通用液壓機(jī)械手之手臂設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上（2011屆）題 目 名 稱：通用液壓機(jī)械手之手臂設(shè)計(jì)學(xué) 院（部）：專 業(yè)：學(xué) 生 姓 名：班 級(jí)：學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師姓名：職稱 最終評定成績：?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）2011 年 月2011 年 5 月摘要 機(jī)械手的組成和分類，機(jī)械手的自由度和座標(biāo)型式，氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)，PLC控制的特點(diǎn)及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。本文簡要地介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念，本文對機(jī)械手進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，確定了機(jī)械手的座標(biāo)型式和自由度，確定了機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，分別設(shè)計(jì)了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)以及吸附式手部結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)，計(jì)算出了手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩和回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩;設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手臂

2、結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了手臂伸縮、升降用液壓緩沖器和手臂回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器。設(shè)計(jì)出了機(jī)械手的氣動(dòng)系統(tǒng)，繪制了機(jī)械手氣壓系統(tǒng)工作原理圖。利用可編程序控制器對機(jī)械手進(jìn)行控制，選取了合適的PLC型號(hào)，根據(jù)機(jī)械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，畫出了機(jī)械手的工作時(shí)序圖和梯形圖，并編制了可編程序控制器的控制程序。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人，機(jī)械手，氣動(dòng)，可編程序控制器(PLC)ABSTRACT At first,the paper introduces the conception of the industrial robot and the elertary information of the develop

3、ment briefly. What's more,the paper accounts for background and the primary mission of thetopic.The paper introduces the function,composing and classification of the manipulator,tells out the free-degree and the form of coordinate.At the same time,the paper gives out the primary specification pa

4、rameter of this manipulator.This paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator,and analyzes the error of the orientation of the fingers.The paper designs the structure of the wrist,computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the momen

5、t of the drive of the pump.The paper designs the structure of the arm,and designs the hydraulic pressure buffer when the manipulator's arm flexes,ascend,descend and wheels .The paper designs the system of air pressured rive and draws the work principle chair.The manipulator uses PLC to control.T

6、he paper institutes two controls chemes of PLC acordine to the work flow of the manipulator.The paper draws out the work time sequence chart and the trapezia chart.Whats more,the paper work out the control program of the PLC.Keywords: industrial robot, manipulator, pump, air pressure drive, PLC 目 錄第

7、一章機(jī)械手設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1機(jī)械手的組成 1.2機(jī)械手的主要運(yùn)動(dòng) 1.3 課題的提出、任務(wù)、技術(shù)特性第二章 機(jī)械手臂部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1臂部設(shè)計(jì)的的基本要求2.2臂部的結(jié)構(gòu)選擇2.3手臂偏重力矩的計(jì)算2.4升降導(dǎo)向立柱不自鎖條件2.5手臂升降液壓缸驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算2.6手臂升降液壓缸參數(shù)計(jì)算2.7手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算2.8手臂回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)第三章 聯(lián)接板第四章 螺釘與液壓缸壁厚的校核4.1手臂液壓缸螺釘?shù)男：?.2動(dòng)片與輸出軸之間的聯(lián)接螺釘校核4.3手臂升降液壓缸筒的壁厚校核第五章手臂液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)及液壓圖5.1液壓泵的選擇5.2液壓系統(tǒng)的原理圖如下參考文獻(xiàn)致謝 ·第一章機(jī)械手設(shè)

8、計(jì)任務(wù)書工業(yè)機(jī)械手是能夠模仿人手部的部分動(dòng)作，按給定的程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置，在工業(yè)上生產(chǎn)中應(yīng)用的工業(yè)機(jī)械手簡稱為“機(jī)械手”。在本設(shè)計(jì)的機(jī)械手主要是用來抓取工件，再把工件放到預(yù)定的位置，根據(jù)機(jī)械手的要求，該機(jī)械手可采用五自由度。主要是手臂的上下升降運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、左右伸縮運(yùn)動(dòng)、手部的夾緊和松開。這就是機(jī)械手的機(jī)械原理。11機(jī)械手的組成機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、及位置檢測裝置等組成。如圖所示。 圖 機(jī)械手組成及相互間關(guān)系（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括手部、手腕、手臂等部件。1）手部 是與物體接觸的部件，主要起抓取和放置物件的作用。2）手

9、腕 是連接手部和手臂的部件，可以調(diào)整和改變工件方位。3）手臂 是支撐手腕和手部的部件，用以改變工件的空間位置（2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置，常用的有液壓、氣壓、電力和機(jī)械式驅(qū)動(dòng)四種形式1）液壓傳動(dòng)機(jī)械手: 是以液壓的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主y要特點(diǎn)是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對機(jī)械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機(jī)械手采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴(yán)格，成本高。2）氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來

10、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。3)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它的主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，動(dòng)作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動(dòng)作程序不可變。它常被用于工作主機(jī)的上、下料。4)電力傳動(dòng)機(jī)械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功

11、率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長，維護(hù)和使用方便。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。參考工業(yè)機(jī)器人表9-6和表9-7，按照設(shè)計(jì)要求，本機(jī)械手采用的驅(qū)動(dòng)方式為液壓驅(qū)動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)如下：液壓技術(shù)比較成熟，具有動(dòng)力大、力慣量比大、快速響應(yīng)高、易于實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)，適用于承載能力大、慣量大以及在防爆環(huán)境中工作的機(jī)械手。（3）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是機(jī)械手動(dòng)作的指揮系統(tǒng)，用來控制動(dòng)作的順序、位置、時(shí)間、速度、加速度等。（4）位置檢測裝置位置檢測裝置控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，可隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的

12、位置進(jìn)行比較，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定的位置，機(jī)械手常用的位置檢測方式有三種：行程開關(guān)式、模擬式和數(shù)字式。本機(jī)械手采用行程開關(guān)式和數(shù)字式。1.2機(jī)械手的運(yùn)動(dòng) 機(jī)械手以及其手部夾持的工件在空間的位置，由臂部、腕部等組成部件以及整機(jī)的各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的合成來確定。如下圖所示，機(jī)械手完成如下動(dòng)作：手部的運(yùn)動(dòng)：夾緊和松開。手腕的運(yùn)動(dòng)：回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、左右伸縮運(yùn)動(dòng)。手臂的運(yùn)動(dòng)：上下升降運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)，都有一個(gè)相匹配的一個(gè)原動(dòng)件，當(dāng)各原動(dòng)件按一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)部件隨之作確定的運(yùn)動(dòng)，從而使機(jī)械手具有運(yùn)動(dòng)和位置的確定性，同時(shí)在手臂的升降缸和回轉(zhuǎn)缸上安有位置

13、檢測器，保證運(yùn)動(dòng)精度。 1.3課題的提出、任務(wù)、技術(shù)特性（1）課題的提出隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場的很多易燃、易爆等高危及重體力勞動(dòng)場合必將由機(jī)器人所代替。這一方面可以減輕工人的勞動(dòng)，以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。例如，目前在我國的許多中小型汽車生產(chǎn)以及輕工業(yè)生產(chǎn)中，往往沖壓成型這一工序還需要人工上下料，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又影響效率。為此，我們把上下料機(jī)械手作為我們研究的課題。（2）本課題將要完成的主要任務(wù)1)機(jī)械手為通用機(jī)械手，因此相對于專用機(jī)械手來說，它的適用面必須更廣.2)選取機(jī)械手的座標(biāo)型式和自由度3)設(shè)計(jì)出機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括:手部、手腕、手臂等部件的設(shè)計(jì)。4)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本課題

14、將設(shè)計(jì)出機(jī)械手的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，包括氣動(dòng)元器件的選取，液動(dòng)回路的設(shè)計(jì)，并繪出液動(dòng)原理圖。（3）本機(jī)械手的技術(shù)特性承載能力：530kg自由度數(shù)：4手臂垂直位移：100mm手臂回轉(zhuǎn)角度：220°手腕水平位移：500mm手腕回轉(zhuǎn)角度：90°水平位移速度：75mms垂直位移速度：25mms角位移速度：110°s定位精度：±1mm由于課題的分工合作，本人將對通用液壓機(jī)械手聯(lián)接板以下手臂部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第二章 機(jī)械手臂部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1臂部設(shè)計(jì)的基本要求1）臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕2）臂部運(yùn)動(dòng)速度要高，慣性要好3）手臂動(dòng)作應(yīng)該靈敏4)位置精度高2.2臂部的結(jié)構(gòu)選

15、擇常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)有以下五種(1)雙導(dǎo)向桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)手臂的伸縮缸安裝在兩根導(dǎo)向桿之間，由導(dǎo)向桿承受彎曲作用，活塞桿均受拉壓，故受力簡單傳動(dòng)平穩(wěn)。(2)雙層液壓缸空心活塞桿單桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)其特點(diǎn)是工作液壓缸容積小、運(yùn)動(dòng)速度快、外形整齊、活塞桿直徑大、增加手臂剛性。(3)采用花鍵套導(dǎo)向的手臂升降機(jī)構(gòu)內(nèi)部導(dǎo)向，活塞桿直徑大、剛度大、傳動(dòng)平穩(wěn)，花鍵軸端部的定位裝置值得注意，必須保證手臂安裝在正確的初始設(shè)計(jì)位置上。(4)雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)活塞桿速度先慢后快，是用短液壓缸實(shí)現(xiàn)大行程的結(jié)構(gòu)。(5)活塞缸和齒輪齒條機(jī)構(gòu)齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與手臂聯(lián)接的齒輪做往復(fù)回轉(zhuǎn)而使手臂左右擺動(dòng)經(jīng)過以上綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇花鍵

16、套導(dǎo)向的手臂升降機(jī)構(gòu)，使用液壓驅(qū)動(dòng)，液壓缸選取雙作用液壓缸。2.3手臂偏重力矩的計(jì)算手臂各部件重心位置圖初計(jì)算G1 =300N G2 =200N G3 =200N G4 =800N所以G總 =G1 + G2 + G3 + G4=300+200+200+800=1500N初計(jì)算工件 =1100mm 手部 =1000mm 手腕 =800mm 手臂 =300mm=G1工件+G2手部+G3手腕+G4手臂G1+G2+G3+G4=620mm所以偏轉(zhuǎn)力矩 M偏 =G總×L=1500×620=930Nm式中 重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離（mm）2.4升降導(dǎo)向立柱不自鎖條件手臂在G總的作用下有向下的

17、趨勢，而立柱導(dǎo)套則防止這種趨勢。由力平衡條件得： FR h=G總 FR =G總 h所謂不自鎖的條件為：G總 F1 + F2= 2F2 =2FR 查表得=0.25 即 G總2G總h h0.5=0.5×620=310mmG總 =G總 + G回轉(zhuǎn)缸 + G活塞桿取G回轉(zhuǎn)缸 =200N G活塞桿 = 600N因此 G總 =G總 + G回轉(zhuǎn)缸 + G活塞桿 =2300NFR =G總h=2300×=4600N因此在設(shè)計(jì)中必須考慮到立柱導(dǎo)套長度大于310mm式中摩擦系數(shù) h立柱導(dǎo)套的長度2.5手臂升降液壓缸驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算由手臂升降驅(qū)動(dòng)力的公式得：F驅(qū) =F摩+F慣+F回+F密±G

18、總（1）F摩的計(jì)算F摩 =2FR 取=0.25 FR=4600N所以 F摩 =2FR =2×4600×0.25 =2300N（2）F慣的計(jì)算由摩擦力公式 F慣=G總Vgt式中 V由靜止加速到常速的變化量（mm/s） t啟動(dòng)過程時(shí)間（t），一般取0.01s0.05s。手臂啟動(dòng)速度V=0.025m/s,啟動(dòng)時(shí)間t=0.02s，g=9.8N/kg,帶入數(shù)據(jù)得： F慣=G總Vgt= 2300×0.0259.8×0.02 =293.4N(3) F回的計(jì)算一般背壓阻力較小，為了計(jì)算方便，將其省略。（4）F密的計(jì)算不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計(jì)中，采用O型密封

19、圈，當(dāng)液壓缸工作壓力小于10MPa時(shí)，液壓缸密封處的總的摩擦阻力為： F密 =0.03F驅(qū)經(jīng)過以上的分析計(jì)算，液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為： F驅(qū) =F摩+F慣+F回+F密±G總 =2300 + 293.4 + 0.03 F驅(qū) ±2300所以 當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動(dòng)時(shí) F驅(qū) =5044.7N 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動(dòng)時(shí) F驅(qū) =302.4N2.6手臂升降液壓缸參數(shù)計(jì)算經(jīng)過上面的計(jì)算，確定了液壓缸的驅(qū)動(dòng)力 F驅(qū)，液壓缸的工作壓力由驅(qū)動(dòng)力與液壓缸工作壓力關(guān)系表可得P=0.8MPa，為了滿足要求，此時(shí)取F驅(qū) =1.2×5044.7N=6053.6N進(jìn)行計(jì)算。驅(qū)動(dòng)力與液壓缸工作壓力關(guān)系表2-1（1

20、）液壓缸內(nèi)徑D計(jì)算：當(dāng)油從無桿腔進(jìn)入：F驅(qū) = F1=P1D24當(dāng)油從有桿腔進(jìn)入：F驅(qū) = F2=P2D2-d24液壓缸的有效面積： S =F P所以 D=4FP1 （油從無桿腔進(jìn)入） D=4FP2+d2 （油從有桿腔進(jìn)入） 式中 F驅(qū)手臂升降液壓缸驅(qū)動(dòng)力（N） D液壓缸內(nèi)徑（mm） d活塞桿直徑（mm） 液壓缸機(jī)械效率，在工程機(jī)械中可用耐油橡膠查表得=0.90 P液壓缸的工作壓力（MPa）帶入數(shù)據(jù)得：D=4 F驅(qū)P1=4×6053.6314×0.8×106×00.90=0.1035m根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列（JB82666），為了更好的滿足要求，選取液壓

21、缸的內(nèi)徑為：D=160mm標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列表2-2（JB82666） 單位mm（2）活塞桿直徑d計(jì)算活塞桿直徑d根據(jù)工作壓力選取，當(dāng)液壓缸的往復(fù)速度比v有要求時(shí)，則： d = Dv-1v液壓缸工作壓力與活塞桿直徑表2-3液壓缸工作壓力P/MPa5577推薦活塞桿直d（0.50.55）D（0.60.7）D0.7D液壓缸往復(fù)速度比推薦值表2-4工作壓力p/MPa10102020往復(fù)速度比v1.331.4622由液壓缸往復(fù)比推薦值表可知v=1.33,帶入公式則有： d = Dv-1v=1601.33-11.33=79.7mm活塞桿直徑系列表2-5（JB82666）根據(jù)活塞桿直徑系列（JB82666

22、），選取活塞桿直徑為：d=80mm標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑系列表2-6（JB106867）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑系列表選擇，為了盡可能滿足要求，取液壓缸外徑D=245mm所以手臂升降液壓缸主要參數(shù)為：液壓缸內(nèi)徑D液壓缸外徑D工作壓力P活塞桿直徑d驅(qū)動(dòng)力F160mm245mm0.8MPa80mm6053.6N手臂升降缸工作原理：當(dāng)液壓油從下端油口輸入時(shí)，升降液壓缸將做上升運(yùn)動(dòng)，液壓油從上端油口回油；當(dāng)液壓油從上端油口進(jìn)油時(shí)，液壓缸做下降運(yùn)動(dòng)，液壓油從下端油口回油。2.7手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)力矩 M驅(qū) =M慣+M密+M回（1） M慣的計(jì)算M慣=Jo=Jot Jo=Jc +G總2g Jc

23、=ml2+3R212回轉(zhuǎn)部件可以等效為一個(gè)高1500mm，半徑為60mm的圓柱體，圓柱體重量為G總=1500N,設(shè)啟動(dòng)角速度=0.314rad/s,啟動(dòng)時(shí)間t=0.1s。所以 Jc =ml2+3R212 =15009.81.52+3×0.06212=28.8Nms2 Jo=Jc +G總2g=28.8+1500×0.87029.8=144.7Nms2 M慣=Jo=Jot=144.70.3140.1=454.5N.m（2） M密和M回的計(jì)算為了方便計(jì)算，密封處的摩擦阻力矩M密=0.03 M驅(qū)，由于回油背差一般非常的小，故在這里忽略不計(jì)，即M回=0。因此 M驅(qū) =M慣+M密+M回

24、=454.5+0.03M驅(qū) +0 即M驅(qū) = 468.6N.m2.8手臂回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)粗取b=60mm 液壓缸工作壓力P=4MPa，d=50mm,則由 M驅(qū) = PbD2-d28 得 D=8 M驅(qū)bP+d2=8×468.60.06×4×106+0.052=0.1346m根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列，為了盡可能滿足要求，取D=150mm式中 D液壓缸內(nèi)徑（mm） P回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力（MPa） b動(dòng)片寬度（mm） d輸出軸與動(dòng)片聯(lián)接處的直徑（mm）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑系列表選擇，為了盡可能滿足要求，取液壓缸外徑D=245mm所以手臂回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)為：工作壓力P液壓缸

25、內(nèi)徑D液壓缸外徑D動(dòng)片寬度b輸出軸直徑d驅(qū)動(dòng)力矩M4MPa140mm245mm60mm50mm468.6N.m回轉(zhuǎn)液壓缸回轉(zhuǎn)液壓缸的工作原理： 改回轉(zhuǎn)液壓缸為，軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，缸桶轉(zhuǎn)動(dòng)。軸當(dāng)液壓油從B側(cè)進(jìn)入時(shí)，回轉(zhuǎn)液壓缸缸桶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)液壓油從A側(cè)進(jìn)入時(shí)，回轉(zhuǎn)液壓缸缸桶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。第三章 聯(lián)接板 聯(lián)接板的介紹及作用聯(lián)接板采用鑄鐵制作而成，主要是聯(lián)接、支撐的作用，同時(shí)將液壓油通過油口輸送到上端手臂。聯(lián)接板的B面對A面的平行度有很大的要求.每100長度不大于0.02。同時(shí)要求鑄件的組織均勻，不得有沙眼、縮松、縮孔、疏松等缺陷，表面的粗糙度要低，防止接觸面高壓油泄露。尺寸長度是依據(jù)聯(lián)接手臂的長度、重量，

26、形狀所確定的。 聯(lián)接板第四章 螺釘與液壓缸壁厚的校核4.1手臂液壓缸螺釘?shù)男：寺葆旈g距t與壓力P之間的關(guān)系表4-1t為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓力有關(guān)，每個(gè)螺釘在危險(xiǎn)截面上承受的拉力為： FQs = FQ + FQs FQ為工作載荷，F(xiàn)Qs為預(yù)緊力（1）手臂升降液壓缸螺釘手臂升降液壓缸的工作壓力為0.8MPa。所以螺釘間距t小于150mm，試選擇4顆螺釘D6 =3.14×1606 =83.73mm 150mm所以選擇螺釘數(shù)目Z=6顆 危險(xiǎn)截面面積： S= D2-d24 =3.140,162-0.0824 =0.01507m2 FQ =SPZ =0.01507×0.8×

27、;1066 =2009.3NFQs=K FQ (K=1.51.8) 取K=1.7 則FQs=K FQ =1.7×2009.3=3415.9NFQs = FQ + FQs=2009.3 +3415.9=5425.1N 合=1.3FQsd24 式中 D缸體內(nèi)徑 螺釘材料的許用拉應(yīng)力（MPa） d螺釘螺紋內(nèi)徑（mm）螺釘材料選擇Q235A，查表得s=240MPa =sn =2401.5 =160MPa （n =1.22.5） 即 d4×1.3FQs =4×1.3×5425.13.14×160×106=0.0074m按標(biāo)準(zhǔn)螺釘直徑系列選取，為

28、了更好的滿足要求，取d=10mm（2）手臂回轉(zhuǎn)液壓缸螺釘手臂回轉(zhuǎn)缸的工作壓力為4MPa。所以螺釘間距t小于100mm，試選擇6顆螺栓 D6 =3.14×1406 =73.2mm 100mm所以選擇螺釘數(shù)目為6顆。同理可得 按標(biāo)準(zhǔn)螺釘直徑系列選取，為了更好的滿足要求，取d=10mm4.2動(dòng)片與輸出軸之間的聯(lián)接螺釘校核動(dòng)片與輸出軸之間的聯(lián)接螺釘見上回轉(zhuǎn)液壓缸圖由 bP8D2-d2= FQszd2得 FQs=bP4ZdD2-d2=0.06×4×1064×8×0.15×0.050.1342-0.052=15456N式中 被聯(lián)接件配合面間的摩擦

29、系數(shù) 查表得 =0.15 D動(dòng)片外徑（mm） d動(dòng)片與輸出軸配合處直徑（mm） FQs動(dòng)片和輸出軸間聯(lián)接螺釘?shù)念A(yù)緊力（N） B動(dòng)片寬度（mm） P回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力（Pa）螺釘?shù)膹?qiáng)度校核： 合=1.3 FQsd24螺釘材料選擇Q235A，取s=240MPa =sn =2401.5 =160MPa （n =1.22.5）即 d4×1.3 FQs=4×1.3×.14×160×106=0.0126m螺釘?shù)闹睆竭x擇d=12mm，選擇M12的開槽盤頭螺釘。式中 螺釘材料的許用拉應(yīng)力（MPa） d螺釘螺紋內(nèi)徑（mm）4.3手臂升降液壓缸筒的壁厚校核液壓缸的

30、壁厚為： =245-1602=42.5mm D =16042.5=3.710 該液壓缸壁為厚壁壁厚按下式進(jìn)行校核： D2+0.4Py-1.3Py-1式中 D缸筒內(nèi)徑； Py缸筒的試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力Pn16MPa時(shí)取Py=1.5Pn，當(dāng)Pn16MPa時(shí)取Py=1.25Pn； 缸筒材料的許用應(yīng)力，=b/n; n安全系數(shù)，一般取n=5.Pn=0.8MPa Py=1.5Pn=1.2MPa 缸筒材料為20鋼，b =100MPa 將數(shù)據(jù)帶入式中： D2+0.4Py-1.3Py-1=11.5mm 故液壓缸壁厚滿足要求。 同理手臂回轉(zhuǎn)液壓缸壁厚也滿足要求。第五章手臂液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)及液壓圖5.1液壓泵的

31、選擇（1）液壓回轉(zhuǎn)缸的流量計(jì)算q=VAV=r 而 =180×110°/s=1.92rad/s q=VA=V（D²-d²）4=1.92×0.07（0.14²-0.05²）4=574.6mL/s（2）液壓升降缸的流量計(jì)算q=VA=V（D²-d²）4=0.025×0,162-0.0824=376.8mL/s(3)確定液壓泵的額定流量qpKqmax即 qpKqmax=1.2×574.6=689.5mL/s式中 qp泵的輸出流量； K系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般K=1.11.3； qmax執(zhí)行原件實(shí)際需要的最大流量(4)確定液壓泵的額定壓力PpKPmax即 PpKPmax=1.4×