機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、機(jī)械手設(shè)計(jì)（一）夾持器1.1夾持器設(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)具有一定的開(kāi)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）應(yīng)考慮通用性和特殊要求。設(shè)計(jì)參數(shù)及要求（1）采用手指式夾持器，執(zhí)行動(dòng)作為抓緊放松；（2）所要抓緊的工件直徑為80mm 放松時(shí)的兩抓的最大距離為110-120mm/s ， 1s抓緊,夾持速度20mm/s；（3）工件的材質(zhì)為5kg，材質(zhì)為45#鋼；（4）夾持器有足夠的夾持力；（5）夾持器靠法蘭聯(lián)接在手臂上。由液壓缸提供動(dòng)力。1.2夾持器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1.1夾緊裝置設(shè)計(jì).1.1.1.1夾緊力計(jì)算 手指加在工件上的

2、夾緊力是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)，必須對(duì)其大小、方向、作用點(diǎn)進(jìn)行分析、計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，加緊力必須克服工件的重力所產(chǎn)生的靜載荷（慣性力或慣性力矩）以使工件保持可靠的加緊狀態(tài)。手指對(duì)工件的夾緊力可按下列公式計(jì)算： 2-1式中：安全系數(shù)，由機(jī)械手的工藝及設(shè)計(jì)要求確定,通常取1.22.0，取1.5；工件情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響， 計(jì)算最大加速度，得出工作情況系數(shù), ，a為機(jī)器人搬運(yùn)工件過(guò)程的加速度或減速度的絕對(duì)值（m/s）；方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進(jìn)行選定，手指與工件位置：手指水平放置 工件垂直放置；手指與工件形狀：型指端夾持圓柱型工件，為摩擦系數(shù)，為型手指半角，此處粗略計(jì)算

3、,如圖2.1 圖1.1被抓取工件的重量求得夾緊力 ，取整為177n。1.1.1.2驅(qū)動(dòng)力力計(jì)算根據(jù)驅(qū)動(dòng)力和夾緊力之間的關(guān)系式：式中：c滾子至銷軸之間的距離；b爪至銷軸之間的距離；楔塊的傾斜角可得，得出為理論計(jì)算值，實(shí)際采取的液壓缸驅(qū)動(dòng)力要大于理論計(jì)算值，考慮手爪的機(jī)械效率，一般取0.80.9，此處取0.88，則： ，取1.1.1.3液壓缸驅(qū)動(dòng)力計(jì)算設(shè)計(jì)方案中壓縮彈簧使爪牙張開(kāi)，故為常開(kāi)式夾緊裝置，液壓缸為單作用缸，提供推力：式中 活塞直徑 活塞桿直徑 驅(qū)動(dòng)壓力，,已知液壓缸驅(qū)動(dòng)力，且由于，故選工作壓力p=1mpa 據(jù)公式計(jì)算可得液壓缸內(nèi)徑：根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊(cè),見(jiàn)表2.1，圓整后取d=32mm。表

4、1.1 液壓缸的內(nèi)徑系列（jb826-66）（mm）2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250活塞桿直徑 d=0.5d=0.540mm=16mm活塞厚 b=(0.61.0)d 取b=0.8d=0.732mm=22.4mm,取23mm.缸筒長(zhǎng)度 l(2030)d 取l為123mm活塞行程，當(dāng)抓取80mm工件時(shí)，即手爪從張開(kāi)120mm減小到80mm，楔快向前移動(dòng)大約40mm。取液壓缸行程s=40mm。液壓缸流量計(jì)算：放松時(shí)流量 夾緊時(shí)流量1.1.1.4選用夾持器液壓缸溫州中冶液壓氣動(dòng)有限公司所生產(chǎn)的輕型拉桿液壓缸 型號(hào)為：m

5、ob-b-32-83-fb，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，外形尺寸及技術(shù)參數(shù)如下：表1.2夾持器液壓缸技術(shù)參數(shù)工作壓力使用溫度范圍允許最大速度效率傳動(dòng)介質(zhì)缸徑受壓面積()速度比無(wú)桿腔有桿腔1mpa+300 m/s90%常規(guī)礦物液壓油32mm12.58.61.45圖1.2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖1.3 外形尺寸1.1.2手爪的夾持誤差及分析 機(jī)械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決與機(jī)械手定位精度（由臂部和腕部等運(yùn)動(dòng)部件確定），而且也與手指的夾持誤差大小有關(guān)。特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，避免產(chǎn)生手指夾持的定位誤差，需要注意選用合理的手部結(jié)構(gòu)參數(shù)，見(jiàn)圖2-4，從而使夾持誤差控制

6、在較小的范圍內(nèi)。在機(jī)械加工中，通常情況使手爪的夾持誤差不超過(guò)，手部的最終誤差取決與手部裝置加工精度和控制系統(tǒng)補(bǔ)償能力。圖 1.4工件直徑為80mm，尺寸偏差，則，。 本設(shè)計(jì)為楔塊杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器，屬于兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指夾持，如圖2.5。圖1.5若把工件軸心位置c到手爪兩支點(diǎn)連線的垂直距離cd以x表示，根據(jù)幾何關(guān)系有：簡(jiǎn)化為： 該方程為雙曲線方程，如圖2.6：圖1.6 工件半徑與夾持誤差關(guān)系曲線由上圖得，當(dāng)工件半徑為時(shí)，x取最小值，又從上式可以求出：，通常取若工件的半徑變化到時(shí)，x值的最大變化量，即為夾持誤差，用表示。在設(shè)計(jì)中，希望按給定的和來(lái)確定手爪各部分尺寸，為了減少夾持誤差，一方面可加長(zhǎng)手

7、指長(zhǎng)度，但手指過(guò)長(zhǎng)，使其結(jié)構(gòu)增大；另一方面可選取合適的偏轉(zhuǎn)角，使夾持誤差最小，這時(shí)的偏轉(zhuǎn)角稱為最佳偏轉(zhuǎn)角。只有當(dāng)工件的平均半徑取為時(shí)，夾持誤差最小。此時(shí)最佳偏轉(zhuǎn)角的選擇對(duì)于兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手爪（尤其當(dāng)a值較大時(shí)），偏轉(zhuǎn)角的大小不易按夾持誤差最小的條件確定，主要考慮這樣極易出現(xiàn)在抓取半徑較小時(shí)，兩手爪的和邊平行，抓不著工件。為避免上述情況，通常按手爪抓取工件的平均半徑，以為條件確定兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手爪的偏轉(zhuǎn)角，即下式：其中,型鉗的夾角代入得出： 則 則，此時(shí)定位誤差為和中的最大值。分別代入得：，所以，夾持誤差滿足設(shè)計(jì)要求。由以上各值可得：取值為。1.1.3楔塊等尺寸的確定楔塊進(jìn)入杠桿手指時(shí)的力分析如下：

8、圖 1.7上圖2.7中斜楔角，時(shí)有增力作用；滾子與斜楔面間當(dāng)量摩擦角，為滾子與轉(zhuǎn)軸間的摩擦角，為轉(zhuǎn)軸直徑，為滾子外徑，為滾子與轉(zhuǎn)軸間摩擦系數(shù); 支點(diǎn)至斜面垂線與杠桿的夾角；杠桿驅(qū)動(dòng)端桿長(zhǎng)；杠桿夾緊端桿長(zhǎng)；杠桿傳動(dòng)機(jī)械效率1.1.3.1斜楔的傳動(dòng)效率 斜楔的傳動(dòng)效率可由下式表示： 杠桿傳動(dòng)機(jī)械效率取0.834，取0.1，取0.5，則可得=, ，取整得=。1.1.3.2動(dòng)作范圍分析陰影部分杠桿手指的動(dòng)作范圍，即，見(jiàn)圖 2.8圖 1.8如果，則楔面對(duì)杠桿作用力沿桿身方向，夾緊力為零，且為不穩(wěn)定狀態(tài)，所以必須大于。此外，當(dāng)時(shí)，杠桿與斜面平行，呈直線接觸，且與回轉(zhuǎn)支點(diǎn)在結(jié)構(gòu)上干涉，即為手指動(dòng)作的理論極限

9、位置。1.1.3.3斜楔驅(qū)動(dòng)行程與手指開(kāi)閉范圍當(dāng)斜楔從松開(kāi)位置向下移動(dòng)至夾緊位置時(shí)，沿兩斜面對(duì)稱中心線方向的驅(qū)動(dòng)行程為l，此時(shí)對(duì)應(yīng)的杠桿手指由位置轉(zhuǎn)到位置，其驅(qū)動(dòng)行程可用下式表示：杠桿手指夾緊端沿夾緊力方向的位移為： 通常狀態(tài)下，在左右范圍內(nèi)，則由手指需要的開(kāi)閉范圍來(lái)確定。由給定條件可知最大為55-60mm,最小設(shè)定為30mm.即。已知，可得，有圖關(guān)系：圖1.9可知：楔塊下邊為60mm，支點(diǎn)o距中心線30mm，且有，解得：1.1.3.4與的確定斜楔傳動(dòng)比可由下式表示：可知一定時(shí)，愈大，愈大，且杠桿手指的轉(zhuǎn)角在范圍內(nèi)增大時(shí)，傳動(dòng)比減小，即斜楔等速前進(jìn)，杠桿手指轉(zhuǎn)速逐漸減小，則由分配距離為：，。1

10、.1.3.5確定由前式得：，取。1.1.3.6確定為沿斜面對(duì)稱中心線方向的驅(qū)動(dòng)行程，有下圖中關(guān)系 圖1.10，取，則楔塊上邊長(zhǎng)為18.686，取19mm.1.1.4材料及連接件選擇v型指與夾持器連接選用圓柱銷，d=8mm, 需使用2個(gè)杠桿手指中間與外殼連接選用圓柱銷，d=8mm, 需使用2個(gè)滾子與手指連接選用圓柱銷，d=6mm, 需使用2個(gè)以上材料均為鋼，無(wú)淬火和表面處理楔塊與活塞桿采用螺紋連接，基本尺寸為公稱直徑12mm，螺距p=1，旋合長(zhǎng)度為10mm。（二） 腕部2.1腕部設(shè)計(jì)的基本要求手腕部件設(shè)置在手部和臂部之間，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，以擴(kuò)大機(jī)

11、械手的動(dòng)作范圍，并使機(jī)械手變得更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。手腕部件具有獨(dú)立的自由度，此設(shè)計(jì)中要求有繞中軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（1）力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動(dòng)載荷均由臂部承擔(dān)。顯然，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)轉(zhuǎn)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。（2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求外，要有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。（3）必須考慮工作條件對(duì)于本設(shè)計(jì)，機(jī)械手的工作條件是在工作場(chǎng)合中搬運(yùn)加工的棒料，因此不太受環(huán)境影響，沒(méi)有處在高溫和

12、腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對(duì)機(jī)械手的腕部沒(méi)有太多不利因素。2.2具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)的典型腕部結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，采用一個(gè)回轉(zhuǎn)液壓缸，實(shí)現(xiàn)腕部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從aa剖視圖上可以看到，回轉(zhuǎn)葉片（簡(jiǎn)稱動(dòng)片）用螺釘，銷釘和轉(zhuǎn)軸10連接在一起，定片8則和缸體9連接。壓力油分別由油孔5.7進(jìn)出油腔，實(shí)現(xiàn)手部12的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)角的極限值由動(dòng)，靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來(lái)決定（一般小于），圖中缸可回轉(zhuǎn)。腕部旋轉(zhuǎn)位置控制問(wèn)題，可采用機(jī)械擋塊定位。當(dāng)要求任意點(diǎn)定位時(shí)，可采用位置檢測(cè)元件（如本例為電位器，其軸安裝在件1左端面的小孔）對(duì)所需位置進(jìn)行檢測(cè)并加以反饋控制。圖3.1圖示手部的開(kāi)閉動(dòng)作采用單作用液壓缸，只需一個(gè)油

13、管。通向手部驅(qū)動(dòng)液壓缸的油管是從回轉(zhuǎn)中心通過(guò)，腕部回轉(zhuǎn)時(shí)，油路認(rèn)可保證暢通，這種布置可使油管既不外露，又不受扭轉(zhuǎn)。腕部用來(lái)和臂部連接，三根油管（一根供手部油管，兩根供腕部回轉(zhuǎn)液壓缸）由手臂內(nèi)通過(guò)并經(jīng)腕架分別進(jìn)入回轉(zhuǎn)液壓缸和手部驅(qū)動(dòng)液壓缸。本設(shè)計(jì)要求手腕回轉(zhuǎn)，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu)，采用液壓驅(qū)動(dòng)，參考上圖典型結(jié)構(gòu)。2.3腕部結(jié)構(gòu)計(jì)算2.3.1腕部回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算腕部回轉(zhuǎn)時(shí)，需要克服的阻力有：（1）腕部回轉(zhuǎn)支承處的摩擦力矩式中 ，軸承處支反力（n），可由靜力平衡方程求得; ,軸承的直徑（m）； 軸承的摩擦系數(shù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承=0.01-0.02；對(duì)于

14、滑動(dòng)軸承=0.1。為簡(jiǎn)化計(jì)算，取，如圖3.1所示，其中，為工件重量，為手部重量，為手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件重量。圖2.1（2）克服由于工件重心偏置所需的力矩式中 e工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離，已知e=10mm.則 （3）克服啟動(dòng)慣性所需的力矩啟動(dòng)過(guò)程近似等加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角速度及啟動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)過(guò)的角度按下式計(jì)算：式中 工件對(duì)手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 手腕回轉(zhuǎn)部分對(duì)腕部回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 手腕回轉(zhuǎn)過(guò)程的角速度； 啟動(dòng)過(guò)程所需的時(shí)間，一般取0.05-0.3s,此處取0.1s.。手抓、手抓驅(qū)動(dòng)液壓缸及回轉(zhuǎn)液壓缸轉(zhuǎn)動(dòng)件等效為一個(gè)圓柱體，高為200mm，直徑90mm，其重力估算： ,取98n.等效圓柱體的

15、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 工件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，已知圓柱體工件， 要求工件在0.5s內(nèi)旋轉(zhuǎn)90度, 取平均角速度，即=，代入得： 解可得： =0.80832.3.2回轉(zhuǎn)液壓缸所驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算回轉(zhuǎn)液壓缸所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩必須大于總的阻力矩如圖3.3，定片1與缸體2固連，動(dòng)片3與轉(zhuǎn)軸5固連，當(dāng)a, b口分別進(jìn)出油時(shí)，動(dòng)片帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，達(dá)到手腕回轉(zhuǎn)的目的。圖2.3圖2.4圖3.4為回轉(zhuǎn)液壓缸的進(jìn)油腔壓力油液，作用在動(dòng)片上的合成液壓力矩即驅(qū)動(dòng)力矩。 或 式中 手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的總的阻力矩 回轉(zhuǎn)液壓缸的工作壓力（pa） 缸體內(nèi)孔半徑（m） 輸出軸半徑（m），設(shè)計(jì)時(shí)按選取 動(dòng)片寬度（m）上述動(dòng)力距與壓力的關(guān)系是設(shè)定為低壓腔背壓力等于零

16、。2.3.3回轉(zhuǎn)缸內(nèi)徑d計(jì)算由 ，得：， 為減少動(dòng)片與輸出軸的連接螺釘所受的載荷及動(dòng)片的懸伸長(zhǎng)度，選擇動(dòng)片寬度時(shí)，選用：綜合考慮，取值計(jì)算如下：r=16mm，r=40mm，b=50mm，取值為1mpa，即如下圖：圖2.52.3.4液壓缸蓋螺釘?shù)挠?jì)算圖2.6缸蓋螺釘間距示意表2.3 螺釘間距t與壓力p之間的關(guān)系工作壓力p（mpa）螺釘?shù)拈g距t(mm)小于150小于120小于100小于80上圖中表示的連接中，每個(gè)螺釘在危險(xiǎn)截面上承受的拉力為：，即工作拉力與殘余預(yù)緊力之和計(jì)算如下：液壓缸工作壓強(qiáng)為p=1mpa,所以螺釘間距小于150mm,試選擇2個(gè)螺釘，所以選擇螺釘數(shù)目合適z=2個(gè) 受力截面 ，此處

17、連接要求有密封性，故k?。?.5-1.8），取k=1.6。 所以 螺釘材料選擇q235，安全系數(shù)n取1.5（1.5-2.2）螺釘?shù)闹睆接上率降贸?，f為總拉力即 螺釘?shù)闹睆竭x擇d=8mm.2.3.5靜片和輸出軸間的連接螺釘動(dòng)片和輸出軸之間的連接結(jié)構(gòu)見(jiàn)上圖。連接螺釘一般為偶數(shù)。螺釘由于油液沖擊產(chǎn)生橫向載荷，由于預(yù)緊力的作用，將在接合面處產(chǎn)生摩擦力以抵抗工作載荷，預(yù)緊力的大小，以接合面不產(chǎn)生滑移的條件確定，故有以下等式： 為預(yù)緊力,為接合面摩擦系數(shù)，?。?.10-0.16）范圍的0.15，即鋼和鑄鐵零件，為接合面數(shù)，取=2，z為螺釘數(shù)目，取z=2，d為靜片的外徑，d為輸出軸直徑，則可得： 螺釘?shù)膹?qiáng)

18、度條件為： 帶入有關(guān)數(shù)據(jù)，得：螺釘材料選擇q235，則（安全系數(shù)）螺釘?shù)闹睆?，d值極小，取。螺釘選擇m6的開(kāi)槽盤(pán)頭螺釘， ,如圖3.7：圖2.72.3.6腕部軸承選擇 腕部材料選擇ht200，估計(jì)軸承所受徑向載荷為50n,軸向載荷較小，忽略。兩處均選用深溝球軸承?，F(xiàn)校核較小軸徑處軸承。6005軸承基本數(shù)據(jù)如下：，當(dāng)量動(dòng)載荷，載荷系數(shù)取1，則，由公式：n為轉(zhuǎn)速，由0.5s完成回轉(zhuǎn)，計(jì)算得：，球軸承代入得：，遠(yuǎn)大于軸承額定壽命。選用軸承為深溝球軸承6005，6008。2.3.7材料及連接件，密封件選擇右端軸承端蓋與腕部回轉(zhuǎn)缸連接選用六角頭螺栓，全螺紋，,需用4個(gè)。右缸蓋與缸體連接選用六角頭螺栓，

19、全螺紋，,需用4個(gè)。左缸蓋與缸體及法蘭盤(pán)連接選用六角頭螺栓，全螺紋，,需用4個(gè)。選用墊圈防松，公稱尺寸為5。右端軸承端蓋與腕部回轉(zhuǎn)缸連接選用六角頭螺栓，全螺紋，,需用4個(gè)。為定位作用，軸左側(cè)增加一個(gè)套筒，材料為ht200，尺寸如下：圖2.8動(dòng)片與輸出軸連接選用六角頭螺栓 全螺紋， ， 需用2個(gè)。密封件選擇：全部選用氈圈油環(huán)密封，材料為半粗羊毛氈。右端蓋 d=40mm, 左右缸蓋 d=25mm。（三） 伸縮臂設(shè)計(jì)3.1伸縮臂設(shè)計(jì)基本要求設(shè)計(jì)機(jī)械手伸縮臂，底板固定在大臂上，前端法蘭安裝機(jī)械手，完成直線伸縮動(dòng)作。（1）功能性的要求機(jī)械手伸縮臂安裝在升降大臂上，前端安裝夾持器，按控制系統(tǒng)的指令，完成工

20、件的自動(dòng)換位工作。伸縮要平穩(wěn)靈活，動(dòng)作快捷，定位準(zhǔn)確，工作協(xié)調(diào)。（2）適應(yīng)性的要求為便于調(diào)整，適應(yīng)工件大小不同的要求，起止位置要方便調(diào)整，要求設(shè)置可調(diào)式定位機(jī)構(gòu)。為了控制慣性力，減少運(yùn)動(dòng)沖擊，動(dòng)力的大小要能與負(fù)載大小相適應(yīng)，如步進(jìn)電機(jī)通過(guò)程序設(shè)計(jì)改變運(yùn)動(dòng)速度，力矩電機(jī)通過(guò)調(diào)整工作電壓，改變堵力矩的大小，達(dá)到工作平穩(wěn)、動(dòng)作快捷、定位準(zhǔn)確的要求。（3）可靠性的要求可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下，在預(yù)定使用壽命期內(nèi)能完成規(guī)定功能的概率。工業(yè)機(jī)械手可自動(dòng)完成預(yù)定工作，廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，因此要求機(jī)械手工作必須可靠。設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行可靠性分析。（4）壽命的要求產(chǎn)品壽命是產(chǎn)品正常使用時(shí)因磨損而使性能下

21、降在允許范圍內(nèi)而且無(wú)需大修的連續(xù)工作期限。設(shè)計(jì)中要考慮采取減少摩擦和磨損的措施，如：選擇耐磨材料、采取潤(rùn)滑措施、合理設(shè)計(jì)零件的形面等。因各零部件難以設(shè)計(jì)成相等壽命，所以易磨損的零件要便于更換。（5）經(jīng)濟(jì)的要求機(jī)械產(chǎn)品設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性包括設(shè)計(jì)制造的經(jīng)濟(jì)性和使用的經(jīng)濟(jì)性。機(jī)械產(chǎn)品的制造成本構(gòu)成中材料費(fèi)、加工費(fèi)占有很大的比重，設(shè)計(jì)時(shí)必須給予充分注意。將機(jī)械設(shè)計(jì)課程中學(xué)到的基本設(shè)計(jì)思想貫穿到設(shè)計(jì)中。（6）人機(jī)工程學(xué)的要求人機(jī)工程學(xué)也稱為技術(shù)美學(xué)，包括操作方便宜人，調(diào)節(jié)省力有效，照明適度，顯示清晰，造型美觀，色彩和諧，維護(hù)保養(yǎng)容易等。本設(shè)計(jì)中要充分考慮外形設(shè)計(jì)，各調(diào)整環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要方便人體接近，方便工具的使用

22、。（7）安全保護(hù)和自動(dòng)報(bào)警的要求按規(guī)范要求，采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，確保操作人員的人身安全，這是任何設(shè)計(jì)都必須考慮的，是必不可少的。在程序設(shè)計(jì)中要考慮因故障造成的突然工作中斷，如機(jī)構(gòu)卡死、工件不到位、突然斷電等情況，要設(shè)置報(bào)警裝置。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）伸縮長(zhǎng)度：300mm；（2）單方向伸縮時(shí)間：1.52.5s；（3）定位誤差：要有定位措施，定位誤差小于2mm；（4）前端安裝機(jī)械手，伸縮終點(diǎn)無(wú)剛性沖擊；3.2方案設(shè)計(jì)液壓驅(qū)動(dòng)方案（1）伸縮原理采用單出桿雙作用液壓油缸，手臂伸出時(shí)采用單向調(diào)速閥進(jìn)行回油節(jié)流調(diào)速，接近終點(diǎn)時(shí)，發(fā)出信號(hào)，進(jìn)行調(diào)速緩沖（也可采用緩沖油缸），靠油缸行程極限定位，采用導(dǎo)向桿導(dǎo)向防止轉(zhuǎn)動(dòng)

23、，采用電液換向閥，控制伸縮方向。（圖4.1）圖3.1（2）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足伸縮臂動(dòng)作邏輯要求，液壓缸及其控制元件的選擇要滿足伸縮臂動(dòng)力要求和運(yùn)動(dòng)時(shí)間要求，具體設(shè)計(jì)計(jì)算參考液壓傳動(dòng)與控制等相關(guān)教材。由于伸縮臂做間歇式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，有較大的沖擊，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮緩沖措施，可從液壓回路設(shè)計(jì)上考慮，也可從液壓件結(jié)構(gòu)上考慮。設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)及要求： 電磁閥流量：要滿足伸縮速度的要求。 油缸直徑：推力大小要能克服機(jī)構(gòu)起動(dòng)慣性并有一定的起動(dòng)加速度，要滿足運(yùn)動(dòng)時(shí)間要求。 導(dǎo)向桿剛度：按最長(zhǎng)伸出時(shí)機(jī)械手端部的撓度不超過(guò)規(guī)定要求。 定位方式和元件：自選。（3）結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及強(qiáng)度和剛度計(jì)算伸縮臂運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

24、見(jiàn)圖4-1 結(jié)構(gòu)方案說(shuō)明a：支座1安裝在機(jī)器人床身上，用于安裝伸縮臂油缸和導(dǎo)向桿等零部件。b：法蘭4用于安裝機(jī)械手，其形式和尺寸要與機(jī)械手相協(xié)調(diào)。c：液壓缸伸出桿帶動(dòng)導(dǎo)向桿同時(shí)伸出300mm，伸出長(zhǎng)度較大，設(shè)計(jì)、制造和安裝時(shí)要考慮液壓缸與導(dǎo)向桿的平行度要求。 d：導(dǎo)向桿可采用直線導(dǎo)軌或直線導(dǎo)軸。直線導(dǎo)軌可選用外購(gòu)件，直接從生產(chǎn)廠家的有關(guān)資料中獲得所需參數(shù)（網(wǎng)上查詢直線導(dǎo)軌、直線導(dǎo)軸）。采用直線導(dǎo)軸時(shí)可自行設(shè)計(jì)，并且要考慮導(dǎo)向桿的潤(rùn)滑，潤(rùn)滑方式參考有關(guān)手冊(cè)設(shè)計(jì)。 強(qiáng)度及剛度計(jì)算本機(jī)械手夾持工件重量約3kg左右，夾持器重量約15kg，夾持器長(zhǎng)度最大約250mm。從受力角度分析，載荷不大，可參考其它

25、機(jī)器作類比設(shè)計(jì)即可。伸縮臂的機(jī)構(gòu)力學(xué)模型如圖4.2所示。夾持器夾著工件，伸縮臂全部伸出，是導(dǎo)桿受力最大的狀態(tài),也是變形最大的位置。在此情況下，用材料力學(xué)的知識(shí)計(jì)算它的強(qiáng)度和剛度。圖3.23.3伸縮臂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1伸縮臂液壓缸參數(shù)計(jì)算3.3.1.1工作負(fù)載r液壓缸的工作負(fù)載r是指工作機(jī)構(gòu)在滿負(fù)荷情況下，以一定加速度啟動(dòng)時(shí)對(duì)液壓缸產(chǎn)生的總阻力，即： 式中：-工作機(jī)構(gòu)的荷重及自重對(duì)液壓缸產(chǎn)生的作用力；-工作機(jī)構(gòu)在滿載啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力；-工作機(jī)構(gòu)滿載啟動(dòng)時(shí)的慣性力。(1)的確定 工件的質(zhì)量m=5.9 (kg) 夾持器的質(zhì)量 15kg(已知)伸縮臂的質(zhì)量 50kg(估計(jì))其他部件的質(zhì)量 15kg

26、(估計(jì))工作機(jī)構(gòu)荷重： ri=(5.9+15+50+15)*10=859(n) 取ri=860n(2) 的確定 rm= (n) (3) 的確定 rg=(n) 式中：為啟動(dòng)時(shí)間，其加速時(shí)間約為0.10.5s=0.1s , =0.2s總負(fù)載 r=ri+rg+rm=860+172+172=1204(n) 取實(shí)際負(fù)載為 =1200 3.3.1.2液壓缸缸筒內(nèi)徑d的確定d= 式中：r=1000 5000 , p可取0.8, =取液壓缸缸筒內(nèi)徑為40mm。3.3.1.3活塞桿設(shè)計(jì)參數(shù)及校核(1)活塞桿材料：選擇45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，其抗拉強(qiáng)度=570(2)活塞桿的直徑：查液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)得，當(dāng)壓力小于10mpa時(shí)

27、，速比=1.33。則可選取活塞桿直徑為20mm系列，且缸筒的厚度為5mm。 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度：mm (3)活塞桿強(qiáng)度及壓桿穩(wěn)定性的計(jì)算 采用非等截面計(jì)算法 油缸穩(wěn)定性的計(jì)算因?yàn)橛透椎墓ぷ餍谐梯^大，則在油缸活塞桿全部伸出時(shí)，計(jì)算油缸受最大作用力壓縮時(shí)油缸的穩(wěn)定性。假設(shè)油缸的活塞桿的推理為p，油缸穩(wěn)定的極限應(yīng)力為pk，則油缸穩(wěn)定性的條件為ppk。pk按下式得到： 式中：可按液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)得到； 式中：為活塞桿直徑 為缸體外徑。 d為缸體內(nèi)徑。所以， 所以 、為長(zhǎng)度、上的斷面慣性矩。 查時(shí)極限力的計(jì)算圖，可由且查得（其中，：活塞桿頭部至油缸a點(diǎn)處的距離（cm）:缸體尾部至油缸a點(diǎn)處的距離（cm）。所以

28、：。所油缸的穩(wěn)定性是滿足條件的。 活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算（e：材料的彈性模量）剛的彈性模量為e200mpa。液壓傳動(dòng)與控制查得： 所以活塞桿強(qiáng)度是滿足條件的。 3.3.1.4缸筒設(shè)計(jì)參數(shù)及校核(1)缸筒材料：選擇zg310-570鑄鋼,其抗拉強(qiáng)度=570(2)缸筒壁厚及校核：取壁厚=5mm 因此屬于普通壁厚缸筒壁厚的校核 式中：-缸筒內(nèi)最高工作壓力；=7-材料的許用應(yīng)力 -材料的安全系數(shù)=5校核符合要求(3)缸筒外徑： 3.3.1.5缸底設(shè)計(jì)參數(shù)及校核(1)缸底材料：選擇q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，其抗拉強(qiáng)度375460(2)缸底厚度 mm 取缸底厚度為5mm3.3.1.6油缸零件的連接計(jì)算首先確定油缸缸筒

29、與缸蓋采用螺紋連接;缸筒與缸底的連接此處選用焊接方式，此種方式能夠使液壓缸緊湊牢固。（1）缸筒螺紋處的強(qiáng)度計(jì)算：螺紋處的拉應(yīng)力： 螺紋處的剪應(yīng)力： 合成應(yīng)力： 許用應(yīng)力： 式中：p:油缸的最大推力kgf; d:油缸內(nèi)徑cm; ：螺紋直徑cm；：螺紋內(nèi)徑，當(dāng)采用普通螺紋時(shí)（gb196-63）時(shí)，可近似按下式（t螺距cm）;k:螺紋預(yù)緊力系數(shù)，去k1.251.5；：螺紋那摩擦系數(shù)（0.070.2），一般取0.12；：缸筒材料的屈服極限。n: 安全系數(shù)，取n=1.2-2.5,一般取n=1.75.由前面計(jì)算可得：d=40mm=4cm，則查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，采用普通螺紋基本尺寸（gb/t196-20

30、03）公稱直徑第二系列 4.8，可得螺距t=0.4cm; =4.8cm .所以，。 k取1.5，n:取1.75。所以：,滿足強(qiáng)度條件。（2）缸筒與缸底的焊接強(qiáng)度計(jì)算p:油缸推力kgf:焊縫效率，可取0.7：焊條材料得抗拉強(qiáng)度n:安全系數(shù)，取n3.34并查到焊條材料的抗拉強(qiáng)度為900mpa1200mpa(手工焊條)，因此缸體與缸底得焊縫強(qiáng)度是滿足要求得。3.3.1.7液壓油缸其他零件結(jié)構(gòu)尺寸得確定由于液壓缸的工作負(fù)載較小，所以選定液壓缸的工作壓力為低壓。取額定工作壓力為2.0。液壓缸的基本形式如下圖所示：圖 3.3整個(gè)油缸安裝在下部伸縮臂基座上。（1）活塞與活塞桿得連接結(jié)構(gòu)：油缸在一般工作條件下

31、，活塞與活塞桿采用螺紋連接。其形式如圖所示 圖3.4（2）活塞桿導(dǎo)向套：做成一個(gè)套筒，壓入缸筒，靠缸蓋與缸筒得連接壓緊固定，材料選用鑄鐵材料?；窘Y(jié)構(gòu)為： 圖3.5圖中：1為缸蓋，2為橡膠防塵圈，3為活塞桿，4為活塞桿導(dǎo)向套。（3）活塞與缸體得密封。采用o型密封圈密封。選用36.5內(nèi)徑，截面直徑為3.55mm.其基本形式如下： 圖 3.6圖中：1即為o型密封圈，2則為活塞?；钊c缸體之間靠o型密封圈密封。（4）活塞桿端部結(jié)構(gòu)形式及尺寸端部結(jié)構(gòu)形式有：外螺紋的，內(nèi)螺紋的，光滑的，球形，耳環(huán)等等。此處因活塞桿固定，選用外螺紋連接形式。其基本結(jié)構(gòu)如下： 圖3.7圖中各尺寸可查液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)得，當(dāng)d

32、20mm時(shí)，取.l=(1.21.5), 3.3.2導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是保證液壓缸活塞桿伸出時(shí)的方向性，提供機(jī)構(gòu)剛度，保證伸縮量的準(zhǔn)確性。3.3.2.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的外形尺寸及材料導(dǎo)向選擇矩形導(dǎo)軌導(dǎo)向，導(dǎo)軌為伸縮臂基座上得一部分，經(jīng)加工而成；滑臺(tái)則在其上滑動(dòng)且滑臺(tái)得端部靠法蘭安裝夾持器部分。材料選擇為45號(hào)鋼.，如圖4.8所示：圖3.8圖中：1為滑臺(tái)，2為伸縮臂基座，3為矩形導(dǎo)軌的壓板。此處矩形導(dǎo)軌是直接在基座上加工出來(lái)的，滑臺(tái)在導(dǎo)軌面上滑動(dòng)，靠壓板來(lái)固定調(diào)節(jié)?；酆駷?0mm.。3.3.2.3矩形導(dǎo)軌的彎曲強(qiáng)度及撓度的校核(1)導(dǎo)軌的彎曲應(yīng)力 符合要求。因?yàn)?/p>

33、只計(jì)算了一邊得矩形導(dǎo)軌，由結(jié)構(gòu)可知還有另外一邊得導(dǎo)軌支撐，故滿足條件。(2)桿的撓度 此桿為一懸臂梁，根據(jù)簡(jiǎn)單載荷作用下梁的撓度和轉(zhuǎn)角公式：， 式中：ei是截面抗彎剛度 本式計(jì)算是完全把載荷加在導(dǎo)軌上，實(shí)際是載荷由導(dǎo)軌和活塞桿共同承受，所以導(dǎo)向桿的撓度會(huì)更小，符合設(shè)計(jì)要求。轉(zhuǎn)角 = 符合要求。(3)導(dǎo)軌的表面處理及潤(rùn)滑導(dǎo)軌表面淬火，可以提高表面硬度增加導(dǎo)向桿的耐磨性，也可以保證導(dǎo)向桿的韌性，同時(shí)需要精加工以提高導(dǎo)軌的精度要求；導(dǎo)軌的潤(rùn)滑可采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，或是采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。此處采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。伸縮臂基座與升降臂相連靠伸縮臂基座底部的法蘭。其上有4個(gè)m12的內(nèi)六角圓柱頭螺釘。3.3.2.4伸縮臂

34、范圍控制與調(diào)整伸縮臂伸縮范圍控制靠行程開(kāi)關(guān)與活動(dòng)擋塊，這里特別解釋如下：設(shè)備附件活動(dòng)擋塊，它用在當(dāng)設(shè)備安裝好后，可以靠它在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)臂的伸長(zhǎng)量，其結(jié)構(gòu)圖如圖4.6所示此活動(dòng)擋塊可套裝在導(dǎo)向桿上，a處可以壓住行程開(kāi)關(guān)壓柱，從而壓動(dòng)行程開(kāi)關(guān)使行程開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。此外除上述調(diào)節(jié)外，還可以調(diào)節(jié)連接件的旋入導(dǎo)向桿和液壓活塞桿的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)伸長(zhǎng)度的微調(diào)。保證把工件精確地放在加工機(jī)床作業(yè)臺(tái)上。行程開(kāi)關(guān)使用lxw4-11型微型開(kāi)關(guān)。 圖3.9（四） 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)械手屬坐標(biāo)式液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手。具有手臂伸縮，回轉(zhuǎn)，升降，手腕回轉(zhuǎn)四個(gè)自由度。因此，相應(yīng)地有手腕回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、手臂伸縮機(jī)構(gòu)，

35、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，手臂升降機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。各部分均用液壓缸或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)與控制。設(shè)計(jì)要求（1）滿足工業(yè)機(jī)械手動(dòng)作順序要求。動(dòng)作順序的各個(gè)動(dòng)作均由電控系統(tǒng)發(fā)訊號(hào)控制相應(yīng)的電磁鐵，按程序依次步進(jìn)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)。（2）機(jī)械手伸縮臂安裝在升降大臂上，前端安裝夾持器，按控制系統(tǒng)的指令，完成工件的自動(dòng)換位工作。伸縮要平穩(wěn)靈活，動(dòng)作快捷，定位準(zhǔn)確，工作協(xié)調(diào)。（3）液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足伸縮臂動(dòng)作邏輯要求，液壓缸及其控制元件的選擇要滿足伸縮臂動(dòng)力要求和運(yùn)動(dòng)時(shí)間要求4.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案采用葉片泵供油，動(dòng)作順序：從原位開(kāi)始升降臂下降夾持器夾緊升降臂上升底座快進(jìn)回轉(zhuǎn)底座慢進(jìn)手腕回轉(zhuǎn)伸縮臂伸出夾持器松開(kāi)伸縮臂縮回；待加工完畢后

36、，伸縮臂伸出夾持器夾緊伸縮臂縮回底座快退(回轉(zhuǎn))底座慢退手腕回轉(zhuǎn)升降臂下降夾持器松開(kāi)升降臂上升到原位停止，準(zhǔn)備下次循環(huán)。上述動(dòng)作均由電控系統(tǒng)發(fā)訊號(hào)控制相應(yīng)的電磁鐵（電磁換向閥），按程序依次步進(jìn)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)。（1）各液壓缸的換向回路為便于機(jī)械手的自動(dòng)控制，采用可編程控制器進(jìn)行控制，前分析可得系統(tǒng)的壓力和流量都不高，選用電磁換向閥回路，以獲得較好的自動(dòng)化成都和經(jīng)濟(jì)效益。液壓機(jī)械手采用單泵供油，手臂伸縮，手腕回轉(zhuǎn)，夾持動(dòng)作采用并聯(lián)供油，這樣可有效降低系統(tǒng)的供油壓力，此時(shí)為了保證多缸運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)互不干擾，實(shí)現(xiàn)同步或非同步運(yùn)動(dòng)，換向閥采用中位“o”型換向閥。（2）調(diào)速方案整個(gè)液壓系統(tǒng)只用單泵工作，各液壓缸所

37、需的流量相差較大，各液壓缸都用液壓泵的全流量是無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求的。盡管有的液壓缸是單一速度工作，但也需要進(jìn)行節(jié)流調(diào)速，用以保證液壓缸的平穩(wěn)運(yùn)行。各缸可選擇進(jìn)油路或回油路節(jié)流調(diào)速，選用節(jié)流閥調(diào)速。單泵供油系統(tǒng)以所有液壓缸中需流量最大的來(lái)選擇泵的流量。系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，所需元件較少，經(jīng)濟(jì)性好，考慮到系統(tǒng)功率較小，其溢流損失也較小。（3）緩沖回路伸縮臂處設(shè)置緩沖回路，使用單向節(jié)流閥（4）系統(tǒng)安全可靠性?shī)A緊缸在夾緊工件時(shí)，為防止失電等意外情況，設(shè)置鎖緊保壓回路。手臂升降缸在系統(tǒng)失壓的情況下會(huì)自由下落或超速下行，所以在回路中設(shè)置平衡回路。4.3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1分功能設(shè)計(jì)分析（1）夾持器采用單出桿雙作用

38、缸，保證運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不使工件下掉，夾持器夾緊工件后，鎖緊回路由先導(dǎo)型順序閥和單向閥組成。順序閥的設(shè)置在夾持器松開(kāi)回油過(guò)程中起到緩沖作用。（2）底座回轉(zhuǎn)采用擺動(dòng)液壓缸，正反方向均采用單向調(diào)速閥調(diào)速。由于回轉(zhuǎn)部分的重量大，回轉(zhuǎn)長(zhǎng)度長(zhǎng)，因此手臂回轉(zhuǎn)時(shí)具有很大的動(dòng)能。為此，除采用調(diào)速閥的回油節(jié)流閥調(diào)速閥外，還在回油路上安裝雙溢流閥，進(jìn)行減速緩沖。（3）手臂伸縮采用單出桿雙作用缸，手臂伸出時(shí)，由單向閥和節(jié)流閥組成的調(diào)速回路進(jìn)行回油節(jié)流調(diào)速。手臂縮回時(shí)，回油路設(shè)置調(diào)速閥以完成緩沖作用。（4）手臂升降運(yùn)動(dòng)采用單出桿雙作用缸，上升和下降均由單向調(diào)速閥回油節(jié)流。因?yàn)樯蹈诪榱⑹剑谄湟簤焊紫虑挥吐分邪惭b單向順序閥

39、，避免因整個(gè)手臂運(yùn)動(dòng)部分的自重而下降，起支撐平衡作用。（5）伸縮臂進(jìn)油路設(shè)置蓄能保壓回路，伸出完全后，進(jìn)油路壓力升高，壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)導(dǎo)致?lián)Q向閥通電，泵卸荷，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，由蓄能器保壓。（6）單泵供油，采用先導(dǎo)型溢流閥卸荷，設(shè)置二位二通換向閥。4.3.2液壓泵的確定與所需功率計(jì)算系統(tǒng)各執(zhí)行元件最大需用流量 夾緊缸：q=1.5 l/min 伸縮缸：q=15 l/min升降缸：q=7.536 l/min回轉(zhuǎn)缸：q=17.34 l/min b、泵的排量 c、泵工作時(shí)的最高壓力夾緊缸：伸縮缸：升降缸：回轉(zhuǎn)缸： 包括油液流經(jīng)流量閥和其他元件的局部損失，管路沿程損失等為0.20.5mpa作為壓力儲(chǔ)備

40、，可選額定壓力為5mpa選擇yb-a16b型號(hào)泵，其主要性能參數(shù)如表4.1所示項(xiàng)目型號(hào)排量壓力輸入功率額定轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速yb-a16b16.3ml/r5mpa1.69kw1000r/min600r/min1800r/min4.3.3確定泵的電機(jī)功率n p泵的實(shí)際最大工作壓力 kgf/cm q泵在p壓力下的實(shí)際流量 l/min -泵的總效率 0.650.75 考慮到壓力損失，故按標(biāo)準(zhǔn)選用1.5kw的電機(jī)4.3.4液壓元件的選擇,如表4.2所示表4.2編號(hào)元件名稱閥最大通過(guò)流量l/min型號(hào)公稱流量l/min1濾油器（粗）19.074xu-cj4550bs403溢流閥19.074yf3-10

41、l634電磁換向閥23do-b8c226濾油器（精） xu-cj4530bs409電磁換向閥（夾緊）10、11液控單向閥cpt-03-04-504013壓力繼電器heo/3514電磁換向閥（伸縮）1534df30-e10b-d2515單向調(diào)速閥aq-10c3017電磁換向閥（回轉(zhuǎn)）17.3434df30-e10b-d2518 、19單向調(diào)速閥aq-1021電磁換向閥（升降）7.536dg55-522單向順序閥hct-03-a-3-225023、24單向節(jié)流閥srct-0.3-50304.3.5輔助元件的選擇油管內(nèi)徑一般可參照所有管接件的接口尺寸確定，也可按管路元件的流量進(jìn)行計(jì)算，本系統(tǒng)油管選1

42、81.5無(wú)縫鋼管。油箱容量的計(jì)算v= v油箱有效容積（l）m系數(shù) m值對(duì)于中壓系統(tǒng)可以為57min-液泵流量（l/min） v=(57)19.074=95.37133.518l4.5液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算（1）壓力損失系統(tǒng)的總壓力損失包括沿程損失和局部損失。其中單向調(diào)速閥壓力損失最大5 kgf/cm。（2）管路壓力損失對(duì)系統(tǒng)性能的影響管路壓力損失通常按快速工況計(jì)算。管內(nèi)流速過(guò)高，引起管道振動(dòng)和壓力損失增大。管路壓力損失太大，在定量泵系統(tǒng)中，快速時(shí)系統(tǒng)壓力將超過(guò)溢流閥或卸荷閥的調(diào)整壓力，致使閥有溢流；在變量泵或雙泵系統(tǒng)中，快速對(duì)系統(tǒng)壓力將超過(guò)轉(zhuǎn)換壓力，使進(jìn)入缸的流量減少，缸的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)不到預(yù)期的效果。因

43、此須根據(jù)壓力降重新調(diào)整元件的工作壓力，以保證快速運(yùn)動(dòng)的要求。（3）油溫的允許值不同機(jī)械，因工作條件的不同，允許的高油溫應(yīng)有區(qū)別本系統(tǒng)中正常工作溫度3050，最高允許5570，油及油箱 溫升。（4）液壓沖擊 保證工作周期的原則下，盡量減慢換向速度。電磁換向閥，可考慮帶阻尼器或設(shè)計(jì)成正開(kāi)口的滑閥結(jié)構(gòu)。使閥芯移動(dòng)速度過(guò)慢，使電磁鐵的線圖長(zhǎng)期通過(guò)大電流，會(huì)造成發(fā)熱、燒傷。在滑閥完全關(guān)閉前，減慢液體的流速。可在閥芯的棱邊上開(kāi)長(zhǎng)方形或v形槽，或作成半錐角為25的節(jié)流錐面。適當(dāng)加大管徑，縮短導(dǎo)管長(zhǎng)度，避免不必要的彎曲；或采用軟管。4.6液壓系統(tǒng)圖4.6.1設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)圖 圖4.1工業(yè)機(jī)械手除腕部采用擺動(dòng)液

44、壓馬達(dá)之外均采用單出桿雙作用直線油缸。4.6.2液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序控制原理降臂下降：使6dt通電閥21位于左位，壓力油經(jīng)閥24單向閥，進(jìn)入油缸25上腔，回油經(jīng)油缸下腔，單向調(diào)速閥23，閥22的順序閥，閥21左位回油箱。下降速度由閥23調(diào)節(jié)。單向順序閥22防止自重下滑起支撐平衡作用。升降到一定位置碰到行程開(kāi)關(guān)，使電磁鐵2dt通電，6dt斷電，壓力油經(jīng)閥10進(jìn)入油缸12左腔，油缸右腔油液經(jīng)閥11，閥9左位回油箱。10，11液控單向閥保持夾持器夾牢工件。降臂上升：夾緊后發(fā)出訊號(hào)，使7dt通電2dt斷電，壓力油經(jīng)閥21右位，閥22，23中的單向閥進(jìn)入油缸25下腔，上腔油液經(jīng)閥24，閥21右位回油箱

45、。升降速度由閥24調(diào)節(jié)。座回轉(zhuǎn)：當(dāng)升到預(yù)定位置時(shí)，擋塊碰撞到行程開(kāi)關(guān)。使的7dt斷電8dt通電，閥17處于左位，壓力油經(jīng)閥17左位，閥18單向閥進(jìn)入回轉(zhuǎn)缸上腔，下腔油液經(jīng)閥19，閥17左位回油箱。于是底座回轉(zhuǎn)90度，回轉(zhuǎn)速度由閥19調(diào)節(jié)。回轉(zhuǎn)缸在其油路上安裝有行程節(jié)流閥進(jìn)行減速緩沖。縮臂伸出：底座回轉(zhuǎn)到位碰撞行程開(kāi)關(guān)時(shí)，使8dt斷電，4dt通電，壓力油經(jīng)閥14左位，進(jìn)入油缸16左腔，右腔油液經(jīng)閥15，閥14左位回油箱。伸縮臂外伸，伸縮速度由閥15調(diào)節(jié)。持器松開(kāi)：手腕回轉(zhuǎn)90度完畢，擋塊碰到行程開(kāi)關(guān)，4dt通電，壓力油經(jīng)閥9右位，閥11到油缸12右腔，左腔油液經(jīng)閥10，閥9右位回油箱。夾持器松開(kāi)，放下物料。縮臂縮回：當(dāng)夾持器松開(kāi)后，擋塊碰撞行程開(kāi)關(guān)，使5dt通電，壓力油經(jīng)閥14右位，閥15單向閥進(jìn)入油缸16右腔，左腔油液經(jīng)14右位回油箱，伸縮臂縮回。壓力油使油缸19快速縮回。到位后碰撞行程開(kāi)關(guān)，使5dt斷電?？s臂伸出：待加工完畢后，發(fā)出信號(hào)，使4dt通電，壓力油經(jīng)閥14左位進(jìn)入油缸16左腔，右腔油液經(jīng)閥15，閥14左位回油箱。持器夾緊：當(dāng)伸到適當(dāng)位置，擋塊碰撞行程開(kāi)關(guān)，使2dt通電，4dt斷電，壓力油經(jīng)閥19左位，閥10進(jìn)入油缸12