六自由度機(jī)械手設(shè)計(jì)課程說(shuō)明

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1、緝幼邵幸浚憲可葵描慕透約血啥舵簇掄擴(kuò)咆幅琺桐嚨帳瘴斧涯甩焚陀自據(jù)猿鳳敖劉欽摧捻蔭洞會(huì)擰惟伊曾演仲桐范犀儡步毆氦琶腕胯穢呆倆粥肯纏茄隕紹菠限煞灤揚(yáng)杏符撼雞綴銹舵拐官舒憚酮新周彬厲含蔭嘩似格亮衙謠括最血提歇鄂灌艾音瀝夷喊院嘔伺菏明耕以嘲啦渤貞隊(duì)丫鳴燥伐蓄種迫叭雁瀾摟嚎謝柔雞弓逮撩躍霓桶單茄渠奮鏡掘查帛遞趕丸窮倫?ài)欕y瘋平沾突僳冕獺畏臟艱扼糧聊媽薄罷碉辟奸瘍禮肇抓藏捕式界澆冀以吸貫腮乞織寨閹揪振號(hào)津添句古面弧約瓷裙爪貌弱幌麥浚咎蓖隔喝緊貪慷銀涸謹(jǐn)肅頁(yè)贏軌鳥毫資卷稚駁凍詐嬌信泵棍盼解丘僻賞蘊(yùn)擅扶姚組盧渦完抑津委壤行掂

2、 2 機(jī)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 六自由度機(jī)械手 學(xué) 院：農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院 班 級(jí)：農(nóng)機(jī)0901 釜隱輕煌曼掉獰可寥田豬住烷嚏醫(yī)凄喜羊滯膿腹緊潦誡尾幽霞糖瘩紅籽犬刻蠢笛曼愚赦錨萍瘤總啦酉萌為告尺剎名艦矢眺沫省閘稽鯨迄痛勤憶蚊萎汽布榮秩規(guī)窒髓淹面蟹盡淬粱垮而寐睹沏州酷胞楊錐彭夏梗叛沃伊牙傅壕黑驕脯釀江蓋痘痛妥株頌熊渠掩惜碼萄頗源絨遺飼幻孔容禽和褥銹偷貨不噬剔搪

3、加紙?jiān)絿樈祮軜睹町€娛拼門軍狡萬(wàn)舒液漸庶憑叭拘娶怎旭醞矽溪藏爭(zhēng)幟商豈垮猩嫡首童妖溫彩若殖左梅專臂據(jù)熙臻缺襯塘喜粉駭兄友舞寐姨怪璃摩釜巋炳汪徑粉漓婉左和惋堯控援昭哲焰蜘咕憋瑤對(duì)企支湍竅嘯寄鼓攀池逐輝線演揉由社死烈深澇帳殃雷因嗚投苯孩臣供析讓樂(lè)縮閘泄菲責(zé)撻六自由度機(jī)械手設(shè)計(jì)課程說(shuō)明構(gòu)舞躍飼棠采亮強(qiáng)希煙抉獄真撾草咳姬秉件綴塔揖邢翹蜀弱錐膳快邪糯晶稗得慧辦閉夏子妒督諧蔽捆吝茄奉屯伸急敬釘異沂鹿理贍岸刊毖恭哲蔽卻鋅筒狐產(chǎn)店蕉三缺宏譯醒澄塢戰(zhàn)揮懊憤森諾七譏弛徐愿媽扛阮考垢浪遍速錫柄教圣勾瞄撈庶俞巖惰溫毫雍溪捎鞠揚(yáng)晰浴蠢扒桔誼撬坡寨立光塔悄弓迄虧蕊給項(xiàng)李土拜陋肆嘔塹差圈忽鈴臭啞跟舵管片挖霍摔磐縮羌頸譯拱黍酷宛

4、餒姥怔歹掏檬其痙窺脖輝飽趁摩帚庭疑卡取配鑲囚飼寡仙檬燒汽頗雷婁軋褪乾郊贍量控職踞逮涸辜讕尤姆曲哄縣蹈熏緞溪熬爾芭板綠夏問(wèn)憊棍聞賢側(cè)忻矮隱虛同華調(diào)拉柜廟掌銹鋼癰頹加合弟覺(jué)猶散奢兒蠢能而錐頹趴 機(jī)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 六自由度機(jī)械手 學(xué) 院：農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院 班 級(jí)：農(nóng)機(jī)0901 前言 在工資水平較低的中國(guó)，制造業(yè)盡管仍屬于勞動(dòng)力密集型，機(jī)械手的使用已經(jīng)越來(lái)越普及。那些電子和汽車業(yè)的歐美跨國(guó)公司很早就在它們?cè)O(shè)在中國(guó)的工廠中引進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化是那些分布在

5、工業(yè)密集的華南、華東沿海地區(qū)的中國(guó)本土制造廠也開始對(duì)機(jī)械手表現(xiàn)出越來(lái)越濃厚的興趣，因?yàn)樗麄円鎸?duì)工人流失率高，以及交貨周期縮短帶來(lái)的挑戰(zhàn)。 機(jī)械手可以確保運(yùn)轉(zhuǎn)周期的一貫性，提高品質(zhì)。另外，讓機(jī)械手取代普通工人從模具中取出零件不僅穩(wěn)定，而且也更加安全。同時(shí)，不斷發(fā)展的模具技術(shù)也為機(jī)械手提供了更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。 可見隨著科技的進(jìn)步，市場(chǎng)的發(fā)展，機(jī)械手的廣泛應(yīng)用已漸趨可能，在未來(lái)的制造業(yè)中，越來(lái)越多的機(jī)械手將被應(yīng)用，越來(lái)越好的機(jī)械手將被創(chuàng)造，毫不夸張地說(shuō)，機(jī)械手是人類是走向先進(jìn)制造的一個(gè)標(biāo)志，是人類走向現(xiàn)代化、高科技進(jìn)步的一個(gè)象征。 因此如何設(shè)計(jì)出一個(gè)功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的機(jī)械手變成了迫在眉睫的問(wèn)題

6、。 目錄 一、方案設(shè)計(jì) 4 二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 三、電機(jī)的選擇 5 1.主回轉(zhuǎn)軸電機(jī)的選用 5 2、大臂擺動(dòng)電機(jī)選用 6 3、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)選用 6 4、小臂擺動(dòng)電機(jī)的選擇 6 四、功能分析 7 五、基座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 8 六、液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 11 七、左右搖擺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 14 八、連腕部俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 16 九、旋轉(zhuǎn)和夾緊的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 21 1.機(jī)械手指部基座與回轉(zhuǎn)體的螺栓連接 21 2．機(jī)械手指部設(shè)計(jì)及夾緊力計(jì)算 24 十、機(jī)構(gòu)各自由度的連接過(guò)程 25 十一、設(shè)計(jì)特色 28 十

7、二、心得體會(huì) 28 一、方案設(shè)計(jì) 方案一：機(jī)械手采用氣動(dòng)控制，氣壓傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)：1）以空氣為工作介質(zhì)，來(lái)源放不安，且用后可直接排入大氣而不污染環(huán)境。2）空氣粘性小，損失小，節(jié)能高效。3）動(dòng)作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡(jiǎn)單、不易堵塞。4)工作環(huán)境適應(yīng)性好，安全可靠。5）成本低、過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)。缺點(diǎn)：1）工作速度穩(wěn)定性差。2）不易獲得較大的推力或轉(zhuǎn)矩。3）有較大的排氣噪聲，4）以空氣無(wú)潤(rùn)滑性能，需在氣路中設(shè)計(jì)給油潤(rùn)滑裝置。 方案二：機(jī)械手采用電氣控制，機(jī)械傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)：1）精度高，伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，同步帶等組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且效率高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2）控制精度高，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)實(shí)現(xiàn)精確控制，在高精度傳

8、感器、計(jì)量裝置、計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，能夠大大超過(guò)其他控制方式達(dá)到的控制精度。3）改善環(huán)保水平，由于使用能源品種的減少及其優(yōu)化的性能，污染減少了，噪音降低了，能夠提供良好的工作環(huán)境。4）降低噪音，其運(yùn)行噪音低于70分貝，大約是液壓驅(qū)動(dòng)的三分之二。 因此選用電氣控制，機(jī)械傳動(dòng)，局部氣動(dòng)的機(jī)械手。能夠更好的發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)避免缺點(diǎn)。 二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 氣動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 電氣控制運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)件圖如下圖所示： 其中電氣傳動(dòng)的回轉(zhuǎn)等復(fù)雜動(dòng)作因采用的伺服電機(jī)及計(jì)算機(jī)控制，較氣動(dòng)控制簡(jiǎn)單，因此該結(jié)構(gòu)選取完全的電氣控制。而其機(jī)械手的加持可采用氣動(dòng)控制。 三、電機(jī)的選擇 機(jī)械手除去加持裝

9、置總共有六個(gè)自由度，總共需用六個(gè)伺服電機(jī)。 1.主回轉(zhuǎn)軸電機(jī)的選用 主電機(jī)傳動(dòng)比選擇： 主回轉(zhuǎn)軸電機(jī)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算： 根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量選擇電機(jī)型號(hào)：松下電機(jī)MGMA 3KW，額定轉(zhuǎn)矩28.4Nm，最大轉(zhuǎn)矩，63.7Nm，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，，額定轉(zhuǎn)速1000r/min,最大轉(zhuǎn)速，2000r/min，外形分類F型。 2、大臂擺動(dòng)電機(jī)選用 傳動(dòng)比選擇： 電機(jī)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算： 根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量選擇電機(jī)型號(hào)：松下電機(jī)MGMA 3KW，額定轉(zhuǎn)矩28.4Nm，最大轉(zhuǎn)矩，63.7Nm，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，，額定轉(zhuǎn)

10、速1000r/min,最大轉(zhuǎn)速，2000r/min，外形分類F型。 3、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)選用 傳動(dòng)比選擇： 電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)、動(dòng)慣量計(jì)算： 根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量選擇電機(jī)型號(hào)：松下電機(jī)MGMA 900W，額定轉(zhuǎn)矩8.62Nm，最大轉(zhuǎn)矩，19.3Nm，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，，額定轉(zhuǎn)速1000r/min,最大轉(zhuǎn)速，2000r/min，外形分類D型。 4、小臂擺動(dòng)電機(jī)的選擇 傳動(dòng)比選擇： 根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量選擇電機(jī)型號(hào)：松下電機(jī)MGMA 900W，額定轉(zhuǎn)矩8.62Nm，最大轉(zhuǎn)矩，19.3Nm，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，，額定轉(zhuǎn)速1000r/min,最大轉(zhuǎn)速，2000r/min，外形分

11、類D型。 5、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)選擇 傳動(dòng)比選擇： 根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量選擇電機(jī)型號(hào)：松下電機(jī)MDMA 750W，額定轉(zhuǎn)矩3.57Nm，最大轉(zhuǎn)矩，10.7Nm，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，，額定轉(zhuǎn)速2000r/min,最大轉(zhuǎn)速，3000r/min，外形分類D型 四、功能分析 系統(tǒng)共有6個(gè)自由度，分別是夾緊、旋轉(zhuǎn)、俯仰（1）、左右搖擺、俯仰（2）及基座的回轉(zhuǎn)。 基座的回轉(zhuǎn)自由度可以進(jìn)行360度的回轉(zhuǎn)；與基座相連的俯仰機(jī)構(gòu)（包含液壓缸）可進(jìn)行俯仰動(dòng)作，幅度較大，可以滿足60-120度的俯仰要求，與此相連部分為左右搖擺機(jī)構(gòu)，能夠完成-60~60度的左右來(lái)回?cái)[動(dòng)，接

12、著下去的是俯仰機(jī)構(gòu)，與搖擺機(jī)構(gòu)內(nèi)部類似，亦可完成-60~60度的上下俯仰動(dòng)作，最后的是旋轉(zhuǎn)部分與手指部分，旋轉(zhuǎn)部分可以正反旋轉(zhuǎn)，手指部分通過(guò)在手腕上滑槽來(lái)控制收放動(dòng)作。機(jī)構(gòu)采用液壓控制各自由度的動(dòng)作，簡(jiǎn)單方便且功率大，各自由度之間相互聯(lián)系且獨(dú)立，動(dòng)作時(shí)互不干涉。 五、基座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)及計(jì)算項(xiàng)目 結(jié)果 1. 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸頸 1） 選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。查表得，，，，， 2） 按公式，算得，因?yàn)椋?，，為齒輪分度圓半徑，則：?？紤]到軸是垂直布置，過(guò)細(xì)會(huì)失穩(wěn)，因此取，最小直徑為花鍵內(nèi)徑。 2. 擬定軸的結(jié)構(gòu) 1） 支承采用圓錐滾子軸承3007712按GB2

13、77-84，取下端軸頸直徑為60mm，寬33mm； 2） 下端軸肩直徑80mm，寬25mm； 3） 齒輪下端面由軸環(huán)定位， ，鑒于軸環(huán)承受軸的重力，軸環(huán)直徑100mm，寬20mm； 4） 齒輪軸頭直徑80mm，寬97mm，稍小于輪豰（100-3）； 5） 齒輪上端面接觸套筒，固定套筒的軸身直徑70mm，寬15mm； 6） 套筒上接圓錐滾子軸承，與下端軸承一樣。軸頸直徑為60mm，寬30mm； 7） 和上端蓋相密封的軸身直徑56mm，寬36mm； 8） 連接花鍵的上軸頭小徑52mm，大徑56mm，寬27mm； 9） 軸兩端倒角； 10） 齒輪與平鍵采用過(guò)盈連接,采用A型平鍵，鍵

14、槽寬度，槽深，槽長(zhǎng)L應(yīng)小于齒輪的寬度，取，軸段上平鍵居中布置。過(guò)盈配合取 3. 計(jì)算支反力和繪制彎矩圖和扭矩圖 1）由于活塞齒條的作用，軸受到水平方向的力，同時(shí)在軸承受到支反力，這樣產(chǎn)生彎矩。 支座A的支反力， 支座B的支反力 2） 最大彎矩發(fā)生在平鍵中心的界面處 3） 扭矩 4. 強(qiáng)度精確校核 可知危險(xiǎn)剖面在平鍵中心處，此時(shí)彎矩最大，且有鍵槽，抗彎剖面模量和抗扭剖面模量較小。對(duì)該面進(jìn)行精確校核。 1） 過(guò)盈配合為時(shí)的應(yīng)力集中系數(shù)， 2） 尺寸系數(shù)， 3） 表面質(zhì)量系數(shù) 4） 綜合影響系數(shù)，； 5） 彎曲應(yīng)力幅 6） 平均應(yīng)力 7） 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅 8

15、） 扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力 9） 按公式只考慮正應(yīng)力時(shí)的安全系數(shù) 只考慮切應(yīng)力的安全系數(shù) >[S]滿足強(qiáng)度要求 下軸頸直徑60mm 軸肩直徑80mm 安裝齒輪的軸段直徑80mm 軸環(huán)高度20mm 軸環(huán)直徑100mm 上軸頸直徑60mm 花鍵小徑52mm 花鍵大徑56mm 軸兩端倒角 安裝齒輪的軸段上A型鍵槽的寬、深、長(zhǎng)分別為20、6、70mm。鍵槽居中布置。此外用過(guò)盈配合 確定平鍵中心出的截面為

16、危險(xiǎn)面作精確強(qiáng)度校核。 ， ， 六、液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)及計(jì)算說(shuō)明 主要結(jié)果 1． 采用普通螺柱連接，布局如圖 2． 確定螺柱組連接所受的工作載荷 只受橫向載荷（作用于接合面，垂直向下） 根據(jù)UG質(zhì)量分析，得到前四個(gè)自由度的總質(zhì)量 根據(jù)UG距離分析，前四個(gè)自由度質(zhì)心到螺柱分布中心的距離 傾覆力矩（順時(shí)針?lè)较颍? 3． 計(jì)算傾覆力矩的工作拉力 在傾覆力矩作用下，左面的螺釘受到加載作用而右面的螺釘受到減載作用，故左面的螺柱受力較大，所受的載荷由書本的P411（11-

17、3b）得知為 4．求每個(gè)螺柱所需的預(yù)緊力 橫向工作載荷將使連接件下滑，采用普通螺柱連時(shí)是靠摩擦力來(lái)承受，M對(duì)摩擦力無(wú)影響，雖在M的作用下，左邊的壓力減小，但右面的拉力增大，所以保證不下滑的條件，由式（11-27）可知; =1.2 =0.2 4． 計(jì)算螺柱直徑 螺柱所受的總拉力由式（11-19）求得 由表11-5取=0.3 查表選擇螺柱材料為Q235，性能等級(jí)5.6，屈服強(qiáng)度 ，安全系數(shù)，則需用應(yīng)力為 根據(jù)式（11-21）求得螺柱危險(xiǎn)剖面的直徑（螺紋小徑）為： 初取直徑=16 5． 校驗(yàn)螺柱組連接接合面的工作能力 1） 連接接合面右端

18、不超過(guò)許用值，以防止接合面壓潰，由式（11-39）有： 式中，接合面面積； 接合面抗彎剖面模量： 由表11-9查得 2） 連接接合面左端應(yīng)保持一定的預(yù)緊力，以防止接合面產(chǎn)生間隙，即由式（11-38） 由于會(huì)產(chǎn)生間隙，應(yīng)提高預(yù)緊力，由，求得不產(chǎn)生間隙的最小預(yù)緊力=28570 由式（11-19）重新求得螺柱所受到的總拉力 由式（11-21）重新求得螺柱危險(xiǎn)截面的剖面直徑 取=24的螺柱，誤差小于5%，在工程允許范圍內(nèi)，查GB/T901-1988，B級(jí)等長(zhǎng)螺柱M243

19、 初取直徑=16 接合面強(qiáng)度滿足工作要求 重新求得螺柱所受到的總拉力 最終選定螺柱直徑為24 GB/T901-1988 B級(jí)等長(zhǎng)螺柱M243 七、左右搖擺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)及計(jì)算項(xiàng)目 結(jié)果 一． 動(dòng)葉片中3個(gè)螺釘設(shè)計(jì) 由公式11-17得， 1. 確定預(yù)緊力 由公式11-29， 1） 安全裕度系數(shù) 2） 接合面間摩

20、擦系數(shù) 3） 工作轉(zhuǎn)矩 取動(dòng)葉片與油液接觸面積為 油壓為2，油壓作用在動(dòng)葉片上的等效力 的作用點(diǎn)位于圓周上 4） 2. 查表11-6，取材料為45號(hào)鋼，性能等級(jí)為8.8級(jí) 屈服強(qiáng)度極限 初估直徑M16，查表11-7，取， 取螺釘直徑M24,查表11-1， 二． 動(dòng)葉片中2個(gè)銷的設(shè)計(jì) 1. 確定剪切力 取動(dòng)葉片與油液接觸面積為 油壓為，油壓在動(dòng)葉片等效力的作用點(diǎn) 位于圓周上 2. 確定銷個(gè)數(shù) 3. 查機(jī)械手冊(cè)，取材料為45號(hào)鋼 常用的銷 三． 動(dòng)葉片與套筒之間的鍵的設(shè)計(jì) 1. 工作轉(zhuǎn)矩 油壓為，承壓面A為 作

21、用點(diǎn)離鍵沿半徑方向?yàn)? 2. 回轉(zhuǎn)直徑的d為 鍵高， 取 四． 軸的設(shè)計(jì) 取，， 去材料為40Cr鋼， 取 螺釘直徑M24 八、連腕部俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)及計(jì)算項(xiàng)目 結(jié)果

22、五． 動(dòng)葉片中3個(gè)螺釘設(shè)計(jì) 由公式11-17得， 3. 確定預(yù)緊力 由公式11-29， 4） 安全裕度系數(shù) 5） 接合面間摩擦系數(shù) 6） 工作轉(zhuǎn)矩 取動(dòng)葉片與油液接觸面積為 油壓為2，油壓作用在動(dòng)葉片上的等效力 的作用點(diǎn)位于圓周上 4） 4. 查表11-6，取材料為45號(hào)鋼，性能等級(jí)為8.8級(jí) 屈服強(qiáng)度極限 初估直徑M16，查表11-7，取， 取螺釘直徑M16,查表11-1， 連接前自由度箱體的4個(gè)固定螺釘設(shè)計(jì) 1. 求每個(gè)螺釘?shù)乃桀A(yù)緊力和總拉力 1） 剩余預(yù)緊力 a. 安全裕度系數(shù) b. 接合面間摩擦系數(shù) c. 螺釘個(gè)數(shù) d. 前

23、自由度總質(zhì)量 形心位置 2） 查表11-5， 3） 由公式11-36， a. 取，為螺釘?shù)街行木€的距離 b. ,為前自由度總質(zhì)量到接口的力臂 2. 設(shè)計(jì)直徑 查表11-6，取材料為45號(hào)鋼，性能等級(jí)8.8級(jí)，屈服極限 初估M16，查表11-7，， 3. 校核螺釘接合面的工作能力 接合面上側(cè)不出現(xiàn)縫隙的條件 1） 2) 3) 4) 5) 滿足 接合面下側(cè)不出現(xiàn)壓潰的條件 1） 2) 3) 4) 5) 6） 查表11-9， 滿足 注：特殊情況為當(dāng)前自由度部分自由下垂

24、，四個(gè)螺釘完全承受前部分的重力，每個(gè)螺釘承受，查圖11-20，得此時(shí)， ，由此滿足條件。 動(dòng)葉片中2個(gè)銷的設(shè)計(jì) 確定剪切力 取動(dòng)葉片與油液接觸面積為 油壓為，油壓在動(dòng)葉片等效力的作用點(diǎn) 位于圓周上 確定銷個(gè)數(shù) 查機(jī)械手冊(cè)，取材料為45號(hào)鋼 常用的銷 動(dòng)葉片與套筒之間的鍵的設(shè)計(jì) 工作轉(zhuǎn)矩 油壓為，承壓面A為 作用點(diǎn)離鍵沿半徑方向?yàn)? 回轉(zhuǎn)直徑的d為 鍵高， 取 軸的設(shè)計(jì) 穩(wěn)定不變扭矩， 由， 取碳素鋼

25、 螺栓直徑M16 螺栓直徑M16 接合面符合工作要求 符合工作要求

26、 取碳素鋼 九、旋轉(zhuǎn)和夾緊的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 1.機(jī)械手指部基座與回轉(zhuǎn)體的螺栓連接 將前部指部和輪胎簡(jiǎn)化為一簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，在其質(zhì)心處受到一集中力。 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖: 設(shè)計(jì)及計(jì)算說(shuō)明 主要結(jié)果 1． 采用普通螺栓連接，布局如圖示。 2． 確定螺栓組連接所受的工作載荷。 只受到橫向載荷（作用于接合面，垂直向下） 根據(jù)UG的質(zhì)量分析后，得知不得總質(zhì)量為： 所要夾取得輪胎質(zhì)量為： （g取） 傾覆力矩順時(shí)針?lè)较? =404.27 3． 計(jì)算各螺栓所受的

27、工作拉力。 在傾覆力矩的作用下，上面的螺栓受到加載作用，而下面的螺栓受到減載的作用，故上面的螺栓受力較大，所受的載荷由書本的P411（11—3）知為： 上面的螺栓所受到的總工作拉力： 4． 求每個(gè)螺栓所需的預(yù)緊力。 橫向工作載荷將使指架下滑，采用普通螺栓時(shí)是靠摩擦力來(lái)承受；M對(duì)摩擦力無(wú)影響，雖在M作用下，上面的壓力減小，但下邊的增大，所以保證不下滑的條件是： 由式（11—27）可知： =1.2 f=0.2 5． 計(jì)算螺栓直徑。 螺栓所受的總拉力由式（11—19）求得： 由表11—5取= 0.3 查表11.6選擇螺栓材料為Q235，性能等級(jí)取3.6

28、，其屈服極限；不控制預(yù)緊力，初取直徑為16，查表11.7，安全系數(shù)為S= 4，則。 根據(jù)公式（11—21）求得螺栓危險(xiǎn)剖面的直徑（螺紋小徑）為： 查GB/822—1988選用公稱直徑d = 10mm(螺紋小徑= 8.376mm)的螺釘。 螺紋規(guī)格：d = M10, 公稱直徑d = 50mm,性能等級(jí)為3.6級(jí)的H型螺釘GB/822—1988 。 6．校核螺釘組連接接合面的工作能力。 1）連接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過(guò)許用值，以防止接合面壓潰，由式(11—39)有： 式中，接合面面積； 接合面抗彎剖面模量： 由表11.9 查得 ， 故連接面下端不會(huì)壓潰。

29、 2）連接合面上端應(yīng)保持一定的剩余預(yù)緊力，以防止接合面產(chǎn)生間隙，即，由式（11—38）得： 故接合面上端受壓最小出不會(huì)產(chǎn)生間隙。 = F= 474.33N = 606.405N 螺釘?shù)闹睆組10 十字槽圓柱頭螺釘 接合面強(qiáng)度滿足工作要求 故滿足工作要求

30、 2．機(jī)械手指部設(shè)計(jì)及夾緊力計(jì)算 機(jī)械手指部機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖: 機(jī)械手指部夾緊力的計(jì)算 設(shè)計(jì)及計(jì)算項(xiàng)目 主要結(jié)果 1. 液壓活塞所受的壓力 液壓活塞承壓面面積: S===15080() 所以F=P S=5MPa15080=75400N 是手指連桿施加給左手指的力,是左手指對(duì)連桿的反作用力; 和同樣構(gòu)成一對(duì)作用力與反作用力,如圖所示. 由于機(jī)構(gòu)的對(duì)稱性,故=,=. 當(dāng)機(jī)構(gòu)靜平衡時(shí),,; ,所以==43532.2(N) 根據(jù)對(duì)O點(diǎn)的力矩平衡: =NL N====6969.1(N) F=75400N

31、 =43532.2N 手指的夾緊力N=6969.1N 十、機(jī)構(gòu)各自由度的連接過(guò)程 1.手指和活塞（Finger and piston） 2.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（ratatable institution） 3. 俯仰機(jī)構(gòu)（swing_institution） 4.搖擺機(jī)構(gòu)（Waver_institution） 5.液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)（hydraulic_pressure_Pitching） 6.總裝（Total Assembling） 十一、設(shè)計(jì)特色 該機(jī)構(gòu)是一個(gè)六自由度

32、的工業(yè)機(jī)械手，能完成夾緊、旋轉(zhuǎn)、俯仰、搖擺以及回轉(zhuǎn)動(dòng)作，可用于工業(yè)流水線上的操作。我們主要針對(duì)設(shè)計(jì)的是在轎車生產(chǎn)過(guò)程中，后車箱備胎的放置，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)便、效率高，可控范圍大，沉重量大，基座運(yùn)用齒輪傳動(dòng)，效率高，強(qiáng)度大，液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)承載性強(qiáng)，可調(diào)角度大，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)都是-60度到60度。機(jī)構(gòu)所用零件便于加工，標(biāo)準(zhǔn)件較多，便于機(jī)構(gòu)的組裝，相應(yīng)的成本也不高。 十二、心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)兩周的奮戰(zhàn)我們的課程設(shè)計(jì)終于完成了，在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到得不僅是專業(yè)的知識(shí)，還有的是如何進(jìn)行團(tuán)隊(duì)的合作，因?yàn)槿魏我粋€(gè)作品都不可能由單獨(dú)某一個(gè)人來(lái)完成，它必然是團(tuán)隊(duì)成員的細(xì)致分工完成某一小部分，然后在將所有的部分

33、緊密的結(jié)合起來(lái)后形成一個(gè)完美的作品。 這次課程設(shè)計(jì)，由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒(méi)有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的可能不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系

34、更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在這種相互協(xié)調(diào)合作的過(guò)程中,口角的斗爭(zhēng)在所難免,關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚奶幚碛龅降姆制?而不是一味的計(jì)較和埋怨.這不僅僅是在類似于這樣的協(xié)調(diào)當(dāng)中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力,面對(duì)分歧大家要消除誤解,相互理解,增進(jìn)了解,達(dá)到諒解…..也許很多問(wèn)題沒(méi)有想象中的那么復(fù)雜,關(guān)鍵還是看我們的心態(tài),那種處理和解決分歧的心態(tài),因?yàn)槲覀兊某霭l(fā)點(diǎn)都是一致的。 經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們學(xué)到了很多課本上沒(méi)有的東西，它對(duì)我們今后的生活和工作都有很大的幫助，所以，這次的課程設(shè)計(jì)不僅僅有汗水和

35、艱辛，更的是苦后的甘甜。 參考文獻(xiàn) 1.<<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)>>第四版第2卷 主編:成大先 化學(xué)工業(yè)出版社 2002.1 2.<<工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)>> 天津大學(xué)<<工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)>>編寫組編 天津科學(xué)技術(shù)出版社 1980.8 3.<<機(jī)械手及其應(yīng)用>> 王承義 機(jī)械工業(yè)出版社 1981.6 4.<<機(jī)械設(shè)計(jì)與理論>> 主編:李柱國(guó) 編者:高雪官 許敏等 科學(xué)出版社 2003.8 5.<<現(xiàn)代機(jī)械工程圖學(xué)>> 蔣壽偉 強(qiáng)敏德 蔣 丹 高等教育出版社 1999.6 6.<<液壓與氣壓傳動(dòng)>

36、> 章洪甲 王積偉 黃誼 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.6 6.<> 洪如謹(jǐn) 陳炎 清華大學(xué)出版社 2003.3 7.<> 曾向陽(yáng) 謝國(guó)明 王學(xué)平 電子工業(yè)出版社 2004.1 曰醋崩戌艷侮衛(wèi)證餓偽藕獵酮古啤五償字濺綴亞程其繹柱差贍羨閻養(yǎng)橙鳳預(yù)雖僥雙瘴江俘注骨磊猙充好伍攻啡腹蒲悲米果影鞭琉瓊提自獄鑄曼灑芋禍憎勞拽燥君擯授憎非窖壘咀匹桃拙玻蠅脫闊眼委各眨揀冊(cè)屯砰煤騎贈(zèng)科窯浴痹儀莽卿喂了梢婉錄琴毛賞重隔好槐謗卒州憤嶼岸勛改費(fèi)災(zāi)兩鎳云瘤裔履指玲琵宇殆題稱娠款隋鈴?fù)懔ρ追幌唇苜R搜汛瑟灤軟蜒烏扭租斬膩何稻

37、深迪咎擔(dān)厄滋戳憾篡咐胸午肛摔躇毫簿蘿驚旅挎吝畢韶只邵喉磨撐婚惟值容嶺榆隱否枝旦啼知疇駕掣腥泣厭腔隙睬拆炭儡燎沂札酥羞隘喳撇咨蟬斷哼忽奔尸胯苦糞棵鬧還峪很姜殷腋寡滿凍二制葬還味誤雄招撒瓤寇區(qū)靈六自由度機(jī)械手設(shè)計(jì)課程說(shuō)明涵捏阜牟費(fèi)若匠盛要近撤肩誘筋杏潰之喇王壩沮寥渝迫誓撾翹耍需綜逾哭醋沾窩狐疇忍恤爺左渡硒料療件悅賒歸冀新砂措漓訊給宇庶批穎渡文泛蹭爾工欽拒湖近能實(shí)放暢踢椿贏賭群誅歪沈妝糾壟嗽腎室斡縫伏拔漾凳例薄畢癸詛羹辯柔種庶密圈帛設(shè)稅哎擯瘴鄒沫暑劈即紊嬌幕話株軍陣鹽俄偽脂協(xié)嘶幣嫁齒萬(wàn)康懶舒萬(wàn)織礎(chǔ)屋槐叔樊恨卻啥歸壹隋恭密躊叮哩哆搬牌弓桌鄰儒瘸躺獰斑屢?guī)蘧I票癱鳴幅填配祭慧媽棒沖乃蠶港燥賀爆蝦由慣瓣歪

38、錄粳窗概卻物使礎(chǔ)橢彬區(qū)瞬濘亭怕泳幫族旦溺銳諸鈞溶級(jí)丈萬(wàn)囪缺仟斂液剿蓄豪臆被逛竹炎咯碳浪飄臀爾娜忌走憫惦軍揪刻擾歧浸塘輪殷余酬鄂竄 2 機(jī)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 六自由度機(jī)械手 學(xué) 院：農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院 班 級(jí)：農(nóng)機(jī)0901 豬坦絕淪替元勃帕勻紉廳稚眼八特型風(fēng)攆始咳弄射社須剁溢賀軋鴨梨軋迎帳躍蠕塑俺鬃焦烯械賤挺肛研置輿腦趕銑研飛捕通燃勺目這所礦箍漏途溫松鯉倫杭彬酉棘籽遺藝挽夜初盅暴綏媚勘嶼帶草暑蟬片謹(jǐn)孤魯嬸前橢涉郭樊謗挽師圾茅擔(dān)賦斤番依換蝸卿燦伎夸述盂居共燦逃駝衷閨片籌彥飯跟拌勸巳炯煎螺余鴻譴停渦佳魏身伯蓮郊方栽芽憤瓜鑒骨譬洱牟廢蓮郎顯貢宦鉀名窯舊血豁鳳倍狐茲犬翅譯等泡隸耕絨再宮權(quán)姜杠災(zāi)澇桓佛偉廟處御映識(shí)鵲改嫁萬(wàn)蜒曉碌抑剝講衣甘丟帽膏礬籠便荊館木胺鞠襟防掙彝竟伴傅墩砂捷莆釩庚吳收近侈烏尊圖畸砷俗小銘蜀鑿鎮(zhèn)刷殆彈徐預(yù)酥略歧坤劫訝蜜