《工業(yè)機械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工業(yè)機械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

學 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 班 級： 姓 名 ： 學 院： 專 業(yè)： 題 目： 工業(yè)機械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計 指導教師： 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 開題報告 課題名稱：工業(yè)機械手設(shè)計 一、 課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 題研究的主要內(nèi)容 工業(yè)機器人一般指用于機械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產(chǎn)品、化工等行業(yè)自動化生產(chǎn)線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機器人 。 工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、 控制器、驅(qū)動 控制 系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用 。 機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生 產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 2. 國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 近 20 年來， 機器人或機械手 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。電氣可編程控制技術(shù)與液壓技術(shù)相結(jié)合，使整個系統(tǒng)自動化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；液壓機械手、柔性自動生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對液壓技術(shù)提出了更多更高的要求；微電子技術(shù)的引入，促進了電 代控制理論的發(fā)展，使液壓技術(shù)從開關(guān)控制進入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于液壓脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強和 成本低廉等特點，國內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。隨著微電子技術(shù)、 術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，液壓技術(shù)已成為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。 自上世紀六十年代，機械手被實現(xiàn)為一種產(chǎn)品后，對它的開發(fā)應(yīng)用也在不斷發(fā)展，最典型的發(fā)展是生產(chǎn)者將此產(chǎn)品大量應(yīng)用于衛(wèi)生行業(yè)（全自動生化分析儀），從而實現(xiàn)了衛(wèi)生檢驗中急需短時間、大量樣品數(shù)據(jù)的要求，但在衛(wèi)生領(lǐng)域的機械手因采用樣品加單一酶試劑顯色法，且采用濾光片結(jié)構(gòu)設(shè)計，造成試劑價格昂貴，限制了產(chǎn)品市場的發(fā) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 展。 隨著技術(shù)的進步，機械手的設(shè)計已經(jīng)實破了單 一試劑、加熱及濾光片的束縛。比如美國 司的產(chǎn)品，可針對單一項目，次序加 4 種試劑，加熱溫度也提高到 50 ℃ ，檢測器則采用二極管陳列技術(shù)，這些進步為新領(lǐng)域的應(yīng)用提供了強大支持。有專家估計未來 10 年，全自動流動分析儀的市場份額中，將有 50 ％被全自動化學分析機械手取代。 通過了解上述兩類產(chǎn)品的技術(shù)特點我們不難看出，機械手具有微升級試劑消耗，不受模板束縛，分析中不同檢測項目可穿插完成，可完成研發(fā)性波長掃描優(yōu)化檢測條件，用戶可自行設(shè)計新的檢測項目，體積小，甚至可做現(xiàn)場快速分析等特點。 由此也不難看出，以前 流動分析中不適合的用戶群，如樣品檢測單一種類少而樣品量多的情況，為機械手的應(yīng)用提供了可能性。對衛(wèi)生行業(yè)的快速分析中，也因新型機械手的設(shè)計特點而使取代昂貴的試劑，降低分析成本成為可能。機械手不能完全取代流動分析產(chǎn)品一個重要的理由是：一些特殊樣品處理技術(shù)不能在線實現(xiàn)，如萃取、高溫蒸餾，需要離線進行，相信隨著技術(shù)的進步，這些方面的技術(shù)也會提高。 參考文獻： [1]. 工業(yè)機器人 徐元昌 編制 中國輕工業(yè)出版社 2]. 液壓傳動與控制 賈銘新 主編 國防工業(yè)出版社 3]. 液壓與氣壓傳動 左健民 主編 機械工業(yè)出版社 4]. 機器人應(yīng)用技術(shù) 孟繁華 編 哈爾濱工業(yè)大學出版社 5]. 濮鳳根，胡偉民 . 關(guān)于 液壓集成塊 的進一步探討 . 1997 [6]. 馮毅，田樹軍，李利 . 基于計算智能的液壓集成塊優(yōu)化設(shè)計 2003（ 17） [7]. 機器人和機械手控制系統(tǒng) (蘇 )劉興良等譯 新時代出版社 8]. 機器人基礎(chǔ)知識 劉興良編著 新時代出版社 [9]. 濮鳳根，胡偉民 . 關(guān)于 液壓集成塊 機電設(shè)備 1997 [10]. in of in 996(4) 二、本課題擬解決的問題 目前液壓機械手被廣泛地應(yīng)用于各種加工試驗等工作場所，由于現(xiàn)在的科技進步與發(fā)展，工業(yè)機械手逐步追求一種 智能化，小型化，進一步體現(xiàn)在液壓系統(tǒng)控制的微縮?，F(xiàn)階段液壓集成塊技術(shù)被廣泛用應(yīng)于液壓系統(tǒng)的控制，以減小液壓系統(tǒng)控制管路連接。 液壓機械手控制設(shè)計中液壓集成塊設(shè)計是一項關(guān)鍵的工作，液壓集成塊是安裝各種液壓元件，并在其內(nèi)部按照系統(tǒng)控制原理要求實現(xiàn)元件之間油道連通的復雜功能塊。它 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 的應(yīng)用使液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，安裝和調(diào)試也更加方便。在一定尺寸限制的塊體上如何按照系統(tǒng)原理要求，正確合理的設(shè)計多個通道，對設(shè)計人員來說是一項艱巨的任務(wù)，因而單靠手工設(shè)計集成塊不僅速度慢，而且難免在設(shè)計過程中發(fā)生錯誤，影響工作的正常進行，造成很大的時間與資源的浪費。 本課題擬在利用現(xiàn)在專業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)，方法，工具來促使人們更深入地開展工業(yè)機械手液壓集成系統(tǒng)的開發(fā)與研究。液壓集成系統(tǒng)的 研究與開發(fā)已為液壓控制工程設(shè)計提供了有力的支持。由于液壓集成塊的高附價值，液壓集成控制技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)不但能夠滿足個別企業(yè)專業(yè)急需，同時也有望走上商品化專業(yè)軟件市場。 三、解決方案及預期效果 在整個的液壓控制系統(tǒng)中液壓集成塊為一個重要的中間控制元件，利用它可以減少很多復雜管路以及控制元件的連接，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的集成化。 鑒于現(xiàn)在液壓工業(yè)機械手國 內(nèi)外趨勢的發(fā)展，主要解決機械手液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究，并利用液壓集成塊 用軟件獲得最優(yōu)的布局布孔方案。實現(xiàn)了液壓集成塊布局孔集成方案的自動優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計合理的液壓原理圖以及選用標準的液壓元件，明確各元件之間的連通關(guān)系，實現(xiàn)液壓元件在集成塊體上的布局定位，實時干涉校核下的孔道自動連通，連通方案的目標評價和布局方案的自動調(diào)整等步驟。最后形成集成塊的布局布孔最優(yōu)方案。在優(yōu)化設(shè)計過程中，需要以下幾項數(shù)據(jù)： 于裝配時進行外型干涉校核 括元件底版上各油孔，螺紋孔等的坐標位置和孔道大小，以及深度要求和安裝精度要求等 括元件裝配的優(yōu)先面，優(yōu)先角度等 利用 三維實體造型功能，可以將液壓集成塊自動設(shè)計結(jié)果，即集成塊外部元件布局和內(nèi)部孔道布局的集成方案，在 形庫中自動生成集成塊的三維結(jié)構(gòu)圖和裝配圖，在 三維瀏覽工具的支持下，可以實現(xiàn)對集成塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和裝配圖的多方位，多角度的觀察，進而對檢驗方案結(jié)果及優(yōu)劣程度進行改造。其中，液壓集成塊三維裝配圖生成需要液壓元件圖形庫的支持。 就設(shè)計全過程來說，工作從液壓控制系統(tǒng)原理方案分析開始，確定集 成范圍和目標要求，構(gòu)思總體部署方案和確定全部元件規(guī)格及其安裝位置，根據(jù)原理要求設(shè)計塊體孔系，設(shè)計師在塊體設(shè)計中要遵循設(shè)計規(guī)范與準則，獲得集成塊裝配草圖與零件設(shè)計草圖，孔道校驗和技術(shù)文件編制。然而集成塊 究開發(fā)的目標在于促使設(shè)計師發(fā)揮創(chuàng)造性，即應(yīng)用開發(fā)應(yīng)定位于集成塊設(shè)計的前端。根據(jù)過程改進要求獲得設(shè)計過程規(guī)范是過 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 程建模的前提。按照設(shè)計及開發(fā)能力以及過程改進的方法學框架，逐步建立行之有效的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計模型。設(shè)計師利用軟件高效完成工作的同時，能充分發(fā)揮創(chuàng)造潛力，完成工作的創(chuàng)造性部分。 四 、課題進度安排 3 月 19 日～ 4 月 1 日．畢業(yè)實習階段。 畢業(yè)實習，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習報告。 4 月 2 日～ 4 月 15 日．開題階段。 提出總體設(shè)計方案及草圖，填寫開題報告。 4 月 16 日～ 5 月 23 日． 設(shè)計初稿階段。 完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。 5 月 24 日～ 6 月 7 日． 中期工作階段。 完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，中期檢查。 6 月 8 日～ 6 月 10 日．畢業(yè)設(shè)計預答辯。 6 月 11 日～ 6 月 18 日．畢業(yè)設(shè)計整改。 圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復查。 6 月 19 日～ 6 月 21 日．畢業(yè)設(shè)計材料評閱。 6 月 22 日～ 6 月 24 日．畢業(yè)答辯。 6 月 25 日～ 6 月 28 日．材料整理裝袋。 五、指導教師意見 年 月 日 六、專業(yè)系意見 年 月 日 七、學院意見 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 目 錄 摘要 ............................................................................................................................................................... ５ ........................................................................................................................................................ ７ 引言 ............................................................................................................................................................... ８ 第一章 機械手設(shè)計要求分析 ..................................................................................................................... ８ 計目的和要求 ........................................................................................................................... ８ ....................................................................................................................... ８ 第二章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................................... ９ 根據(jù)工作要求確定一個工作循環(huán)周期的運動過程 ................................................................. ９ 工作循環(huán)過程確定系統(tǒng)工況分析圖，確保工作運動中的動作連續(xù)性 ............................ １０ 訂液壓系統(tǒng)的工作原理圖 .................................................................................................... １０ 據(jù)整個系統(tǒng)的液壓元件需求選擇標準的液壓元件 ............................................................ １１ 液壓缸尺寸的確定及安全強度的校核 .................................................................................. １１ 第三 章 . 集成塊的設(shè)計 ............................................................................................................................ １３ 計分析 ..................................................................................................................................... １３ 據(jù)具體的要求進行設(shè)計計算 ............................................................................................... １４ 面為集成塊的設(shè)計步驟 ........................................................................................................ １６ 液壓集成塊的加工工藝 .......................................................................................................... １８ 第四章 液壓集成塊 術(shù) ............................................................................................................... １９ 結(jié)束語 ....................................................................................................................................................... ２１ 致謝 ........................................................................................................................................................... ２２ 參考文獻 ................................................................................................................................................... ２３ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 摘要 本文主要介紹了上下料用機械手的設(shè)計過程，它包括了對于整個系統(tǒng)的工作要求和情況的分析，通過系統(tǒng)的工作過程確定整個液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。分析整個循環(huán)過程，確定系統(tǒng)工作原理圖，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)要求選擇標準的液壓元件，完成液壓系統(tǒng)的裝配圖。液壓集成塊作為現(xiàn)在液壓系統(tǒng)的主要部件，當前液壓集成塊應(yīng)用開發(fā)受到了國內(nèi)外液壓界的廣泛重視，液壓集成塊的 研究與開發(fā)已為液壓工程設(shè)計提供了有力的支持，在對機械手液壓系統(tǒng)集成塊設(shè)計過程中，能夠與實際的加工工藝相結(jié)合。并且對現(xiàn)在的 液壓集成塊的 術(shù)有很好的認識。 關(guān)鍵詞： 工業(yè)機械手，驅(qū)動，集成塊，原理 充值后就可以下載此設(shè)計說明書。全套資料包含有相應(yīng)的 明書（附帶：開題報告）和 紙（共計 9 張圖紙）及答辯 要全套資料的朋友請 加 1： 1459919609 或 2：1969043202， 需要其他設(shè)計題目直接聯(lián)系?。?！ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 of it to of of in of of to in as of at of of AD of of of of AD to 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 引言 工業(yè)機器人一般指用于機械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產(chǎn)品（電視機、電冰箱、洗衣機）、化工等行業(yè)自動化生產(chǎn)線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機器人 。 工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。 機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術(shù)，是當代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。 機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 第一章 機械手設(shè)計要求分析 計目的和要求 上下料用機械手能在不同高度與不連續(xù)的工作臺之間實現(xiàn)機械零件的重復取放，代替人工勞動，減輕了人工勞動強度，提高了自動化水平和勞動生產(chǎn)率， 保證了產(chǎn)品和工人的質(zhì)量與安全。 要的組成部分有：升降機構(gòu)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)，手臂伸縮結(jié)構(gòu)等，在這三中機構(gòu)中采用液壓驅(qū)動傳動方式，能保證機械手的整體結(jié)構(gòu)的緊湊性，運動平穩(wěn)以及可以方便的實現(xiàn)無級調(diào)速。 2. 如圖所示，機械手在工作過程中需三種運動，其中手臂的伸縮和立柱的升降為兩種直線運動，而手臂的回轉(zhuǎn)為圓周運動，所以采用圓柱坐標形式。其特點是，結(jié)構(gòu)簡單，手臂運動范圍大，有較高的定位準確度。 圖 1 機械手運動坐 標形式 3. 機械手的工作范圍 機械手在水平方向上的伸縮范圍為至兩個不同高度的工作臺的距離，手臂伸縮總行程為 500臂回轉(zhuǎn)的運動范圍為 90 度，立柱升降的垂直方向的距離為兩工作臺的高度差，總行程為 200 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 第二章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)工作要求確定一個工作循環(huán)周期的運動過程 1） 1） 時 20s，確保工件被抓?。? 工作臺（ 2） ，至位置（ 2） 時 20s，確保工件被成功釋放） — α，至位置（ 1） 1） 圖 2 上下料機械手運動位置示意圖 圖 3 上下料機械手工作行程范圍示意圖 工作行程范圍： 角度 0；手作工作范圍 200度工作范圍 200 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 據(jù)工作循環(huán)過程確定系統(tǒng)工況分析圖，確保工作運動中的動作連續(xù)性 圖 4 機械手運動循環(huán)工況分析圖 擬訂液壓系統(tǒng)的工作原理圖 根據(jù)整個系統(tǒng)的工作完成步驟，選擇合適的液壓缸。伸縮運動和升降運動 選擇單桿活塞液壓缸，回轉(zhuǎn)運動選擇擺動液壓缸，保證整個系統(tǒng)能夠達到穩(wěn)定的運動效果。 確定液壓執(zhí)行元件以后，根據(jù)設(shè)備的共組特點和工作要求確定對主要性能起決定性影響的主要回路，機械手液壓系統(tǒng)主要有針對伸縮運動，升降運動和回轉(zhuǎn)運動的三個主要運動回路。 合 液壓回路的綜合就是把選擇的液壓回路放在一起，進行歸并整理，增加必要的液壓元件和輔助回路，確定完整的液壓傳動系統(tǒng)。同時注意： 少不必要的液壓元件使用； 全，沒有元件與機構(gòu)之間的相互干涉問題的存在； 少不必要的功耗的浪費； 綜合以上的動作，原理以及元件，繪制液壓系統(tǒng)原理圖。下圖為本機械手液壓系統(tǒng)的工作原理圖： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 5 上下料機械手液壓系統(tǒng)的工作原理圖 （注：上圖中的 行程控制開關(guān)） 根據(jù)整個系統(tǒng)的液壓元件需求選擇標準的液壓元件 機械手液壓系統(tǒng)的主要液壓元件選擇包括：油箱，濾油器，油泵，溢流閥，減壓閥，單向閥，電磁換向閥，單向節(jié)流閥，以及相應(yīng)的電器開關(guān)等 主要液壓元件規(guī)格如下表： 壓力表 流閥 L— 10H 三位四通電磁換向閥 34— 向閥 壓閥 10B 兩位四通電磁換向閥 24— 安裝方法參照液壓系 統(tǒng)工作原理圖） 液壓缸尺寸的確定及安全強度的校核 根據(jù)設(shè)計的參數(shù)要求，確定合理的液壓缸尺寸 由于工件相對于整個系統(tǒng)較小，并且工件運動為水平運動垂直于重力方向和摩擦力方向，所以對于運動過程來說負載較小，故不進行負載分析。 伸縮液壓選擇單桿式活塞缸 工作行程為 500于此工業(yè)機械手屬于小型的工程機械，故選初始壓力 P=10取 q=30L/1=100mm/s（活塞伸出的速度） 30mm/s（活塞縮回的速度） 則： A = q / 50 D= 4 80A ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 由于 222 1 2211V A D D???進偏故2D=40標準 e 速比 D=80 2D=40 工作腔面積 2111 164??222 1 21 124A D D??? ? ? 塞穩(wěn)定性較核 活塞工作總行程 S=500 活塞桿直行2D=40mm e/d=500/400=0 需進行穩(wěn)定性校核 由材料力學中有關(guān)公式，根據(jù)液壓缸一端支承一端 鏈取末端數(shù)據(jù)2?=2 活塞桿選用普通碳鋼，則： 材料強度實驗值 f=810 1?=85 104k ? ? ? 因為 12500 5 0 1 2 010?? ? ? ? 所以它的載荷2251 ( )???當取安全系數(shù)為 時 4 9 2 3 5 6 6 7 2n ? 所以滿足穩(wěn)定性要求 則對于伸縮而言 則取缸徑1D=80半徑2D=40液壓缸流量： 11 1 6 0 0 1 0 0 5 0 2 . 4q A V m m?? ? ?進22 1 2 1 3 4 9 0q A V m l?? ? ? ?回轉(zhuǎn)角度 090?? 液壓缸和工作壓力1 10P 輸出壓力2 0P?取 q=30L/取 b=30 2R=70 1R= 50 41122 ( ) 3 . 6 1 0 .R b P P r d N m T? ? ? ? ??故可驅(qū)動基于手臂的回轉(zhuǎn)運動 由于手臂伸縮機構(gòu)與擺動機構(gòu)等重量全載與升降機構(gòu)，故算的 3000液壓缸工作壓力 P=10 工作負載500N 473000 3 1 010 ?? ? ? ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 取1D=100 2D=50 q=30L/ 0 0 0 / 6 0 6 . 3 / 6 3 /25qV c m s m m ? ? ? ? 取 V=50mm/s 則耗時約為 4s 第三章 . 集成塊的設(shè)計 計分析 在整個液壓系統(tǒng)中，由于整個系統(tǒng)由若干個液壓閥有機組合在一起的，各個液壓閥之間的連接方式主要有：管式連接，板式連接，集成式連接。集成式連接又可以分為集成塊式連接， 疊加閥式連接，插裝錐閥式連接。 由于管式連接結(jié)構(gòu)分散，尤其對于復雜的液壓系統(tǒng)，占據(jù)空間很大，管路交錯，接頭較多，裝卸維修困難，并且在接頭處容易造成油液的泄露與空氣的滲入，有時會產(chǎn)生噪音和震動。 板式連接一般油管較多，而且易在兩板之間形成間隙，出現(xiàn)漏油，串腔等問題。而集成塊式連接是集成式連接中的一種，即借助于集成塊把標準式的板式連接的液壓元件連接起來，它是一種代替管路把元件連接起來的六面連接體，在連接體內(nèi)根據(jù)各控制油路設(shè)計出需要的油路通道，液壓閥裝在集成塊周圍。集成塊的上下面是塊與塊的結(jié)合面，在結(jié)合面上加工有 相同位置的壓力油孔 P，回油孔 T，泄露油孔 L，以及安裝螺栓孔。集成塊與裝在周圍的閥類元件之間組成一個集成塊組，可以完成一定典型回路的功能。將所有的集成塊組疊加在一起，就可以構(gòu)成整個集成塊式的液壓傳動接系統(tǒng)。 在所有的集成塊組的下面應(yīng)該有底板結(jié)構(gòu)，底板上有壓力油孔 P，回油孔 T，泄露油孔 L 等，通過底板來實現(xiàn)集成塊組與油泵和油箱的連接，在所有的集成塊組上面還應(yīng)該有頂蓋結(jié)構(gòu)，在頂蓋上可以安裝壓力表開關(guān)，以便于測量系統(tǒng)中各連接點或者某一油路的壓力情況，這種集成方式的優(yōu)點是它的機構(gòu)緊湊，占地面積小，易于裝卸和維修，并且具 有標準化和系列化產(chǎn)品。以選用組合，因而被廣泛用于各種中高壓液壓系統(tǒng)和各種中低壓液壓系統(tǒng)中，但是對于它的設(shè)計，工作量比較大，加工工藝復雜，不能任意修改等缺點。 下面就簡單的集成塊舉一個例子。包括三維造型的線形結(jié)構(gòu)和實體結(jié)構(gòu)。（如下圖） 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 6 集成塊三維造型的線形結(jié)構(gòu) 圖 7 集成塊的三維實體造型 據(jù)具體的要求進行設(shè)計計算 上下料用的機械手液壓系統(tǒng)的集成塊設(shè)計系統(tǒng)見集成塊裝 配圖，它包括地板塊，升降機構(gòu)控制集成塊，回轉(zhuǎn)機構(gòu)控制集成塊，伸縮機構(gòu)控制集成塊以及頂蓋等五個集成塊組成。 下面針對整個系統(tǒng)中的伸縮缸液壓控制回路集成塊為例子，具體說明整個集成塊的設(shè)計計算過程： 為了能滿足整個循環(huán)的工作要求，則該回路共需四個液壓元件，有相關(guān)手冊查得它們的型號和規(guī)格，以及安裝底板在安裝這些元件時候應(yīng)考慮的油孔的相對位置情況等 a． 減壓閥 型號： 通徑：Φ 10 連接底板標準： 型尺寸： 841裝螺栓孔和油孔的相對位置如下： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 b． 單向閥 型號： 徑： Φ 10 直角單向閥板式連接 外型尺寸： 600裝螺栓孔和油孔的相對位置如下： c． 三位四通電磁換向閥 彈簧對中型 代號 O 型號： 34- 徑： Φ 10 規(guī)格：流量 40 L/稱壓力 向頻率 60 次 /壓 220V 50 ± 10% 12V 24V ± 10% 功耗 40W 42W 安裝螺栓孔和油孔的相對位置如下： d． 單向節(jié)流閥 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 型號： L 式連接 通徑： Φ 10 外型尺寸： 1300裝螺栓孔和油孔的相對位置如下： 面為集成塊的設(shè)計步驟 1． 根據(jù)上面查得的標準，做液壓元件樣板，根據(jù)閥的油孔和外型尺寸確定液壓集成塊的外型尺寸，以及閥體在集成塊某一面上所占的空間。 2． 確定通道的孔徑，集成塊上的公用通道，即壓力油孔 P，回油孔 T，泄露油孔 L，以及四個安裝孔，壓力油孔由液壓泵流量決定，本回路流量約為 30 L/則取壓力油孔的孔徑為 Φ 12回油孔和泄露油孔也取孔徑為 Φ 12 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定，由于所選液壓閥的通徑都為Φ 10統(tǒng)一取孔徑為Φ 12便加工。而孔與孔之間的連接孔（即工藝孔）也取Φ 12，并且要求用螺塞在集成塊表面堵死，不允許堵孔用的螺塞對其他的液壓元件和結(jié)合面有干涉作用。 3． 集成塊上液壓元件的布置，把做好的液壓元件樣板在集成塊各個視圖上進行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板以 連接板為準。 在布局時應(yīng)該避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其他部分或元件想干涉，液壓元件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔最少為最佳。如圖 5 所示，孔道相通的液壓元件應(yīng)該盡可能布置在同一水平面上，或在直徑 圖 5 a）， 否則要鉆中間油孔（如圖 5 b， c），不通油孔之間的最小壁厚 圖 5 d）。 液壓元件在水平上的孔道若與公共油孔相通，則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑 d 的范圍（如圖 5 a， b），否則要鉆中間孔道（如圖 6 c），集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)相互垂直，不然也要鉆中間孔道（如 圖 6 d）。 設(shè)計專用集成塊時，要注意其高度應(yīng)該比裝在其上的液壓元件最大橫向尺寸大，以避免上下集成塊上的液壓元件相互干涉，影響集成塊組之間的緊固問題。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 8 液壓元件在垂直面內(nèi)的孔道關(guān)系 4． 集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道、集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄漏孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分為三層進行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動一段距離，具 體可參見圖 6。溢流閥的先導閥部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。 圖 9 液壓元件在水平面內(nèi)的孔道關(guān)系 由于集成塊內(nèi)部油道很多，而且連接方式比較復雜，這樣就給內(nèi)部孔道的設(shè)計和校核帶來了一定的麻煩。在做整個集成塊設(shè)計的過程中首先要了解整個液壓回路所需要的液壓元件，然后考慮合適的結(jié)構(gòu)布局，在外觀上，盡量避免在一個面上安裝兩個多個占地面積比較大的液壓元件，這樣會給集成塊內(nèi)部孔道的設(shè)計帶來很多麻煩，還有要注意液壓元件 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 外型上的干涉問題，有的液壓元件基本參數(shù) 的調(diào)節(jié)要靠手動來完成，也就是說在液壓元件的外型空間以外有足夠的空間，從而實現(xiàn)對它的調(diào)節(jié)。在內(nèi)部孔道設(shè)計上，要注意如圖 8和圖 9 中要注意的情況。就拿 來說，首先確定 壓力油孔 P，回油孔 T，泄露油孔 L 和連接螺栓孔的位置，然后選擇液壓回路需要的液壓元件：減壓閥，單向控制閥，三位四通電磁換向閥和節(jié)流閥等，首先放置減壓閥的底面模板于集成塊一面，在放置的過程中要注意使減壓閥的進油孔道與壓力油孔P 連接方式要盡可能簡單并且容易加工，然后考慮減壓閥的出油孔道加工深度，綜合考慮單向閥的孔道位 置關(guān)系，在合適的減壓閥外部空間以外放置單向閥的底板模型，確定單向閥的孔道位置，同時要考慮整個液壓回路各個液壓元件之間的孔道連接關(guān)系綜合考慮孔道的設(shè)計。之后在集成塊另一表面放置電磁換向閥，孔道設(shè)計同樣要考慮加工簡單，結(jié)構(gòu)合理，外型布局合理等因素，然后在一面放置節(jié)流閥，設(shè)計過程同上。 然后綜合考慮孔道以及外型關(guān)系，確定合理的液壓集成塊的合理尺寸，以及內(nèi)部孔系結(jié)構(gòu)。 液壓集成塊的加工工藝 隨著液壓系統(tǒng)向高壓化，高精度化發(fā)展，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式也向著集成化的方向發(fā)展，在這種趨勢下尤其顯示出液壓集成塊的優(yōu)越性。 集成塊加工質(zhì)量的好壞直接影響到系統(tǒng)和設(shè)備的工作性能。集成塊在設(shè)計時應(yīng)合理布置油道，盡可能節(jié)省工藝孔。 集成塊的選料：當工作壓力 =，集成塊可以采用 45#或 35#鋼材鍛件或厚板材，且相鄰孔間距 δ為 6～ 7 集成塊的加工工藝過程為： 1） 下料 一般每邊至少留 2 2） 銑六面 每邊留 3） 磨六面至圖紙尺寸 保證兩對應(yīng)面不平行度不大于 相鄰面垂直度小于 4） 鉗 劃線并鉆各孔，表面精確度 對孔徑適宜需要者，可攻絲。鉆孔遇有相交時應(yīng)考慮油液流動方向，避免產(chǎn)生渦流和沖擊性震動，如圖 7 所示； 5） 車 對需要鏜孔或車螺紋的各孔進行車（鏜）加工； 6） 鉗 去除毛刺鐵屑，保證清理干凈。目前針對不同形狀的零件和不同的材質(zhì)以及 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 部位已經(jīng)有多種不同的去毛刺方法和設(shè)備，針對集成塊主要有以下兩種方法： a） 要用于精加工前，熱處理后進行去毛刺處理，除銹，除氧化皮及銳邊倒角處理； b）柔性毛刷去毛刺，針對集成塊加工中各個油孔，臺階孔，直角棱邊出現(xiàn)的毛刺 ，在精加工后使用毛刷進行光整，加工效果好； 7） 焊 堵焊工藝孔并且打磨平整。可用螺塞堵孔，堵塞和工藝孔的過盈量在 間，堵塞和孔均留 45 度的焊接坡口，坡口深 3接牢固，不得有裂縫，磨平焊渣，也可以用螺塞加密封墊圈旋緊堵住工藝孔，注意外型不要對其他的元件干涉； 8） 磨 將各個表面磨至所要求的粗糙度要求； 9） 清洗 對于高精度的集成塊，清洗要跟隨每一道工序進行，這樣才能保證整個元件的清潔度。 10） 表面處理 鍍鎘或鍍鋅 在裝配前要進行粗洗和精洗。 1） 粗洗 主要清除附在零件表面的各種顆粒污染物，腐 蝕物，油脂等，常用的方法有： 洗，沖洗，可以除去灰塵殘留顆粒物，油脂等；洗，可以除去灰塵，油脂，可溶性金屬氧化物； 洗，可以除去氧化皮，銹蝕物，有機物和無機物質(zhì)； 洗，可以除去油脂，潤滑液，有機物等； 除表面沾附的污染物。 2） 精洗 由于集成塊表面清潔度要求極高，所以要進行精洗，精洗的清潔度可以達到表面殘留一個分子層的污染物，常用的精洗方法有兩種： a）蒸汽浴洗 將被清洗零件放置在加熱的溶劑蒸氣中，蒸汽在零件表面冷凝從而將污染物洗去； b）超聲波清洗 它是一種有效的清洗方法，將集成塊浸泡在盛有清潔溶劑的超聲波槽中，利用超聲波清除集成塊表面的污染物。 裝配和試驗 加工完所有的零件后，在清潔的環(huán)境進行集成塊系統(tǒng)的裝配，以防止元器件的銹蝕或受環(huán)境的污染，裝配后的集成塊的進出油口用螺塞加組合密封墊圈進行密封。 裝配后的產(chǎn)品需要進行壓力試驗和功能試驗，耐壓試驗需要按國家標準進行，試壓時間在 10 分鐘左右，各個接頭處不得有油液泄露，不允許有其他異?，F(xiàn)象，功能實驗根據(jù)不同功能要求進行。 第四章 液壓集成塊 術(shù) 利用 三維實體造型功能，可以 將液壓集成塊自動設(shè)計結(jié)果，即集成塊外部元件布局和內(nèi)部孔道布局的集成方案，在 形庫中自動生成集成塊的三維結(jié)構(gòu)圖和裝配圖，在 三維瀏覽工具的支持下，可以實現(xiàn)對集成塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和裝配圖的多方位，多角度的觀察，進而對檢驗方案結(jié)果及優(yōu)劣程度進行改造。其中，液壓集成塊三維裝配圖生成需要液壓元件圖形庫的支持。 在液壓集成塊設(shè)計應(yīng)用開發(fā)中仍拘泥于產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果信息建模，而在孔道校驗繪圖軟件中，集成塊的設(shè)計信息轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型記錄到相關(guān)描述文件，據(jù)此得到集成塊的三維幾何模型，并生成二維圖紙作為設(shè)計結(jié)果，此外對設(shè)計過 程建模并無涉足?，F(xiàn)在關(guān)于集成塊 研究開發(fā)，不能停留于結(jié)果信息建模，而要面向整個設(shè)計過程的建模。為此，需要強調(diào)完善集成塊的設(shè)計規(guī)范，特別是其設(shè)計過程規(guī)范，不斷完善集成塊設(shè)計規(guī)范和過程建模對液壓集成塊 究開發(fā)的深入是當務(wù)之急。 就設(shè)計全過程來說，設(shè)計師的工作從液壓控制系統(tǒng)原理方案分析開始，確定集成范圍和目標要求，構(gòu)思總體部署方案和確定全部元件規(guī)格及其安裝位置，根據(jù)原理要求設(shè)計塊體孔系，設(shè)計師在塊體設(shè)計中要遵循設(shè)計規(guī)范與準則，獲得集成塊裝配草圖與零件設(shè)計草 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖，孔道校驗和技術(shù)文件編制。然而集成塊 究開發(fā)的目標在于促使設(shè)計師發(fā)揮創(chuàng)造性，即應(yīng)用開發(fā)應(yīng)定位于集成塊設(shè)計的前端。根據(jù)過程改進要求獲得設(shè)計過程規(guī)范是過程建模的前提。按照設(shè)計及開發(fā)能力以及過程改進的方法學框架，逐步建立行之有效的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計模型。設(shè)計師利用軟件高效完成工作的同時，能充分發(fā)揮創(chuàng)造潛力，完成工作的創(chuàng)造性部分，即為集成塊 究開發(fā)的最高目標。明確這一目標，液壓集成塊 液壓集成塊 用軟件將能自動生成與獲得最優(yōu)的布局不孔集成方案。實現(xiàn)了液壓集成塊布局孔集成方案的自動優(yōu)化設(shè)計。利用該軟件用戶只需要輸入液 壓原理圖所提供的液壓元件及其元件之間的連通關(guān)系，則計算機自動完成中間的處理過程，包括液壓元件在集成塊體上的布局定位，實時干涉校核下的孔道自動連通，連通方案的目標評價和布局方案的自動調(diào)整等步驟。最后形成集成塊的布局布孔最優(yōu)方案。在優(yōu)化設(shè)計過程中，需要以下幾項數(shù)據(jù)： 于裝配時進行外型干涉校核 括元件底版上各油孔，螺紋孔等的坐標位置和孔道大小，以及深度要求和安裝精度要求等 括元件裝配的優(yōu)先面，優(yōu)先角度等 液壓集成塊的 研究與開發(fā)已為液壓 工程設(shè)計提供了有力的支持，但其發(fā)展?jié)摿€沒有充分發(fā)掘。由于液壓集成塊的高附價值，液壓集成塊 術(shù)的應(yīng)用開發(fā)不但能夠滿足個別企業(yè)液壓集成塊的專業(yè)急需，同時也有望走上商品化專業(yè)軟件市場。對液壓集成塊 術(shù)的研究開發(fā)提出全面的商品化，工程化要求并采取有效的方法學，技術(shù)和工具，將液壓集成塊 術(shù)應(yīng)用軟件推向用戶市場是液壓集成塊 域的重要工作。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 結(jié)束語 在實際的生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)率，減少勞動強度，機械手也就被廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn)中，它可以無疲勞地進行重復的動作。在這次的畢業(yè)設(shè)計整個過程中，我不僅對 工業(yè)機械手的現(xiàn)階段的運用情況和范圍得到了很深的了解，而且對于簡單的機械手設(shè)計知識有一定的掌握不論從結(jié)構(gòu)還是從驅(qū)動的形式。還有對于集成塊的設(shè)計，以前并不知道液壓集成塊是什么樣的工業(yè)產(chǎn)品，通過這一階段的學習，不僅僅對于液壓集成塊有很深的了解，而且也可以制作一定難度的液壓集成塊，通過 術(shù)的三維建模，對集成塊進行內(nèi)部孔道的加工仿真，從而達到避免內(nèi)部所設(shè)計孔道的不干涉問題的存在。在集成塊外型設(shè)計上要保證裝在集成塊外表面的液壓元件外型的不干涉問題，只有集成塊在液壓元件外型和內(nèi)部設(shè)計的連接孔都不干涉，并且內(nèi)部孔道之 間要進行強度的校核，這樣才能保證集成塊工作的安全性能。雖然說這次設(shè)計做的時間有限，但是它貫徹了我們四年以來所學習的所有知識，能夠把我們所學習的專業(yè)知識貫穿在一起，同時也真正的了解到產(chǎn)品開發(fā)所需要的設(shè)計過程，應(yīng)注重的設(shè)計要求等。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 致謝 在這次課程設(shè)計過程中，我得到了丁蘭英老師的指導，使我的專業(yè)知識又得到了更全面的提高，在此深表感激。 同時也感謝同組的陳華榮同學在這次的畢業(yè)設(shè)計過程中給我的幫助。 通過丁蘭英老師的悉心指導與我們相互的協(xié)作與配合，我對于這次設(shè)計的過程和結(jié)果都是比較滿 意。 在今后的工作中，我會盡力將所學用于實踐，做到理論與實踐相結(jié)合，以次來回報我的母校，尤其是教過我的老師們。也感謝機械工程系的領(lǐng)導們給我們安排的這次設(shè)計，使我們有