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机械手夹持器毕业设计论文及装配图.doc

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机械手夹持器毕业设计论文及装配图.doc

第二章夹持器2.1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110120mm/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。2.2夹持器结构设计2.2.1夹紧装置设计.2.2.1.1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123NFKKKG21式中1K安全系数,由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.22.0,取1.52K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2K,20.02/1111.0029.8aKg,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)3K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V型指端夹持圆柱型工件,30.5sinKf,f为摩擦系数,为V型手指半角,此处粗略计算34K,如图2.1图2.1G被抓取工件的重量求得夹紧力NF,1231.51.002439.8176.75NFKKKMgN,取整为177N。2.2.1.2驱动力力计算根据驱动力和夹紧力之间的关系式2sinNFcFba式中c滚子至销轴之间的距离b爪至销轴之间的距离a楔块的倾斜角可得2sin177286sin16195.1534NFbaFNc,得出F为理论计算值,实际采取的液压缸驱动力F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195.15221.7620.88FFN,取500FN2.2.1.3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24FDp推式中D活塞直径d活塞杆直径p驱动压力,FF推,已知液压缸驱动力F,且50010FNKN由于10FKN,故选工作压力P1MPa据公式计算可得液压缸内径4450025.2313.141FDmmmmp根据液压设计手册,见表2.1,圆整后取D32mm。表2.1液压缸的内径系列(JB82666)(mm)2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250活塞杆直径d0.5D0.540mm16mm活塞厚B0.6~1.0D取B0.8d0.732mm22.4mm,取23mm.缸筒长度L≤20~30D取L为123mm活塞行程,当抓取80mm工件时,即手爪从张开120mm减小到80mm,楔快向前移动大约40mm。取液压缸行程S40mm。液压缸流量计算放松时流量SdDQ4222261213162060100.724/min4qVAVL夹紧时流量226111322060100.965/min44SqVAVDL2.2.1.4选用夹持器液压缸温州中冶液压气动有限公司所生产的轻型拉杆液压缸型号为MOBB3283FB,结构简图,外形尺寸及技术参数如下表2.2夹持器液压缸技术参数图2.2结构简图工作压力使用温度范围允许最大速度效率传动介质缸径受压面积2cm速度比无杆腔有杆腔1MPa10~80300m/s90常规矿物液压油32mm12.58.61.45

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