氣動(dòng)四自由度機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘 要 針對(duì)數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)的一種套類(lèi)零件自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了坯料的抓取、自動(dòng)定位、夾緊以及工件的回放。該機(jī)構(gòu)主要由自動(dòng)安裝夾具，坯料、工件拾取機(jī)械手，動(dòng)力及控制系統(tǒng)組成。零件的自動(dòng)定位、夾緊由彈簧漲胎心軸實(shí)現(xiàn)，漲胎心軸是以工件的內(nèi)孔表面定位，由氣缸驅(qū)動(dòng)彈性筒夾向外擴(kuò)漲，實(shí)現(xiàn)工件的定位和夾緊的。坯料、工件的拾取、回放是由單臂形式的機(jī)械手通過(guò)伸縮、旋轉(zhuǎn)以及俯仰等運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，這些運(yùn)動(dòng)均由氣缸驅(qū)動(dòng)獲得。 本設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)上下料，單臂機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)與漲 胎 心 軸 的 張 合 需 進(jìn) 行 緊 密 配 合 。 考 慮 到 所 夾 持 工 件 的 實(shí) 際 尺寸、 質(zhì)量等因素，本機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)夾具、電氣控制實(shí)現(xiàn)了坯料和工件的拾取、安裝、回放過(guò)程的自動(dòng)完成。 本文對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，確定了機(jī)械手的坐標(biāo)形式和自由度。同時(shí)，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)。 關(guān) 鍵 詞 ： 自動(dòng)上下料；氣動(dòng)機(jī)械手；氣動(dòng)夾具；套類(lèi)零件 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is at a a is of y of r up s of is by to of d b y b y In t he it is y s of to y of to s we to us to s of 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘要 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 1 章 概述 . 1 氣動(dòng)四自由度機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的背景與目的 . 1 數(shù)控機(jī)床 . 1 氣動(dòng)四自由度機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義 . 4 第 2 章 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) . 5 方案設(shè)計(jì)概述 . 5 方案設(shè)計(jì) . 5 明確設(shè)計(jì)要求 . 5 功能分析 . 5 功能原理設(shè)計(jì) . 5 技術(shù)設(shè)計(jì) . 5 確定基本技術(shù)參數(shù) . 6 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 6 驅(qū)動(dòng)方式的確定 . 6 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) . 7 氣壓驅(qū)動(dòng) . 7 本章小結(jié) . 9 第 3 章 氣 缸 夾 緊 設(shè) 計(jì) . 10 緊力的確定 . 10 夾緊氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 10 本章小結(jié) . 12 第 4 章 機(jī) 械 手 設(shè) 計(jì) . 14 運(yùn)動(dòng)分析 . 14 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 16 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 手部設(shè)計(jì) . 16 概述 . 16 機(jī)械式手抓設(shè)計(jì) . 16 夾緊氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 17 臂部設(shè)計(jì) . 19 臂部設(shè)計(jì)的基本要求 . 19 手臂直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) . 20 手臂伸縮運(yùn)動(dòng)氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 20 機(jī)身設(shè)計(jì) . 22 概述 . 22 臂部俯仰運(yùn)動(dòng)氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 23 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)氣動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 25 本章小結(jié) . 27 結(jié) 論 . 28 致 謝 . 29 附錄 1 . 32 附錄 2 . 34 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1章 概述 氣動(dòng)四自由度機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的背景與目的 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控機(jī)床是一種以數(shù)字量作為指令信息、形式，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)裝置控制的機(jī)床，是在機(jī)電一體化 技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種靈活而高效的自動(dòng)化機(jī)床，在機(jī)械行業(yè)中得到了日益廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗哂腥缦碌奶攸c(diǎn)： （ 1） 適 應(yīng) 性 強(qiáng) 適應(yīng)性即所謂的柔性，是指數(shù)控機(jī)床隨生產(chǎn)對(duì)象變化而變化的適應(yīng)能力。在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行產(chǎn)品加工，當(dāng)產(chǎn)品改變時(shí)，僅僅需要改變數(shù)控設(shè)備的輸入程序（即工作程序，又稱(chēng)用戶(hù)軟件）就能適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，而不需改變機(jī)械部分和控制部分的硬件，而且生產(chǎn)過(guò)程是自動(dòng)完成的。這一點(diǎn)不僅滿(mǎn)足了當(dāng)前產(chǎn)品更新、更快的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需要，而且較好的解決了單件、小批量、多變產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)問(wèn)題。適應(yīng)性強(qiáng)是數(shù)控機(jī)床最突出的優(yōu)點(diǎn) ，也是數(shù)控機(jī)床得以生產(chǎn)和迅速發(fā)展的主要原因。 （ 2） 能 實(shí) 現(xiàn) 復(fù) 雜 的 運(yùn) 動(dòng) 普通機(jī)床難以實(shí)現(xiàn)或根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)軌跡為三次以上的曲線(xiàn)或曲面的運(yùn)動(dòng)，如螺旋槳、汽輪機(jī)葉片之類(lèi)的空間曲面 ; 而數(shù)控機(jī)床則可以實(shí)現(xiàn)幾乎是任意軌跡運(yùn)動(dòng)和任何形狀的空間曲面，適用于復(fù)雜異型零件的加工。 （ 3） 加 工 精 度 高 ， 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 穩(wěn) 定 數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)定程序自動(dòng)工作的，一般情況下工作過(guò)程不需要人工干預(yù)，這就消除了操作者認(rèn)為生產(chǎn)的誤差。在設(shè)計(jì)制造設(shè)備主機(jī)時(shí)，通常采取了許多措施，使數(shù)控設(shè)備的機(jī)械部分達(dá)到較高的精度。數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量可達(dá) 同時(shí)，可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)反饋修正誤差或補(bǔ)償來(lái)獲得更高的精度。因此，數(shù)控機(jī)床可以獲得比機(jī)床本身精度更高的加工精度。尤其買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 提高了同批零件生產(chǎn)的一致性 ，使產(chǎn)品質(zhì)量獲得穩(wěn)定的控制。 （ 4） 生 產(chǎn) 效 率 高 數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床的生產(chǎn)效率能高出許多倍。尤其對(duì)某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可提高十幾倍甚至幾十倍。其原因如下： 數(shù)控機(jī)床具有較高的剛性，可采用較大的切削用量，有效地減少了加工中的切削時(shí)間。 具有自動(dòng)變速、自動(dòng)換刀河其他輔助操作自動(dòng)化等功能，而且無(wú)需工序間的檢驗(yàn)和測(cè)量，使輔助時(shí)間大為縮短。 工序集中 、一機(jī)多用的數(shù)控加工中心，在一次裝夾工件后幾乎可以完成零件的全部加工，這樣不僅可減少裝夾誤差，還可減少半成品的周轉(zhuǎn)時(shí)間，生產(chǎn)效率的提高更為明顯。 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件 數(shù) 控 機(jī) 床 的 工 作 是 按 預(yù) 先 編 制 好 的 加 工 程 序 自 動(dòng) 連 續(xù) 完 成的，操作者除輸入加工程序及相關(guān)的操作之外，不需進(jìn)行繁重的重復(fù)手工操作，勞動(dòng)條件和勞動(dòng)強(qiáng)度大為改善。 有利于科學(xué)的生產(chǎn)管理 采用數(shù)控機(jī)床能準(zhǔn)確地計(jì)算產(chǎn)品生產(chǎn)工時(shí)，并有效地建華檢驗(yàn)、工夾具和半成品的管理工作。數(shù)控機(jī)床采用標(biāo)準(zhǔn)的信息代碼輸入，這樣有利于于計(jì)算機(jī)連接，構(gòu)成由計(jì)算機(jī)控制和管理的 生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)制造和生產(chǎn)管理的自動(dòng)化。 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，但目前它并不能完全替代普通機(jī)床，也還不能以最經(jīng)濟(jì)的方式解決機(jī)械加工中的所有問(wèn)題。在實(shí)際選用時(shí)，一定要充分考 慮 其 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 效 益 。 數(shù) 控 機(jī) 床 最 適 合 加 工 具 有 以 下 特 點(diǎn) 的 零件： （ 1）多品種小批量生產(chǎn)的零件。 （ 2）形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件。 （ 3）需要頻繁改型的零件。 （ 4）價(jià)格昂貴，不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。 （ 5）需要最短周期制作的急需零件。 （ 6）批量較大精度要求很高的零件。 由于數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度、生產(chǎn)效率都很高，可 最大限度地減小操作工人。因此，大批量生產(chǎn)的零件采用數(shù)控機(jī)床加工，在經(jīng)濟(jì)上也是可行的。 車(chē)床主要是用于車(chē)削加工，在機(jī)床上一般可以加工各種回轉(zhuǎn)買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 表面，如內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形回轉(zhuǎn)表面及螺紋表面等。在數(shù)控車(chē)床上還可以加工高精度的曲面與端面螺紋。用的刀具主要是車(chē)刀、各種孔加工工具（鉆頭、鉸刀、鏜刀等）及螺紋刀具。車(chē)床主要用于加工各種軸類(lèi)、套筒類(lèi)和盤(pán)類(lèi)零件上的回轉(zhuǎn)表面。數(shù)控車(chē)床加工零件的尺寸精度可達(dá) 面粗糙度可達(dá) m 以下。 數(shù)控車(chē)床的種類(lèi)很多，各種臥式車(chē)床都有數(shù)控化的。數(shù)控車(chē)床主要可分為數(shù)控臥式 車(chē)床、數(shù)控立式車(chē)床和數(shù)控專(zhuān)用車(chē)床（數(shù)控凸輪車(chē)床、數(shù)控曲軸車(chē)床、數(shù)控絲杠車(chē)床等）；或分為普通數(shù)控車(chē)床和車(chē)削加工中心。 數(shù)控車(chē)床與臥式車(chē)床相比，有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （ 1）高精度 數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)的性能不斷提高，機(jī)械結(jié)構(gòu)不斷完善，機(jī)床精度日益提高。 （ 2）高效率 隨著新刀具材料的應(yīng)用和機(jī)床結(jié)構(gòu)的完善，數(shù)控車(chē)床的加工效率、主軸轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)功率不斷提高，使得新型數(shù)控車(chē)床的空轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間大為縮短。其加工效率比臥式車(chē)床高 25倍。加工零件形狀越復(fù)雜，越體現(xiàn)出數(shù)控車(chē)床的高效率加工特點(diǎn)。 （ 3）高柔性 數(shù)控車(chē)床 具有高柔性，適應(yīng) 70%以上的多品種、小批量零件的自動(dòng)加工。 （ 4）高可靠性 隨著數(shù)控系統(tǒng)的性能提高，數(shù)控車(chē)床的無(wú)故障工作時(shí)間迅速提高。 （ 5）工藝能力強(qiáng) 數(shù)控車(chē)床既能用 于粗加工又能用于 精加工，可以在一次裝夾中完成零件全部或大部分工序。 （ 6）模塊化設(shè)計(jì) 數(shù)控車(chē)床的設(shè)計(jì)多采用模塊化原則設(shè)計(jì)。 現(xiàn)在，數(shù)控車(chē)床技術(shù)還在不斷向前發(fā)展著。隨著數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)床結(jié)構(gòu)和刀具材料的技術(shù)發(fā)展，數(shù)控車(chē)床將向高速化發(fā)展，進(jìn)一步提高主軸轉(zhuǎn)速、刀具快速移動(dòng)以及轉(zhuǎn)位換刀速度；工藝和工序?qū)⒏訌?fù)合化和集中化；數(shù)控車(chē)床向多主軸、多刀架 加工方向發(fā)展；為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人化全自動(dòng)操作，數(shù)控車(chē)床向全自動(dòng)化方向發(fā)展；機(jī)床的加工精度向更高方向發(fā)展。同時(shí)，數(shù)控車(chē)床也向簡(jiǎn)易型發(fā)展。 隨著工業(yè)自動(dòng)化 程度的提高，工業(yè) 現(xiàn)場(chǎng)的很多重體力 勞動(dòng)必將有機(jī)器代替，這一方面可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面可以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。隨著機(jī)械制造業(yè)的日益發(fā)展和數(shù)控車(chē)床的普及使用，工件的裝夾往往成為制約提高加工效率的主要原因，而普通車(chē)床常用的夾緊送料方式是采用手工送料，利用裝在機(jī)床買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 主 軸 法 蘭 上 的 三 爪 卡 盤(pán) 或 四 爪 卡 盤(pán) 進(jìn) 行 夾 緊 工 件 ， 裝 夾 時(shí) 間 較長(zhǎng)，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大。對(duì)于數(shù)控車(chē)床而言，人工 裝夾時(shí)間往往比加工時(shí)間還長(zhǎng)，為此，在數(shù)控車(chē)床上曾開(kāi)發(fā)出液壓或電機(jī)夾緊送料裝置。液壓夾緊裝置雖然體積小，但必須每臺(tái)車(chē)床配備一套液壓站，所以其成本較高，且送料機(jī)構(gòu)采用重物提拉方法，結(jié)構(gòu)大，占用地方多，另外液壓站使用的介質(zhì)為液壓油，維護(hù)保養(yǎng)時(shí)易污染環(huán)境等。電機(jī)夾緊裝置的體積較液壓夾緊裝置稍微大些，較經(jīng)濟(jì)，但一般只有夾緊裝置而只有送料裝置，使數(shù)控車(chē)床無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)工作，從而降低了數(shù)控車(chē)床的加工效率。 套類(lèi)零件自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)主要包括自動(dòng)安裝夾具，坯料、工件拾取機(jī)械手，動(dòng)力及控制系統(tǒng)。在數(shù)控車(chē)床加工過(guò)程中，該機(jī)構(gòu)用于 實(shí)現(xiàn)坯料的抓取、自動(dòng)定位夾緊以及工件的回放等功能，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控車(chē)床的自動(dòng)連續(xù)工作，操作簡(jiǎn)便，大幅度提高了工作效率和加工的自動(dòng)化程度。 氣動(dòng)四自由度機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義 該機(jī)械手利用壓縮空氣作為動(dòng)力源，取之不盡，用之不竭，可以節(jié)約能源，氣體不易堵塞流動(dòng)通道，用過(guò)后可隨時(shí)排入，不污染環(huán)境，成本較低，維護(hù)保養(yǎng)容易氣動(dòng)動(dòng)作迅速，反應(yīng)快，氣動(dòng)機(jī)械手與氣動(dòng)夾具相互配合工作，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控車(chē)床的自動(dòng)連續(xù)工作，從而提高了加工成本，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)概述 機(jī)械產(chǎn) 品的設(shè)計(jì)過(guò)程由三個(gè)相互影響的步驟組成，稱(chēng)為方案設(shè)計(jì)階段（或稱(chēng)概念設(shè)計(jì)階段）、技術(shù)設(shè)計(jì)階段（或稱(chēng)初步設(shè)計(jì)階段）和施工設(shè)計(jì)階段（或稱(chēng)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段）。 方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是根據(jù)計(jì)劃任務(wù)書(shū)，在經(jīng)調(diào)研進(jìn)一步確定設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)造性思維和試驗(yàn)研究，克服技術(shù)難關(guān)，經(jīng)過(guò)分析、綜合與技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，使構(gòu)思和目標(biāo)完善化，從而確定出產(chǎn)品的工作原理與總體設(shè)計(jì)方案。 明確設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求主要是功能要求、使用性能要求、工況適應(yīng)性要求、宜人性要求、外觀(guān)要求、環(huán)境適應(yīng)性要求、工藝性 要求、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)化要求、經(jīng)濟(jì)性要求等等。 功 能 分 析 技術(shù)系統(tǒng)是由構(gòu)造體系和功能體系構(gòu)成的。建立構(gòu)造體系是為了實(shí)現(xiàn)功能要求。對(duì)技術(shù)系統(tǒng)從功能體系入手進(jìn)行分析，有利于擺脫現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的束縛，形成新的更好的方案。功能分析的目標(biāo)是通過(guò)分析，建立對(duì)象系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，通過(guò)局部功能的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總功能。功能分析過(guò)程是設(shè)計(jì)人員初步醞釀功能原理設(shè)計(jì)方案的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程往往不是一次能夠完成的，而是隨著設(shè)計(jì)工作的深入進(jìn)行不斷修改、完善。 功 能 原 理 設(shè) 計(jì) 此階段的落腳點(diǎn)是為不同的功能、不同的工作原 理、不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律匹配不同的結(jié)構(gòu)，這就是通常所說(shuō)的型、數(shù)綜合，而且通過(guò)上述的排列組合，會(huì)出現(xiàn)非常多的功能原理解，產(chǎn)生很多的運(yùn)動(dòng)方案，這就為優(yōu)選方案提供了基礎(chǔ)。 技術(shù)設(shè)計(jì) 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 技術(shù)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在功能原理設(shè)計(jì)所取得的優(yōu)化方案的基礎(chǔ)上，使原理構(gòu)思轉(zhuǎn)化為具有實(shí)用水平的具體結(jié)構(gòu)，其中包括確定基本技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)裝配圖設(shè)計(jì)。對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：制造和維護(hù)經(jīng)濟(jì)、操縱方便安全、可靠性高、使用壽命合理。為了達(dá)到這些要求，零件應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度、抗振性、耐磨性、耐熱性和工藝性等原則。 確 定 基 本 技 術(shù) 參 數(shù) （ 1）主要尺寸參 數(shù) 工作尺寸標(biāo)志 著機(jī)械的工作范圍 和主要性能，一般包括工作尺寸、外形尺寸、工作裝置尺寸等。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品需滿(mǎn)足的工藝要求及尺寸范圍來(lái)確定。 （ 2）質(zhì)量參數(shù) 包括整機(jī)質(zhì)量、各主要部件質(zhì)量、質(zhì)心位置等。 （ 3）功率參數(shù)（ 包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng) 力參數(shù)） 機(jī)械的運(yùn)動(dòng)參數(shù)有移動(dòng)速度、加速度和調(diào)速范圍等，主要取決于機(jī)器要實(shí)現(xiàn)的工藝要求。機(jī)器的動(dòng)力參數(shù)包括承載力、原動(dòng)機(jī)功率。工作裝置是載荷直接作用的構(gòu)件，力參數(shù)是其設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)，也是機(jī)械性能的主要標(biāo)志。原動(dòng)機(jī)功率反映了機(jī)械的動(dòng)力級(jí)別 ，它與其他參數(shù)有函數(shù)關(guān)系，常是機(jī)械分級(jí)的標(biāo)志，也是機(jī)械中各零部件的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。 （ 4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 標(biāo) 包括機(jī)械的生 產(chǎn)率，機(jī)械的精度 、效率、壽命、成本等。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是評(píng)價(jià)機(jī)械設(shè)備性能優(yōu)劣的主要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的基本要求。 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是依據(jù)所確定的原理方案，在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上給出具體的結(jié)構(gòu)圖，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括機(jī)器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是明確（功能明確、工作原理明確、使用工況及應(yīng)力狀態(tài)明確）、簡(jiǎn)單、安全（結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全、功能安全、運(yùn) 行安全、工 作安全和環(huán)境安全 ）。另外，結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)原理提供了用具體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的策略和方法。 驅(qū)動(dòng)方式的確定 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是帶動(dòng)操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)副的動(dòng)力源，常用的驅(qū)動(dòng)方式包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)三種。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是利用各種類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)機(jī)械傳動(dòng)（或直接）驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)以獲得各種運(yùn)動(dòng)。其應(yīng)用類(lèi)型大致可分為普通交、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等。 普通交、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)需加減速裝置，輸出力矩大，但控制性能差，慣性大，適用于中型或重型機(jī) 器人。伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出力矩相對(duì)小，控制性能好，可實(shí)現(xiàn)速度和位置的精確控制，適用于中小型機(jī)器人。交、直流伺服電動(dòng)機(jī)一般用于閉環(huán)控制系統(tǒng)，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則主要用于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，一般用于速度和位置精度要求不高的場(chǎng)合。 電動(dòng)機(jī)使用簡(jiǎn)單，且隨著材料性能的提高，電動(dòng)機(jī)性能也逐漸提高。電力驅(qū)動(dòng)因有不需能量轉(zhuǎn)換、控制靈活、使用方便、噪聲較低、起動(dòng)力矩大等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛選用。 氣壓驅(qū)動(dòng) 氣壓傳動(dòng)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和信號(hào)傳遞的。氣壓傳遞的工作原理是利用空壓機(jī)把電動(dòng)機(jī)或其它原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn) 化為壓力能，然后在控制元件的作用下，通過(guò)執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能，從而完成各種動(dòng)作，并對(duì)外做功。 氣動(dòng)技術(shù)在國(guó)外發(fā)展很快，在國(guó)內(nèi)也被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、輕工、紡織、食品、醫(yī)藥、包裝、冶金、石化、航空、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)工業(yè)部門(mén)。氣動(dòng)機(jī)械手、組合機(jī)床、加工中心、生產(chǎn)自動(dòng)線(xiàn)、自動(dòng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)裝置等已大量涌現(xiàn)，它們?cè)谔岣呱a(chǎn)效率、自動(dòng)化程度、產(chǎn)品質(zhì)量、工作可靠性和實(shí)現(xiàn)特殊工藝等方面顯現(xiàn)出極大的優(yōu)越性。這主要是因?yàn)闅鈮簜鲃?dòng)與機(jī)械、電氣、液壓傳動(dòng)傳動(dòng)相比有以下特點(diǎn)。 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）工 作介質(zhì)是 空氣，與液壓 油相 比可節(jié)約能源 ，而 且取之不盡、用之不竭。氣體不易堵塞流動(dòng)通道，用過(guò)后可將其隨時(shí)排入大氣中，不污染環(huán)境； （ 2）空氣的特性 受溫度影響小 。在 高溫下能可靠 地工 作，不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。且溫度變化時(shí)，對(duì)空氣的粘度影響極小，故不會(huì)影響傳動(dòng)性能； （ 3）空氣的粘度很小（約為液壓油的萬(wàn)分之一），所以流動(dòng)買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 阻力小，在管道中流動(dòng)的壓力損失較小，所以便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送； （ 4）相對(duì)液壓傳 動(dòng)而言，氣動(dòng) 動(dòng)作 迅速、反應(yīng)快 ，一 般只需 可達(dá)到工作壓力和速度。液壓油在管路中流動(dòng)速度一般為 1 5m/s，而氣體的流速最小也大于 10m/s，有時(shí)甚至達(dá)到音速，排氣時(shí)還達(dá)到超音速； （ 5）氣體壓力具 有較強(qiáng)的自保 持能 力，即使壓縮 機(jī)停 機(jī)，關(guān)閉氣閥，但裝置中仍然可以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。液壓系統(tǒng)要保持壓力，一般需要能源泵繼續(xù)工作或另加蓄能器，而氣體通過(guò)自身的膨脹性來(lái)維持承載缸的壓力不變； （ 6）氣動(dòng)元件可靠性高、壽命長(zhǎng)。電氣元件可運(yùn)行百萬(wàn)次，而氣動(dòng)元件可運(yùn)行 2000 4000 萬(wàn)次； （ 7）工作環(huán)境適 應(yīng)性好，特別 是在 易燃、易爆、 多塵 埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越； （ 8）氣動(dòng)裝置結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單，成本 低， 維護(hù)方便，過(guò) 載能 自動(dòng)保護(hù)。 氣壓傳動(dòng)的不足之處： （ 1）由于空氣的 可壓縮性較大 ，氣 動(dòng)裝置的動(dòng)作 穩(wěn)定 性較差，外載變化時(shí)，對(duì)工作速度的影響較大； （ 2）由于工作壓力低，氣動(dòng)裝置的輸出力或力矩受到限制。在結(jié)構(gòu)尺寸相同的情況下，氣壓傳動(dòng)裝置比液壓傳動(dòng)裝置輸出的力要小得多。氣壓傳動(dòng)裝置的輸出力不宜大于 10 40 （ 3）氣動(dòng)裝置中 的信號(hào)傳遞速 度比 光、電控制速 度慢 ，所以不宜用于信號(hào)傳遞速度要求十分高的復(fù)雜線(xiàn)路中。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的遙控也比較困難，但對(duì)一般的機(jī)械設(shè)備，氣動(dòng)信號(hào)的傳遞速度是能滿(mǎn)足工作要求 的； （ 4）噪聲較大，尤其是在超音速排氣時(shí)要加消聲器。 在所有的驅(qū)動(dòng)方式中，氣壓驅(qū)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的，在工業(yè)上應(yīng)用很廣。其中不少氣動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)器人，多用于開(kāi)關(guān)控制和順序控制的機(jī)器人。氣動(dòng)執(zhí)行元件既有直線(xiàn)氣缸也有旋轉(zhuǎn)氣動(dòng)馬達(dá)。 氣動(dòng)系統(tǒng)的工作介質(zhì)是壓縮空氣，氣動(dòng)控制閥簡(jiǎn)單、便宜，而且工作壓力也低的多。多數(shù)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)用來(lái)完成擋塊間的運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)之一就是操作簡(jiǎn)便、易于編程，所以可以完成大量的點(diǎn)位搬運(yùn)操作的任務(wù)。但是用氣壓伺服實(shí)現(xiàn)高精度很困難。不過(guò)在能滿(mǎn)足精度的場(chǎng)合，氣壓驅(qū)動(dòng)在所有的機(jī)器人及機(jī)械買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 手中是重量最輕 的，成本也最低。安裝在多路接頭上的電磁閥控制通向各個(gè)氣動(dòng)元件的氣流量。 綜上所述，并結(jié)合具體設(shè)計(jì)的上下料機(jī)構(gòu)抓取工件的尺寸、大小等，本設(shè)計(jì)最終采用氣壓驅(qū)動(dòng)。 本章小結(jié) 隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來(lái)越高的要求。為了更有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，改善工人的勞動(dòng)條件，數(shù)控機(jī)床的使用越來(lái)越普遍，因而對(duì)自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也就變得越來(lái)越重要。 本設(shè)計(jì)中的自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)的工作對(duì)象是套類(lèi)零件，主要由自動(dòng)安裝夾具，坯料、工件拾取機(jī)械手和動(dòng)力及控制系統(tǒng)組成。其中，自動(dòng) 安裝夾具為自動(dòng)定心夾緊的漲胎心軸，機(jī)械手是單臂式的，動(dòng)力及控制采用氣壓驅(qū)動(dòng)和電氣控制。 普通氣缸驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)上下料，送料精度較高，能節(jié)約人力、降低加工成本。氣動(dòng)機(jī)械手與氣動(dòng)夾具相輔相成實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料，不但省事，減少投資，節(jié)約時(shí)間，而且工作可靠。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 3 章 夾緊氣缸的設(shè)計(jì) 夾緊力的確定 （ 1）計(jì)算工件在車(chē)削時(shí)所受的切削分力 據(jù)相關(guān)資料，車(chē)削外圓時(shí)，計(jì)算 經(jīng)驗(yàn)公式如下： Fc=c p X f c f y F C K F C （ 3 1） 式中， c 與工件材料、刀具材料及切削條件等有關(guān)的系數(shù)； a p 背吃刀量， f 進(jìn)給量， mm/r； x 指數(shù)； K 切削條件不同時(shí)的修正系數(shù)。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式從有關(guān)資料中查出，用 o=15 ， K r =75 的硬質(zhì)合金車(chē)刀車(chē)削結(jié)構(gòu)鋼件外圓時(shí)， c 609， x ， y a p =1f=r 其中 ,指數(shù) x y ，說(shuō)明背吃刀量 a p 對(duì) 影響比進(jìn)給量f 對(duì) 影 響大。 那么， 609 1 （ 0 . 8 4 1=則， c=（ 2 ） 工 件 與 心 軸 在 軸 向 方 向 與 圓 周 方 向 的 摩 擦 系 數(shù) 為 ：f1=（ 3）安全系數(shù) K= 4）為防止工件在車(chē)削時(shí)，在切削分力 用下打滑而轉(zhuǎn)動(dòng)所需的軸向拉力為 ： ( 1 ( 1 52 0 . 2 0 . 0 3K P z pQ t g f t （ 3 2） 夾緊氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）根據(jù)機(jī)械設(shè) 計(jì)手冊(cè)，由預(yù) 算確 定的所需氣缸 軸向 輸出力 推力 Q=： 活塞式氣缸（雙作用氣缸）內(nèi)徑： 24 1 . 3 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 3 3） 式中， p 氣缸工作壓力， 氣缸的機(jī)械效率； d 活塞桿直徑 , 代入數(shù)值得： 2 7 2 0 . 7 81 . 3 8 7 . 5 40 . 6D m m 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化氣缸系列的數(shù)值進(jìn)行圓整，得 D=100 （ 2）活塞桿直徑的確定與驗(yàn)算 取活塞桿直徑 d=25下式進(jìn)行驗(yàn)算： 4 1 . 1 3 （ 3 4） 式中， p 活塞桿承受的軸向力， N； 活塞桿材料的需用應(yīng)力， N。 代入數(shù)值，得 639741 . 1 3 9 . 3 55 8 1 0d m m， 成立。 故活塞桿直徑滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 （ 3）氣缸筒壁厚的確定與驗(yàn)算 氣缸內(nèi)徑確定后，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，其壁厚選取為 t=10據(jù)下式進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： 2（ 3 5） 式中， t 氣缸筒的壁厚， P 最高工作壓力， D 氣缸筒內(nèi)徑， 氣缸筒材料的許用應(yīng)力， 代入數(shù)值得 660 . 6 1 0 1 0 0 102 3 1 0t m m ， 成立。 故該缸筒壁厚滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 4）氣缸進(jìn)排氣口螺孔直徑的確定 氣缸進(jìn)排氣口螺孔的大小與空氣消耗量（缸徑、活塞桿直徑、活塞的平均速度等）及供氣壓力均有關(guān)系，故難于準(zhǔn)確計(jì)算。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，按缸徑查取。 根據(jù) D=100 得，進(jìn)排氣口螺孔直徑規(guī)格為 d= （ 5）活塞的厚度 取決于密封圈 的種 類(lèi)和排數(shù)。氣 缸筒 與活塞、活塞桿與活塞、氣缸筒與氣缸蓋、活塞桿與氣缸蓋之間均選用 0 形橡膠密封圈，其溝槽尺寸皆為標(biāo)準(zhǔn)值。 （ 6）連接螺栓直徑的確定與驗(yàn)算 根據(jù)螺栓材料與載荷，初定螺栓直徑 d=10下式進(jìn)行驗(yàn)算： 2（ 3 6） 式中， A 氣缸的有效截面積， m m 2； P 氣缸的工作壓力， b 螺栓材料的抗拉強(qiáng)度， x 需用應(yīng)力與抗拉強(qiáng)度之比，取 18； n 螺栓數(shù)目。 代入數(shù)值，得： 2682 1 0 0 0 . 6 1 04 6 . 914 1 0 48d m m ，成立。 故螺栓直徑符合要求。 本章小結(jié) 車(chē)床夾具裝在機(jī)床主軸上并帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，加工回轉(zhuǎn)面、端面等。以外圓定位的車(chē)床夾具，如卡盤(pán)、卡頭；以?xún)?nèi)孔定位的車(chē)床夾具，如各類(lèi)心軸；以中心孔定位的車(chē)床夾 具，如各類(lèi)頂尖、 撥盤(pán)等。本設(shè)計(jì)中夾具以?xún)?nèi)孔定位，故采用心軸與彈性筒夾組合買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 而成。 為保證加工表面的形狀、位置精度，夾具與主軸的聯(lián)結(jié)的定心精度要高，定心方式要與選用機(jī)床主軸端部結(jié)構(gòu)相符，鼎新后再加以壓緊或拉緊，保證可靠和安全。 車(chē)床夾具是在高速回轉(zhuǎn)，即受切削力又受慣性力作用，因此夾緊力必須考慮充分且大小足夠，必須有可靠的自鎖性。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 4 章 機(jī)械手設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)分析 套 類(lèi) 零 件 自 動(dòng) 線(xiàn) 大 多 數(shù) 為 一 臺(tái) 機(jī) 床 配 備 兩 臺(tái) 結(jié) 構(gòu) 完 全 相 同的單臂機(jī)械手，分別承擔(dān)工件的上下料運(yùn)動(dòng)。也有設(shè)計(jì)成在一臺(tái)機(jī)械手上采用 了兩只機(jī)械臂的形式，這樣一臺(tái)雙臂機(jī)械手就能承擔(dān)兩臺(tái)單臂機(jī)械手的工作。在本設(shè)計(jì)中，為了減少機(jī)械手的數(shù)量同時(shí)由于要加工的零件尺寸和質(zhì)量不大，僅采用一臺(tái)單臂機(jī)械手來(lái)承擔(dān)工件的上下料運(yùn)動(dòng)。 圖 4機(jī)械手機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 如圖 4示，本設(shè)計(jì)所采取的結(jié)構(gòu)中，機(jī)械手工作時(shí)，首先機(jī)械手手臂伸長(zhǎng)，手爪從料臺(tái)夾緊工件后，手臂上仰，然后機(jī)身逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 180，將工件送入數(shù)控機(jī)床夾具上夾緊，手臂縮回后俯下到料臺(tái)高度完成上料過(guò)程，此時(shí)數(shù)控機(jī)床開(kāi)始對(duì)工件進(jìn)行加工。當(dāng)機(jī)床加工完工件后，機(jī)械手 手臂開(kāi)始上仰一定角度后，手臂伸出到機(jī)床主軸中心線(xiàn)的高度，然后 手爪夾緊工件，機(jī)床夾具松開(kāi)后，機(jī)械手順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 180后，手臂俯下到料臺(tái)高度并將工件放在料臺(tái)上， 手臂縮回，機(jī)械手回到原始位置，從而完成下料過(guò)程。上下料過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)工件的連續(xù)加工。 從上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以看出，機(jī)械手需要三個(gè)自由度：機(jī)身回轉(zhuǎn)、手臂俯仰和伸縮。具體的分析過(guò)程如下：從上一章的數(shù)控機(jī)床有關(guān)參數(shù)以及確定的機(jī)械手和機(jī)床之間的位置關(guān)系可以知道，料臺(tái)高 800機(jī)床主軸中心線(xiàn)高為 1100此機(jī)械手爪的升降高度應(yīng)為 300一動(dòng)作是由升 降缸升降 28 動(dòng)手臂俯仰一定角度實(shí)現(xiàn)的）。機(jī)械手位于數(shù)控機(jī)床和料臺(tái)的中間位置，而機(jī)床主軸與料臺(tái)之間間隔為 1 800以機(jī)械手手臂伸長(zhǎng)之后應(yīng)為 947樣才能在旋轉(zhuǎn) 180后準(zhǔn)確地將工件放入機(jī)床夾具內(nèi)或放在料臺(tái)上。 一臺(tái)單臂機(jī)械手同時(shí)承擔(dān)工件的上下料運(yùn)動(dòng)，比采用兩臺(tái)單臂機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)在于，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，定位精度高，維修方便。在本設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為機(jī)床夾具和機(jī)械手提供運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，是動(dòng)力源。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的不同，可以分為液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)，也可以采用幾種方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。 經(jīng)過(guò) 分析比較，本設(shè)計(jì)采用氣壓驅(qū)動(dòng)控制機(jī)床夾具和機(jī)械手。同其他驅(qū)動(dòng)方式相比，氣壓驅(qū)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)力源為壓縮空氣，成本低，而且維護(hù)保養(yǎng)容易，無(wú)污染等。 電控線(xiàn)路輔助氣壓回路控制機(jī)械手自動(dòng)完成工件的上下料。機(jī)械手的電控系統(tǒng)有多種類(lèi)型，除專(zhuān)用機(jī)械手外，大多數(shù)要專(zhuān)門(mén)進(jìn)行電控系統(tǒng)地設(shè)計(jì)。根據(jù)控制程序的不同，電控方式分為固定程序，包括繼電器線(xiàn)路，半導(dǎo)體邏輯線(xiàn)路；可編程序，包括順序控制器，示教再現(xiàn)式計(jì)算機(jī)。 在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭菍?zhuān)用機(jī)械手，考慮到實(shí)際的生產(chǎn)情況，要求設(shè)備的使用壽命高，工作可靠，成本低，經(jīng)過(guò)分析比較，采用半導(dǎo)體 邏輯線(xiàn)路控制機(jī)械手和機(jī)床夾具，在工作精度一定的前提下，半導(dǎo)體邏輯不僅能滿(mǎn)足生產(chǎn)的實(shí)際需要，而且價(jià)格較低， 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 并且在必要時(shí)可以改換成 片機(jī)控制。 綜上所述，啟動(dòng)工作后，機(jī)械手臂伸長(zhǎng)，手爪抓取坯料，手臂上仰一定角度，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 180，將工件送入夾具夾緊后，手爪松開(kāi)，手臂縮回、落下后完成上料動(dòng)作；機(jī)床加工完工件后，機(jī)械手臂再次上仰后伸長(zhǎng)，手爪夾緊工件，夾具松開(kāi)，機(jī)械手順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 180后，手臂俯下相同角度后，將工件放在料臺(tái)上，手臂縮回到初始位置，從而完成下料動(dòng)作。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手部設(shè)計(jì) 概述 手爪應(yīng)具有一定的通用性，其主要功能是：抓住工件，握持工件和釋放工件。 手爪按夾持原理可以分為機(jī)械類(lèi)，磁力類(lèi)和真空類(lèi)三種。機(jī)械類(lèi)手爪有靠摩擦力夾持和吊鉤承重兩類(lèi)，前者是有指手爪，后者是無(wú)指手爪。產(chǎn)生夾緊力的驅(qū)動(dòng)源可以有氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)和電磁四種。磁力類(lèi)手爪主要是磁力吸盤(pán)，有電磁吸盤(pán)和永磁吸盤(pán)兩類(lèi)。真空類(lèi)手爪是真空式吸盤(pán)，根據(jù)形成真空的原理可以分為真空吸盤(pán)、氣流負(fù)壓吸盤(pán)、擠氣負(fù)壓吸盤(pán)三種。磁力手爪及真空手 爪 是 無(wú) 指 手 爪 。 機(jī) 械 手 爪 按 手 指 數(shù) 目 分 為 二 指 手 爪 和 多 指 手爪，按手指關(guān)節(jié)分為單關(guān)節(jié)手指手 爪和多關(guān)節(jié)手指手爪。手爪按智能化分為普通式手爪（手爪不具備傳感器）和智能化手爪（手爪具備一種或多種傳感器，如力傳感器、觸覺(jué)傳感器、滑覺(jué)傳感器等）。 手爪設(shè)計(jì)和選用最主要的是滿(mǎn)足功能上的要求，由于本課題中的套類(lèi)零件尺寸很小，自身的重量很輕，設(shè)計(jì)中決定采用二指機(jī)械式手爪夾持工件的外圓柱表面。 機(jī) 械 式 手 爪 設(shè) 計(jì) （ 1）驅(qū)動(dòng) 機(jī)械式手爪通常采用氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)和電磁來(lái)驅(qū)動(dòng)手指的開(kāi)合。其中，氣動(dòng)手爪有許多突出優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、容易維修、而且開(kāi)合迅速，重量輕。故氣動(dòng)手爪目前應(yīng)用廣泛。設(shè)計(jì)中決定采 用氣動(dòng)手爪。 （ 2）傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)使爪鉗開(kāi)合并買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 產(chǎn)生夾緊力。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有多種形式，如平行連桿式、齒輪齒條式、 撥桿杠桿式、滑槽式等等。本設(shè)計(jì)中的機(jī)械手爪采用雙支點(diǎn)連桿杠桿式的，驅(qū)動(dòng)桿末端與連桿有鉸銷(xiāo)鉸接，當(dāng)驅(qū)動(dòng)桿作直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則通過(guò)連桿推動(dòng)兩桿手指各繞支點(diǎn)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使手指松開(kāi)或閉合。 （ 3）爪鉗 爪鉗是與工件直接接觸的部分，它們的形狀和材料對(duì)夾緊力有很大的影響。夾緊工件的接觸點(diǎn)越多，所要求的夾緊力越小，對(duì)夾緊工件來(lái)說(shuō)更顯得安全。所設(shè)計(jì)的手爪爪鉗具有 V 形表面，有四條折線(xiàn)與工件相 接觸，形成力封閉形式的夾持狀態(tài)，安全可靠。 夾 緊 氣 缸 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 （ 1）工件質(zhì)量 2 2 6 31 ( 8 0 3 0 ) 1 0 0 . 1 5 7 . 8 2 1 0 54m k g （ 2）當(dāng)工件被豎 直夾持時(shí)，手 指握 住工件時(shí)所需 要的 夾緊力最大，工件質(zhì)量為 5夾緊力為 ： N= 9N （ 3）手部的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 圖 4 手爪 受 力 分 析 簡(jiǎn) 圖 如圖 4示 ， Q 為活塞桿推力， N 為手指夾緊工件的夾緊力，則由力矩平衡，知 12 Q c 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 4 1） 其中， b=5mm,c=75 =80，代入數(shù)值得 活塞桿推力 2 2 4 9 7 5 2 5 9 . 25 8 0t g t g （ 4）根據(jù)機(jī)械設(shè) 計(jì)手冊(cè)，由預(yù) 算確 定的所需氣缸 軸向 輸出力 推力 Q=： 活塞式氣缸內(nèi)徑 64 2 5 9 . 21 . 2 6 1 . 2 6 2 6 . 1 90 . 6 1 0m （ 4 2） 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化氣缸系列的數(shù)值進(jìn)行圓整，得 D=32 （ 5）活塞桿直徑的確定與驗(yàn)算 取活塞桿直徑 d=10下式進(jìn)行驗(yàn)算： 4 1 . 1 3 （ 4 3） 代入數(shù)值，得 62 6 9 . 21 . 1 3 2 . 45 8 1 0d m m， 成立。 故活塞桿直徑滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 （ 6）氣缸筒壁厚的確定與驗(yàn)算 氣缸內(nèi)徑確定后，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，其壁厚選取為 t=5據(jù)下式進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： 2（ 4 4） 代入數(shù)值得 660 . 6 1 0 3 2 3 . 22 3 1 0t m m ， 成立。 故該缸筒壁厚滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 （ 7）氣缸進(jìn)排氣口螺孔直徑的確定 氣缸進(jìn)排氣口螺孔的大小與空氣消耗量（缸徑、活塞桿直徑、買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 活塞的平均速度等）及供氣壓力均有關(guān)系，故難于準(zhǔn)確計(jì)算。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，按缸徑查取。 根據(jù) D=32得，進(jìn)排氣口螺孔直徑規(guī)格為 d=1。 （ 8）活塞的厚度 取決于密封圈 的種 類(lèi)和排數(shù)。氣 缸筒 與活塞、活塞桿與活塞、氣缸筒與氣缸蓋、活塞桿與氣缸蓋之間均選用 0 形橡膠密封圈，其溝槽尺寸皆為標(biāo)準(zhǔn)值。 （ 9）連接螺栓直徑的確定與