【某气动机械手的结构设计计算案例4800字】

1某气动机械手的结构设计计算案例 2气动机械手设计方案 22.1机械手工作原理 22.2机械手的结构形式 22.3机械手驱动方式的选用 33结构设计 33.1手爪设计 3.1.1手爪结构 3.1.2手爪计算 43.1.3手爪校核 3.2机械手升降计算 53.2.1系统压力 3.2.2升降气缸计算 53.2.3活塞杆设计 73.2.4行程设计 3.2.5设计端盖 3.2.6缸的大小计算 3.3水平方向设计计算 3.4机械手底座旋转设计 3.4.1机械手旋转设计 3.4.2旋转气缸的选型 3.5机械手的结构设计 3.5.1螺柱的选择 3.5.2机械手底部设计 3.6机械手的稳定性 3.6.1因素 3.6.2机械手的缓冲 4气动系统设计 4.1手爪设计 4.2摆动设计 4.3伸缩设计 4.4气动原理图和机械手外观图 1课题来源任务书22气动机械手设计方案气动机械手的组成，第一是手，用来钳住工具，根据所钳住的物体的宽度，重量，具有几种形式。第二是运动机构，运动机构，用来改变被钳物体的状态，最后一个是自由度，自由度是依靠运动机构的运动来定义，是机械手运行的关键因素，自由度越大，气动机械手越可以涉及到更广的范围，并不止一个自由度，机械手的自由度可以控制各种电机完成任务。如下图：控制系统(一)控制系统(二)图2.1机械手的一般组成机械手的种类多样，但是最常见的是：软索式型等。而根据其运动的坐标方式，则有直角，圆柱，球坐标以及关节式这些坐标方式。由于本设计中自由度大，旋转应该相对比较灵活，根据这些特点我们在这里选择圆柱坐标型。但是还会有运动行程小等等不足。因此我们添加了一个摆动机构，增加了机械手的一个上下自由度。3c)机械专家网wnu.Mechfé2.3机械手驱动方式的选用气动驱动元件主要包括气动马达、气缸和气动阀等，一般分别为4-6个主要气压、8-10个主要气压。本实用新型燃煤气源配送方便，维修简单属于机械气动驱本设计中主要采用伺服电机来驱动手臂运转。而机械传动仅限于固定的动作。一般是采用凸轮式的连杆机构来完成所规定的位置。它虽然具有操作可靠、运转速度高、成本较低的优点，但不容易进行调本文中采取全气动方式做为机械手的驱动条件，主要动力部件为气缸和气动马达。3结构设计3.1手爪设计3.1.1手爪结构手爪的设计对于机械手的设计来说至关重要。4在电动机工作时，手指的启动开关位置中最大值是测量的，这个变化被统称为启动开关幅值。c.结构小，重量轻运动状况在操作时发生变化，其中的结构会有变化，采用小结构，轻重量。d.手爪的强度和刚度夹紧的输送方式使它是在一定时期内自动结束的。该仪式使用弹簧式气动离动输送缸。这个驱动装置主要是由于它的整体简单方便。手爪设计要求夹紧并夹起工件：下面是公式中的单位。手爪上的驱动力N0o通过设计，计算得查得，可用公式计算：o二因为缸的运行需要气压来完成，因此5Fc=P·A。A设为50mm。综合材料选择d/D=0.7,d=35mm。经计算压力等于1兆帕。负载/KN↵工作压力表1机械类型↵农业机械↵建筑机械↵气动凿岩机↵重型机械↵起重运输机械←工作压力表2由上述可知，在不忽略其他因素的情况下，取系统的负载为15000N,故选气缸压力P1=1MPa。为了能够使整个气动泵进出能够尽量达到同时满足与整个工作台快速转动6杆腔的运动面a1,和无杆腔运动面a2应该满足a1=2a2。D故此在气缸上的气体无杆腔有效水平截面：8表3考虑到其他可能性的因素，取升降缸内径大小值为63mm;虽然比50大，但是可以保证压力的大小可以完全适应此升降缸。因此选择的取的稍微大了一些。因A1=2A,得d=0.5D二31.5mm。活塞杆的大小取为32毫米。4568表41.气缸表面材料选用强度检测后。选用45号钢，其动力学性能最为好。计算其强度为600兆帕。取安全系数为5。710。因此缸体的内径和外径之间取10毫这样可以得到外径为83毫米。3.2.3活塞杆设计活塞杆的设计是气动机械手设计中很重要的部分，它承接着机械手的重量以及一些外部条件的一些不可避免的因素，要保证他的承受能力，选用合适的材料是重中之重。此压力气腔完全封闭，结构联系着缸底和缸盖。两个活塞杆在高速公路上同时受到其他外力驱动牵引时，一般建议可以至少。当运行时，其他两个活塞杆在高速公路上同时受在上述计算中，可得活塞杆得直径可以在下表中取90。4568检查尺寸，查得：最小稳定流量qminmin,因强度计算二8取100兆帕。密封性其夹紧密封圈按形状主要可分有u形y型夹紧密封密闭圈、u形u型夹紧密统工程设计方案特别考虑选用一种o型钢作密封保护卷。表6[6]拉的过大。如果元件之间的运转太死板，可能会损坏元器件间导致气压不稳9如果间隙太大，会直接容易引起整个气缸内部的废气泄露，降低了气缸容积启动效率，致使整个气缸内部具有各种无法完全满足要求的特殊设计启动性能。在实际进行气缸设计工作过程中必须特别要注意确保最低气缸装置具备一定的最低气缸导向压力系数。可用公式为：导向轴长度为A。活塞的宽度设为M。图91]计算得其导向长度后，取9厘米。图中滑动面的距离为A=0.8×9cm=7.2厘米。3.2.5设计端盖计算端盖可用公式计算得端盖：下面是公式中的单位。机械手的缸直径不得超过整个缸体的内径20-30倍，可得：3.3水平方向设计计算图103.4机械手底座旋转设计齿轮的旋转性好，并且可以旋转360度，配合旋转气缸，可以很好的实现机械手的旋转，实现机械手爪部的运行。3.4.1机械手旋转设计机械手旋转的负载功率：当机械手旋转加速或者减速时。其功率：当机械手旋转加速或者减速时。计算力矩：当机械手旋转加速或者减速时。计算得GD:机械手运转：机械手制动：GRPa二图12度数可调节度数可调节优高精度可安装磁性开关度数可调节度数可调节图13高。并且操作十分容易。因此选择MSQB-20A的旋转气缸作为本机械手的旋转3.5机械手的结构设计接下来通过计算得到b为3.9毫米。得到螺纹牙为40毫米。剪切强度弯曲强度图14影响单一线量或者角度的定位精度误差的因子有以下几点：不同的卫星定位系统模型对其测量影响准确程度的决定因素可能是不一样的。例如在对一个机械运动挡块本身进行碰撞定位时，定位的准确精度大小应该与机械挡块上的刚度及其在通过碰撞连接到机械挡块上的机械运动时加速度大小有关。2.刚度要求由于需要夹紧物品，所以要求机械手的刚度要特别高才行，不然夹着夹着物品就掉了。3.气动机械手的精度气动机械手的精度受很多因素影响，在制造时，在安装时都可能或多或少的影响机械手在运转时候的精度。4.工件的重量工件的重量对机械手的要求十分重要，如果工件太重，可能导致机械手发生翻转，太小可能导致机械手的爪子夹不到，并且在运行中导致爪子定位不清，最后让工件所放的位置距离理想位置过远。5.气动控制本设计采用气动控制机械手运转，通过控制让机械手实现旋转，伸缩，伸长，夹紧等功能。3.6.2机械手的缓冲缓冲的传动形式主要可以包括位于气缸内部末端的内缓冲传动设备及气缸缓冲传动回路。主要有：改变缓冲气流流量，达到调节气缸缓冲的目的。三个主要参数都应该是在气缸工作使用环境特定条件下所受到限制的。(1)加速度的选择一般会选择最大加速度，因为最大加速度通常会根据一些相对性能等影响因素等来进行综合选择。当气缸水平伸缩时F=PA—F4气动系统设计主要优点：(1)电动机可以通过新鲜空气来带走一定数量的热能，保证了机械的正常工(2)与其他的驱动式元件相比，气动机械传感器具有良好的刚度和稳定性。(3)气动可以有效节约成本，并且易操控。主要缺点：一些技术功能远远远大不及一些传统的通用设备并且在设计中出现过很多不一样的错误4-6。Z图15(1)执行爪子缸如上图。(2)设从三位四通进去的气流压力为P二1Mpa。从三位四通进去的流量Q=1300ml/s。通过这次设计，综合考虑选取规格的