机械手结构及拟定设计与研究毕业论文

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1、机械手结构及拟定设计与研究毕业论文1．机械部分1-1确定机械手的结构及拟定工作原理图一、设计要点1、130，152大炮药筒压底工序上，下料机械手完成顶料、抓料、提开、转腕、下降、放料。2、手臂行程分为两个行程：提开和放料：1000mm3、传动方式：液压传动4、抓持工件的重量：130、16.15kg；152、12.48kg二、传动方案的确定1、驱动方式的确定：该机械手采用的是液压传动，它与气压传动相比，能够有如下优点：1)能得到较大的输出力和力矩。2)液压传动滞后现象小，反映较灵敏，传动平稳，由于气压传动能得到较高的速度，但空气粘性比油液低，

2、传动中冲击较大，不利于精确定位。3)输出力和运动速度控制比较容易，输出力和运动速度在一定的油缸尺寸下，主要决定于油液的压力和流量，通过调节相应的压力和流量，能比较方便地控制输出功率。4)可达到较高的定位精度，抓重较轻时，采用适宜的缓冲措施和定位方式，但系统的泄漏难以避免，影响工作效率和系统的工作性能。2、运动路线的确定根据其工作循环，确定运动路线传料——下降——抓料——上升——转腕——下降——松指——上升——直腕三、机械手的基本参数1)抓重：根据任务所给质量，抓料的质量为16.15kg、12.47kg两种工件。2)自由度数为两个，手臂的竖直

3、方向向上的直线往复运动，腕部回转油缸的摆动。3)33工作时间：任务是要求机械手在一分钟内完成两个工作循环，根据其循环时间可分配如下：手臂上升时间：5秒手臂下降时间：4秒转腕时间：3秒抓料时间：2秒放料时间：1秒4)定位精确：机械手的定位精度是由加工工艺要求决定的，三抓定位精度高，根据本身的结构，抓重工作速度以及驱动方式和缓冲定位方式来确定。本机械手的定位精度为±1mm。四、机械手的结构设计根据任务书的要求和工作地的要求，升降系统设计成双作用单杆活塞式油缸，它完成工件的放料任务。考虑它的体积要求和转矩要求，采用双叶片回转油缸，手部采用双作用单

4、杆式油缸，由滑块来确定手部的夹紧位置。腕部回转45°，采用单导向结构。1-2夹紧油缸的设计一．夹紧油缸的设计1、夹紧缸的结构设计选择采用滑头结构，这种形式结构简单、可靠，并在夹紧工作后能自锁。2、手指选择根据工作形状结构和工艺要求，采用三指式结构，这样在转腕时比较平稳，三指式120°，对称分布。3、三指夹紧力的计算在手指好工件接触处安装橡胶，加橡胶垫的目的是使其夹紧可靠，避免碰伤工件表面。工件夹紧力的计算：铜和橡胶的摩擦系数=0.2(查手册)工件的重力：=16.15×10=161.5（）3===269（）33由于,故夹紧力传给滑块，滑块通过

5、活塞杆的斜块，将滑块的压力分解为两个方向，一个是对斜块的压力，一个是摩擦力，由受力分析如图示：图1.1理论驱动力：p`f为钢与钢的摩擦系数，取f=0.15故实际驱动力P安全系数，1.5~2——0.85~0.9所以4.夹紧缸的计算：1﹚指部夹紧缸的运动形式是直线王府运动，常选用单杆活塞油缸。2﹚液压缸尺寸的确定缸的推力：取工作压力:33液压缸活塞有效工作体积：3）无杆腔：4）活塞杆直径的确定根据上式和速度比Φ确定由于抓料时间与放料行程相等，所以时间比等于速度比，即：放料所需的速度：抓料所需的速度由《工业机械手册设计基础》天津科学技术出版社，差

6、得活塞杆直径的验算：故安全5.实际液压的计算：缸的推力：实际压力：6．夹紧缸的结构设计1）液压缸的密封均采用O型密封圈密封。2）活塞杆结构设计。33图1.2材料：选45钢密封圈外径：D=100mm沟槽宽度：B=6.4±0.2mm往复运动距离：H=5.4mm沟槽外径：D`=100mm沟槽内径d`=100mm内因角半径R=0.4mm外因角半径r=0.2mm不同轴度E≤0.1mm7.顶料杆设计1)材料选35钢2)杆长的计算，腕部回转45º,根据其结构形式来确定其长度.图1.3o为回转缸中心；A为夹紧缸的中心；B为顶料杆的接点；C为顶料杆的位置。由

7、结构可知AB=95mmOB=198mmOC=630mm33则：即：顶料杆与竖直方向的角度为1-3腕部的计算1、腕部总重力腕部选用回转杆，材料查手册《机械设计手册》上册，第一分册第二版，比重选钢对钢1)手指按矩形：a=20，b=3.5c=3.5有三个手指2)钩耳：a=5.4cmb=1.4cmc=7.7cm有六个钩耳3）气抓体：4)抓料缸体：5）手部缸重：m5=m2+m3+m4=2.7+11.17+21.42=35.29(kg)6）工件重：m6=16.15(kg)337）紧固板：8）回转缸所能达到的总质量：m=m1+m5+m6+m7=63k

8、g总重力：2、回转缸的转矩验算图1.4设回转缸驱动中心为其几何中心S1：连板重心到回转轴的距离S1=7mmS2：手部缸的重心到回转轴距离S2=70mmS3：手指重心到回转轴的距离