机械手说明书-word资料(精).doc

1 机械系统设计课程设计说明书设计课题:工业机械手手爪和手腕设计指导教师:洪林教授设计者:周炜晨班级:机械设计制造及其自动化 1001 学号: 20101335 一、设计概述 2 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。机器人应用情况,是一个的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平,可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。液压传动机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是: 介质李源极为方便,输出力小,液压动作迅速,结构简单,成本低。但是,由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定性较差,冲击大,而且气源压力较低, 抓重一般在 30公斤以下,在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大,所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。二、设计要求对机械手的手部、腕部进行结构设计,相关设计计算,校核计算。要求机械手能够夹持圆柱形铁质工件(工件轴线与水平面垂直)。铁质工件重 12kg ,直径 120mm 。三、滑槽杠杆式手部结构设计(一)工件高度计算由密度公式=,推知工件高度 h= = 式中 m=12kg=12000g , = 3, r=60mm=6cm (二)夹紧力的计算手指对工件的夹紧力可按下式计算: N≥K 1K 2K 3G (kgf) 1)K 1——安全系数,这里取 K 1 = 2)K 2——工件情况系数,主要考虑惯性力的影响,近似估算为: K 2 =1+ ≈ ( 不妨设抓取工件最大加速度 a=20m/s 2, 重力加速度 g≈ m/s 2)3)K 3——方位系数,由于工件轴线与水平面垂直,故取 K 3≈4 4)G——被抓取工件重量,已知 G=12kg N≥K 1K 2K 3G (kgf)==(kgf) (三)夹紧缸驱动力计算 1)由于设计选取夹持式手爪,故得驱动力公式: P= 其中设计 c=48mm , b=170mm , =30 o,则 3 P= =(kgf) 2)取?= P 实际== =1368(kgf) (四)液压缸相关尺寸设计 1)设计油缸直径 D: 由于 P 实际= (D 2 -d 2 )P 油选取活塞杆直径 d= ,压力油工作压力 P 油=40kgf/cm 2 D= = 根据油缸内径系列( JB826-66 ) (mm) 20 25 32 40 50 55 63 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 125 130 140 160 180 200 250 选取油缸内径为: D=90mm 则活塞杆直径为: d==45mm 2)活塞杆直径校核依公式≤[],其中[ ]=120MPa ,F 实际=P 实际 = ,得到: = pa 120M pa,满足强度要求。 3)缸筒壁厚的设计缸筒直接承受压缩空液压力,须有一定厚度。一般液压缸缸筒壁厚与内径之比小于