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生产线轴类零件上下料机构设计-[含查重报告20%【全套13张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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关键词：: 生产出产线轴零件上下机构设计 20 全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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摘要

本课题主要进行,生产线轴类零件上下料机构设计,该设计属于机械手的一部分, 生产线轴类零件上下料机构是在在机械化、自动化生产过程中发展的一种新型装置,使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。机械手能代替人类、重复枯燥完成危险工作，提高劳动生产力,减轻人劳动强度。该装置涵盖了位置控制技术可编程控制技术、检测技术等。本课题拟开发的物料液压机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数,可代替人工在高温危险区进行作业，。

关键词：机械手, 液压机械手，轴类零件上下料机构，提升

Abstract

In this thesis, the production line parts feeding mechanism design, a part of the design of mechanical hand, production line parts feeding mechanism is a new device developed in the mechanization and automation of the production process, the use of a gripping and shift work function automation device. Manipulator can be boring to do dangerous work instead of humans, and improve labor productivity, reduce labor intensity. The device includes position control technology and programmable control technology, detection technology. The material of hydraulic manipulator this paper developed can catch put objects in space, flexible movement, any changes to the relevant parameters according to the changing and the movement process requirements, it may replace human work in high risk area,.

Key Words: mechanical hand, hydraulic manipulator, shaft loading and unloading mechanism, improve

摘要II

AbstractIII

目录IV

第1章绪论1

1.1课题背景及目的1

1.2 本课题研究的目的和意义2

1.3 液压机械手概念2

1.4 国内液压机械手的研究2

第2章设计要求与方案4

2.1 液压机械手设计要求4

2.2 基本设计思路4

2.2.1 系统分析4

2.2.2 总体设计框图4

2.2.3 液压机械手的基本参数5

2.3 液压机械手结构设计5

2.4 机械手材料的选择6

2.5机械臂的运动方式6

2.6 液压机械手驱动方式的选择7

2.7 动作要求分析7

2.8 液压机械手结构及驱动系统选型8

第3章机械手机械部分的设计计算9

3.1手指的相关设计与计算9

5.2 机械手手抓夹持精度的分析计算12

5.3 手爪扇形齿轮与齿条强度校核13

3.2升降方向设计计算14

3.2.1 初步确系统压力14

3.2.2 升降液压缸计算15

3.2.3 活塞杆的计算校核17

3.2.4 液压缸工作行程的确定18

3.2.5 活塞的设计19

3.2.6 导向套的设计与计算19

3.2.7 端盖和缸底的计算校核20

3.2.7 缸体长度的确定20

3.2.8 缓冲装置的设计20

3.2.9 液压缸的选型21

3.3 水平方向设计计算22

3.3.1 水平方向计算22

3.3.2 液压缸的选型23

3.4机身结构的设计校核24

3.5螺柱的设计与校核24

3.6机械手的定位及平稳性确定26

3.6.1常用的定位方式26

3.6.2影响平稳性和定位精度的因素26

3.6.3液机械手运动的缓冲装置27

总结29

参考文献30

致谢31

第1章绪论

1.1课题背景及目的

由于现代科学技术的发展，在工业生产和日常生活中，液压机器人技术已被广泛应用。智能液压操纵致力于近年来方向，科学家都同意。液压机器人模特，它可以模拟各种人类行为和人类的外部特征。未来的机器人液压管家做梦也不会想到。

取决于液压机器人的结构，机器人可分为液压各种。轮式移动机器人，履带式液压机械手，机器人，液压行走机器人。值得一提的是，行走液压机械手，他是近期级的机器重要的研究成果。将其最喜欢的动物，甚至人类交谈。这是复杂的运动的自动化程度非常高。与传统的轮式和履带式液压机械手，环境适应性比较。在一个狭小的空间工作，在崎岖的道路和楼梯。不久的将来，这种技术将得到广泛应用。

在这项研究中，生产液压机械，计算机模拟操盘水力设计的应用程序是一个非常重要的过程。包括零件建模，装配液压机器人仿真和运动仿真。通过模拟，设计人员可以观察体的移动是很直观，并且知道没有任何干扰;理解的力的各种组件，不同的模拟数据。此方法大大减少了开发时间和成本。

在学校毕业的机械工程及最后一个环节的自动化专业学习，在大学四年的学习，继续深化和测试，以务实和全面，是不是一个单一的其他办法，通过毕业设计，提高能力的培训，是要努力提高实践能力起着非常重要的作用。以达到以下目标：

（1）文化的基本理论，综合运用基本知识和技能，提高分析和解决实际问题的能力。

（2）必须完全训练有素的工程师，提高实际工作能力。对于研究，文件和数据的收集和分析能力;设计和开发测试计划的能力;设计，计算，提高绘画技巧;摘要和论文写作技巧。

（3）测试的培训和实践能力的整体素质。

装配图.png

后端盖.png

活塞杆.png

机座零件图.png

前端盖.png

长方法兰.png

液压缸.png

导向套.png

缸筒.png

活塞.png

活塞杆尾部锁紧螺母.png

拉杆.png

排气阀.png

内容简介：: 宁XX大学毕业设计(论文)生产线轴类零件上下料机构设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要本课题主要进行,生产线轴类零件上下料机构设计,该设计属于机械手的一部分, 生产线轴类零件上下料机构是在在机械化、自动化生产过程中发展的一种新型装置,使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。机械手能代替人类、重复枯燥完成危险工作，提高劳动生产力,减轻人劳动强度。该装置涵盖了位置控制技术可编程控制技术、检测技术等。本课题拟开发的物料液压机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数,可代替人工在高温危险区进行作业，。关键词：机械手, 液压机械手，轴类零件上下料机构，提升33AbstractIn this thesis, the production line parts feeding mechanism design, a part of the design of mechanical hand, production line parts feeding mechanism is a new device developed in the mechanization and automation of the production process, the use of a gripping and shift work function automation device. Manipulator can be boring to do dangerous work instead of humans, and improve labor productivity, reduce labor intensity. The device includes position control technology and programmable control technology, detection technology. The material of hydraulic manipulator this paper developed can catch put objects in space, flexible movement, any changes to the relevant parameters according to the changing and the movement process requirements, it may replace human work in high risk area,.Key Words: mechanical hand, hydraulic manipulator, shaft loading and unloading mechanism, improve目录摘要IIAbstractIII目录IV第1章绪论11.1课题背景及目的11.2 本课题研究的目的和意义21.3 液压机械手概念21.4 国内液压机械手的研究2第2章设计要求与方案42.1 液压机械手设计要求42.2 基本设计思路42.2.1 系统分析42.2.2 总体设计框图42.2.3 液压机械手的基本参数52.3 液压机械手结构设计52.4 机械手材料的选择62.5机械臂的运动方式62.6 液压机械手驱动方式的选择72.7 动作要求分析72.8 液压机械手结构及驱动系统选型8第3章机械手机械部分的设计计算93.1手指的相关设计与计算95.2 机械手手抓夹持精度的分析计算125.3 手爪扇形齿轮与齿条强度校核133.2升降方向设计计算143.2.1 初步确系统压力143.2.2 升降液压缸计算153.2.3 活塞杆的计算校核173.2.4 液压缸工作行程的确定183.2.5 活塞的设计193.2.6 导向套的设计与计算193.2.7 端盖和缸底的计算校核203.2.7 缸体长度的确定203.2.8 缓冲装置的设计203.2.9 液压缸的选型213.3 水平方向设计计算223.3.1 水平方向计算223.3.2 液压缸的选型233.4机身结构的设计校核243.5螺柱的设计与校核243.6机械手的定位及平稳性确定263.6.1常用的定位方式263.6.2影响平稳性和定位精度的因素263.6.3液机械手运动的缓冲装置27总结29参考文献30致谢31第1章绪论1.1课题背景及目的由于现代科学技术的发展，在工业生产和日常生活中，液压机器人技术已被广泛应用。智能液压操纵致力于近年来方向，科学家都同意。液压机器人模特，它可以模拟各种人类行为和人类的外部特征。未来的机器人液压管家做梦也不会想到。取决于液压机器人的结构，机器人可分为液压各种。轮式移动机器人，履带式液压机械手，机器人，液压行走机器人。值得一提的是，行走液压机械手，他是近期级的机器重要的研究成果。将其最喜欢的动物，甚至人类交谈。这是复杂的运动的自动化程度非常高。与传统的轮式和履带式液压机械手，环境适应性比较。在一个狭小的空间工作，在崎岖的道路和楼梯。不久的将来，这种技术将得到广泛应用。在这项研究中，生产液压机械，计算机模拟操盘水力设计的应用程序是一个非常重要的过程。包括零件建模，装配液压机器人仿真和运动仿真。通过模拟，设计人员可以观察体的移动是很直观，并且知道没有任何干扰;理解的力的各种组件，不同的模拟数据。此方法大大减少了开发时间和成本。在学校毕业的机械工程及最后一个环节的自动化专业学习，在大学四年的学习，继续深化和测试，以务实和全面，是不是一个单一的其他办法，通过毕业设计，提高能力的培训，是要努力提高实践能力起着非常重要的作用。以达到以下目标：（1）文化的基本理论，综合运用基本知识和技能，提高分析和解决实际问题的能力。（2）必须完全训练有素的工程师，提高实际工作能力。对于研究，文件和数据的收集和分析能力;设计和开发测试计划的能力;设计，计算，提高绘画技巧;摘要和论文写作技巧。（3）测试的培训和实践能力的整体素质。1.2 本课题研究的目的和意义（1）通过对轴类零件装卸机构的设计，使我们得到了学校的综合培训课程;（2）效率高，响应速度快的自动送料系统的效率低的设计传统的人工饲料，以保证高质量的工作。干扰的处理期间的传统的夹紧机构过大，对生产的影响更大，要设计一种新的夹紧机构，以使处理时间变短，加工精度得到保证，生产能力得以提高。1.3 液压机械手概念目前，工业机器人的概念，在世界上没有均匀，分类是不一样的。最近通过的美国联合国协会国际标准化定义组织的工业机器人机械手：工业机器人是一个可编程的多功能设备，可以改变行动计划，完成各种工作，主要用于物料处理，输送工件。液压机械手（机器人）是一种自动实现。它是控制理论，先进的综合机械电子，计算机和仿生材料的产物。在工业，医学，农业，建筑业甚至军事领域的重要应用。液压机械手是一个代表，机械和电子控制系统，生产工具的自动化程度高，在近50年的发展。在制造业中，液压工业机器人技术已被广泛应用。这是自动化程度高，改善工作条件，以确保产品质量，提高工作效率，起到了非常重要的作用。我们可以说，他是现代工业的技术革命。执行系统通常包括手，腕，臂，一底座，一主电动机系统。这三个系统，驱动系统及控制系统的实施主体部分由液压操纵的。通过手指（或吸收），该驱动元件和驱动元件离合器（或吸附，保持），并释放该工件或工具的一部分的。1.4 国内液压机械手的研究在日本工业液压机器人的应用有着悠久的历史。当工业液压操纵，经过几十年的发展，已经在工业液压操纵盛行于七十年代八十年代。每年的工业产值快速增长。 1980年达到1 hundred十亿日元，1990-600000000000日元。在2004年达到一万亿八百and fifty十亿日圆。这表明在提高生产率的重要工业液压操纵器。在国际上，所有国家都实现了工业机器人液压的重要性。因此，工业液压机械手订单锐减。 20032002相比，订单10的增长。那么对于工业液压操纵的需求仍在上升。从2001-2006年，超过90,000的订单全球经济增长。 7的年均增长率。工业液压机器人的国际发展方向：知识液压机械手的涉及多学科，多领域的。包括：计算机，电子，控制，人工智能，传感器，通讯和网络，控制，机械等。液压机械手的发展是从话题分不开的。这是因为结合的各学科之间的相互作用，以创建自动化程度高，它。随着科学技术，在液压机器人更广泛的应用范围的发展;技术越来越多，越来越强大。它是液压机器人小型化的研究。液压机器人将人们的日常生活较大出入。总的趋势是模块化，标准化，智能化。广泛应用于工业液压操纵，以提高产品质量和生产效率，产品安全和人员安全，改善工作环境，减轻劳动强度，提高生产效率，节约原材料消耗，降低生产成本，具有非常重要的作用。在以人为本的原则，工业液压操纵广泛的应用，它的出现使人们的生活更轻松，更好。液压机械工艺品是一家大型高科技工业计算机，后车。现代军事行业，液压机械市场的发展前景是非常好的。从二十世纪，液压机械行业稳步增长。在二十世纪九十年代，发展及液压机械产品的快速增长，超过10的年增长率。二，2004年达到创纪录的。更多的亚洲需求的液压机械手，四十三的年增长率。经过40多年的发展，工业液压操纵器在许多领域的应用。最广泛使用的生产液压操纵的。制造，而不是手动操作液压机器人，从而大大提高了生产效率焊接，热处理，表面涂层，加工，装配，测试和储存，羊毛（冲压，压铸，锻造股票等）等操作。第2章设计要求与方案2.1 液压机械手设计要求轴部分装卸装置的自动生产线的一个重要组成部分，它的主要作用是降低的非切削时间的处理，提高生产率，从而提高了机器的生产率和整个生产线。自动送料装置比较复杂，更多的行动，多重关系之间的协调行动，这需要自动送料装置灵敏，准确，精度高。通过本次毕业设计，现有的轴类零件自动送料装置进行比较的基础上控制理论方法和设计一套更好的自动送料装置的性能。原始数据：（1）机器相关的数据，例如：类型：CA6140车床;轴类零件上料装置（2）设计;液压推杆。（3）相关的实际生产数据：材料：20100; 100500的长度。2.2 基本设计思路2.2.1 系统分析该机器人是一个强大的工具，实现了生产过程自动化，提高劳动生产率。为了实现所需要的生产过程自动化，机械化和全面的技术和经济分析自动化，以确定是否合适的机器人。完成机器人的设计和通常具有较少第一做功：（1）根据不同的机械手，明确的目标和任务之际。（2）分析了机器人的工作环境。（3）对系统需求的分析，以确定机器人和程序，如自由度的数目的基本功能时，机器人的移动速度，定位精度，抓重量。此外，根据该液压抓斗质量，形状，尺寸和体积，以确定的形式和操纵器和把手的尺寸的位置。在这方面，我的分析如下：（1）手材料为液压机械设计问题，该机器人是一种材料搬运机器人。虽然机器人的使用场合，而且也非常广泛，涉及到材料的状态，操作线比我的知识和能力的环境因素，我选择液压机械手的材料处理非生产线的小物件。（2）因为我选择了机械手液压材料处理的非生产线的小物件。因此，工作环境，机械厂，精度高，故障率低，速度快的系统。2.2.2 总体设计框图图2 总体设计框图如图2为总设计框图，说明如下：（1）控制系统：任务被反馈根据机器人操作指令程序和传感器的信号，控制致动器操纵来执行预定的动作和功能。其主要设计目标是选择CPU，CPU的编写和调试程序。（2）驱动系统：驱动装置驱动系统的工作。（3）机械系统：包括机身，机械手臂，手腕和抓手。需要确定的自由，坐标和计算出的特定结构的程度。（4）感测系统：所述传感器的选择和的具体作用。2.2.3 液压机械手的基本参数1.最大水硬性材料的重量机器人是它的主要参数。2.速度直接影响的机器人操作器的动作的稳定性和速度，所以移动速度是一个主要的基本参数材料材料液压操纵器。设计速度太低，这将是无法满足机器人的运动功能，限制使用的机器人。高速的设计将提高机器人的负荷和影响机器人的顺利运作。3.工作半径膨胀冲程和工作范围是确定键的机器人和机器的尺寸，而且手的基本参数的机械设计。3.定位精度的机器人的主要基本参数之一。机器人精度太低，就不能完成功能，准确度高也意味着成本的增加。两者合计，为0.3毫米液压操纵器的定位精度的材料组的定位精度。该材料的液压机械手的各个部分的基本参数可以行驶，并从上述材料的时间分配已经知道每个液压机器人关节来决定。2.3 液压机械手结构设计根据所设计的机械手的运动方式：机械臂的转动，机械臂的升降。根据上文所说的，机械手按照坐标的分类情况，选择圆柱坐标式机械手更为妥当。2.4 机械手材料的选择该材料应根据机器人手臂的工作条件以满足所述机器人设计和制造要求。从设计，机器人完成各种运动。因此，对于移动部件的材料的要求，它应该是一个重量轻的材料。另一方面，在运动中常常手臂振动，这将大大降低它的运动精度。因此，材料，质量，刚度，阻尼的选择必须加以考虑，从而有效地提高了机器人臂的动态性能。此外，机械手选的材料和不同材料的一般结构。机器人是伺服机构，控制，我们必须考虑它的可控性。在的材料，结构，质量性能方面的考虑在臂材料的选择，可控性和可操作性。总之，操纵材料的选择，你应该考虑的强度，刚度，重量轻，柔韧，耐冲击，外观和价格。下面是使用了一些机器人的材料：高强度钢，碳素钢和合金钢（L）：这种材料的强度，该合金结构钢变形增加4到5倍，弹性模量，电阻，特别是强度，是最广泛使用的材料;共同的特征（2）的铝，铝合金等轻合金材料具有重量轻，弹性模量E为小，但密度小的物质，/ P比率也与E和钢相比;（3）陶瓷：有陶瓷材料的质量好，但易碎，但处理不当，需要特殊的设计和联合金属部件。不过，日本已开发出高速ARM陶瓷样品机械手的;从视图的设计机器人的点，不需要在材料的选择上的负载能力，并不需要高弹性模量和抗变形，除了考虑到材料成本，加工，以及其他因素。在各种因素的措施，结合铝合金的工作条件，如机器人组件初步选择。2.5机械臂的运动方式运动形式的机器人有五种常见的SCARA型，直角坐标极坐标型，关节型，圆柱坐标。基于运动根据运动参数主要形式的选择结构设计。运动的一种形式，以满足不同的生产工艺的需要，可以使用不同的结构。选择表中的具体位置，必须根据操作要求，液压工作的中心线的方向上的变化在工作场所，而且，比较和选择。两只手，两个或三个肩和肘腕方向的这种机械定位。其中，绕垂直轴肩，另一肩斜度。承担两个正交轴。第二轴平行于肩，考虑到机器人的工作，这需要运动灵活，有一个大的工作空间，结构紧凑，占地面积小，关节机械手选择的特点。如图。这种配置，动作灵活，宽大的空间，空间最小干涉操纵操作，结构紧凑，占地面积小，易于密封接头相对运动部件和灰尘。但这种机器人逆运动学是更复杂的，这是难以确定的美元的结束;态度不直观，而且在大的计算量的控制。图3 常见的运动方式2.6 液压机械手驱动方式的选择机械手使用主要利用液压驱动，液压驱动和电机驱动的四种基本形式的机器人驾驶模式。然而，随着液压传动，低功率，能量相比，液压结构比较简单，易于控制速度，精度不高。油马达驱动能量是一个简单，速度快，定位精度，易用性，低噪音，高速变化的机制，高效，灵活的控制。液压驱动的特点是动力，结构简单，省去了减速装置，响应速度快，精度高。但需要液压源，也容易发生泄漏。首先，我会选择驱动马达，但考虑到机械手的结构单纯的机械动作没有达到传播的期望的效果。如果您使用的是旋转的液压或液压驱动机械臂必须带有旋转液压或液压缸旋转，结构比较复杂，不利于设计。该改进的方案中，驱动器被分成两个部分。它的机械臂伸展，起重机械划伤，液压驱动。2.7 动作要求分析动作一：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：手腕旋转预夹紧手臂上升手臂旋转手臂伸长手臂转回手腕旋转图2.2 液压机械手动作简易图2.8 液压机械手结构及驱动系统选型本课题所设计的液压机械手为通用型的液压机械手，其中坐标系为圆柱坐标系结构。驱动系统选用油马达驱动和液压驱动，油马达驱动用于机座的旋转和手臂的上下移动，液压驱动用于手臂的伸缩和液压机械手的夹取和翻转3。第3章机械手机械部分的设计计算3.1手指的相关设计与计算设计手抓取除了满足当时的需求，我们还必须满足以下要求：（1），所述手指抓握大小以适合确定所述手指把手（即夹紧力）应被视为以及惯性力的重量和工件或产生的传输的操作期间的振动，以确保工件不会产生松动或脱落，但是将把手太浪费并可能损坏工件。（2）应确保工件可顺利进入或脱离手指伸缩手指应该具有足够大的开口角，以容纳较大直径的范围内，以确保有足够的距离，以方便抓取夹紧和松开工件。移动颚具有足够大的运动范围。（3），应具有足够的强度和刚度，以及其自身重量的光影响由于反作用力和惯性力的运动，振动等时，工件被夹紧时，要求机器人具有足够的强度和刚度，以防止断裂或弯曲变形，但结构应该是简单的和紧凑的，轻重量，并在手聚焦在手腕上的旋转轴，从而使最小的手腕扭转力矩。（4），动作快速，灵活，精确，一般的机器人还需要方便更换手可以根据使用的手持握把型的手，吸附手和专用工具（枪，扳手，焊接工具）类别来划分。分析与该设计的比较之后使用一个夹式的手。机械手直接抓住把手和（或吸附）对象或特殊工具来执行工作任务夹持部件，因此，手的构造和尺寸应当基于该作业的任务的要求来设计，以便形成一个各种结构类型。它是安装在臂的前部，可以模仿人手的动作。一、夹持式手部夹持式手部对抓取工件的形状具有较大的适应性，故应用较广。它的动作与钢丝钳或虎钳相似。二、结构有一钳手驱动，传输和手指（或爪子）等组成。大多数驱动活塞缸。变速机构共同连接机构，滑槽机构，齿条和齿轮机构等。手指使用两个手指，而且还指的是一些其它形式。手指放在手指直接接触工件部分夹紧，其结构和形状取决于工件的形状。一方面人员结构通过模仿手指的动作可分为回转型移动式等多种形式。分析这种设计选择移动齿轮齿条式手比较。工件尺寸：直径约23cm，圆柱形，材料是铁质。机械手最大抓重：2kg根据所夹取的零件半径（20-30的圆柱形棒料）经分析取扇型齿轮的齿顶模数m=2，=23。齿条齿数取=23。1手指夹紧力的计算：公式： (3-1)为抓取的工件重量最大为2Kg ，为安全系数取1.22,暂取5，为工作情况系数，可按=1.12.5此取=2，为方位系数，即为当爪子处在不同位置夹取工件不同放置位置是的系数，根据查取的公式： =0.5tan，粗略计算约等于0.91.1此处取1。根据公式（3-1）计算得:1.52129.8N =58.8N因为此设计采用移动型齿轮齿条手部结构，查资料知其夹紧力为驱动力的一半，即: =0.5 (3-2)此处考虑其他因素取100N。图3-1机械手手部简图(c)计算手部活塞杆行程长L,即（3.4） =25tg30 =23.1mm经圆整取l=25mm(d)确定“V”型钳爪的L、3。取L/Rcp=3 （3.5）式中： Rcp=P/4=200/4=50 （3.6）由公式（3.5）（3.6）得：L=3Rcp=150取“V”型钳口的夹角2=120，则偏转角按最佳偏转角来确定，查表得：=2239计算：设a=100mm,b=50mm,;机械手达到最高响应时间为0.5s，求夹紧力和驱动力和驱动液压缸的尺寸。(1) 设 =1.02 根据公式，将已知条件带入： =1.5 （2）根据驱动力公式得： =1378N （3）取（4）确定液压缸的直径D 选取活塞杆直径d=0.5D,选择液压缸压力油工作压力P=0.81MPa, 根据表4.1（JB826-66），选取液压缸内径为：D=63mm则活塞杆内径为:D=630.5=31.5mm，选取d=32mm为了保证手抓张开角为，活塞杆运动长度为34mm。手抓夹持范围，手指长100mm,当手抓没有张开角的时候，如图3.2（a）所示，根据机构设计，它的最小夹持半径，当张开时，如图3.2（b）所示，最大夹持半径计算如下：机械手的夹持半径从20-30mm（a） (b)手抓张开示意图5.2 机械手手抓夹持精度的分析计算机械手的精度设计要求工件定位准确,抓取精度高,重复定位精度和运动稳定性好,并有足够的抓取能。机械手能否准确夹持工件，把工件送到指定位置，不仅取决于机械手的定位精度（由臂部和腕部等运动部件来决定），而且也于机械手夹持误差大小有关。特别是在多品种的中、小批量生产中，为了适应工件尺寸在一定范围内变化，一定进行机械手的夹持误差。图3.3 手抓夹持误差分析示意图该设计以棒料来分析机械手的夹持误差精度。机械手的夹持范围为80mm180mm。一般夹持误差不超过1mm,分析如下：工件的平均半径：手指长,取V型夹角偏转角按最佳偏转角确定：计算当S时带入有：夹持误差满足设计要求。5.3 手爪扇形齿轮与齿条强度校核1、材料：齿轮：40 渗碳淬火硬度5862 齿条：40 渗碳淬火硬度 48552、因所受的力不大硬齿面扇形齿轮与齿条按接触疲劳强度校核查表计算查表查资料：安全系数由上面的公式知：符合要求3.2升降方向设计计算3.2.1 初步确系统压力表3-1 按负载选择工作压力1负载/ KN50工作压力/MPa1.25，满足最低速度的要求。2.活塞杆强度计算： 90mm （4-4）式中许用应力；（Q235钢的抗拉强度为375-500MPa，取400MPa，为位安全系数取5，即活塞杆的强度适中）3活塞杆的结构设计活塞杆的外端头部与负载的拖动油马达机构相连接，为了避免活塞杆在工作生产中偏心负载力，适应液压缸的安装要求，提高其作用效率，应根据负载的具体情况，选择适当的活塞杆端部结构。4.活塞杆的密封与防尘活塞杆的密封形式有Y形密封圈、U形夹织物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等6。采用薄钢片组合防尘圈时，防尘圈与活塞杆的配合可按H9/f9选取。薄钢片厚度为0.5mm。为方便设计和维护，本方案选择O型密封圈。3.2.4 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度可以根据执行机构实际工作的最大行程确定，并参照表4-4选取标准值。液压缸活塞行程参数优先次序按表4-4中的a、b、c选用。表4-4（a）液压缸行程系列（GB 2349-80）62550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000表4-4（b）液压缸行程系列（GB 2349-80）6 40 6390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表4-4（c）液压缸形成系列（GB 2349-80）6240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800根据设计要求知快速接近工件，行程根据任务书要求，根据表3-8，可选取垂直方向液压缸的工作行程为900mm，可选取水平方向液压缸的工作行程为1000mm。3.2.5 活塞的设计由于活塞在液力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄露，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。考虑选用O型密封圈。3.2.6 导向套的设计与计算1.最小导向长度H的确定当活塞杆全部伸出时，从活塞支承面中点到到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度1。影响液压缸工作性能和稳定性。因此，在设计时必须保证液压缸有一定的最小导向长度。根据经验,当液压缸最大行程为L,缸筒直径为D时,最小导向长度为: （4-5）一般导向套滑动面的长度A，在缸径小于80mm时取A=(0.61.0)D，当缸径大于80mm时取A=(0.61.0)d.。活塞宽度B取B=(0.61.0)D。若导向长度H不够时,可在活塞杆上增加一个导向套K(见图4-1)来增加H值。隔套K的宽度。图4-1 液压缸最小导向长度1因此:最小导向长度，取H=9cm；导向套滑动面长度A=活塞宽度B=2.导向套的结构导向套有普通导向套、易拆导向套、球面导向套和静压导向套等，可按工作情况适当选择。3.2.7 端盖和缸底的计算校核在单活塞液压缸中，有活塞杆通过的端盖叫端盖，无活塞杆通过的缸盖叫缸头或缸底。端盖、缸底与缸筒构成密封的压力容腔，它不仅要有足够的强度以承受液力，而且必须具有一定的连接强度。端盖上有活塞杆导向孔（或装导向套的孔）及防尘圈、密封圈槽，还有连接螺钉孔，受力情况比较复杂，设计的不好容易损坏。1.端盖的设计计算端盖厚h为：式中 D1螺钉孔分布直径，cm； P压力，；密封环形端面平均直径，cm；材料的许用应力，。2.缸底的设计缸底分平底缸，椭圆缸底，半球形缸底。3.2.7 缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还需要考虑到两端端盖的厚度1。一般液压缸缸体长度不应大于缸体内经的2030倍。取系数为5,则液压缸缸体长度：L=5*10cm=50cm。3.2.8 缓冲装置的设计液压缸的活塞杆（或柱塞杆）具有一定的质量，在液力的驱动下运动时具有很大的动量。在它们的行程终端，当杆头进入液压缸的端盖和缸底部分时，会引起机械碰撞，产生很大的冲击和噪声。采用缓冲装置，就是为了避免这种机械撞击，但冲击压力仍然存在，大约是额定工作压力的两倍，这就必然会严重影响液压缸和整个液系统的强度及正常工作。缓冲装置可以防止和减少液压缸活塞及活塞杆等运动部件在运动时对缸底或端盖的冲击，在它们的行程终端能实现速度的递减，直至为零。当液压缸中活塞活塞运动速度在6m/min以下时，一般不设缓冲装置，而运动速度在12m/min以上时，不需设置缓冲装置。在该组合机床液系统中，动力滑台的最大速度为4m/min,因此没有必要设计缓冲装置。3.2.9 液压缸的选型经过比较，参考市场上的液压缸类型，选择一种可靠优质的液压缸产品的生产商速易可（上海）有限公司/about_us.asp。速易可液动（上海）有限公司成立于2004年，从事于空油压零组件和设备研究、生产、销售的自动化厂商，产品以TONAB品牌营销国内外市场，产品主要有空液净化组件、液动控制组件、液动执行组件、辅助组件、空油压设备，产品广泛应用于医疗器械、工业机械手、食品包装机械、纺织机械、半导体设备、轨道交通、烟草机械、机床自动控制、真空搬运、汽车制造、教学培训等行业。速易可目前主要产品有：无杆液压缸、滑台液压缸、止动液压缸、回转液压缸、机械夹、回转夹紧液（油）压缸、导杆液压缸、带锁液压缸、双轴缸、标准型液压缸、控制阀、空液控制组件、真空系统组件及相关液动辅助零组件。根据上节计算，在这选择YAM63.3.3 水平方向设计计算3.3.1 水平方向计算当工件处于水平位置时，摆动缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重20kg，长度l =1000mm。如图3.4所示。工件图3.4 受力简图(1)计算扭矩4 (2)液压缸（伸缩）及其配件的估算扭矩 4F =200N S =1m（最大行程时）带入公式2.9得=200101 =2000（NM）由于水平方向的液压缸与升降方向的有些类似，在此不在一一列举3.3.2 液压缸的选型速易可目前主要产品有：无杆液压缸、滑台液压缸、止动液压缸、回转液压缸、机械夹、回转夹紧液（油）压缸、导杆液压缸、带锁液压缸、双轴缸、标准型液压缸、控制阀、空液控制组件、真空系统组件及相关液动辅助零组件。根据上节计算，在这选择YAM63.腕部是联结手部和臂部的部件，腕部运动主要用来改变被夹物体的方位，它动作灵活，转动惯性小。本课题腕部具有回转这一个自由度，可采用具有一个活动度的回转缸驱动的腕部结构。3.4机身结构的设计校核臂部和机身的配置形式基本上反映了液机械手的总体布局。本课题液机械手的机身设计成机座式，这样液机械手可以是独立的，自成系统的完整装置，便于随意安放和搬动，也可具有行走机构。臂部配置于机座立柱中间，多见于回转型液机械手。臂部可沿机座立柱作升降运动，获得较大的升降行程。升降过程由电动机带动螺柱旋转。由螺柱配合导致了手臂的上下运动。手臂的回转由电动机带动减速器轴上的齿轮旋转带动了机身的旋转，从而达到了自由度的要求7-9。3.5螺柱的设计与校核螺杆是液机械手的主支承件，并传动使手臂上下运动。螺杆的材料选择：从经济角度来讲并能满足要求的材料为铸铁。螺距 P =6mm 梯形螺纹螺纹的工作高度 h =0.5P （3.17）=3mm螺纹牙底宽度 b =0.65P=0.656=3.9mm （3.18）螺杆强度11 （3.19）=3050Mpa螺纹牙剪切 =40弯曲=4555(1)当量应力 (3.20)式中 T传递转矩Nmm螺杆材料的许用应力所以代入公式（3.20）得： 6225025d12+11236900d16101262250250.0292+112369000.02961012即16471pa535340pa合格(2)剪切强度（旋合圈数）（3.21）（3.22） =206.8103pa =0.206Mpa=40Mpa(3)弯曲强度=0.48Mpa=45Mpa合格3.6机械手的定位及平稳性确定3.6.1常用的定位方式机械停止机械停止位置被设定在行程的末端。当通过减速液体机器人末端，紧靠挡块和定位。如果减速前的位置，定位驱动压力不消除，在这种情况下，机械止动件的位置可以达到很高的重复性。一般高于0.5mm的定位如果油驱赶并删除工作的压力，那么液体操纵可能会出现小幅反弹站的距离，因此定位精度低12。3.6.2影响平稳性和定位精度的因素液体机器人能准确工作，定位实际上是一个三维空间，线的数量和角度定位组合的量的量。在许多简单的情况下，一个单一的值可能是主要的。影响单行或如下角度定位误差量的量的因素：（1）定位不同的因素影响不同的定位。如机械止动件的位置，定位精度和刚度并抵靠时的速度和其他因素有关的止动件的止动件。（2）定位速度定位速度上的定位精度影响很大。这是因为，定位速度是不一样的，不同的能量必须被耗散运动部件。通常情况下，为了减少定位误差应合理控制定位速度，如提高了性能的缓冲装置的缓冲和缓冲效率，控制驱动系统使得移动部件及时减速。（3）准确度制造和安装高速精密流体精密机器人对定位精度产生直接的影响。（4）刚度结构刚度和接触刚度机器人本身是低的，由于振动容易发生定位精度普遍较低。重量比（5）的移动构件移动部件包括液压机械手自身的重量和材料的重量的重量被抓住。在运动的重量变化对定位精度的影响更大。通常情况下，可移动部件的增加的重量，其定位精度下降。因此，设计不仅要降低自身的运动部件的重量，而且要考虑改变抓工作重的影响。（6）的驱动源流体压力波动和电压，油温度波动会影响重复定位精度是一个机器人。因此，使用必要的电压和调节流体的措施。（7）控制系统开关控制，位置控制和电液比例控制精度伺服控制是不一样的。这是不仅是因为不同的精度和各种控制用元件的灵敏度，而且还与有关的位置反馈装置13的存在或不存在。这个项目的定位精度用机械止动器的位置。3.6.3液机械手运动的缓冲装置缓冲装置进入缓冲器和两种形式的外缓冲器。在液压缸的形式的缓冲器结束缓冲装置和缓冲电路。外面的柔性机械构件和液体缓冲器形式缓冲区。优点缓冲区是一个简单而紧凑的结构。但有时限制的座椅位置;优点坐垫的座椅位置灵活，简单，良好的缓震性能调整等，但结构比较大。缓冲器用于这项研究装置是一个液压缸缓冲装置结束。当活塞移动到一定的距离远离气缸端盖和端盖之间可以活塞形成一缓冲室。原则使用油门，使给运动临时缓冲室的背压产生的阻力减速停止，避免所谓的液压缸缓冲装置12-15的端部的刚性的冲击的设备。在缓冲行程，孔口常数，称为恒油门液压缸缓冲装置结束。设计液压缸端部恒节流缓冲装置时，（最大加速度）、（缓冲腔最大冲击压力）和（残余速度）三个参数是受工作条件限制的。通常采用的办法是先选定其中一个参数，然后校验其余两个参数。步骤如下：(1)选择最大加速度通常，amax值按液机械手类型和结构特点选取，同时要考虑速度与载荷大小。对于重载低速液机械手，- 取5m/s2以下，对于轻载高速液机械手，-取510 m/s2(2)计算沿运动方向作用在活塞上的外力F水平运动时：（3.23） =0.251033.62-7=138N(3)计算残余速度Vr （3.24）m/s总结毕业设计不久扫尾阶段，在学习过程中几个月的设计，我已经取得了长足的进步。在本次毕业设计，我学到了很多，首先，有知识有更深的了解，多年的知识做了系统的审查，知识文化的图书馆使用独立的分析，我学会了如何更好地利用对利用网络能力，查找资料，解决问题，以及信息，但也让我学习如何与你的同学讨论这个问题。这是我今后的工作有很大的帮助，我将继续在今后的工作中，努力提高自己的水平。通过这样的设计，我真的觉得棘手的优秀设计。在设计过程中，但在老师的帮助和自己的努力，我终于成功地完成设计。我经常没有足够的知识来设计经验，有不足。这些问题有时可以让我无奈。虽然我的设计有很多不足之处，行使自己的分析和解决共同问题的能力，并希望通过本次毕业设计，未来将从事培训，为今后的工作，毕业设计仿真的基础。写这篇文章代表了我的论文将接近尾声。在过去四年的大学毕业的课程，这将是审查的教师和学生，是否做的好和坏，这个过程也有经验。首先，所有的老师感谢的标志，我诚恳地接受你的指导，并希望得到你我的努力。当我们不知道，你不会做，老师给我们补充的知识;显然，我们想进入的知识，设计，技术状态和研究生更注重于自我训练。我想，如果没有大学四年打下课程设计的坚实基础，我们可能要完成毕业设计变得非常困难。所有的老师，所以我把我的大学四年课程设计，说了声真诚的感谢你们！毕业设计，历时半年多，我看了很多文献，有很多获取有关书籍的;没有任何线索，找到来自灵感，从我不知道如何开始一个大胆的尝试，从教师自身的独立思考，终于完成了这个项目的设计。我除了完成自己的工作，同时也得到了悉心的指导老师，总是老师刘国光在关键时刻，及时监督我们的工作，严格要求我们，我们仔细检查任务的各个阶段;我要衷心感谢我的老师。参考文献参考文献1 徐灏.机械设计手册3M.北京：机械工业出版社,1998，p20-p552 徐灏.机械设计手册4M.北京：机械工业出版社,1998,p34-p563 徐灏.机械设计手册5M.北京：机械工业出版社,1998,p44-p784 张建民.工业机械手M.北京：北京理工大学出版社，1994,p66-p915 工业液压机械手编写组.工业液压机械手-机械结构上M.上海：上海科学技术出版社,2005,p46-p776 机

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