【《某车间搬运机械手的零部件设计计算案例》2000字】

某车间搬运机械手的零部件设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u10328某车间搬运机械手的零部件设计计算案例 1230671底座结构的设计 1159792腰部结构的设计 5292823大臂结构的设计 727394连杆结构的设计 7246565小臂结构的设计 946636手爪处结构的设计 10车间搬运机械手的设计顺序为先外观再内部。设计过程中要时刻留意机械手的技术参数是否符合标准，并且还要考虑到各个零部件的配合问题，以及是否可以进行再加工[21]。1底座结构的设计车间搬运机械手的底座起支持整个机械手的作用，由于它影响着整体的性能，所以他的设计一定要保质保量[22]。车间搬运机械手为了更好的完成工作，必须具备运转功能，这就说明他必须要具备旋转运动装置。图3-1为底座的具体结构，包括蜗轮蜗杆、主轴、轴承等。底座主轴有一个极其重要的作用就是定位轴线及轴的方向，因此它需要安装涡轮[23]。图3-1底座爆炸图图图3-2外部结构图图3-2为底座的外部结构图1.1底座蜗杆传动的强度的计算与校核如图3-3（f）。（3-1）（3-2）(3-3)(3-4)取（g）图（f）图图3-3蜗杆传动详情图1.2底座蜗杆刚度的计算与校核本次设计蜗杆使用的是45钢[24]。求最大挠度y及刚度条件:（）（3-5），所以涡杆刚度符合条件。1.3底座涡轮齿根弯曲疲劳强度的计算与校核（3-6）；；。（3-7）;;；（3-8）所以涡轮齿根弯曲疲劳强度符合要求。1.4底座涡轮齿面接触疲劳强度的计算与校核即：(3-9)，，。（3-10）所以齿面接触疲劳强度符合要求。2腰部结构的设计车间搬运机械手腰部部分在整个设计中尤为重要，因为它起着承上启下的作用，上接大臂下连底座[26]。因此在设计它的同时不仅要着重其本身构造，还尤其要注意上下零件间的协同配合[27]。图3-4腰部结构图如图3-4所示，本次设计的腰部上沉孔、连孔分布均匀，零件固定采用的是锪孔螺栓连接底部。这种连接方式，能够大大的去除腰体的负面应力作用，大大缩减机械运作的时间[28]。腰体和轴承支座的连接是通过两边的螺纹来连接螺纹孔的。图3-5腰部爆炸图3大臂结构的设计如图3-6所示，通过连杆可以做到连杆和腰体的协作，并慢慢传动到整个肩关节，这就是设计大臂的思路[29]。简单来说机械手肩部，实质是车间搬运机械手与手臂。（g）前部（h）旁部图3-6大臂设计图4连杆结构的设计先后比对市面上多款机械手连杆结构，分析其优缺点，在本设计中做到取长补短，最终得出设计方案[30]。最终发现通过将驱动连杆连接在腰体上面，是最合适的方案。（g）连杆a(h)连杆b（j）连杆c图3-7零件分解图连杆a首先获得动能，接着会带动b和c，这样就会进行完整的运动。驱动与腰体的连接用了螺钉，销钉的作用是定位。电机带动旋转，旋转带动驱动，驱动带动从动，从动带动转向台。图3-8连杆爆炸图5小臂结构的设计在车间搬运机械手的制造过程中，连杆的应用频率很高[17]。相当于基本配件。小臂和手抓处的连接亦需要连杆的连接。并且经过分析得出结论：机械手小臂越长，机械手的工作半径越大。并且查阅资料发现，液压驱动的方法是较常用于机械手小臂的。图3-9小臂爆炸图车间搬运机械手要想正常完成搬运任务，首先就是要保证小臂关节结构得正常。如果采用了错误的安装方法并且安到了错误的位置，那结果显而易见，机械手小臂必然不能进行正常运转。所以安装之前一定要测量好即将安装的位置。想要定位的话就需要一个标准，这个标准一般来说是轴肩。接着即使安装正确也不可大意，因为安装正确并不代表着齿轮间能够完美配合。众所周知，完美的配合就是过盈配合，所以轴承、齿轮等之间安装时一定要注意过盈配合。要想楼层高，基础要建牢！同时也要考虑自由度的问题。最最后固定使用螺钉。6手爪处结构的设计手抓处结构的设计需使机械手的手像真的手一样，能够完成人手具备的基本抓取，把握能力，并在驱动的作用下进行搬运作业[9]。与此同时还要精准把握手抓处的精度问题。如3-10显示，这是把手抓固定在了机械手手抓处结构上。图3-10手爪结构图图3-11车间搬运机械手手爪的爆炸结构图固定手抓的方式：首先为手抓进行定位，这里使用的是销钉，它能起到很大的作用，尤其是在手抓稳定运作方面。图3-11车间搬运机械手手爪的爆炸结构图6.1手抓处抓取质量和精度分析综合考虑多方因素，发现机械手因为工作环境原因，可能会产生一些不利影响。具体体现在哪些方面需要具体情况具体分析[21]。由于车间搬运机械手总质量约为222KG，机械手运转时其机械臂为主要受力结构，质量约为53KG，所以在正常情况下手抓能够抓起自重为50KG的物品。查阅资料发现手抓抓取精度受多方面因素影响，这些因素有定位的方法，定位的速度，手抓制造精度，手抓使用的材料，所抓取物品的外形结构等等。如若手抓处制造时使用材料合格而制造工艺不行导致制造精度下降，则必会影响手抓的抓取精度。反之