機車軸承座自動上下料機構(gòu)及其控制系統(tǒng)設(shè)計【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 機車軸承座自動上下料機構(gòu)及其控制系統(tǒng)設(shè)計 第一章 自動上下料機構(gòu)的總體構(gòu)想 該裝置是機車軸承座自動生產(chǎn)線上的輔助裝置之一，主要完成抓取工件，提升一定高度，旋轉(zhuǎn)，移位，松開工件等幾個基本功能。 其主要技術(shù)指標(biāo)如下： 1. 工件重量約為 70 2. 工件最大尺寸（長，寬，高）： 440 92 290（具體見零件圖）； 3. 最大操作范圍：提升高度為 70動角度為 90，水平移動為 400 4. 機械手的自由度數(shù)為 3(上升 ,轉(zhuǎn)動 ,平移 )； 5定位精度：屬于上下料機構(gòu)，本身精度要求不高； 6裝料 高度： 1050 7性能要求：抓取可靠、靈活，松放平穩(wěn)，定位可靠。 在滿足上述各項功能的前提下，我們盡量采用結(jié)構(gòu)簡單，制造方便的零部件來組成該機車軸承座的自動上下料專用機構(gòu)即機械手。根據(jù)機械手所要實現(xiàn)的基本功能，我們采用圓柱坐標(biāo)式機械手。其手臂的運動系由兩個直線運動和一個回轉(zhuǎn)運動所組成，即沿X 軸的平移、沿 Z 軸的升降和繞 Z 軸的回轉(zhuǎn)，而手部的夾放動作不能改變工件的位置和方位，故它不計為自由度數(shù)，因此該機械手具有三個自由度數(shù)即可滿足使用要求。 根據(jù)實際需要我們選用液壓傳動機械手：以油液的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運 動。其主要特點是：抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。安排夾緊液壓缸，升降液壓缸，回轉(zhuǎn)液壓缸和移動液壓缸來分別實現(xiàn)夾緊松開、升降、轉(zhuǎn)動和平移各項功能。為了實現(xiàn)對機械手的各個動作的順序控制，我們采用 該機械手的具體結(jié)構(gòu)為：使用兩個立柱作為支撐架，在支架上鉆兩個孔，把裝有滑板及連接板和平移液壓缸的導(dǎo)軌裝于支架的孔里，采用螺釘進行緊固?；迳涎b有由升降缸和回轉(zhuǎn)缸組成的臂部及手指式手部和驅(qū)動手部夾緊、松開的夾緊液壓缸?；鍘庸ぜ黄鹨苿訉崿F(xiàn)平移，移動液壓缸與滑板的運動可 以由齒輪與齒條的傳動來實現(xiàn)。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第二章 機械手的具體設(shè)計 部的設(shè)計 型選擇 根據(jù)工件形狀、尺寸、重量、材料和表面等狀況，選用回轉(zhuǎn)型兩指式手部。 指夾緊力的計算 對于手指垂直位置夾水平位置放置的工件的夾緊力可按下式計算： N= 中 N 夾緊力（ N）； G 工件的重量（ N）； f 摩擦系數(shù)，鋼對鋼 f= 則 N= =3430 N 部驅(qū)動力的計算 由于采用夾緊缸來驅(qū)動手指夾緊與松開，因此選用連桿傳動的手部比較合理。 (1)理論驅(qū)動力的計算： 理P= s s 中 理P 理論驅(qū)動力（ N）； b 夾緊力到回轉(zhuǎn)支點的垂直距離 b=116 c 連桿鉸銷到回轉(zhuǎn)支點的 垂直距離 c=78 連桿的傾斜角 =43； 杠桿的傾斜角 = 則理P= 2 9 03 4 3 0)78 (2)實際驅(qū)動力的計算 : 實P理P 21 要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 式中 安全系數(shù) ,一般取 2,取 工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響， +a/g，相當(dāng)于勻速運動 ,取 ； 手部的機械效率，取 = 則實P 10290 N 取實P=17200N 核手部結(jié)構(gòu)的強度 (1)校核夾爪的剪切強度和擠壓強度 夾爪的材料為 45 鋼 ,其伸長率 5%,屬于塑性材料。 則許用應(yīng)力 = 中 s 材料的屈服點 ,45鋼的屈服點 s=360 n 安全系數(shù)，對于塑性材料 n n= 則 45鋼的許用應(yīng)力為 =360/70 =( =162 216 =200 許用 擠壓應(yīng)力為 =( =459 540 =500 夾爪的剪切應(yīng)力條件為 = 式中 剪切面上的剪力 (N)； A 剪切面面積。 則 =20202 17200 =200夾爪的抗剪強度滿足要求。 夾爪的擠壓應(yīng)力條件為 中 擠壓面上的擠壓力 (N)； 擠壓面的計算面積 ( 則7 20 0 =500夾爪的擠壓強度滿足要求。 (2)校核絞鏈的剪切強度 絞鏈材料為 45鋼 ,其許用應(yīng)力 =200紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 絞鏈的剪切應(yīng)力條件為 = 則 = 036( 17200 =200絞鏈的抗剪強度滿足要求。 (3)校核夾爪外套的剪切強度和擠壓強度 夾爪外套材料為 45鋼 ,其許用切應(yīng)力 =200用擠壓應(yīng)力 =500 = 則 = 016(21 7 2 0 022 =200夾爪外套的抗剪強度滿足要求。 夾爪外套的擠壓應(yīng)力條件為 則032(21 7 2 0 0 =500 故夾爪外套的擠壓強度滿足要求。 (4)選用銷軸 銷軸材料為 35鋼 ,其許用應(yīng)力 =中 s 材料的屈服點 ,35鋼的屈服點 s=315 則 35鋼的許用應(yīng)力為 =10 =( =126 168 =150 許用擠壓應(yīng)力為 =( =357 420 =400 對于連接夾爪外套與夾爪處銷軸的剪切應(yīng)力條件為 = 則 =42172002d =150d 16了提高強度取 d=20下校核 其擠壓強度。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 其擠壓應(yīng)力條件為 7200 按照同樣方法可求得連接夾爪與鉸鏈處銷軸的直徑 d=20連接連桿與鉸鏈處銷軸的直徑 d=20 機械手手部的具體形狀和尺寸見零件圖。 根據(jù)機械手的使用要求和自 由度數(shù)的限制 ,以及為了結(jié)構(gòu)簡單 ,手部與臂部直接通過拉桿連接而不需要設(shè)計腕部。 部的設(shè)計 通過對各種條件的綜合考慮 (整體結(jié)構(gòu)、強度等 ),臂部的大體結(jié)構(gòu)是把夾緊缸、升降缸和回轉(zhuǎn)缸從上到下依次布置在滑板上 ,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是拉桿通過連桿和夾緊缸的活塞桿相聯(lián)接 ,拉桿與連桿以及拉桿與活塞桿之間都是螺紋連接 在其外邊加一空心軸 緊缸的設(shè)計 1. 液壓缸主要尺寸的確定 (1)液壓缸工作壓力的確定 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來確 定 ,對不同用途的液壓設(shè)備 ,由于工作 條件不同 ,通常采用的壓力范圍也不同 可用類比法來確定。 夾緊缸的工作壓力初步確定為 1p =5 (2)液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 F= 中 F 作用在活塞上的總機械載荷 ,F=19646N； P 作用在活塞上的實際工作載荷； 液壓缸的機械效率，一般 P= 20680N 又 P=122 )(4 要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 按液壓缸工作壓力 1p =5取 20680=4 22 ) 5 得 D=78圓整取液壓缸內(nèi)徑 D=80活塞桿直徑 d=80=363)液壓缸壁厚和外徑的計算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知 ,承受內(nèi)壓力的圓 筒 ,其內(nèi)壓力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異 液壓缸 的內(nèi)徑 10的圓筒稱為厚壁圓筒 ,一般所用液壓缸均為厚壁圓筒 ,其壁厚按下面的公式計算 : ) 中 液壓缸壁厚 ( D 液壓缸內(nèi)徑（ 試驗壓力，一般取最大工作壓力的（ 倍 , 取 5= 缸筒材料的許用應(yīng)力，其值為：鍛鋼 =110 120鋼 =100 110 無縫鋼管 =100 110 高強度鑄鐵 =60 灰鑄鐵 =25 夾緊缸缸體材料為 45鋼 ,采用模鍛進行鍛造 ,其許用應(yīng)力 =115 則 5(280 壁厚 =20缸筒外徑 21 0+20 2=120了增強液壓缸缸體的強度 ,在缸體外壁加上一材料為 45鋼的隔 套 ,取隔套的壁厚為1=20隔套外徑為 1602021202 112 DD (4)夾緊缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度 ,可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定。 夾緊缸的工作行程等于夾緊工件到松開工件 ,活塞移動的距離 ,它的工作行程較小 , 確定為 30 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 (5)缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋 ,其有效厚度 無孔時 2 孔時 )(2 22 y 中 t 缸蓋有效厚度 ( 缸蓋止口內(nèi)徑 ( 0mm 缸蓋孔的直徑 ( 缸蓋材料的許用應(yīng)力 ,其材料為 =25 夾緊缸缸蓋無孔 ,按公式 (算得 : t t=206)最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時 ,從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離 導(dǎo)向長度。如果導(dǎo)向長度過小 ,將使液壓缸的初始撓度 (間隙引起的撓度 )增大 ,影響液壓缸的穩(wěn)定性 ,因此設(shè)計時必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。 對一般的液壓缸 ,最小導(dǎo)向長度 220 式中 L 液壓缸的最大行程； D 液壓缸的內(nèi)徑。 則 H2802030= H=70塞的寬度 =(, 則夾緊缸的活塞寬度 B=48 80 B=50可。 (7)缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和 般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 20 30倍。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 則夾緊缸缸體長度 L=30+50+20+20+15=135 (8)活塞桿的穩(wěn)定性驗算 和強度驗算 活塞桿的穩(wěn)定性驗算 根據(jù)材料力學(xué)的理論 ,一根受壓的細(xì)長直桿 ,在其軸向負(fù)載 過穩(wěn)定性臨界力 失去原有直線狀態(tài)下的平衡 ,稱為失穩(wěn)。 因此 ,受軸向壓力的活塞桿的穩(wěn)定條件可表示為 : F 中 k 穩(wěn)定性安全系數(shù) ,一般取 k=2 4. 活塞桿的臨界力 按材料力學(xué)中有關(guān)公式計算。 由于活塞桿的長度 0 倍 (即 L19646N,因此滿足穩(wěn)定性條件。 (10)拉桿穩(wěn)定性的驗算 由于拉桿 不必進行穩(wěn)定性驗算。 2. 夾緊缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓缸主要尺寸確定以后 ,就進行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要包括 :缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同 ,結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計時根據(jù)具體情況進行選擇。 (1)缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān) 容易加工、便于裝拆的前提下 ,采用內(nèi)六角圓柱螺釘進行連接。由于壓力較大 ,為了保證聯(lián)接的可靠性，需要校核聯(lián)接螺釘?shù)膹姸取?在這種聯(lián)接中，每個螺釘在危險剖面 (螺紋根部橫截面 )上承受的拉力 工作載荷 ：0 要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 式中 Q 工作載荷；2 缸蓋所受的合成液壓力； P=20680N Z 螺釘數(shù)目； 0 螺釘中心所在圓的直徑； 00mm t 螺釘間距，根據(jù)工作壓力 P=5表取 t=90 剩余鎖緊力。 Q，取 K= 則 Z，取 Z=4。 517042068 0 27 7 0 1 3 4 4 28 2 7 25 1 7 00 此螺釘?shù)膹姸葪l件： 中 d 螺紋直徑； d=8l 許用拉應(yīng)力； l = s 螺釘材料的流動極限； s=360 安全系數(shù) ,取 n= 則 2 5 641081 3 4 4 合 l = 256合 (2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 為了使結(jié)構(gòu)簡單 ,采用整體式結(jié)構(gòu)。 (3)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) ,包括活塞桿與端蓋導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu) ,以及密封、防塵和鎖緊裝 置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向 ,也可以做成與端蓋分開的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換 ,所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè) ,也可以裝在外側(cè)。機床和工程機械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu) ,有利于導(dǎo)向套的潤滑；而油壓即常 采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu) ,在高壓下工作時 ,使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開 ,以提高密封性能。 活塞桿處的密封形式有 O 形、 V 形、 Y 形和 密封圈 保證油液清潔及減少磨損 ,在端蓋外側(cè)增加防塵圈。常用的有無骨架防塵圈和 也可用毛氈圈防塵。 為了結(jié)構(gòu)簡單 ,夾緊液壓缸的活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)是把導(dǎo)向套和下端蓋以及缸體做成一體 ,活塞桿與導(dǎo)向部分采用 (4)活塞及活塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的密封圈的選用 ,應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速 度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。 活塞及活塞桿與密封腔體處的密封均采用 (5)液壓缸的緩沖裝置 液壓缸帶動工作部件運動時 ,因運動件的質(zhì)量較大 ,運動速度較高 ,則在到達行程終 點時 ,會產(chǎn)生液壓沖擊 ,甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機械碰撞。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設(shè)置緩沖裝置。常用的有以下幾種：環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置、三角槽式節(jié)流緩沖裝置和可調(diào)節(jié)流緩沖裝置，本處采用的是節(jié)流調(diào)速閥來達到緩沖的目的。 必須指出的是上述緩沖裝置，只能在液壓缸全行程終了時才起緩沖作用，當(dāng)活塞在行程過程中停止運動時，上述緩沖裝置不起緩沖作用。這時在回油路上可設(shè)置行程閥來實現(xiàn)緩沖。 (6)液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu) 液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)包括液壓缸的安裝結(jié)構(gòu)、液壓缸進出油口的連接等。 液壓缸的安裝形式 根據(jù)安裝位置和工作要求不同，有長螺栓安裝、腳架安裝、法蘭安裝、軸銷和耳環(huán)安裝等形式。夾緊液壓缸采用直立的形式支撐在空心軸上，其重心作用于導(dǎo)軌上。 液壓缸進、出油口形式及大小的確定 液壓缸的進、出油口，可布置在端蓋或缸體上，對于活塞桿 固定的液壓缸，進、出需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 油口可設(shè)在活塞桿端部。如果液壓缸無專用的排氣裝置，進、出油口應(yīng)設(shè)在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。進、出油口的形式一般選用螺孔或法蘭連接。根據(jù)夾緊缸的內(nèi)徑，確定螺孔連接油口的安裝尺寸為 2。 夾緊液壓缸的整體結(jié)構(gòu)和公差配合見裝配圖，各零件的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、技術(shù)要求、公差及表面粗糙度詳見零件圖。 降缸的設(shè)計 1液壓缸主要尺寸的確定 (1)液壓缸工作壓力的確定 升降缸的工作壓力初步確定為 1p =2 (2)液壓缸內(nèi)徑 由公式 ( : N 又由公式 (122 )(4 則 130)10110(102392044 23621 液壓缸內(nèi)徑 D=130 塞桿直徑 d=110 (3)液壓缸壁厚和外徑的計算 對于液壓缸的內(nèi)徑 D 與其壁厚的比值 D/ 10 的厚壁圓筒 ,其壁厚按公式 (行計算 : ) 式中 試驗壓力，一 般取最大工作壓力的（ 倍 , 取 2= 缸筒材料的許用應(yīng)力 , 材料為 45 鋼 ,采用模鍛進行鍛造 ,其許用應(yīng)力 =115 則 5(21 3 0 壁厚 =18要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 則缸筒外徑 21 30+18 2=166外由于在進出油口上有凸臺 ,其內(nèi)徑 D=130 徑 00 體見零件圖。 (4)升降缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度 ,可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定。 升降缸的工作行程等于機械手夾緊工件后所提升的最大高度為 70 (5)缸蓋厚度的確定 升降缸缸蓋上有連接缸體的孔 ,其有效厚度 由公式 ( )(2 22 y 式中 t 缸蓋有效厚度 ( 缸蓋止口內(nèi)徑 ( 10mm 缸蓋孔的直徑 ( 6 缸蓋材料的許用應(yīng)力 ,其材料為 =25 則 6110(t t=186)最小導(dǎo)向長度的確定 對一般的液壓缸 ,最小導(dǎo)向長度 由公式 ( 220 式中 L 液壓缸的最大行程； D 液壓缸的內(nèi)徑。 則 H21102070= H=136塞的寬度 =(, 則升降缸的活塞寬度 B=78 130 B=90可。 (7)缸體長度的確定 則升降缸缸體長度 L=20+70+90+30+136=346 (8)活塞桿的穩(wěn)定性驗算和強度驗算 活塞桿的穩(wěn)定性驗算 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 103110346 由于活塞桿的長度 0 倍 (即 L10d),可不必進行穩(wěn)定性驗算。 活塞桿強度驗算 當(dāng) 10 )(4212 式中 空心活塞桿內(nèi)徑 ,對實心活塞桿 ； 活塞桿材料的許用應(yīng)力，其材料為 45鋼，則 =270 則 01 1 0( 3 5 0 04 23 =270 2. 升降缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓缸主要尺寸確定以后 ,就進行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (1)缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān) 容易加工、便于裝拆的前提下 ,采用內(nèi)六角圓柱螺釘進行連接。由于工作壓力較小 ,不需要校核聯(lián)接螺釘?shù)膹姸取?(2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 為了使結(jié)構(gòu)簡單 ,將活塞與活塞桿做成一體的 ,形成活塞套 ,套在空心軸上。 (3)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 升降缸的活塞桿采用兩端同時導(dǎo)向的結(jié)構(gòu) ,上端是把導(dǎo)向套和端蓋做成一體 ,利用端蓋直接導(dǎo)向 ,下端利用過渡部分進行導(dǎo)向?；钊麠U與導(dǎo)向部分采用 O 形密封圈進行密封即可。 (4)活塞及活塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的密封圈的選用 ,應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速 度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。 活塞及活塞桿與密封腔體處的密封均采用 (5)液壓缸 的緩沖裝置 升降缸采用的是節(jié)流調(diào)速閥來達到緩沖的目的。必須指出的是該緩沖裝置，只能在液壓缸全行程終了時才起緩沖作用，當(dāng)活塞在行程過程中停止運動時，該緩沖裝置不起需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 緩沖作用。這時在回油路上可設(shè)置行程閥來實現(xiàn)緩沖。 (6)液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu) 液壓缸的安裝形式 升降液壓缸采用豎直的方式安裝在回轉(zhuǎn)缸的上方，其重心作用于回轉(zhuǎn)缸上。 液壓缸進、出油口形式及大小的確定 升降缸的進、出油口布置在缸體上。進、出油口的形式選用螺孔連接。根據(jù)移動缸的內(nèi)徑，確定螺孔連接油口的安裝尺寸為 2。 升降液壓缸的整體結(jié)構(gòu) 和公差配合見裝配圖，各零件的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、技術(shù)要求、公差及表面粗糙度詳見零件圖。 轉(zhuǎn)缸的設(shè)計 回轉(zhuǎn)液壓缸系指輸出軸能夠直接輸出轉(zhuǎn)矩、并往復(fù)回轉(zhuǎn)一定角度 (一般小于 360 )的液壓缸 ,又稱為擺動液壓馬達。本次設(shè)計采用的是單葉片式擺動液壓缸。它由缸體、端蓋、定片、動片、花鍵套等主要零件組成。其中定片與缸體緊固在一起 ,動片與花鍵套連成一體。為了防止油的泄漏，定片內(nèi)側(cè)與動片外側(cè)各嵌有一個小葉片，由彈簧片保證小葉片與花鍵套或缸體的密封。當(dāng)壓力油接通某一油口，另一油口接通回油時，動片兩側(cè)開有的徑向槽與 外圓兩端面的三角槽相通，便于啟動時通壓力油，當(dāng)動片擺至終點時能起緩沖作用。 1 液壓缸主要尺寸的確定 (1)液壓缸工作壓力的確定 回轉(zhuǎn)缸的工作壓力初步確定為 P=4 (2)液壓缸內(nèi)徑 D 的確定 外 中 外M 作用在動片上的外負(fù)載力矩；外M=600 (見液壓部分計算 ) M 驅(qū)動力矩； 回轉(zhuǎn)缸的機械效率；取驅(qū)動力矩 外 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 液壓缸內(nèi)徑 28 中 P 回轉(zhuǎn)缸的工作壓力； P=4 動片寬度； b=25mm d 輸出軸與動片聯(lián)接處的直徑； d=120 2363 )10120(10410256678D 回轉(zhuǎn)缸內(nèi)徑 D=1703)液壓缸壁厚和外徑的計算 因回轉(zhuǎn)缸缸體與升降缸缸體連接在一起 ,根據(jù)設(shè)計的需要 ,二者的外徑相等，則 20壁厚 252 17022021 DD (4)定片尺寸的確定 定片是大圓半徑為 85、小圓半徑為 60的四分之一圓環(huán) ,其兩側(cè)均開有徑向槽 ,并和 外圓端面的三角槽相通 ,便于啟動時通壓力油 ,當(dāng)動片擺至終點時還能起到一定的緩沖作用。 定片固定 在回轉(zhuǎn)缸的缸體上，由一個內(nèi)六角圓柱頭螺釘和一個圓柱銷將定片與缸體固定在一起。 (5)動片尺寸的確定 由于回轉(zhuǎn)缸的作用是帶動機械手手臂轉(zhuǎn)動 90 ,因此動片的形狀是一個 180的半圓環(huán)形弧 ,其外徑為 85,內(nèi)徑為 60,寬度為 25,與定片尺寸相同。動片固定在帶動軸一起轉(zhuǎn)動的花鍵套上。為了使通油順暢，在動片的兩側(cè)也分別開有一個徑向槽和一個三角槽，槽的具體尺寸見零件圖。 (6)缸體長度的確定 回轉(zhuǎn)缸缸體長度沒有特別要求 ,但也不要過長或過短 ,只要滿足要求即可?；剞D(zhuǎn)缸缸 體長度定為 140 (7)動片和定片的長度的確定 動片和定片的長 度等于缸體長度減去缸體與升降缸連接部分的長度和缸蓋伸進缸體 內(nèi)部的長度。因此， L=14000 (8)花鍵套尺寸的確定 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 花鍵套材料選用 45鋼 ,其外徑 D=120徑 d=80度待定 ,在上面拉出一段花鍵 即可 ,長度初步確定為 160 (9)缸蓋厚度的確定 回轉(zhuǎn)缸的缸蓋承受手臂和工件的重量 ,只要滿足擠壓強度即可。厚度初步確定為 20 驗算其擠壓強度。 先估算重量 : 9 8 070( 其擠壓強度 622 10)902 2 0( 49 8 0 許用應(yīng)力 =25 ,則缸蓋的擠壓強度滿足要求。 即缸蓋厚度尺寸為： 20 (10)花鍵套強度校核 回轉(zhuǎn)缸的動片轉(zhuǎn)動時 ,轉(zhuǎn)動慣量主要作用于花鍵套上 ,因此必須校核其強度。則回轉(zhuǎn) 缸的輸出轉(zhuǎn)矩按下式計算 : 4 22 中 T 回轉(zhuǎn)缸的輸出轉(zhuǎn)矩； Z 葉片數(shù)； Z=1 P 進出油口的壓力差； P=4 葉片頂部直徑； D=170mm d 葉片根部直徑； d=170mm b 轉(zhuǎn)動葉片的軸向?qū)挾龋?b=100 m 回轉(zhuǎn)缸的機械效率，取 m= 8 1 64 2 01 7 0(101 0 0104162236 花鍵上所承受的法向力 : 31040 81 6擠壓應(yīng)力 2332 )1040( rF n 3.6 而花鍵套與花鍵軸的材料為 45鋼 ,其許用應(yīng)力 =150紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 則 ,擠壓強度滿足要求。 板的設(shè)計 滑板的主要功能是支撐夾緊缸、升降缸和回轉(zhuǎn)缸的重量 ,并帶動手臂和工件在導(dǎo)軌上水平移動。對于滑板沒有嚴(yán)格的機械性能要求 ，材料選用 用鑄造毛坯。 1 滑板的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)滑板與導(dǎo)軌連接部分的設(shè)計 為了便于制造 ,且提高導(dǎo)軌的力學(xué)性能 ,把導(dǎo)軌做成圓柱形。因此，滑板上與導(dǎo)軌相連的部分就要做成孔狀，從而實現(xiàn)滑板在導(dǎo)軌上的移動。 (2)支撐手臂部分的設(shè)計 滑板的上面與回轉(zhuǎn)缸相連 ,下面與固定齒條相連，上下端面均加工成水平面。滑板的左邊與移動缸的連接板相連，加工成豎直面。為了使結(jié)構(gòu)對稱，滑板的右邊也加工成豎直面。為了具有較好的力學(xué)性能，滑板的前后面加工成圓弧過渡的斜面。 2 滑板的主要尺寸的確定 (1)滑板的長、寬 、高的確定 根據(jù)使用的需要 ,滑板的外形尺寸初步確定為 380 600 120下面將對其進行 強度校核。 (2)滑板上的孔的尺寸的確定 由于滑板在導(dǎo)軌上滑動 ,因此滑板上的孔的尺寸根據(jù)導(dǎo)軌的直徑來確定。導(dǎo)軌的材料 為 45 鋼 ,其尺寸初步確定為 60銑出一個半徑為 120度為 20 (3)校核滑板的彎曲強度 在滑板的中點處 ,產(chǎn)生最大彎矩 示 : 最大彎矩 4 中 G 滑板的重量； G= 1877N b 滑板的寬度。 b=600 2 8 24 106 0 01 8 7 73m a 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 2滑板彎矩圖 而矩形截面的抗彎截面系數(shù)為： 62 中 l 滑板的長度； l=380mm h 滑板 的高度。 h=120 332 9 1 26 101 2 03 8 0 z 6m a xm a x 10912 282滑板材料為 許用應(yīng)力 =25 顯然 ,則滑板的強度滿足要求。 身各部分的設(shè)計 動缸的設(shè)計 1液壓缸主要尺寸的確定 (1)液壓缸工作壓力的確定 移動缸的工作壓 力初步確定為 1p =3 (2)液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 由公式 ( : P= 15080N 式中 F 作用在活塞上的總機械載荷 ,F=14330N； (見液壓部分計算 ) P 作用在活塞上的實際工作載荷； 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 液壓缸的機械效率，一般由公式 ( : P=124 液壓缸內(nèi)徑 按液壓缸工作壓力 1p =3取活塞桿直徑 d=80=403) 液壓缸壁厚和外徑的計算 液壓缸的壁厚由 液壓缸的強度條件來計算。 對于液壓缸的內(nèi)徑 D 與其壁厚的比值 D/ 10 的厚壁圓筒 ,其壁厚按公式 (行計算 : ) 式中 試驗壓力，一般取最大工作壓力的（ 倍 , 取 3= 缸筒材料的許用應(yīng)力 , 材料為 45鋼 ,其許用應(yīng)力 =115 則 ) 5(280 壁厚 =16缸筒外徑 21 0+16 2=1124)移動缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度 ,可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定。 移動缸主要用于帶動滑板和滑板上手臂的各部分做平行移動，因此它的工作行程等 于 L=400由于此處采用了齒輪齒條傳動的增倍機構(gòu)，所以對于活塞桿或移動缸來說其工作行程實際為 200 (5)缸蓋 厚度的確定 移動缸缸蓋上有連接缸體的孔 ,其有效厚度 由公式 ( )(2 22 y 式中 t 缸蓋有效厚度 ( 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 缸蓋止口內(nèi)徑 ( 0mm 缸蓋孔的直徑 ( 6 缸蓋材料的許用應(yīng)力 ,其材料為 =25 則 )1680( t=206)最小導(dǎo)向長度的確定 對一般的液壓缸 ,最小導(dǎo)向長度 由公式 ( 220 式中 L 液壓缸的最大行程； D 液壓缸的內(nèi)徑。 則 H28020200 =50 H=60塞的寬度 =(, 則移動缸 的活塞寬度 B=48 80 B=50可。 (7)缸體長度的確定 則移動缸缸體長度 L=200+50+20+20=290 (8)活塞桿的穩(wěn)定性驗算和強度驗算 活塞桿的穩(wěn)定性驗算 由于活塞桿的長度 0 倍 (即 L10d),可不必進行穩(wěn)定性驗算。 活塞桿強度驗算 當(dāng) 10 )(4212 式中 空心活塞桿內(nèi)徑 ,對實心活塞桿 ； 活塞桿材料的許用應(yīng)力，其材料為 45鋼，則 =270 則 12)1040( 1 5 0 8 04 23 =270 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 液壓缸主要尺寸確定以后 ,就進行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (1)缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。在結(jié)構(gòu)簡單、 容易加工、便于裝拆的前提下 ,移動缸的前后端蓋與缸體均采用內(nèi)六角圓柱螺釘進行連接。由于工作壓力較小 ,不需要校核聯(lián)接螺釘?shù)膹姸取?(2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 移動缸的活塞桿與活塞采用螺紋連接。但在移動過程中可能產(chǎn)生振動，因此還必須 使用鎖緊裝置，即用一個鎖緊螺母進行鎖緊和一個開槽圓螺母與開口銷進行防松。 (3)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 移動缸的活塞桿利用端蓋直接導(dǎo)向?；钊麠U與導(dǎo)向部分采用 即可。 (4)活塞及活塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的密封圈的選用 ,應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速 度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。 活塞及活塞桿與密封腔體處的密封均采用 (5)液壓缸的緩沖裝置 移動缸采用的是節(jié)流調(diào)速閥來達到緩沖的目的。必須指出的是該緩沖裝置，只能在液壓缸全行程終了時才起緩沖作用，當(dāng)活塞在行程過程中停止運動時，該緩沖裝置不起緩沖作用。這時在回油路上可設(shè)置行程閥來實現(xiàn)緩沖。 (6)液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu) 液壓缸的安裝形式 移動缸的前端蓋做 成法蘭的形式，用內(nèi)六角圓柱螺釘把移動缸的前端蓋和滑板連接在一起。 液壓缸進、出油口形式及大小的確定 移動缸的進、出油口布置在缸體上。進、出油口的形式選用螺孔連接。根據(jù)移動缸的內(nèi)徑，確定螺孔連接油口的安裝尺寸為 2。 (2)液壓缸的排氣裝置 對于運動速度穩(wěn)定性要求較高的的液壓缸 ,需設(shè)置排氣裝置。在移動缸缸體的端部 安放兩個排氣閥。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 移動液壓缸的整體結(jié)構(gòu)和公差配合見裝配圖，各零件的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、技術(shù)要求、公差及表面粗糙度詳見零件圖。 輪軸的設(shè)計 移動缸驅(qū)動滑板移動是通過齒輪齒條增倍機構(gòu)來實現(xiàn) 的 ,下面對該增倍機構(gòu)做以簡單介紹。齒輪齒條增倍機構(gòu)主要包括 :運動齒條 ,齒輪和固定齒條。運動齒條固定在滑板上，而在一根導(dǎo)軌上加工出齒條作為固定齒條，齒輪以齒輪軸的形式和移動缸的活塞桿連接起來。當(dāng)活塞桿右移時，與活塞桿相聯(lián)接的齒輪也右移，并使運動齒條一起右移，由于齒輪與固定齒條相嚙合，因而齒輪在移動的同時，又迫使其在固定齒條上滾動，并將此運動傳給運動齒條，從而使運動齒條又向右移動一段距離。因運動齒條固定在滑板上，所以滑板的行程和速度均為活塞桿行程和速度的兩倍。 如圖 2塞桿 1驅(qū)動齒輪 2運 動時帶動運動齒條 3移動，它相當(dāng)于以固定齒條 4和運動齒輪 2的嚙合點 杠桿一樣推動運動齒條 3作增倍的移動，如圖中的相似三角形所示。運動齒條 3的運動與齒輪的直徑無關(guān)，而與活塞桿 1的移動距離 (或速度 )成兩倍的關(guān)系。 圖 2倍機構(gòu)原理圖 1齒輪軸的材料選擇 該齒輪齒條傳動過程中無特別要求，為了便于制造，采用軟齒面齒輪。齒輪軸材料選用 45鋼，進行調(diào)質(zhì)處理，硬度為 22