(机电系)机床上下料机械手的毕业设计论文.doc

第一章 夹持器 3 1.1夹持器设计的基本要求 3 1.2夹持器结构设计 3 1.2.1夹紧装置设计. 3 1.2.1.1夹紧力计算 3 1.2.1.2驱动力力计算 3 1.2.1.3液压缸驱动力计算 3 1.2.1.4选用夹持器液压缸 3 1.2.2手爪的夹持误差及分析 错误！未定义书签。 1.2.3楔块等尺寸的确定 3 1.2.3.1斜楔的传动效率 3 1.2.3.2动作范围分析 3 1.2.3.3斜楔驱动行程与手指开闭范围 3 1.2.3.4与的确定 3 1.2.3.5确定 3 1.2.3.6确定 3 1.2.4材料及连接件选择 3 第二章 腕部 3 2.1腕部设计的基本要求 3 2.2具有一个自由度的回转缸驱动的典型腕部结构 3 2.3腕部结构计算 3 2.3.1腕部回转力矩的计算 3 2.3.2回转液压缸所驱动力矩计算 3 2.3.3回转缸内径D计算 3 2.3.4液压缸盖螺钉的计算 3 2.3.5静片和输出轴间的连接螺钉 3 2.3.6腕部轴承选择 3 2.3.7材料及连接件，密封件选择 3 第三章 伸缩臂设计 3 3.1伸缩臂设计基本要求 3 3.2方案设计 3 3.3伸缩臂机构结构设计 3 3.3.1伸缩臂液压缸参数计算 3 3.3.1.1工作负载R 3 3.3.1.2液压缸缸筒内径D的确定 3 3.3.1.3活塞杆设计参数及校核 3 3.3.1.4缸筒设计参数及校核 3 3.3.1.5缸底设计参数及校核 3 3.3.1.6油缸零件的连接计算 3 3.3.1.7液压油缸其他零件结构尺寸得确定 3 3.3.2导向杆机构设计 3 3.3.2.1导向机构的作用 3 3.3.2.2导向机构的外形尺寸及材料 3 3.3.2.3矩形导轨的弯曲强度及挠度的校核 3 3.3.2.4伸缩臂范围控制与调整 3 第四章 驱动系统 3 4.1驱动系统设计要求 3 4.2驱动系统设计方案 3 4.3驱动系统设计 3 4.3.1分功能设计分析 3 4.3.2液压泵的确定与所需功率计算 3 4.3.3确定泵的电机功率N 3 4.3.4液压元件的选择,如表4.2所示 3 4.3.5辅助元件的选择 3 4.5液压系统的验算 3 4.6.2液压系统电磁铁动作顺序控制原理 3 4.6.3电磁铁动作顺序 3 第一章 夹持器 1.1夹持器设计的基本要求 （1）应具有适当的夹紧力和驱动力； （2）手指应具有一定的开闭范围； （3）应保证工件在手指内的夹持精度； （4）要求结构紧凑，重量轻，效率高； （5）应考虑通用性和特殊要求。 设计参数及要求 （1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松； （2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s ， 1s抓紧,夹持速度20mm/s； （3）工件的材质为5kg，材质为45#钢； （4）夹持器有足够的夹持力； （5）夹持器靠法兰联接在手臂上。由液压缸提供动力。 1.2夹持器结构设计 1.2.1夹紧装置设计. 1.2.1.1夹紧力计算 手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。 手指对工件的夹紧力可按下列公式计算： 1-1 式中： —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5； —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况系数, ，a为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s）； —方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定， 手指与工件位置：手指水平放置 工件垂直放置； 手指与工件形状：型指端夹持圆柱型工件， ，为摩擦系数，为型手指半角，此处粗略计算,如图1.1 图1.1 —被抓取工件的重量 求得夹紧力 ，，取整为177N。 1.2.1.2驱动力力计算 根据驱动力和夹紧力之间的关系式： 式中： c—滚子至销轴之间的距离； b—爪至销轴之间的距离； —楔块的倾斜角 可得，得出为理论计算值，实际采取的液压缸驱动力要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率，一般取0.8～0.9，此处取0.88，则： ，取 1.2.1.3液压缸驱动力计算 设计方案中压缩弹簧使爪牙张开，故为常开式夹紧装置，液压缸为单作用缸，提供推力： 式中 ——活塞直径 ——活塞杆直径 ——驱动压力， ,已知液压缸驱动力，且 由于，故选工作压力P=1MPa 据公式计算可得液压缸内径： 根据液压设计手册,见表1.1，圆整后取D=32mm。