机械制造的有关机械手手臂伸缩 课程设计

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1、机械类综合课程设计题目名称工业机械手设计(手臂伸缩部分)专业班级学号学生姓名指导教师完成时间26目录一、机械手设计任务书21.1课程设计目的21.2设计内容和要求2二、手臂的设计42.1、手臂伸缩的设计计算42.1.1、的计算52.1.2、的计算62.1.3、的计算72.1.4、的计算72.2、确定液压缸的结构尺寸72.2.1、液压缸内径的计算72.3、活塞杆的计算102.3.1、活塞杆的尺寸102.3.2、活塞杆的稳定性校核102.3.3、大柔度杆的临界力112.3.4、缸筒材料的选择.122.3.5、油缸端盖的连接方式及强度计算122.4、底板的设计计算

2、说明132.5、导向杆的结构设计152.5.1、导向机构的作用152.5.2、导向杆的外型尺寸及材料15三、液压控制系统设计153.1、系统要求163.2、油缸的选择163.2.1、确定流量163.2.2确定泵的动力163.2.3、选择泵的型号为YBX—25[8]P45-106173.2.4、油泵电机的选择173.2.5、液压元件的选择173.3、辅助元件选择183.4、系统液压图193.4.1、确定现场器件的动作顺序193.4.2现场器件与PLC的连线203.4.3、梯形图与程序指令表213.4.3、梯形图与程序指令表22四、设计主要内容25五、参考文献2

3、626一、机械手设计任务书1.1课程设计目的课程设计是一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程设计问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。其主要目的：（1）、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。（2）、培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。(3)、培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的

4、工作能力。(4)、培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。1.2设计内容和要求（一）原始数据及资料（1）原始数据：a、运动简图b、自由度（四个自由度）臂转动0d-200d臂上下运动Z400mm臂伸缩X600mm26腕部转动0d-180d（2）设计要求：a、上料机械手结构设计图、装配图、各主要零件图（一套）b、液压原理图（一张）c、设计计算说明书（一份）（3）技术要求主要参数的确定：坐标形式：圆柱坐标抓重：200N自由度：4个臂的运动行程：伸缩运动600mm，回转运动0d-200d，升降运动400mme

5、、臂的运动速度：伸缩运动＜250mm/s，回转运动＜70d/s升降运动＜70mm/sf、腕部的运动行程：回转运动0d-180dg、腕部的运动速度：回转运动＜110d/sh、定位方式：电位器（或接近开关等）设定，点位控制i、手指夹持范围：棒料直径φ50－φ70mm，长度450－1200mm驱动方式：液压（中、低系统）定位精度：±3mm控制方式：PLC控制（二）料槽形式及分析动作要求（1）料槽形式由于工件的形状属于小型回转体，此种形状的零件通常采用自用输送的输料槽，该装置结构简单，不需要其他动力源和特殊装置，所以本课程题采用此种输料槽。（2）动作要求分析如图1.

6、1所示动作一：送料动作二：预夹紧动作三：手臂上升动作四：手臂旋转动作五：小臂伸长动作六：手腕旋转26图1.1要求分析二、手臂的设计2.1、手臂伸缩的设计计算手臂是机械手的主要执行部件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。臂部运动的目的，一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上，从臂部的受力情况看，它在工作中即直接承受着腕部、手部和工件的动、静载荷，而且自身运动又较多，故受力较复杂。机械手的精度最终集中在反映在手部的位置精度上。多义性在选择合适的导向装置和定位方式就显得尤其重要了。伸缩液压缸的设计计算求水平伸缩直线运动液压缸的驱动力根据液压缸运动时

7、所需克服的摩擦、回油背压及惯性等几个方面的限力，来确定液压缸所需的驱动力。手臂的伸缩速度为250mm/s行程L=600mm抓重200N液压缸活塞的驱动力的计算式中一一摩擦阻力。手臂运动时，为运动件表面间的摩擦阻力。若是导向装置，则为活塞和缸壁等处的摩擦阻力。一一密封装置处的康擦阻力;26一一液压缸回油腔低压油掖所造成的阻力;一一起动或制动时，活塞杆所受平均惯性力。、、、的计算如下。2.1.1、的计算不同的配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力不同，要根据具体情况进行估算。图4-15为双导向杆导向，其导向杆截面形状为圆柱面，导向杆对称配置在伸缩缸的两侧，启动时，

8、导向装置的摩擦阻力较大，计算如下:由于导向杆对称配置