【全套帶圖】曲軸加工搬運(yùn)機(jī)械手（圓柱坐標(biāo)）設(shè)計(jì)

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購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第 1 章 緒 論 業(yè)機(jī)械手概況 工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。 它是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程功能的多功能操作機(jī)，這種操作機(jī)具有幾個(gè)軸，能夠借助可編程操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置以執(zhí)行各種任務(wù)。 而機(jī)械手臂的研究，開發(fā)和設(shè)計(jì)是從二十世紀(jì)中葉開始的。我國的工業(yè)機(jī)械手是從 80 年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五”，“八五”科技攻關(guān)，目前已經(jīng)基本掌握了機(jī)械手的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，控制系統(tǒng)硬件及軟 件設(shè)計(jì)技術(shù)，運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆，弧焊，點(diǎn)焊，裝配，搬運(yùn)等機(jī)器人 30多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近 30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用在汽車制造企業(yè)的焊裝生產(chǎn)線上。但總的來看，我國的工業(yè)機(jī)械手技術(shù)及其工程應(yīng)用水平和國外比還有一定得距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品 ;機(jī)械手應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距。影響我國機(jī)械手發(fā)展的關(guān)鍵平臺(tái)因素就是其軟件，硬件和機(jī)械結(jié)構(gòu)。目前工業(yè)機(jī)械手仍大量應(yīng)用在制造業(yè)，其中汽車工業(yè)占第一位 （占 ，電器制造業(yè)第二位（占 ，化工第三位（占 。發(fā)達(dá)國家汽車行業(yè)機(jī)械手應(yīng)用占保有量百分比為 53%，年產(chǎn)每萬量汽車所擁有的機(jī)械手?jǐn)?shù)為（包括整車和零部件）：日本 ，德國 ，法國 ，英國 ，美國 ，意大利 機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來 實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有 2～ 3個(gè)自由度 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 上料機(jī)械手與通用機(jī)械手相比，其中上料機(jī)械手種的移動(dòng)式搬運(yùn)上料機(jī)械手適用于各種棒料，工件的自動(dòng)搬運(yùn)及上下料工作。例如鋁型材料擠壓成型鋁棒料的搬運(yùn)及高溫棒料的自動(dòng)上料作業(yè)，最大抓取棒料直徑可達(dá) 180大抓握重量可達(dá) 30公斤。最大行走距離為 械手各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度可調(diào)。移動(dòng)式搬運(yùn)上料機(jī)械手主要由手爪，小臂，大臂，手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，小車行走機(jī)構(gòu)，液壓泵站，電氣控制系統(tǒng)組成。整個(gè)機(jī)械手及液壓系統(tǒng)均集中設(shè)置在行走小車上，結(jié)構(gòu)緊湊。電氣控制系統(tǒng)采用 種作業(yè)的實(shí)現(xiàn)可以通過編程實(shí)現(xiàn)。 國內(nèi)外實(shí)際上使用的多為定位控制的機(jī)械手，沒有視覺及觸覺反饋。目前，世界各國正積極研制帶有“視覺”和“觸覺”的工業(yè)機(jī)械手，使它能對(duì)所抓取的工件可以進(jìn)行分辨，能選取所需要的工件，并正確的夾持工件，進(jìn)而精確的在 機(jī)器中定位，定向。 為使機(jī)械手有“眼睛”去處理方位變化的工件和分辨形狀不同的零部件，它由視覺傳感器輸入三個(gè)視圖方向的視覺信息，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形分辨，判別是否是所要抓取的工件。 為防止握力過大引起物件損壞或握力過小引起物件滑落下來，一般采用兩種方法：一是檢測(cè)把握物體手臂的變形，以決定適當(dāng)?shù)奈樟Γ? 另一種是直接檢測(cè)指部與物件的滑動(dòng)位移，來修正握力。 因此，這種機(jī)械手具有以下幾個(gè)方面的性能： 1、 能準(zhǔn)確的抓住方位變化的物體； 2、 能判斷對(duì)象的重量； 3、 能自動(dòng)避開障礙物； 4、 抓空或抓里不足時(shí)能夠檢測(cè)出來。 這 種具有感知能力并對(duì)感知的信息做出反映的工業(yè)機(jī)械手稱之為‘智能機(jī)械手 ’ 。 現(xiàn)在，工業(yè)機(jī)械手的使用范圍只限于在簡(jiǎn)單重復(fù)的操作方面節(jié)省人力，其效用是代替從事繁重工作，危險(xiǎn)工作，單調(diào)重復(fù)的工作，惡劣環(huán)境下的工作方面尤其明顯。至于像汽車工業(yè)和電子工業(yè)之類的消費(fèi)工業(yè)部分，機(jī)械手的應(yīng)用情況決不能說是最好的。雖然這些工業(yè)部門工時(shí)不足的問題尖銳，但采用機(jī)械手只限于一小部分工序，其原因是，其原因是，工業(yè)機(jī)械手的性能還不能滿足這些部門的要求，適于機(jī)械手工作范圍很狹小。這是主要原因。經(jīng)濟(jì)性問題當(dāng)然也很重要，采用機(jī)械手來節(jié)約人力從經(jīng)濟(jì)上來看，不一定總是合算的。然而，利用機(jī)械手或類似機(jī)械設(shè)備節(jié)省人力和實(shí)現(xiàn)生購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 產(chǎn)合格化得要求，今后還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，只要技術(shù)方面和價(jià)格方面存在的問題獲得解決，機(jī)械手的應(yīng)用必將會(huì)飛躍發(fā)展。 目前，工業(yè) 機(jī)械手 有很大一部分應(yīng)用于制造業(yè)的物流搬運(yùn)中。極大的促進(jìn)物流自動(dòng)化，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，搬運(yùn)機(jī)器人的各方面的性能都得到了很大的改善和提高。氣動(dòng)機(jī)械手大量的應(yīng)用到物流搬運(yùn)機(jī)器人領(lǐng)域。 在手爪的機(jī)械結(jié)構(gòu)方面根據(jù)所應(yīng)用場(chǎng)合的不同以及對(duì)工件夾持的特殊要求，采取了多種形式的機(jī)械結(jié)構(gòu)來完成對(duì)工件的夾緊和防止工件脫落的鎖緊措施。在針對(duì)同樣的 目標(biāo)任務(wù)，采取多種運(yùn)動(dòng)方式相結(jié)合的方式來達(dá)到預(yù)定的目的。 驅(qū)動(dòng)方面采用了一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人多種驅(qū)動(dòng)方式的情況，有液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等等。愈來愈多的搬運(yùn)機(jī)器人是采用混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的，這樣能夠更好的發(fā)揮各驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)，避免缺點(diǎn)。并且在它的控制精度方面和搬運(yùn)效率方面有了很大的提高。 在搬運(yùn)機(jī)械手的控制方面，出現(xiàn)了多種控制方式。如：由原始的電控的機(jī)械手，較先進(jìn)的基于工控機(jī)控制的，基于 一步的嵌入式 有采用 在物料搬運(yùn)方面近年來呈現(xiàn)出的趨勢(shì) 就是系統(tǒng)化。無論是我國還是國外，物料搬運(yùn)的發(fā)展都是由單一設(shè)備走向成套設(shè)備，由單機(jī)走向系統(tǒng)。在制造業(yè)方面，隨著物料搬運(yùn)系統(tǒng)也提出了新的要求。其特點(diǎn)是力求減少庫存、壓縮等待和輔助時(shí)間，使多品種、少批量的物料準(zhǔn)時(shí)到達(dá)要求的地點(diǎn)。這一趨勢(shì)在機(jī)械工業(yè)方面得到了很大的應(yīng)用。其中采用了機(jī)器人等先進(jìn)的物料搬運(yùn)技術(shù)，促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)水平提高。 業(yè)機(jī)械手的分類 機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手； 按適用范圍可分為專用機(jī)械手和 通用機(jī)械手兩種； 1、 專用機(jī)械手 附屬于主機(jī)的，具有固定程序而無獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置，這種機(jī)械手工作對(duì)象不變，動(dòng)作較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用可靠，適用于成批，大批量生產(chǎn)自動(dòng)線或?qū)C(jī)作為自動(dòng)上，下料用。 2、 通用機(jī)械手 具有獨(dú)立控制系統(tǒng)，程序可變，動(dòng)作靈敏，動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。通用機(jī)械手工作范圍大，定位精度高，通用性強(qiáng)，適用于工件經(jīng)常變換的中，小批量自動(dòng)化生產(chǎn)。 按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工 中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。 業(yè)機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 工業(yè)機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，可以歸納為以下一些方面： 1、 建造旋轉(zhuǎn)零件體（軸類，盤類，環(huán)類零件）自動(dòng)線，一般都采用機(jī)械手在機(jī)床之間傳送工件。 2、 在實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化方面。 （ 1） 各類半自動(dòng)車床，有自行夾緊，進(jìn)刀，切削，退刀和松開的功能，但仍需人工上下料，裝上機(jī)械手，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。 （ 2） 注塑機(jī)有加料，合模，成型，分模等自動(dòng)工作循環(huán)， 裝上機(jī)械手自動(dòng)取料，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)。 （ 3） 沖床有自動(dòng)上下沖壓循環(huán)，安裝機(jī)械手上下料，可實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化。 3、 鑄、鍛、焊、熱處理等加工方面。 總 的來說，由于工業(yè)機(jī)械手的特點(diǎn)滿足了社會(huì)生產(chǎn)的需要，進(jìn)而帶來了經(jīng) 效益。 其特點(diǎn)： 1、 對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，能代替人從事危險(xiǎn)，有害的操作，在長(zhǎng)時(shí)間對(duì)人體 害的場(chǎng)所，機(jī)械手不受影響。 2、 機(jī)械手能持久，耐勞，可以把人從繁重的單調(diào)的勞動(dòng)中解放出來，并能擴(kuò)大和延伸人的功能。 3、 動(dòng)作準(zhǔn)確，可保證穩(wěn)定和 產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)，可避免人為的操作錯(cuò)誤。 4、 通用性靈活性好，特別是 通用工業(yè)機(jī)械手，能適應(yīng)產(chǎn)品品種迅速變化的要求，滿足柔性生產(chǎn)的需要。 5、 采用機(jī)械手能明顯的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第 2 章 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案 業(yè)機(jī)械手的組成 工業(yè)機(jī)械手是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制部分所組成，各部分關(guān)系如下框圖 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括抓取部分（手部），腕部，臂部和行走機(jī)構(gòu)等運(yùn)動(dòng)部件所組成。 1、 手部：直接與工件接觸的部分，一般是會(huì)轉(zhuǎn)型或平移型。 傳力機(jī)構(gòu)的形式較多。常用的有：滑槽杠桿式，連桿杠桿式，彈簧式等。 2、 腕部：是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓 取物體的方位。 3、 臂部：手部是支撐被抓取物件，手部，腕部的重要部件。手臂的作用是帶動(dòng)手指抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到給定的位置。該設(shè)計(jì)的手臂有 四 個(gè)自由度，采用 圓柱 坐標(biāo)（ 前后、上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和左右旋轉(zhuǎn) ） 。圓柱 坐標(biāo)占空間 小 ，工作范圍 大 ，慣性大， 且不能抓取底面物體 ，一般為專用機(jī)械手。 4、 行走機(jī)構(gòu)：有的工業(yè)機(jī)械手帶有行走機(jī)構(gòu)。該機(jī)械手采用 V 型導(dǎo)軌作為底座行走機(jī)構(gòu)（ X 軸向直線移動(dòng)） 5、 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：有氣動(dòng)，液動(dòng)，電動(dòng)和機(jī)械式四種形式。該機(jī)械手采用液壓驅(qū) 動(dòng)。 6、 控制系統(tǒng)：點(diǎn)位控制及連續(xù)控制。 7、 機(jī)身。 2． 2 規(guī)格參數(shù) 工業(yè)機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)是說明機(jī)械手規(guī)格和性能的具體指標(biāo)，一般包括以下幾個(gè)方面： 1、 抓重：額定抓取重量或額定負(fù)荷，單位為公斤。該機(jī)械手抓重為 30 2、 自由度數(shù)目和坐標(biāo)形式：該機(jī)械手整機(jī)，手臂和手腕等運(yùn)動(dòng)共有 4 個(gè)自由度，購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 坐標(biāo)形式為 圓柱 坐標(biāo)。 3、 驅(qū)動(dòng)方式：液動(dòng)。 4、 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 800、 手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù)：小于 180° 6、 手指夾持范圍： Φ65~Φ85 7、 定位精度： ± 3、 輪廓尺寸： 2350*1950*900(9、 整機(jī)重量：略。 計(jì)路線與方 案 計(jì)步驟 1、 查閱相關(guān)資料。 2、 確定研究技術(shù)路線與方案構(gòu)思。 3、 結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 4、 根據(jù)所給規(guī)格，范圍，性能進(jìn)行分析，強(qiáng)度及運(yùn)動(dòng)學(xué)校核。 5、 根據(jù)所給技術(shù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 6、 繪制工作裝配圖草圖。 7、 繪制總圖及零件圖等。 8、 總結(jié)問題進(jìn)行分析解決。 究方法和措施 使用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和液壓傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)， 采用圓柱 坐標(biāo)（ 4 個(gè)自由度） 章小結(jié) 本章主要按照機(jī)械手 的 組成初步擬定了總體的設(shè)計(jì)方案和 設(shè)計(jì)路線 ，制定了初步的設(shè)計(jì)步驟，給出該機(jī)械手的相關(guān)參數(shù)。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第三章 計(jì)算與分析 部 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，該機(jī)械手采用夾鉗式手部設(shè)計(jì)。 夾鉗式手部由手指，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置組成，它對(duì)抓取各種形狀的工件有較大的適應(yīng)性，可以抓取軸，盤，套類零件，該機(jī)械手采用 2 個(gè)手指。 鉗手部設(shè)計(jì)的基本要求 1、 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力。 2、 手指應(yīng)具有一定得開閉范圍。 3、 應(yīng)保證工件在手指內(nèi)的夾持精度。 4、 要求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高。 5、 考慮通用性和特殊要求。 部的計(jì)算與分析 1、 手部受力分析： 如圖 部受力簡(jiǎn)圖 2、 由拉桿力平衡條件： 00???? 得 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 ?P ?2 '11 由 ?M （ F ） =0 得 ??1 ?a ??? ?2c o 初選 0? 50? ?30?? 3、 夾緊力計(jì)算 21? （ 1K 取 2K =1+a/g? 設(shè) 機(jī)械手緩沖時(shí)最大加速度為 20m/K ( =????N ( 所以 31 7c o ???? ( 取 3655?? ?計(jì)算實(shí)際 (N ) 4、 確定油缸直徑 D 4??實(shí)際P ( 22 )P 選取柱塞 壓力油工作壓力 240 所以 ? ? ?? 實(shí)際（ 根據(jù)液壓油缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列（ 2348選取油缸內(nèi)徑為 40活塞桿直徑為 ??d ( 壁厚?D＜ 選夾緊缸壁厚 10?? （ 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 持誤差分析 工件平均半徑 05 ??? 1202 ?? 偏轉(zhuǎn)角 ? 按最佳偏轉(zhuǎn)角確定 ?60s ?? ? 取 2倍工件平均半徑 50? ? ?B o ss ? ?? R＞ ???? s i nc o ss i i nm a x m a ?????????? ? ?i nc o ss i i n m a i ??????????? ???? ? ?? ?1 ?????? 所以夾持誤差滿足設(shè)計(jì)要求。 部 部設(shè)計(jì)的基本要求 手腕部件置于手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改變或調(diào)整手部在空間的方位，用以擴(kuò)大機(jī)械手的動(dòng)作范圍，適應(yīng)性強(qiáng)。手腕具有獨(dú)立的自由度，手腕有繞 X 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)自由度。該機(jī)械手采 用手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)油缸，它結(jié)構(gòu)緊湊，靈活，自由角度符合設(shè)計(jì)要求，它要求嚴(yán)格密封，才能保證穩(wěn)定的輸出轉(zhuǎn)矩。 1、 腕部處于臂部的最前端，它連同手部的動(dòng)靜載荷均由臂部承受。腕部的結(jié)構(gòu)，重量和動(dòng)力載荷直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)，重量和運(yùn)動(dòng)性能。因此在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 2、 腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由承擔(dān)連接和支撐作用，除了保證力和運(yùn)動(dòng)的要求，以及具有足夠的強(qiáng)度，剛度外還應(yīng)綜合考慮，合理布局及腕部和手部的連接，腕部自由度的位置檢測(cè)，管線布置，以及潤(rùn)滑，維修，調(diào)整等問題。 3、 腕部設(shè)計(jì)應(yīng)充分估計(jì) 環(huán)境對(duì)腕部的不良影響（如熱膨脹，壓力油的粘度和燃點(diǎn)，有關(guān)材料及電控點(diǎn)測(cè)元件的耐熱性等）。 部回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 腕部回轉(zhuǎn)時(shí)，需要克服一下幾種阻力： 1、 腕部回轉(zhuǎn)支承處的摩擦力矩 M 摩 由圖 知： M 摩 = 2f（ 2 (式中： 軸承處支承反力（ 可由靜力學(xué)平衡方程求得。 軸承直徑 （ m） f — 軸承的摩擦系數(shù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承 f= 為簡(jiǎn)化計(jì)算取 M 摩 =阻力矩 圖 部回轉(zhuǎn)力矩簡(jiǎn)圖 件重量 2、 克服由于工件 偏 M 偏 = e （ 式中 ： e — 工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離（ m） 3、 克服起動(dòng)慣性所需的力矩 M 慣 起動(dòng)過程近似等加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角加速度 ω 及起動(dòng)所用的角速度ψ 起 ： M 慣 =（ J+J 工件 ） 3 （ 式中： J 工件 — 工件對(duì)手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （ J — 手腕回轉(zhuǎn)部分對(duì)手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ω — 手腕回轉(zhuǎn)過程中的角速度（度 /秒） 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 ψ — 起動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度 (度 ) 手腕回轉(zhuǎn)所需要的驅(qū)動(dòng)力矩應(yīng)當(dāng)?shù)扔谏鲜鋈?xiàng)之和 M 總 =M 偏 +M 摩 +M 慣 因?yàn)槭滞蠡剞D(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ J+ J 工件 ）不是很大，手腕起動(dòng)過程所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也不大，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可以將計(jì)算 M 偏 ， M 摩 。 適當(dāng)放大，而省略掉 M 慣 ，這時(shí) M 偏 +M 摩 ） 設(shè)手爪，手爪驅(qū)動(dòng)油 缸及回轉(zhuǎn)油缸轉(zhuǎn)動(dòng)件為一個(gè)等效圓柱體，高為 7（ ，直徑為 22（ 其重量為 G=N）摩擦阻力矩 M 摩 =阻力矩 起動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度 ψ 起 =18°， 等速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ω =200° /s。 則 M 慣 =（ J+J 工件 ） 3 查型鋼表有： J= J 工件 = 3 m3 （ = 代入 M 慣 = N2 m） M 偏 =0 M 摩 =阻力矩 M=阻力矩 +、 回轉(zhuǎn)油缸所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算： 回轉(zhuǎn)油缸所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩必須大于總的阻力矩，圖 所示為機(jī)械手的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所采用的單葉片回轉(zhuǎn)油缸，定片 1 與缸體 2相連，動(dòng)片 3與轉(zhuǎn)軸 5相連，當(dāng) a， 片帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)達(dá)到手腕回轉(zhuǎn)目的。 式中： M 總 手腕回轉(zhuǎn)總的阻力矩 P 回轉(zhuǎn)油缸工作壓力 R 缸體內(nèi)徑半徑 r 輸出軸半徑 b 動(dòng)片寬度 注：可按外形要求或安裝空間大小，先設(shè)定 b， R， 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 D/d= ， 2，取 D/d=2，2 設(shè) r=40（ R=100（ b=30（ 確定回轉(zhuǎn)油缸工作壓力： P≥ ? ?22=47 （ N/ 由于系統(tǒng)工作壓力 P=N/，所以回轉(zhuǎn)油缸工作壓力足以克服摩擦力。 部 部設(shè)計(jì)的基 本要求 手臂部件是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件。他的作用是支撐腕部和手部（包括工件），并帶動(dòng)它們作空間轉(zhuǎn)動(dòng)。 臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由油缸驅(qū)動(dòng)和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中既直接承受腕部，手部和工件的靜動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)又較多，故受力復(fù)雜。因而，它的結(jié)構(gòu)，工作范圍，靈活性以及抓重大小和定位精度等直接影響機(jī)械手的工作性能。 機(jī)身是固定的，它是直接承受和傳動(dòng)手臂的部件，實(shí)現(xiàn)臂部的升降，回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)。 臂部要實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)，需滿足下列的各項(xiàng)基本要求： 1、 對(duì)于機(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(zhǎng)度越大，則剛度越差，而且其剛度隨著臂桿的伸縮不斷變化。對(duì)于機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)性能，位置精度和負(fù)荷能力等影響很大。為了提高剛度，盡量縮短臂桿的懸伸長(zhǎng)度，還應(yīng)注意： (1)根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。 臂部和機(jī)身既受彎曲力（而且不僅是一個(gè)方向的彎曲力）也受扭轉(zhuǎn)力，應(yīng)選用抗彎和抗扭剛度較高的截面形狀。所以機(jī)械手常用無縫鋼管坐導(dǎo)向桿，用工字鋼或槽鋼作為支撐板，這樣既提高了手臂剛度，又大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(dòng)裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及管道，有利于結(jié)構(gòu)的緊湊，外形整齊。 (2)高支承剛度和選擇支承間的距離。 臂部和機(jī)身的變形量不僅與本身剛度有關(guān)，而且同支承的剛度和支撐件間距離有很大關(guān)系，要提高支承剛度，除從支座的結(jié)構(gòu)形狀，底板的剛度以及支座與底板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。 (3)合理布置作用力的位置和方向。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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。 (4)設(shè)計(jì)臂部時(shí)，元件越多，間隙越大，剛性越低，因此應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(bǔ)償環(huán)節(jié)，以減少重要部件的間隙，從而提高剛度。 (5)水平放置的手臂，要增加導(dǎo)向桿的剛度，同時(shí)提高其配合精度和相對(duì)位置精度，使導(dǎo)向桿承受部分或大部分自重和抓取重量。 (6)提高活塞和缸體內(nèi)徑配合精度，以提高手臂前伸時(shí)的剛度。 2、臂部運(yùn)動(dòng)速度要 高，慣性要小。 機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)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(shí)根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍的要求來決定。在一般情況，手臂的移動(dòng)，回轉(zhuǎn)和上升均要求勻速運(yùn)動(dòng)，（ 為常數(shù)），但在手臂的起動(dòng)和終止瞬間，運(yùn)動(dòng)是變化的，為了減少?zèng)_擊，要求起動(dòng)時(shí)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(dòng)。 圖 中 A 點(diǎn)為起動(dòng)位置， B 點(diǎn)位緩沖位置， C 點(diǎn)為終點(diǎn)位置， 對(duì)于告訴運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，其最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)在 1500~1000 mm/s，最大回轉(zhuǎn)角度設(shè)計(jì)在 180° /大部分形行程距離上平均移動(dòng)速度為 1000mm/s，平均回轉(zhuǎn)角速度為 90° /s。手臂伸縮時(shí)所產(chǎn)生的慣性力為 F 慣 =m — 質(zhì)量 （ a — 加速度 （ m/s2） G — 手臂運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量 （ g — 重力加速度 （ s2） △ t — 起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間 △ v — 起動(dòng)或制動(dòng)的速度差 手臂回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力矩為： M 慣 ==0）t??? 式中： J? — 角加速度 （° /s） △ ω — 起動(dòng)或制動(dòng)的角速度差 （° /s） J— 臂部回轉(zhuǎn)件對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （ 臂部零件對(duì)其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （ 、 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 臂部零件作為重心位置的質(zhì)點(diǎn)對(duì)臂部回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 ｐ 2； ｐ — 回轉(zhuǎn)半徑； 為減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： （ 1） 減少手臂運(yùn)動(dòng)件的重量，采用鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)度材料。 （ 2） 減少手臂運(yùn)動(dòng)件的輪廓尺寸。 （ 3） 減少回轉(zhuǎn)半徑，在安排機(jī)械手動(dòng)作順序時(shí)，先縮后回轉(zhuǎn)（或先回轉(zhuǎn)后伸），盡可能在較小的前伸位置下進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作。 （ 4） 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。 3、 手臂動(dòng)作應(yīng)靈活 為減少手臂運(yùn)動(dòng)件之間的 摩擦阻力，盡可能用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。 對(duì)于懸臂式機(jī)械手，其傳動(dòng)件，導(dǎo)向件和定位件布置應(yīng)合理，使手臂運(yùn)動(dòng)過程盡可能平衡，以減少對(duì)升降支承軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生“卡死”的現(xiàn)象(自鎖 )。為此必須計(jì)算使之滿足不自鎖條件。 如圖 （ 1） 偏重力矩的計(jì)算步驟： ① 計(jì)算零件重量，可分解為規(guī)則的體型進(jìn)行計(jì)算。 ② 計(jì)算零件重心位置，求出重心至回轉(zhuǎn)軸線的距離。 ③ 求重心位置并計(jì)算偏重力臂 ｐ G 總 =G 工 +G 爪 +G 腕 +G 臂 +?? += i ｐ = ???? ????? ? ?臂腕爪工臂臂腕腕爪爪工工= ????④ 計(jì)算偏重力矩 M 偏 =G 總 ｐ = 買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 受 慣性力簡(jiǎn)圖 (2)升降導(dǎo)向柱不自鎖條件 手臂在 G 總 的作用下有向下的趨勢(shì)，而立柱導(dǎo)套防止手臂這種趨勢(shì)。 由力的平衡有 2 總 ｐ 2= 所謂不自鎖的條件： G 總 ＞ 2=22h＞ 2ｐ f 取 f= h＞ 4、 位置精度要求高 一般說來，直角和圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手位置精度較高；關(guān)節(jié)式機(jī)械手的位置最難控制，精度差；在手冊(cè)上加設(shè)定位裝置和自檢測(cè)機(jī)構(gòu)，能較好的控制位置精度，檢測(cè)裝置最好裝在最后的運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)以減少或消除傳動(dòng)、嚙合件的間隙。 除此之外，要求機(jī)械手通用性要好，能適合多種作業(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)粉塵大的接攜手，還要設(shè)置防塵裝置等。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 臂的設(shè)計(jì)計(jì)算 通常先進(jìn)行粗略的估算，根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)初步 確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸，再進(jìn)行校核計(jì)算，修正設(shè)計(jì)。 為了便于進(jìn)行液壓機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算，我們分別就伸縮缸，升降缸，回轉(zhuǎn)油缸的設(shè)計(jì)敘述如下： 縮油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 作水平伸縮直線運(yùn)動(dòng)油缸的驅(qū)動(dòng)力 根據(jù)油缸驅(qū)動(dòng)時(shí)所需克服的負(fù)載，摩擦，密封裝置及慣性等幾個(gè)方面的力，確定油缸所需的驅(qū)動(dòng)力。 油缸活塞的驅(qū) 動(dòng)力 圖 示 P = P 摩 ＋ P 密 ＋ P 回 ＋ P 慣 式中： P 摩 － 摩擦阻力。手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)表面間的摩擦力。如導(dǎo)向裝置、活塞和缸壁等處的阻力。 圖 由于導(dǎo)向桿相對(duì)稱配置，兩導(dǎo)向桿受力均衡，可按一個(gè)導(dǎo)向桿計(jì)算。 ? ? = 0 ?總Y? = 0 總 ?????? ?P 摩 = ＋ =＋購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 所以： P 摩 = ?????? ?? a 2總? = 353 ?????? ?? 15 15152 3 267N 式 中： 參與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量（含工件重） （ L － 手臂參與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量的重心 (a－ 導(dǎo)向支承的長(zhǎng)度 (?? － 摩擦系數(shù)，對(duì)于靜摩擦且無潤(rùn)滑時(shí)： 鋼對(duì)鑄鐵： 取 ? = 對(duì)鑄鐵） ?? = （ 4/? － ? /2）3 ? ② P 密 － 密封裝置處的摩擦阻力，“ 0”型密封。當(dāng)油缸工作壓力小于 100（ ?；钊麠U直徑為油缸直徑的一般，活塞與活塞桿都采用“ 0”型密封圈密封時(shí)，油缸密封處的總的摩擦力為： P 封 1 ＋ P 封 2 = 中： P 封 1 ＋ P 封 2 = = N） P 封 3 = 式中： p － 工作壓力 （ P 15d ,所以應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 P≤ 3 = 106 式中： 臨界力。可按材料力學(xué)有關(guān)公式計(jì)算 － 2 ～ 4 大柔度桿的臨界力 ? = 1??? 臨界力 P= ?（ =???= 106 式中： ? － 活塞桿的計(jì)算柔變 (柔度系數(shù) ) l －活塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度 （ F － i= 4 ???J－ 活塞桿截面對(duì)中性軸的慣量 （ J= ?? ?? d E－ 106 ( 彈性模量 ? －長(zhǎng)度折算系數(shù) ? － 特定的柔度值 ， ? 1 = = ?? = ? — 比例極限。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 i = 430= k = ???= 106 P = 3 = 106 = 缸端蓋的聯(lián)接方式及強(qiáng)度計(jì)算 。 為保證聯(lián)接的緊密性，必須規(guī)定螺釘?shù)拈g距 而決定螺釘?shù)臄?shù)目。 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聯(lián)接。 缸蓋螺釘?shù)挠?jì)算 ： 為保證聯(lián)接的緊密性，必須規(guī)定螺釘?shù)拈g距 表 4－ 8。進(jìn)而決定螺釘?shù)臄?shù)目。 在這種聯(lián)接中，每個(gè)螺釘在危險(xiǎn)剖面上承受的拉力0 和預(yù)進(jìn)力0Q′之和。 s?= ??s??式中： ? = － 為驅(qū)動(dòng)力 （ Z － 螺釘數(shù)目 P － 工作 動(dòng)力 （ ?s? － 預(yù)緊力 （ ?s? = K? K = 釘?shù)膹?qiáng)度條件為： 合?= = 214 ??? ? ??? 0 — 計(jì)算載荷 （ 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 表 螺釘間距 壓力 p 的關(guān) 系 工作壓力 螺釘間距 5 — 15 < 150 15 — 25 < 120 25 — 50 < 100 50 — 10 < 80 ??? = ( 抗拉許用應(yīng)力 n = — 螺紋內(nèi)徑 （ 表 常用螺釘材料的流動(dòng)極限 鋼號(hào) 10 3 35 45 40cr s?( 2100 2200 2400 3200 3600 6500—9000 缸體螺紋計(jì)算 合?= ? ? ? ??? ??4 ? ? 2014 ??(式中： 0?= P + ?s?P = 42? ?s? = ( P D － 油缸內(nèi)徑 應(yīng)考慮螺紋拉應(yīng)力和扭應(yīng)力合成作用系數(shù)取 蓋連接螺釘和動(dòng)片連接螺釘計(jì)算： （ 1）缸蓋連接螺釘計(jì)算 缸蓋與回轉(zhuǎn)油缸的缸體用螺釘聯(lián)接時(shí)，其螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算方法 同伸縮油缸缸蓋螺釘強(qiáng)度計(jì)算。 螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為 ? ? ? ???? ??j 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 或 ? ??? 式中： 螺釘?shù)膬?nèi)徑 （ 算載荷 （ ??? — 螺釘材料作用拉應(yīng)力 身 機(jī)身是直接支撐和傳動(dòng)手臂的部件。一般是實(shí)現(xiàn)臂部的升降、回轉(zhuǎn)或俯仰等運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)件都安裝在機(jī)身上，或者直接構(gòu)成機(jī)身的卻敢于底座相連。因此，臂部的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。 章小結(jié) 本章只要對(duì)機(jī)械手的手部，腕部，臂部，機(jī)座進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算 分析以及相關(guān)校核。 對(duì)手部夾持誤差進(jìn)行了分析，對(duì)伸縮和升降油缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和選型。對(duì)相關(guān)液壓元件進(jìn)行了選型 和校核。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第 4章 液壓系統(tǒng) 壓缸的工況圖 根據(jù)前面設(shè)計(jì)的好的各液壓缸的參數(shù)，繪制各液壓缸的 P— Q— N— 1、活塞缸工況圖的繪制 已知參數(shù)（包括設(shè)計(jì)出的參數(shù)）： t) ， t) ， i — 表示第幾個(gè)缸的參數(shù) ?????????????????224)()(4)()(無桿腔進(jìn)油 ? ?? ? ????????????????? ??22224)()(4)()(有桿腔進(jìn)油 Ni(t) = t) 3 t) 2、擺動(dòng)缸工況圖的繪制 已知參數(shù)： t) ， ? i (t)， i (t) = ? ??????? ? 228)( t) = [－ ]* ? i (t) Ni(t) = t) 3 ? i (t) （ 1） 雙作用 夾緊油缸 40 201 = ????????? s 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 （ 2）手腕回轉(zhuǎn)缸 100 40 302 = ????????????????2 ≤ 2?1/s 注意：忽略角加速度和角減速度的影響。 （ 3）手 臂升降活塞缸 80 60 ????????? 3 9 6 7 ≤ cm/s （ 4） 手臂伸縮 活塞 缸 50 25 ????????? ≤ cm/s 工 況圖 （ 1） 夾緊缸： 無桿腔進(jìn)油情況下： ?????222/ 6/ 8/ 0?????圖 桿腔進(jìn)油時(shí) 工況圖 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 有桿腔進(jìn)油情況下： ?????222/ 9/ 4/ 8（ 42 － 22 ）34?= 270 s 圖 （ 2） 手腕回轉(zhuǎn)缸 ?????222/ 6 4 8/ 4 4 8/ 3 0 883（ 102 － 42 ）32?= s ????? 8 2 2 圖 回轉(zhuǎn)缸工況圖 （ 3） 手 臂升降活塞缸： 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 ?????222/ ?3 82 = 37.4 s ?????圖 因?yàn)橐陨鲜菬o桿腔進(jìn)油的工況，當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)，整個(gè)手臂自重會(huì)使它產(chǎn)生復(fù)值負(fù)荷，所以不作有桿腔進(jìn)油的工況圖。 （ 4） 手 臂伸縮活塞缸： 無桿腔進(jìn)油情況下： ?????222/ ?????圖 有桿腔進(jìn)油情況下： 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 ?????222/?3 (52 － = s 圖 算和選擇液壓元件 壓泵的選 擇 （ 1）計(jì)算液壓泵的工作壓力 泵的工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。 可先估計(jì)，一般取： ∑ ?P = （ 5～ 8）3 105 2） 計(jì)算液壓泵的流量 式中： K — 泄露折算系數(shù)，一般， K= 3）選擇液壓泵的規(guī)格 參照設(shè)計(jì)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本，選取其額定壓力比 5～ 60%，其流量與上述計(jì)算一直的液壓泵。 （ 4）計(jì)算功率，選用電動(dòng)機(jī) 按工況圖，找出所有缸 N— s（計(jì)算值）和泵額定流量的乘積，然后除以泵的總效率 η p = 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 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。考慮到正常工作中進(jìn)油路有一定的壓力損失，所以，泵的工作壓力為： ∑ ? P 液壓泵的最高工作壓力 執(zhí)行元件的最高工作壓力 ∑ ? P — 進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)， 簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取 ∑ ? P = 5 述計(jì)算所得的 考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡，階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到，一定的壓力儲(chǔ)備量并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力 ( n = p = 5= 流量的確定。液壓泵的最大流量應(yīng)為： q) 液壓泵的最大流量 (∑ q) 同時(shí)工作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這是溢流閥正進(jìn)行工作，尚需加溢流閥的最小溢流量 3~2 L/L — 系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取 = 1.2 32 = 。根據(jù)以上算得 查閱有關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選用 泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量： 125~mL/r；泵的額定壓力 0 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 450r/積效率 η r= 總效率 η = 液壓泵匹配的電 動(dòng)機(jī)的選定。首先分別計(jì)算出不同工況時(shí)的功率，取它們之間的最大值作為選取電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在速度較小時(shí)，泵輸出的流量減小，泵的效率急劇下降，一般當(dāng)流量在 1L/圍內(nèi)時(shí)，可取 η = 時(shí)，還應(yīng)注意到，為了使所選擇的電動(dòng)機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點(diǎn)時(shí)，不致停轉(zhuǎn)，需進(jìn)行驗(yàn)算，即 ? ≤ 21~3) 泵的工作壓力： P=2 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 N 電 = ?? = 103 （ W） = 選電機(jī)： 4,N = W , n=1430 選擇液壓控制閥的原則 按控制閥的額定壓力和額定流量大于系統(tǒng)最高工作壓力和通過該閥的最大流量原則。 擇液壓輔助元件的要求 （ 1）濾油器 按泵的最大流量選取流量略大些的濾油器，濾油精度在為 100μm 網(wǎng)式或線段式濾油器即可。 （ 2）有關(guān)和管接頭 油管和管接頭的通徑與閥一致來選取。 （ 3）油箱容積 V=5意： 位若為 L/V 的單位為（ 3 位若為 m3/V 的單位為 m3 體選擇液壓元件 （ 1）換向回路 夾緊缸換向選用二位四 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 0型是是定位準(zhǔn)確。 （ 2）調(diào)建方案 從工況圖可知，本系統(tǒng)是功率較小的，故選簡(jiǎn)單的進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速。同樣的道理，選用單泵供油，力求獲得較好的經(jīng)濟(jì)性。 （ 3）緩沖回路 應(yīng)便于微機(jī)控制，提高自動(dòng)化程度。 （ 4）系統(tǒng)的安全可靠性 為防止伸縮缸在氧氣一定角度后的自由下滑，都采用單向順序閥來平衡。 根據(jù)動(dòng)作要求編制液壓系統(tǒng)動(dòng)作 循環(huán)及電磁動(dòng)作順序表。 液壓元件的選擇：確定管道尺寸： 本系統(tǒng)主油路流量 q=31 L/油路的允許流速為 v=4m/s，則內(nèi)徑 d=4.6 =： 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 液壓油箱的作用是儲(chǔ)存液壓油，分離液壓油中的雜志和空氣，同時(shí)，起到分散的作用。 1、 液壓油 箱 有效容積的確定 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。液壓油箱的有效容積 在中低壓 系統(tǒng)中（ p≤ ,可取 V=( 5~3 ) 式中： V — 液壓油箱幼小容量； 液壓泵額定流量 V = 33 33 故 V = 120L 應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分會(huì)因重力作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從郵箱中溢出，郵箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過液壓油箱高度的 1. 液壓油箱的外型尺寸 液壓油箱的有效容積確定后，需設(shè)計(jì)液壓油箱的外型尺寸，一般尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為 1:1: 1~1 :2:3 因此，長(zhǎng)：寬：高 =4:5:6 所以 長(zhǎng)為 400為 500為 600 在小型液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥根據(jù)工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，決定采用定量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高，發(fā)熱小，和速度剛性好的特點(diǎn)，并且節(jié)流閥裝在回油路中，對(duì)液壓缸具有一定得緩沖作用。 確定供油方式： A＞ A＞ 103/1056=定流量為 056cm/=π /4（ =計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的最大流量 Q 夾 =π /42（ D 夾 2 2）2 v 夾 =2 D 上 22 v 上 =2 (D 下 2 2) 2 v 下 =2 D 出 22 v 出 =