机电论文-机械手设计.doc

本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 毕业综合训练 报告 设计说明书 论文题目论文题目 专业班级 课题名称 机械手设计 指导教师 学生姓名 完成日期 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 目录 一 一 摘要摘要 1 1 二 二 前言前言 2 2 三 三 正文正文 3 3 四 四 结论结论 2424 五 五 感谢感谢 2525 六 六 参考文献参考文献 2626 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 摘要摘要 机械手是模仿人的手部动作 按给定程序 轨迹和要求实现自 动抓取 搬运和操作的自动装置 它特别是在高温 高压 多粉尘 易燃 易爆 放射性等恶劣环境中 以及笨重 单调 频繁的操作 中代替人作业 机械手虽然目前还不如然手那样灵活 但它具有不 断重复工作和劳动 不知疲劳 不怕危险 抓举重物的力量比人手 力大的特点 因此获得日益广泛的应用 机械手一般由执行机构 驱动系统 控制系统及检测装置三大部分组成 智能机械手还具有 感觉系统和智能系统 通过对机电一体化专业大学专科三年的所学知识进行整合 对 工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析 设计了一种圆柱 坐标形式的数控机床上下料机械手 重点针对机械手的手脘 手臂 等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计 同时对 液压系统和控制系统进行了理论分析和计算 关键词 机械手 液压系统 气动系统 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 前言前言 机械手是在机械化 自动化生产过程中发展起来的一种新型装 置 随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用 机器人的研制和 生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术 它更加促 进了机械手的发展 使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的 有机结合 在现代生产过程中 机械手被广泛的运用于自动生产线 中 机械人的研制和生产已成为高技术邻域内 迅速发殿起来的一 门新兴的技术 它更加促进了机械手的发展 使得机械手能更好地 实现与机械化和自动化的有机结合 机械手虽然目前还不如人手那 样灵活 但它具有能不断重复工作和劳动 不知疲劳 不怕危险 抓举重物的力量比人手力大的特点 因此 机械手已受到许多部门 的重视 并越来越广泛地得到了应用 在工业生产过程中 尤其在自动流水线上 零件的加工和搬运 都可能用到机械手 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 正文正文 一一 设计任务书设计任务书 设计内容 1 械手机构总体方案设计 2 手架的结构设计 3 液压 气压或电气系统设计 机械手动作要求是 手架能作任何角度的伸缩和转动 各动作由液压 气压驱动 电磁阀控 制 手架承重不小于 10kg 二二 设计任务分析以及总体方案设计任务分析以及总体方案 机械手是一种模仿人手部分动作 按照预先设定的程序 轨迹或 其它要求 实现抓取 搬运工件或者操纵工具的自动化装置 2 1 机械手设计原则 总体设计的任务 包括执行系统 驱动系统 控制系统的设计 及参数计算 总体设计后要进行各部件的强度 刚度 驱动力验算 1 运动设计及确定主要要求 手架能作任何角度的伸缩和转动 2 驱动方式 液压 气压驱动 该机械手是独立的自动化机械装置 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 3 通用性高 机械手结构比较复杂 手臂可作前后伸缩 上下 升降和水平左右摆动三个动作 手臂可以绕 Z 轴转动 360 度 4 按驱动方式分为联合驱动 电力驱动 液压驱动 5 按臂力大小来说是中型机械手 2 2 机械手分类 1 按驱动方式分 液压式 气动式 机械式 2 按适用范围分 专用机械手 通用机械手 3 按运动轨迹控制方式分 点位控制 连续轨迹控制 4 按臂部的运动形式分 直角坐标式 圆柱坐标式 球座坐标 式 关节式 2 3 机械手主要组成 机械手主要是由执行系统 驱动系统 控制系统三大部分组成 1 执行部分 执行系统是机械手的机械传动结构部分 它包括手 手腕 手 臂和机座等部件 2 驱动系统 驱动系统是驱动执行系统的动力装置 驱动系统有液压驱动 气压驱动 电力驱动和机械驱动等方式 3 控制系统 控制系统是支配执行系统按规定程序动作得到电气控制装置 控制系统所控制的因素包括执行系统各部的动作 动作顺序 位置 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 时间和速度等 2 4 结构布置要求及平稳性与定位精度 机械手工作中运动速度较高 在结构布置上应保证运动平稳 这样可提高机械手使用的可靠性 并可延长使用寿命 在结构上要 注意以下几点 1 臂部要防止偏重 通常臂部处于悬臂的工作状态 在设计 臂部 手部结构时要尽量使其总的重心在支撑中心 防止对支撑中 心的偏重 偏重将会产生附加的弯矩引起立柱和导向的变形 工作 中引起导向装置不均匀的磨损 在回转运动中偏重对回转轴附加有 动压力 其方向不断的变化 特别是高速及速度突然变化时更为明 显 这将引起机械手的振动 严重时会造成卡死 防止偏重过大可 采取的措施如下 a 减轻手部重量 并尽量减少偏心载荷 b 合理分布臂部上各部件重量和增加平衡重 使臂部平衡 c 机械手在结构上无法避免偏重 则应加强导向支撑 尽力减 轻偏重对运动的影响 2 加强臂部刚度 选取臂部结构时要注意各个方向的刚度 提高臂部刚度是减少手部颤动的关键 有利于提高定位精度 臂部 的刚度决定于臂部的结构和导向形式 3 改进缓冲装置和提高配合精度 机械手缓冲装置是保证运 动平稳和减少振动的主要措施 冲击有两种 一种是机械冲击 它 是臂部运动中与定位装置相撞而产生 用可靠缓冲装置来消除 另 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 一种是液压系统动作时产生的冲击 这种冲击作用于管路之中 仍 会引起机械手振动 要靠改进液压系统设计来叫解决 提高部件的配合精度 减少间隙都有利于运动平稳 在生产中要求机械手工作速度快 运动平稳 定位精度高 应 注意其影响因素 设计合理结构 以满足要求 惯性力的影响 机械手速度突变 加 减 速度不连续 会产生巨大惯性冲击力 致使工件滑移 部件松动 零件破裂 定 位时 大的减速度使臂部往复振动 直接降低定位精度 因此 应 根据机械手的运动特性 选择适宜的控制系统 使加 减 速度按 所需的运动规律变化 同时 在保证刚度前提下减轻机械手运动部 件的重量 结构刚度的影响 零件结构刚性低 配合间隙大以及整 机固有频率低时 受较小惯性冲击就发生振动 不但降低定位精度 而且降低机械寿命 应选择合理结构 提高机械手固有频率以及承 受惯性载荷的能力 定位方法的影响 常用定位方法中电气开关定位的精度 最低 伺服定位较高 机械挡块定位精度最高 控制系统的影响 电控系统误差 阀类泄露 检测元件 失灵 挡块偏移等都会降低定位精度 驱动源的影响 液压 气压 电压和油温波动都会降低 平稳性及定位精度 必要时 用蓄能器 稳压器等稳定压力和电压 用加热器冷却器控制油温 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 三三 机械部分的设计机械部分的设计 3 1 手部 机械手的手部是用来抓持工件 或工具 的部件 手部抓持工 件的迅速 准确和牢靠程度都将直接影响到机械手的工作性能 它 是机械手的关键部件之一 1 手部总体确定 手部是承担抓取刀具的机构 由手指传力机构和驱动装置等组 成 是机械手的重要组成部分之一 根据被抓起部件的材料 形状 尺寸以及一些特性的不同 此机械手部分为手指式 2 手指式手部的类型 手指式手部是以手指的张开和闭合来实现抓持工件 它对抓取 各种形状的工件具有较大的适应性 故应用最广 一般手指式手部 具有两指 三指或者多指 后者应用较少 而次此设计手指为两指 式手指 手指式手部按手指的运动形式可分为回转型和平移型 回转型 又分为单支点和双支点两种 回转型手部多用于抓持圆柱形工件 平移型用于抓持方形工件 3 手部要求 1 手指应具有足够的夹紧力 在考虑手指的夹紧力时 除考虑 工件的重量外 还应考虑工件在传送过程中产生的惯性力和震动等 影响 以保证夹持牢靠 2 各构件要有足够的刚度的强度 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 3 构件要简单 修理方便 4 应尽可能结构紧凑 使之重量轻 动作灵活 4 设计时应注意的问题 手指应有足够的夹紧力 为使手指牢靠的夹紧工件 除考 虑被抓持工件的重力外 还应考虑工件在传送过程中所产生的动载 荷 手指应有一定的开闭范围 其大小不仅与工件尺寸有关 而且须注意手部接近工件的运动路线及方位的影响 应保证工件在手指内准确定位 结构尽量紧凑 重量轻 以利于腕部和臂部的结构设计 根据应用条件考虑通用性 5 手指夹紧力的计算 手指对工件的夹紧力可按下式计算 1 2 3 kgf 式中 1 安全系数 通常取 5 2 工作情况系数 主要考虑惯性力的影响 可按 2 a g 估算 a 为机械手在搬运工件过程的加速度 m s 2 g 为重力加速度 m s 2 3 方位系数 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 被抓持工件的重量 kg 6 驱动力的计算 手指夹持工件所需要驱动力的大小 在同一夹紧力的条件下 随所采用的传动结构的不同而异 但其计算方法都是按照具体的传 动机构进行力的分析 根据力系平衡原理来进行的 P1 N a b sin sin a 根据受力的平衡条件可得驱动力为 P 2 P1 sina 2Na b sin sina sin a 3 2 机械手的手腕 机械手的手腕连接于手和手臂之间 用于调整手的方向 此机械手 能旋转任何角度 所以手腕能分别独立的绕 X Y Z 轴向实现转动 即实现手 腕的任何角度的伸缩和转动 手腕回转的驱动力距 M 通常计按下式计算 M 1 1 1 2 M 摩 M 偏 M 惯 公斤力 米 式中 M 摩 手腕支撑处的摩擦阻力距 M 偏 工件重心偏置的偏置力矩 M 惯 手腕运动的惯性力矩 1 摩擦阻力矩的计算 M 摩 f 2 N1 D1 N2 D2 公斤力 米 式中 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 N1 N2 轴承处支反力 D1 D2 轴承直径 米 F 轴承的摩擦系数 2 偏置力矩 M 偏的计算 M 偏 G e 公斤力 米 式中 G 工件的重量 公斤力 e 工件重心到手腕转轴线的垂直距离 米 3 惯性力矩 M 惯的计算 M 惯 0 0175 J 腕 J 手 J 工 w t 公斤力 米 式中 J 腕 手腕的转动部件对其运动轴线的转 动惯量 J 手 手部对手腕转动轴线的转动惯量 J 工 工件对手腕转动轴线的转动惯量 W 手腕转动的角速度 1 秒 T 手腕启动过程所需用的时间 秒 3 3 机械手的手臂 手臂部是机械手的主要执行部件 其作用是支承手部 主要用来 改变刀具的位置 手部在空间的活动范围主要取决于臂部的运动形 式 1 设计时注意的问题 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 手臂部的运动和结构形式对机械手的工作性能有着较大的影响 设计时应注意下列几点 1 刚度要好 要合理选择臂部的截面形状和轮廓尺寸 实践 证明 空心杆比实心杆刚度大得多 常用钢管作臂部和导向杆 用 工字钢和槽钢作支承板 以保证有足够的刚度 2 偏重力矩要小 偏重力矩是指臂部的总重量对其支承或回 转轴所产生的力矩 它对臂部的升降运动和转动 均将产生影响 设计时应使臂部各部分的质量分布合理 以减少其偏重力矩 3 重量要轻 惯量要小 由于机械手在高速情况下经常起停 和换向 为了减少在运动状态变化时所产生的冲击 必须采取有效 的缓冲装置外 力求结构紧凑 重量轻 以减少惯性力 4 导向性要好 为了防止臂部在直线移动中沿运动轴线发生 相对转动 以保证手部的正确方向和准确定位 必须有导向装置 其结构应根据臂部的安装形式 抓取重量和运动行程等因素来确定 2 驱动力分别计算如下 1 手臂水平伸缩时 P 驱 P 摩 P 惯 公斤力 式中 P 驱 驱动力 P 摩 摩擦力 包括手臂伸缩导轨间 导向杆间和密封 装置处的摩擦阻力 公斤力 P 惯 手臂在启动过程中的惯性力 其大小可按下式 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 近似计算 P 惯 G 伸 V g t 公斤力 式中 G 伸 随同手臂伸缩部件总重量 公斤力 G 重力加速度 m s 2 V 手臂的工作速度 m s T 起动过程所用时间 秒 2 手臂升降时 P 驱 P 摩 P 惯 G 升 公斤力 式中 G 升 随同手臂升降部件总重量 公斤力 3 手臂水平左右摆动时 M 驱 M 摩 M 惯 公斤力 米 式中 M 驱 驱动力矩 公斤力 米 M 摩 摩擦力矩 包括转轴支撑处和密封装置处的 摩擦阻力矩 公斤力 米 M 惯 手臂在起动过程中的惯性力矩 可按下式计 算 M 惯 J w t 公斤力 米 式中 J 随同手臂摆动部件对转轴的转动惯量 W 手臂摆动的角速度 1 秒 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 图图 1 1 机械手机构示意图机械手机构示意图 四四 动部件设计动部件设计 根据任务书规定此机械手用液压 气压驱动 设计如下 4 1 液压与气压系统 1 液压传动装置的组成 液压传动装置由于使用工件压力高的油性介质 因此机构出力 大 机械结构更紧凑 动作平稳可靠 易于调节和噪声较小 但要 配置液压泵和油箱 当油液渗漏时易污染环境 一个完整的液压系 统是由以下几部分组成的 1 能源部分 包括泵装置和蓄能器 它们能够输出压力油 把原动机的机械能转变为液体的压力能并储存起来 2 执行机构部分 是液压油缸 液动机等 它们用来带动 运动部件 将液体压力能转变成使部件运动的机械能 3 控制部分 是各种液压阀 用于控制流体的压力 流量 和流动方向 从而控制执行部件的作用力 运动速度和运动方向 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 也可以用来卸载 实现过载保护等 4 辅助部分 是系统中除了上述三部分以外的所有其他元 件 如油箱 压力表 管路等 2 液压系统中在机械手中主要实现的辅助功能 1 机械手的伸 缩 回转和摆动及刀具的松开和拉紧动作等 2 工件的自动松开 夹紧 3 工作台的松开夹紧 交换工作台的自动交换动作 4 机械手的运动部件平衡 如机械手轴箱的重力平衡 机械手 的平衡装置等 5 机械手运动部件的制动和离合器的控制 齿轮拔叉换档等 6 机械手的自动开关 3 气动系统 气动装置的气源容易获得 装置结构简单 工作介质不污染环 境 工作速度快和动作频率高 适合于完成频繁起动的辅助工作 过载时比较安全 不易发生过载损坏机件等事故 气压系统在机械 手中主要用于对工件 手臂定位等 气动系统中的分水滤气器应定 期放水 分水滤气器和油雾器还应定期清洗 4 动力元件 液压泵的计算 液压泵是标准件 其选择依据是额定压力和流量 1 小泵 当手臂回转 手腕回转 手指松紧及定位缸工作时 只有小流 量泵供油 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 手臂回转时 液压马达的额定压力为 10MPa 流量为 nV 1800 18 2 32 8L min t q 手腕回转时 液压马达的额定压力为 10 MPa 流量为 nV 1800 10 9 19 6L min t q 手指松紧时 液压缸的工作压力为 10 MPa 流量为 A t q 1 max V 3 3 76L min 4 2 D max V 4 2 04 0 3 10 定位缸工作时 液压缸的工作压力为 4 MPa 流量为 t q A 0 02 3 0 94L min 1 max V 4 2 D max V 4 2 3 10 实际流量 1 1 32 8 36 08L min p q 1 K max q 实际压力 1 1 10 11 MPa p p 2 K max p 查 机械设计手册 选 CB 30 型液压泵 13017 p 工作时液压泵所需的最大功率为 8 27KW w p p pq 608 0 1008 361011 36 查 机械零件手册 选 Y160M 型电机 274 p 2 大泵 当手臂伸缩 手臂升降时 大 小泵同时供油 手臂升降时 液压缸工作压力为 4 MPa 流量为 A t q 1 max V 4 36 45 2L min 2 D max V 4 2 04 0 3 10 手臂伸缩时 液压缸工作压力为 4 MPa 流量为 A t q 1 max V 4 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 12 0 94L min 2 D max V 4 2 01 0 3 10 实际流量 1 1 45 2 49 72L min p q 1 K max q 实际压力 1 1 4 4 4 MPa p p 2 K max p 查 机械设计手册 选 CB 50 型液压泵 13017 p 工作时液压泵所需的最大功率为 11 39KW w p p pq 608 0 1072 491011 36 查 机械零件手册 选 Y160L 型电机 274 p 泵的计算结果 型号排量 mL r 额定压力 MPa 转速 r min 流量 L min 小 泵 CB 3232 510145047 1 大 泵 CB 5048 710145070 6 5 直线驱动缸的移动速度计算 在手臂的移动中直接由油缸驱动 则油缸式活塞的移动速度 就是手臂的移动速度 油缸和活塞的移动行程也就是手臂所需要移 动的距离 因为油缸容积式的驱动方式 因此油缸的流量是由活塞面积和 它的移动速度决定的 其间关系为 V a s cm min q 油缸的流量 取 30 升 min 5 cm min 5 10 s 活塞的有效面积 cm V 活塞的移动速度 cm min m min 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 所以 V a s 30m min 500mm s 直线驱动油缸及主要尺寸的确定 油缸内径 D 由油缸流量及移动速度来决定 S 10a V cm 10 5 10 4 1 6 10cm 所以油缸内径取标准为 JB326 66 50mm 油缸长度的确定 L 20 30 D 取 L 240mm 油缸臂厚与取 10mm 6 活塞杆直径计算 按往复运动来确定活塞杆直径 取 2 d D 50 35 3mm 4 24 2 12 由标准取 35mm 活塞杆长度 L 340mm 45 15 即不需要稳定性计算 7 液压系统中的辅助装置 油管 采用铜管 易装配 承受压力在 65 100 公斤 cm 以下 管接头 可连接管路 拆卸方便 常待从液压纵板乘以油管在远离手部 集中输入 后端结构优美 在油缸或活塞杆导向杆内部钻孔输油 采用回转接头将油液输往臂部 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 8 执行元件的选择 机械手的执行元件多用活塞油缸及油马达 每种执行元件可以 直接或间接与输出轴联接 实现机械手的动作 各种元件特点 1 活塞油缸 活塞油缸加工容易 密封简单 起动反映快 易 于制动 因此除做为直线运动的执行元件外 长经过齿条 齿轮等 机构实现臂部回转运动 这种办法产生的扭矩大 但由于传动间隙 容易影响传动精度 2 摆动油缸 摆动油缸加工困难 密封性要求高 容易产生内 泄露 摆动油缸尺寸小 重量轻 有利于简化机械手结构 常用于 中小型机械手臂部的回转 3 油马达 油马达成本较高 使用时油量不大而且稳定 内泄 露虽然较大 但一般在降速状态下使用 因此输出扭矩比较稳定 采用油马达传动的机械手结构简单 特别适用于长行程的往复运动 4 2 气压驱动设计 手臂的上下升降机构由气压驱动 液动机带动滚珠螺母丝杆旋 转并带动手臂升降 1 丝杆的速度以及导程的选择 1 计算进给率 则力 Fm 作用在滚珠丝杆上的进给率引力主要 参数是移动件的重量和手臂及抓刀的重力 Fm 790N 2 丝杆导程 L 10mm 3 丝杆转速初定为 50r min 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 所以 L 45 6 10 760 n 6 10 150005060 C 12 290 3372N 3 L w f m F 3 45 其中 L 寿命 以 106 为单位 运动系数 w f C 滚珠丝杆承受的最大运载荷 T 使用寿命 最大牵引力 m F 4 选型 查阅有关资料 可采用 MD5010 型内缩环垫中 调整调预策的 双螺母滚珠丝杆副 例 其额定动载荷 C 355mm 精度为 B 级 5 传动率计算 4gv g ra 0 956 其中 r 丝杆螺旋角 a 摩擦角 6 刚度计算 因为 Fm 290N 轴承间距 L 1800mm 丝杆螺母副及轴承行 预紧 预紧力为最大轴向的 1 3 2623N 1 丝杆的拉伸和压缩变形量 由 Fm 790N D0 50mm 查表 k l 2 10 6 则 1 L 1800 4 5 10 3mm 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 所以 1 1 4 5 10 3mm 4 1 4 1 2 滚珠与螺纹滚间接触变行 2 2 0 0013 3 0FgZ d Fm 其中 do 滚珠直径 Fg 轴向力 Z 滚珠数量 Z z 圈数 副数 Z 3 23 60 50 所以 Z 23 3 1 69 所以 2 0 013 0 00012mm 322 69649 79 3 支承滚珠丝杆的轴承的轴向接触变形 4 4 2 0 024 0 8 10 3 4 1 3 2 1035 6 29 所以 1 2 4 1 125 10 3 1 12 10 3 0 8 10 3 3 045 10 3 定位精度 0 005mm 4 3 电动机的选择 已确定 p 0 005 丝杆导程 L 10mm 按要求选择轴向拉塞液压马达 其压力范围为 100 320 103pa 转矩为了 17 56 55N m 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 转速范围为 30 3000r min 机械效率 0 90 0 95 副动性能较好 嗓声小 流量脉动 2 14 最高性能力 345MPa 运转允许油温 60oC 型号为 ZM 70 型 工作压力 50kg5 cm2 油量 70ML r 转速 max 15rpm min 20r m 功率 p 5kw 4 4 减速齿轮的选择 1 参数选择 1 齿数 因齿轮在减速箱体转动 为封闭式传动 故取 21 则 3 5 24 73 5 取 74 1 Z 2 Z 1 Z 2 Z 查阅有关资料 精度等级选为 3 级 2 齿宽系数 由于是双级齿轮传动 两支承相对为不对称 d 布置 且两齿轮为硬齿面 查表 17 12 机械设计基础 取 55 d 3 载荷系数 K 因为载荷有轻微冲击 齿轮为硬齿面 支承不 对称 故查表 17 9 取 K 1 4 4 齿数比 取 3 5 2 确定许用应力 大 小齿轮的齿面硬度均为 48 55HRC 由图 17 35 查得 1170Mpa 由图 17 37 查得 350 Mpa 并取 1limH 2limH 1limF 2limF 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 最小安全系数 1 1 许用应力分别为 minH S minF S 1minH S 2minF S 1170 Mpa 1 H 2 H 1limH minH S 350 Mpa 1 F 2 F 1limF minF S 3 计算小齿轮的转矩 mmNMT 114202 2 242291055 9 6 4 按齿根弯曲疲劳强度计算 由齿数取 74 21 查表 17 11 得齿行系数 2 Z 1 Z 4 33 3 99 齿行系数与许用弯曲应力的比值为 1F Y 2F Y 4 33 350 0 012 1F Y 1 F 3 99 350 0 011 2F Y 2 F 因为 较大 故将此值代入 1F Y 1 F 26 1 3 1 mm Z YKM m Fd FT mm464 5 3502155 0 33 4 1142024 1 26 1 3 2 5 按齿面接触疲劳强度校核 取许用接触应力 1170 Mpa 代入式中得 小齿轮的 1 H 2 H 分度圆直径为 mm KM d Hd T 061 107 5 3117055 0 5 41142062 4 670 1 4 670 3 2 2 3 2 2 1 2 1 齿轮的模数为 m 098 521 061 107 11 Zd 显然 齿面接触疲劳强度合适 6 确定模数 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 由上述计算结果可见 齿根弯曲疲劳强度比较弱 故应以 m 5 464 为准 根据表 17 1 取第一系列标准模数 m 6mm 五五 管路布置及校验管路布置及校验 5 1 常用位置检测元件 1 分类 1 模拟型 行程开关 电位器 旋转变压器 感应同步器 2 数字型 光栅 编码器 2 特点 模拟型检测装置元件成本低 使用条件不严格 数字型检测元 件制造 安装精度要求高 数字型检测元件有利于数字存贮和数字 运算 便于和计算机连接 3 检测元件的安装方法 靠近动作点进行 1 1 的直接检测 是较理想的方法 但有时由于运 动的限制 直接安装检测元件有困难 采用间接进行测量 它可利用油缸附近的传动机构按其位移量 进行间接测量 这种情况要尽量防止传动间隙影响检测精度 5 2 管路布置方法 机械手长采用内部走管 多利用缸壁或活塞杆钻孔通油 在异 向杆中装伸油管通油 在立柱中钻孔安装回转配油盘等 采用活动软管通油比较简单方便 要注意加工精度和装配质量 以防泄漏 软管还能吸收液压冲击能 但容易碰断和缠绕 要采用 防护措施 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 通常腕部 手部采用内部走管 便于臂部运动 臂部和机身之 间则采用软管连接 配油盘是回转机构内部通油的方法 当配油盘油路较多时 要 注意配合精度和装配质量 防止内泄漏 伸缩油管结构简单 在使用中常碰到油的补泄问题 当油路处 于封闭状态时 臂部伸缩运动伸缩油管运动 管内油的容积发生变 化 不进行补偿 伸出时 和溢出 收缩时 将会影响执行系统的 动作稳定 图 2 液压气动回路图 本文档系作者精心整理编辑 实用价值高 本文档系作者精心整理编辑 如有需要 可查看作者文库其他文档 参考文献 1 沈鸿 机械工业出版社 1983 2 哈尔滨工业大