英文題目：The design of mec
hanical hand gripper
學(xué) 院：________________________
專(zhuān) 業(yè)：________________________
姓 名：________________________
學(xué) 號(hào)：________________________
指導(dǎo)教師：________________________
2015年11月12日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明
該畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。其他同志對(duì)本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的聲明并表示了謝意。
作者簽名：
日期： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明
本人完全了解XX學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨既炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存該畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后遵守此規(guī)定。
作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日
摘要
本次的設(shè)計(jì)來(lái)源于工業(yè)機(jī)器人夾持器設(shè)備更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過(guò)設(shè)計(jì)出工業(yè)機(jī)器人夾持器，從而來(lái)滿(mǎn)足當(dāng)今機(jī)械手組成部件之一的工業(yè)機(jī)器人夾持器各方面性能不足的缺陷。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)自于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)設(shè)計(jì)出新型工業(yè)機(jī)器人夾持器，從而來(lái)掌握工業(yè)機(jī)器人夾持器的整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識(shí)。
我國(guó)生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人夾持器從仿制開(kāi)始起步，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受?chē)?guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人夾持器的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶(hù)的要求仍有較大差距，工業(yè)機(jī)器人夾持器的生產(chǎn)也是如此，為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)出一種新型的工業(yè)機(jī)器人夾持器勢(shì)在必行！
本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了工業(yè)機(jī)器人夾持器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了工業(yè)機(jī)器人夾持器總的指導(dǎo)思想，從而得出了該工業(yè)機(jī)器人夾持器的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，對(duì)提高機(jī)械手的工作效率，減少人工投入，增強(qiáng)夾持質(zhì)量等等起到了很大的作用的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人夾持器機(jī)；高效；人工投入；結(jié)論
Abstract
This paper mainly introduces the current situation and development prospect of automotive beauty decoration industry, car beauty industry is experiencinga hitherto unknown development opportunity, there are good prospects for development. But due to the current situation of enterprise development disorder, not standardized, quality of personnel is low, which seriously restrict the development of the industry.
that car decoration and beauty will be the century of China's most promising gold industry, known as the automotive industry "second gold", isa sunshine industry.China attaches great importance to the status of the degreeis not enough, and the baby chair to drive innovation design, to achieve a "chair", to improve the above situation.Therefore, this paper carries on research on scheme selection.
Through the professional knowledge of the designer to master the relevantinformation on the Internet, as well as the current situation at home and abroad, the design scheme, after a detailed investigation, this graduation design is to design a set of practical multifunctional baby chair.This design is begins with the argument, introduces in detail the scheme analysis, design process and calculating process.
Key words：Machine manufacture;Crankshaft;Processing craft;Fixture;
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義 1
1.2機(jī)械手的組成 2
1.2.1機(jī)械手的組成 3
1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 5
2 機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案 6
2.1座標(biāo)型式與自由度的設(shè)計(jì) 8
2.2手部結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 10
2.3手腕結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 14
2.4手臂結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 16
3 工業(yè)機(jī)器人夾持器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18
3.1夾持式手部結(jié)構(gòu) 19
3.1.1手指的形狀和分類(lèi) 20
3.1.2設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)題 20
3.1.3手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì) 21
3.2 氣缸驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 22
3.3 氣缸驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算校核 23
4 工業(yè)機(jī)器人夾持器中關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度計(jì)算與校核 23
4.1 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核 24
4.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核 25
結(jié)論 26
致謝 27
參考文獻(xiàn) 28
XX學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
1 緒論
1.1 課題的來(lái)源與研究的目的和意義
當(dāng)今社會(huì)，過(guò)度的專(zhuān)業(yè)知識(shí)分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的太狹隘，考慮的問(wèn)題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹?lái)越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專(zhuān)業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái)，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)。現(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來(lái)越復(fù)雜，很多幻想成為過(guò)去的現(xiàn)實(shí)。人類(lèi)現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀(guān)察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類(lèi)的新興科學(xué)已經(jīng)開(kāi)始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來(lái)幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類(lèi)智慧的增長(zhǎng)并沒(méi)有減少手的效果，而是要求越來(lái)越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類(lèi)的進(jìn)化過(guò)程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。
1987年，日本Subaru把裝備工業(yè)機(jī)器人夾持器的機(jī)械人投放市場(chǎng)，獲得成功。歐洲的Ford和Fi工業(yè)機(jī)器人夾持器也將新開(kāi)發(fā)的工業(yè)機(jī)器人夾持器裝配在機(jī)械手上。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠(chǎng)商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人夾持器的研發(fā)工作。現(xiàn)在國(guó)外等著名機(jī)械人品牌中，都有配備工業(yè)機(jī)器人夾持器的銷(xiāo)售，全世界工業(yè)機(jī)器人夾持器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，裝備有工業(yè)機(jī)器人夾持器的機(jī)械人市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)，因此工業(yè)機(jī)器人夾持器是當(dāng)今機(jī)械人比配的裝置已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。
1.2 機(jī)械手的組成
1.2.1 機(jī)械手的組成
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2-1所示。
圖2-1 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，這是工業(yè)機(jī)器人夾持器的核心部件之一，手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好與壞與工業(yè)機(jī)器人夾持器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。
1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
在日本，工業(yè)機(jī)械手從開(kāi)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(wú)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(lái)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(lèi)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(lái)說(shuō)，怎么去教依舊是產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的很大問(wèn)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(lái)愈艱巨，是讓教授更易學(xué)的一個(gè)大難點(diǎn)。在將來(lái)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(lèi)的研發(fā)成效，聯(lián)合科研院所的協(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(jué)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(lái)愈明朗，在以后，服務(wù)型機(jī)械手的成長(zhǎng)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(lái)愈長(zhǎng)，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(zhǎng)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(qián)的疑惑。誠(chéng)然我們可以建造出來(lái)服務(wù)機(jī)械手體系，若是服務(wù)的回報(bào)無(wú)法回本更無(wú)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(lái)，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)IT行業(yè)。
在日本，那樣的向來(lái)肩負(fù)著本國(guó)對(duì)外競(jìng)爭(zhēng)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(lái)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(kāi)來(lái)。
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PBL——源自困難的進(jìn)修以及同等的要領(lǐng)，激發(fā)了察覺(jué)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(kāi)始于小學(xué)和初中止于科技培養(yǎng)部門(mén)工程師。
何人最先取得此項(xiàng)專(zhuān)利已無(wú)可知曉，只了解到外國(guó)科學(xué)家在十九世紀(jì)末建造出了一部類(lèi)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踏板推動(dòng)運(yùn)行的機(jī)械手，但是卻沒(méi)有做出實(shí)物來(lái)加以佐證.20世紀(jì)初又有人運(yùn)用齒輪以及連接桿件體系制造出類(lèi)似的機(jī)械手，然而相關(guān)資料中并沒(méi)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(lái)的行程路徑。20世紀(jì)中期Shigley已然放進(jìn)步態(tài)研究的思維制造出來(lái)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(lái)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(lèi)對(duì)四桿動(dòng)力體系的認(rèn)識(shí)已從簡(jiǎn)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。
2 機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案
2.1 座標(biāo)型式與自由度的設(shè)計(jì)
機(jī)械手的坐標(biāo)形式一般分為圓柱坐標(biāo)，球坐標(biāo)等等形式，自由度一般有1到5個(gè)自由度。其具體參考圖如下圖所示：
2.2 手部結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)
當(dāng)需要夾持的工件是棒材狀的物料的時(shí)候，手部應(yīng)該設(shè)計(jì)成開(kāi)合型的，當(dāng)工件是板料時(shí)，使用氣流負(fù)壓式吸盤(pán)。
2.3 手腕結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)
一般為了設(shè)計(jì)合理，具有通用性，一般情況下，手腕部的設(shè)計(jì)都是采用回轉(zhuǎn)氣缸的形式，這樣可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手手腕部的旋轉(zhuǎn)和伸縮，具有多種功效。
2.4 手臂結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)
根據(jù)人體工程學(xué)原理，機(jī)械手手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3 工業(yè)機(jī)器人夾持器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人夾持器具體的方案結(jié)構(gòu)圖如下圖3.1所示：
圖3.1 工業(yè)機(jī)器人夾持器結(jié)構(gòu)方案圖
3.1 夾持式手部結(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。
3.1.1 手指的形狀和分類(lèi)
夾持式是最常見(jiàn)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(wú)窮小時(shí)，就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指;同理。
3.1.2 設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)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(kāi)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
3.1.3 手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì)
1、手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算
本次設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人夾持器結(jié)構(gòu)原理如圖3-2所示：
圖3-2 齒輪齒條式手部
其工件重量G=5公斤，
V形手指的角度，,摩擦系數(shù)為
其驅(qū)動(dòng)力為:
握力計(jì)算公式:
所以
(3)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力:
I,因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動(dòng)，故取，并取。若被抓取工件的最大加速度取時(shí)，則:
所以
2、氣缸的直徑
本氣缸屬于單向作用氣缸。其公式為:
式中: - 活塞桿上的推力，N
- 彈簧反作用力，N
- 氣缸工作時(shí)的總阻力，N
- 氣缸工作壓力，Pa
彈簧反作用按下式計(jì)算:
Gf =
式中:- 彈簧剛度，N/m
- 彈簧預(yù)壓縮量，m
- 活塞行程，m
- 彈簧鋼絲直徑，m
- 彈簧平均直徑，.
- 彈簧有效圈數(shù).
- 彈簧材料剪切模量，一般取
則:
氣缸的直徑:
代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得
所以:
查有關(guān)手冊(cè)圓整，得
由,可得活塞桿直徑:
有:
其中，[]，
則:
滿(mǎn)足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。
3,缸筒壁厚的設(shè)計(jì)
式中:6- 缸筒壁厚，mm
- 氣缸內(nèi)徑，mm
- 實(shí)驗(yàn)壓力，取, Pa
材料為:ZL3,[]=3MPa
代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為:
取，則缸筒外徑為:
3.2 回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算
單葉氣缸的壓力P驅(qū)動(dòng)力矩M的關(guān)系為:
, 或
3.3 手腕回轉(zhuǎn)缸的尺寸及其校核
1.尺寸設(shè)計(jì)
氣缸長(zhǎng)度,氣缸內(nèi)徑=96mm,半徑,軸徑=26mm,半徑,氣缸運(yùn)行角速度=，加速度時(shí)間=0.1s, 壓強(qiáng),
則力矩
2.尺寸校核
1．測(cè)定參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量,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)半徑的圓盤(pán)上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
（）
已知整個(gè)工件的重量為5千克，5,質(zhì)量分布于長(zhǎng)的棒料上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
。
假如工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)不重合，對(duì)于長(zhǎng)的棒料來(lái)說(shuō)，最大偏心距
，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為:
2、與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)重合，，夾持工件一端時(shí)工件重心偏離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn),則
+
3、 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩為
4、在此處估計(jì)為的3倍，
3
設(shè)計(jì)尺寸符合使用要求，安全。
4 工業(yè)機(jī)器人夾持器中關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度計(jì)算與校核
4.1 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核
由于工業(yè)機(jī)器人夾持器的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪材料均選用45,調(diào)質(zhì)處理。
查得：
則：
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖，得：
(1)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度
載荷系數(shù)，取K=1.5
查得： 接觸應(yīng)力為：
(2)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
取 K=1.5
查表：許用彎曲應(yīng)力：
彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取
則：
由上述計(jì)算可知，均滿(mǎn)足要求。
4.2 軸的強(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
MPa （3.43）
選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，MPa。因此，，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(lái)看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來(lái)看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。
②截面V左側(cè)
抗彎截面系數(shù) mm （3.44）
抗扭截面系數(shù) mm （3.45）
截面V左側(cè)的彎矩M為
Mpa （3.46）
截面V上的扭矩T為 MPa
截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47）
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48）
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa，MPa，MPa。
用插入法求出
，
軸按精車(chē)加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，
固得綜合系數(shù)為
（3.49）
由文獻(xiàn)[1] §，§可知，碳鋼的特性系數(shù)
取
取
所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為
（3.50）
（3.51）
（3.52）
故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。
③截面V右側(cè)
抗彎截面系數(shù) mm
抗扭截面系數(shù) mm
截面V左側(cè)的彎矩M為
MPa
截面V上的扭矩T為 MPa
截面上的彎曲應(yīng)力 MPa
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表查取。因，，
，
又由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為
，
故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為
（3.53）
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V左側(cè)的安全系數(shù)為
故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。
結(jié) 論
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是工業(yè)機(jī)器人夾持器的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的方案的制定，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，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(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。
致 謝
直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過(guò)去的那個(gè)愛(ài)玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無(wú)私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類(lèi)工業(yè)機(jī)器人夾持器的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲模@是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。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，更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。
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