畢業(yè)論文終稿-變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計-機械手設計[下載送CAD圖紙 全套打包資料]

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需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯畢業(yè)設計（論文）本科 2011 級機械工程 系 專業(yè) 班設計（論文）題目變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計 學生姓名 學號 1101101028 起訖日期 2014.11.28-2015.05.31 設計地點 指導教師 職稱 副教授 2015 年 5 月 5 日 需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763I目 錄摘 要 ....................................................................................................................................IIIAbstract...............................................................................................................................IV第一章 緒論 ..........................................................................................................................11.1 研究背景及意義 .......................................................................................................11.2 機械手概述 ...............................................................................................................11.2.1 機械手的組成 .................................................................................................11.2.2 機械手的分類 .................................................................................................21.3 國內外發(fā)展狀況 ......................................................................................................2第二章 總體方案設計 ..........................................................................................................42.1 設計要求 ...................................................................................................................42.2 方案擬定 ...................................................................................................................42.2.1 機械手結構類型 .............................................................................................42.2.2 擬定方案 .........................................................................................................52.2.3 工作原理分析 .................................................................................................6第三章 升降裝置設計 ..........................................................................................................73.1 升降裝置結構方案 ...................................................................................................73.2 升降缸設計 ...............................................................................................................73.2.1 負載計算 .........................................................................................................73.2.2 初選液壓缸的工作壓力 .................................................................................83.2.3 液壓缸直徑確定 .............................................................................................93.2.4 液壓缸其它參數(shù)計算 .....................................................................................93.2.5 液壓缸的結構設計 .......................................................................................143.3 升降連接板設計 .....................................................................................................18第四章 夾爪裝置設計 ........................................................................................................194.1 夾爪裝置結構方案 .................................................................................................194.2 夾爪手部設計 .........................................................................................................194.3 驅動力的計算 .........................................................................................................204.4 夾緊缸設計 .............................................................................................................22需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763II4.4.1 負載計算 .......................................................................................................224.4.2 初選液壓缸的工作壓力 ...............................................................................224.4.3 液壓缸直徑確定 ...........................................................................................224.4.4 液壓缸其它參數(shù)計算 ...................................................................................23第五章 托料裝置設計 ........................................................................................................245.1 托料裝置結構方案 .................................................................................................245.2 擺動缸設計 .............................................................................................................245.2.1 擺動缸驅動力矩的計算 ...............................................................................245.2.2 回轉缸尺寸參數(shù)的確定 ...............................................................................265.2.3 擺動缸蓋螺釘?shù)挠嬎?...................................................................................275.2.4 動片和輸出軸間的連接螺釘 .......................................................................285.3 托板設計 .................................................................................................................29第六章 液壓系統(tǒng)設計 ........................................................................................................306.1 方案的擬定 .............................................................................................................306.1.1 供油方式 .......................................................................................................306.1.2 調速回路 .......................................................................................................306.1.3 速度、換接回路 ...........................................................................................306.2 方案的確定 .............................................................................................................306.3 液壓元件的選擇 .....................................................................................................316.3.1 確定液壓泵的型號及電動機功率 ...............................................................316.3.2 選擇閥類元件及輔助元件 ...........................................................................326.3.3 油箱及油管的設計 .......................................................................................326.4 液壓系統(tǒng)的性能驗算 .............................................................................................346.4.1 壓力損失及調定壓力的確定 .......................................................................346.4.2 系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升 .......................................................................................35總 結 ....................................................................................................................................36參考文獻 ..............................................................................................................................37致 謝 ....................................................................................................................................38需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763III摘 要機械手不僅是一種自動化的機器。機械手是一種可重新編程的、多功能的、機械手，為實現(xiàn)各種任務設計成通過可改變的程序動作來移動材料、零部件、工具或是其他專用裝置。本次設計的自動上下料機械臂是某變速箱傳動軸加工線專用的設備，主要由升降裝置、夾爪裝置、托料裝置、液壓系統(tǒng)四大部分組成。設計過程中，首先，通過對自動上下料機械臂結構及原理進行分析，在此分析基礎上提出了機械臂的總體結構方案；接著，對四大裝置各主要零部件進行了設計與校核；然后，對液壓系統(tǒng)進行了設計；最后，通過 AutoCAD 制圖軟件繪制了該機械臂裝配圖、液壓系統(tǒng)原理圖及主要零部件圖。通過本次設計，鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械原理、機械設計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖、液壓傳動等；掌握了普通機械產品的設計方法并能夠熟練使用 AutoCAD 制圖軟件，對今后的工作于生活具有極大意義。關鍵字：機械臂，液壓缸，液壓系統(tǒng)，設計需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763IV需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763V需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763VI需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763VII需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763VIII需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763IXAbstractNot only is an automated robotic machines. A robot is a reprogrammable, multifunctional manipulator designed to achieve a variety of tasks can be changed by the program actions to move material, parts, tools or other special equipment.The automatic loading and unloading arm design is a transmission shaft processing line special equipment, mainly by lifting devices, jaw means care feeding device, four major hydraulic system. The design process, first by performing automatic unloading arm structure and principle analysis, the analysis presented in this overall structure of the program on the basis of arm; then, for each of the four main components of device was designed and checked; Then, the hydraulic system design; and finally, through AutoCAD drawing software to draw a diagram of the arm assembly, hydraulic system schematics and main components Fig.Through this design, the consolidation of the university is the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, hydraulic transmission, etc; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software, the future work of great significance in life.Keywords: Arm, Hydraulic Cylinders, Hydraulic system, Design需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763X變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計1第一章 緒論1.1研究背景及意義機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產設備。我國的工業(yè)機械手是從 80 年代" 七五" 科技攻關開始起步 ,在國家的支持下 ,通過"七五","八五"科技攻關,目前已經基本掌握了機械手操作機的設計制造技術,控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術,運動學和軌跡規(guī)劃技術,生產了部分機械手關鍵元器件，開發(fā)出噴漆，孤焊，點焊，裝配，搬運等機械手，其中有 130 多臺噴漆機械手在二十余家企業(yè)的近 30 條自動噴漆生產線（站）上獲得規(guī)模應用，孤焊機械手已經應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的看來，我國的工業(yè)機械手技術及其工程應用的水平和國外比還有一定距離。隨著社會生產不斷進步和人們生活節(jié)奏不斷加快，人們對生產效率也不斷提出新要求。由于微電子技術和計算軟、硬件技術的迅猛發(fā)展和現(xiàn)代控制理論的不斷完善，使機械手技術快速發(fā)展，其中液壓機械手系統(tǒng)由于其介質來源簡便以及不污染環(huán)境、組件價格低廉、維修方便和系統(tǒng)安全可靠等特點，已滲透到工業(yè)領域的各個部門，在工業(yè)發(fā)展中占有重要地位。隨著工業(yè)自動化程度的提高，機械手的應用領域越來越廣。機械手能模擬人的手臂的部分動作，按預定的程序、軌跡及其它要求，實現(xiàn)抓取、搬運工件或操縱工具。機械手可以代替很多重復性的體力勞動，從而減輕工人的勞動強度、提高生產效率。1.2機械手概述機械手也被稱為自動手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。隨著工業(yè)機械化和自動化的發(fā)展以及液壓技術自身的一些優(yōu)點，液壓機械手已經廣泛應用在生產自動化的各個行業(yè)。 1.2.1機械手的組成機械手主要由手部、運動機構和控制系統(tǒng)三大部分組成。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)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計2動） 、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6 個自由度。自由度是機械手設計的關鍵參數(shù)。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有 2～3個自由度。1.2.2機械手的分類機械手的種類，按驅動方式可分為液壓式、液壓式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。機械手一般分為三類：第一類是不需要人工操作的通用機械手。它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它可以根據(jù)任務的需要編制程序，以完成各項規(guī)定的操作。它的特點是具備普通機械的性能之外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工才做的，稱為操作機。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機來進行探測月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機也屬于這一范疇。第三類是用專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用以解決機床上下料和工件送。這種機械手在國外稱為“Mechanical Hand”，它是為主機服務的，由主機驅動；除少數(shù)以外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。在國外，目前主要是搞第一類通用機械手，國外稱為機械手1.3 國內外發(fā)展狀況機械手首先是從美國開始研制的。1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。它的結構是：機體上安裝一個回轉長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構，控制系統(tǒng)是示教形的。1962 年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。商名為 Unimate（即萬能自動） 。運動系統(tǒng)仿照坦克炮塔，臂可以回轉、俯仰、伸縮、用液壓驅動；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲裝置。不少球坐標通用機械手就是在這個基礎上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司,專門生產工業(yè)機械手。1962 年美國機械制造公司也實驗成功一種叫 Vewrsatran 機械手。該機械手的中央立柱可以回轉、升降采用液壓驅動控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機械手變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計3出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機械手發(fā)展的基礎。1978 年美國 Unimate 公司和斯坦福大學，麻省理工學院聯(lián)合研制一種 Unimate-Vicarm 型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于±1 毫米。聯(lián)邦德國機械制造業(yè)是從 1970 年開始應用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設備的上下料等作業(yè)。聯(lián)邦德國 KnKa 公司還生產一種點焊機械手，采用關節(jié)式結構和程序控制。日本是工業(yè)機械手發(fā)展最快、應用最多的國家。自 1969 年從美國引進兩種機械手后大力從事機械手的研究。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應用機械手，至 1977 年底，其中一半是國產，一半是進口。目前，工業(yè)機械手大部分還屬于第一代，主要依靠工人進行控制；改進的方向主要是降低成本和提高精度。第二代機械手正在加緊研制。它設有微型電子計算控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，是機械手具有感覺機能。第三代機械手則能獨立完成工作中過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS和柔性制造單元 FMC 中的重要一環(huán)。一般概況國內機械行業(yè)應用的機械手絕大部分為專用機械手,附屬于某一設備,其工作程序是固定的。通用機械手也有發(fā)展,目前應用的都是開關式點位控制型,伺服型已試制出數(shù)臺在調試中,連續(xù)軌跡控制型還沒有。 控制方式—有觸點固定程序控制占絕大多數(shù),專用機械手多采用這種控制。變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計4第二章 總體方案設計2.1設計要求設計汽車變速箱傳動軸生產線上的自動上下料系統(tǒng)，傳動軸最大直徑 80mm，最大長度 450mm。要求設計機械臂系統(tǒng)能夠自動將上道工序加工完成并由傳送帶傳遞來的工件自動送料，并將本工序加工完成的工件自動下料并放置于傳送帶。2.2方案擬定2.2.1機械手結構類型工業(yè)機械手的結構形式主要有直角坐標結構，圓柱坐標結構，球坐標結構，關節(jié)型結構四種。各結構形式及其相應的特點，分別介紹如下。（1）直角坐標機械手結構 直角坐標機械手的空間運動是用三個相互垂直的直線運動來實現(xiàn)的，如圖 a2-1.。由于直線運動易于實現(xiàn)全閉環(huán)的位置控制，所以，直角坐標機械手有可能達到很高的位置精度（μm 級） 。但是，這種直角坐標機械手的運動空間相對機械手的結構尺寸來講，是比較小的。因此，為了實現(xiàn)一定的運動空間，直角坐標機械手的結構尺寸要比其他類型的機械手的結構尺寸大得多。直角坐標機械手的工作空間為一空間長方體。直角坐標機械手主要用于裝配作業(yè)及搬運作業(yè)，直角坐標機械手有懸臂式，龍門式，天車式三種結構。（2）圓柱坐標機械手結構圓柱坐標機械手的空間運動是用一個回轉運動及兩個直線運動來實現(xiàn)的，如圖2-1.b。這種機械手構造比較簡單，精度還可以，常用于搬運作業(yè)。其工作空間是一個圓柱狀的空間。（3）球坐標機械手結構球坐標機械手的空間運動是由兩個回轉運動和一個直線運動來實現(xiàn)的，如圖 2-1.c。這種機械手結構簡單、成本較低，但精度不很高。主要應用于搬運作業(yè)。其工作空間是一個類球形的空間。變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計5（4）關節(jié)型機械手結構關節(jié)型機械手的空間運動是由三個回轉運動實現(xiàn)的，如圖 2-1.d。關節(jié)型機械手動作靈活，結構緊湊，占地面積小。相對機械手本體尺寸，其工作空間比較大。此種機械手在工業(yè)中應用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運、裝配等作業(yè)，都廣泛采用這種類型的機械手。關節(jié)型機械手結構，有水平關節(jié)型和垂直關節(jié)型兩種。圖 2-1 四種機械手坐標形式2.2.2擬定方案本次設計的上下料機械臂是某變速箱傳動軸加工線專用的設備，調查發(fā)下凸輪軸自動線是由幾臺專用車床所組成。料道方向平行于機床主軸中心線，并且位于機床主軸的上方。因此機械手只需要做上下動作，即可實現(xiàn)上下料動作。料道的托板2 是可以回轉的，她是有旋轉油缸來操縱。送料是托板處于水平位置，當機械手往機床主軸上下料時，托板就回轉到下方。料道傳送工件是間歇式的，加工完一個工件便送料一次，工件從左邊依次進料。每臺機床上面都裝有一個機械手，各自完成自己的上下料動作。方案如下圖示：變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計6圖 2-2 總體方案簡圖2.2.3工作原理分析該自動上下料機械臂主要由升降裝置、夾爪裝置、托料裝置、液壓系統(tǒng)四大部分組成。工作原理是：（1）車床之間有滑道，當上道工序有加工完成的工件時，工件會被機械臂的托板托起至機床上方，生產線一端的液壓缸會將其沿料道推送至下工序的機床上方托板上；（2）機械臂升降液壓缸活塞桿伸出，夾爪快速下降接近工件；（3）夾爪慢速下降，握住工件，之后升降缸停留；（4）夾緊缸動作，使夾爪夾緊工件；（5）托板擺動桿轉動，托板向下轉動，離開升降缸下方（即主軸上方）的空間；（6）升降缸繼續(xù)下降，至機床主軸高度處停止，將工件夾持在雙頂尖之間；（7）夾爪松開，同時升降缸快速上升，回復至初始位置；（8）托板擺動缸轉動，使托板再次位于對準料道的位置，等待下一個工件。變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計7第三章 升降裝置設計3.1升降裝置結構方案根據(jù) 2.2.2 該自動上下料手臂總體結構方案，得到如下圖示升降裝置結構方案：變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計8圖 3-1 升降裝置結構方案3.2升降缸設計3.2.1負載計算（1）工作負載 工作負載等于工作臺自重加上物料的重量已知傳動軸最大直徑 80mm，最大長度 450mm，則物料重：NgLDG150421??鋼??工作臺自重： G2?故有： FL61?（2）摩擦負載由于工件為垂直起升，所以摩擦負載較小可以忽略不計，即：變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計9靜摩擦負載 0fsFN?動摩擦負載 fd（3）慣性負載加速 650.3981aGvFNgt????根據(jù)以上計算，液壓缸各階段中的負載如以下表 3-1 所示。表 3-1 液壓缸各階段負載工況 計算公式 總負載 F/N 缸推力 F/N啟動 fsLF??650 722.2加速 fda617 685.6下降 fL?650 722.2上升 LfdaFF??683 758.93.2.2初選液壓缸的工作壓力執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)負載循環(huán)圖中的最大負載來選取，也可以根據(jù)主機的類型了確定（見表 3-2 和表 3-3） 。表 3-1 按負載選擇執(zhí)行元件的工作壓力負載/ KN 50工作壓力/MPa 50工作壓力/MPa <0.8 1 1.5 2 2.5 3 3 4 4 5 ≥5表 3-2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機 床設備類型 磨床 組合機床龍門刨床 拉床農業(yè)機械或中型工程機械液壓機、重型機械等工作壓力 0.8~2.0 3~5 2~8 8~10 10~16 20~32所設計的動力滑臺在加速上升時負載最大，其值為 357N，其它工況時的負載都相對較低，參考表 3-1 和表 3-2 按照負載大小或按照液壓系統(tǒng)應用場合來選擇工作壓力的方法，初選液壓缸的工作壓力 。MPap3.01?4.4.3液壓缸直徑確定 24263571.900.FAmp?????；424.38.Dm???d5.192.38??由計算所得的 D 與 d 的值分別按表 3-3 和表 3-4 圓整到相近的標準直徑，以便采用標準的密封元件。表 3-3 液壓缸內徑尺寸系列 (GB2348--1980) (mm)8 10 12 16 20 25 3240 50 63 80 （90） 100 （110）125 （140） 160 （180） 200 （220） 250320 400 500 630注：括號內數(shù)值為非優(yōu)先選用值表 3-4 活塞桿直徑系列 (GB2348--1980) (mm)4 5 6 8 10 12 14 16 18變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計2520 22 25 28 32 36 40 45 5056 63 70 80 90 100 110 125 140160 180 200 220 250 280 320 360 400由 GB/T2348-1980 查得標準值為 D=40mm，d=20mm。4.4.4液壓缸其它參數(shù)計算夾緊缸其他結構及尺寸參數(shù)計算過程與升降缸類似，再次不一一復述，經過計算最終得到的夾緊缸結構尺寸如下圖所示：圖 4-3 夾緊缸結構尺寸第五章 托料裝置設計5.1托料裝置結構方案根據(jù) 2.2.2 該自動上下料手臂總體結構方案，得到如下圖示托料裝置結構方案：圖 5-1 托料裝置結構方案變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計265.2擺動缸設計5.2.1擺動缸驅動力矩的計算回轉缸驅動力矩 的計算公式為：驅M= + + (N·m)驅 慣 回 封慣性力矩 =慣 0Jt??式中 ——臂部回轉部件(包括工件)對回轉軸線的轉動慣量（ kg·m ） ；0J 2——回轉缸動片角速度變化量，在啟動過程 = (rad/s)；?? ??——啟動過程的時間(s)；t若手臂回轉零件的重心與回轉軸的距離為 (前面計算得 =800mm)，則??2c0?gGJ??式中 ——回轉零件的重心的轉動慣量。 c=cJ)3(122Rlm?回轉部件可以等效為一個長 600mm，直徑為 1000mm 的圓柱體，質量為 100Kg.設置起動角速度 =70°/s，則起動角速度 =1.22 ，起動時間設計為 0.5s。???rads= = = 28 kg·mcJ)3(122Rlm?)136.0(12??2=28+ =93.3kg·m2c0?gG?2.892= =93.3 =227.6 慣M0Jt??.501?mN?為了簡便計算，密封處的摩擦阻力矩 ，由于回油背差一般非常的驅封 M3.0?小，故在這里忽略不計， =0回M所以 =227.6+0+0.03驅 驅變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計27=234.6驅MmN?回轉缸的驅動力矩需要的力矩 。M慣回轉缸回轉支撐處的摩擦力矩 。摩夾取棒料直徑 100mm，長度 1000mm，重量 10~50Kg，當手部回轉 時，計018算力矩：手抓、手抓驅動液壓缸及回轉液壓缸轉動件等效為一個圓柱體，高為 220mm，直徑 120mm，其重力估算 G=3.14230.6.7809.810GKgmNg?????擦力矩 。1M摩啟動過程所轉過的角度 =0.314rad，等速轉動角速度 。??啟 01 2.61s?????2J???慣 工 件 啟查取轉動慣量公式有： 2222190.60.34.8NJMRmsNsKg????????2 22219.83.5.11Gl m??????工 件代入： ?2.610.45.034N??慣 .MM??慣 摩 慣561.0.9Nm?5.2.2回轉缸尺寸參數(shù)的確定回轉缸油腔內徑 D 計算公式為： 23810dbpM???驅式中 P——回轉油缸的工作壓力；變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計28d——輸出軸與動片連接處的直徑，初步設計按 D/d=1.5~2.5；b——動片寬度，可按 2b/(D-d)≥2 選取。選定回轉缸的動片寬 b=50mm，工作壓力為 5MPa，d=50mm=94.9mm23506.4810???D按標準油缸內徑選取內徑為 100mm。表 5-1 液壓缸的內徑系列（JB826-66） （mm）20 25 32 40 50 55 63 6570 75 80 85 90 95 100 105110 125 130 140 160 180 200 250經過以上的計算，最終確定的液壓缸的尺寸，內徑為 100mm，外徑按中等壁厚設計，根據(jù)表 5-2（JB1068-67）取外徑選擇 168mm，輸出軸徑為 50mm。圖 5-2 回轉缸的截面圖表 5-2 標準液壓缸外徑（JB1068-67） （mm）液壓缸內徑 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 20020 鋼 P 160Mpa?50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 24545 鋼 250 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 2455.2.3擺動缸蓋螺釘?shù)挠嬎阕兯傧鋫鲃虞S加工線自動上下料機械臂設計29圖 5-3 缸蓋螺釘間距示意表 5-3 螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關系工作壓力 P（Mpa） 螺釘?shù)拈g距 t(mm)0.51:小于 1502小于 120.小于 100小于 80缸蓋螺釘?shù)挠嬎?，如圖 5-3 所示，t 為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓強有關，見表3-3，在這種聯(lián)結中，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力： 0'sQF??計算：液壓缸工作壓強為 P=5Mpa,所以螺釘間距 t 小于 80mm,試選擇 6 個螺釘3.1403.17806D????所以選擇螺釘數(shù)目合適 Z=6 個 危險截面222 2..450.7985SRr m?????QPFZ所 以 ，?4906.3NSQK1.58?:.79.4SF?所以， =4906.3+7359.4=12265.7N0'sQF?螺釘材料選擇 Q235， （ ）??201.sMPan??:1.25n?:變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計30螺釘?shù)闹睆? ??041.3QFd??????041.3QFd????6.25.71140m???螺釘?shù)闹睆竭x擇 d=10mm.選擇 M10 的內六角圓頭螺釘。5.2.4動片和輸出軸間的連接螺釘動片和輸出軸之間的聯(lián)接螺釘一般為偶數(shù)，對稱安裝，并用兩個定位銷定位。連接螺釘?shù)淖饔檬鞘箘悠洼敵鲚S之間的配合面緊密接觸不留間隙。根據(jù)動片所受力矩的平衡條件有： ??282QbpdDdMFZf??摩=驅 摩即 ??24QbpdZf?式中 ——每個螺釘預緊力；FD——動片的外徑；f——被連接件配合面間的摩擦系數(shù)，鋼對鋼取 f=0.15螺釘?shù)膹姸葪l件為 ??21.34QFd???合或 ??14QFd???帶入有關數(shù)據(jù)，得= = =10416.7NQF)(42dDZfbp?)05.1.(05.64226??螺釘材料選擇 Q235，則 （n=1.2~2.5 ）??4.sn??MPa螺釘?shù)闹睆?d =9.3mm?Q1.3F4??變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計31螺釘?shù)闹睆竭x擇 d=10mm.選擇 M10 的內六角圓頭螺釘。5.3托板設計料道的托板用于托起待加工的軸，他用螺栓連接在擺動缸輸出軸法蘭盤上，根據(jù)托起的待加工軸的尺寸匹配得到的托板結構尺寸如下圖示：圖 5-4 托板結構尺寸第六章 液壓系統(tǒng)設計6.1方案的擬定變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計326.1.1供油方式從系統(tǒng)速度相差很大可知，該系統(tǒng)在快上和慢上時流量變化很大，因此可以選用變量泵或雙泵供油。6.1.2調速回路由于速度變化大，所以系統(tǒng)功率變化也大，可以選容積調速回路或雙泵供油回路。6.1.3速度、換接回路由于系統(tǒng)各階段對換接的位置要求高，所以采用由行程開關發(fā)訊控制二位二通電磁閥來實現(xiàn)速度的換接。根據(jù)上述分析，至少有兩種方案可以滿足系統(tǒng)要求。（1）用變量泵供油和容積調速回路調速，速度換接用二位二通電磁閥來實現(xiàn)，平衡和鎖緊用液控單向閥和單向背壓閥。系統(tǒng)的機械特性、調速特性很好，功率損失較小，但是系統(tǒng)價格較貴。（2）用雙泵供油，調速回路選節(jié)流調速回路，平衡及鎖緊用液控單向閥和單向背壓閥實現(xiàn)。系統(tǒng)的機械特性、調速特性不及第一種方案，但其經濟性很好，系統(tǒng)效率高。6.2方案的確定綜上所述，液壓系統(tǒng)圖的擬定，主要是考慮以下幾個方面的問題：供油方式 從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下時所需的流量較小，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用單個定量泵的供油方式顯然是不適合的，宜選用雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源。調速回路 由工況可知可知，該系統(tǒng)在慢速時速度需要調節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率小，滑臺運動速度需要調節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率小，滑臺運動速度低，工作負載變化小，所以采用調速閥的回油節(jié)流調速回路。速度換接回路 由于快上和滿上之間速度需要換接，但對換接到位置要求不高，所以采用由行程開關發(fā)訊控制二位二通電磁閥來實現(xiàn)速度的換接。下圖為擬定的液壓系統(tǒng)原理圖。變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計33圖 6-1 液壓系統(tǒng)原理圖6.3液壓元件的選擇6.3.1確定液壓泵的型號及電動機功率液壓缸在整個工作循環(huán)中最大工作壓力為 2.15Mpa.由于該系統(tǒng)比較簡單，所以取其壓力損失 ，所以液壓泵的工作壓力為0.3pMPa???(215.)2.45pPMPa???兩個液壓泵同時向系統(tǒng)供油時，若回路中的泄漏按 10%計算，則兩個泵的總流量應為 ，由于液壓缸慢升時所需的流量為 :1.930./minpqL??1.87L/min，所以高壓泵的輸出流量不得少于： 1.87.206minqL??根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產品目錄，選用 YB1-6.3/6.3 型的雙聯(lián)葉片泵，其變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計34額定壓力為 6.3Mpa，小泵和大泵的排量分別為 3ml/r,15ml/r；容積效率 ，0.9pV??總效率 ，所以驅動該泵的電動機的功率可由泵的工作壓力（2.15MPa）和0.8p??輸出流量（當電動機轉速為 910 r/min）31910.246/minpqL???2509?????6 312.5.12.90742.908ppP W????????查電動機產品目錄，擬定選用電動機的型號為 Y90S-6,功率為 750W，額定轉速為 910r/min。6.3.2選擇閥類元件及輔助元件根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格如下表 5-1。表 6-1 液壓元件及規(guī)格序 號 名 稱通過流量 )min./(1ax?Lq型號及規(guī)格1 濾油器 11.47 XLX-06-802 雙聯(lián)葉片泵 9.75 YB1-6.3/6.33 單向閥 4.875 I-10B4 外控順序閥 4.875 XY-B10B5 溢流閥 3.375 PB-10B6 三位四通電磁換向閥 9.75 BD1034?7 單向順序閥 11.57 XI-B10B8 液控單向閥 11.57 IY-25B9 二位二通電磁換向閥 8.21 2110 單向調速閥 9.75 QI-10B11 壓力表 Y—100T12 壓力表開關 K-3B13 電動機 Y90S-66.3.3油箱及油管的設計（1）油箱的設計液壓油箱的作用是貯存液壓油，分離液壓油中的雜質和空氣，同時還起到散熱變速箱傳動軸加工線自動上下料機械臂設計35的作用。（a）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。油箱容積根據(jù)液壓泵的流量計算，取其體積 ：(24)pVq??取： ，取 V=830L32.69.pVq???式中，V —液壓油箱的有效容積p—液壓泵的額定流量（b）液壓油箱的外形尺寸油箱長、寬、高的確定：根據(jù)油箱三個邊長必須在 1：1：1—1：2：3 的范圍內，又有油箱的容積為 V=830L,所以油箱的長（L ） 、寬（D） 、高（H ）可以設計為L=1100