飲料搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)含proe三維及11張CAD圖,飲料,搬運(yùn),機(jī)械手,設(shè)計(jì),proe,三維,11,十一,cad
（飲料）搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)
摘 要
現(xiàn)代化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手，其能夠代替人手實(shí)現(xiàn)許多機(jī)械化的操作。最常用的方式是采用固定程序來(lái)控制機(jī)械手進(jìn)行指令的完成，這一次進(jìn)行設(shè)計(jì)的飲料搬運(yùn)機(jī)械手其構(gòu)成主要包含了進(jìn)行空間運(yùn)動(dòng)支撐的回轉(zhuǎn)裝置、進(jìn)行遠(yuǎn)近位移的伸縮裝置、可以抬起落下的升降裝置、以及用于夾緊貨物的夾緊裝置。
這次研究整體的流程上，首先對(duì)于需要設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手其運(yùn)行原理和需要的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，然后對(duì)應(yīng)的規(guī)劃了其設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)運(yùn)用三自由度的圓柱坐標(biāo)系設(shè)計(jì)的類型型；隨后，對(duì)于其相應(yīng)結(jié)構(gòu)所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究以及校核；最重要的步驟是對(duì)于各個(gè)主要的零部件完成了設(shè)計(jì)以及校核的任務(wù)；最后的步驟，通過(guò)AutoCAD制圖軟件繪制總體的裝配圖和具體的零件圖，并采用Pro/E軟件進(jìn)行了3D建模。
在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了加深的理解，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)等等；了解了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程并且可以快速的使用AutoCAD制圖軟件來(lái)進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)，對(duì)以后的專業(yè)生涯將產(chǎn)生很大的幫助。
關(guān)鍵字：機(jī)械手；回轉(zhuǎn)裝置；伸縮 ；夾緊；三自由度；圓柱坐標(biāo)
Abstract
The modern design of the handling manipulator can replace human hands to achieve many mechanized operations. The most commonly used way is to use the fixed program to control the manipulator to complete the command. The structure of the beverage handling manipulator designed this time mainly includes the rotary device for spatial motion support, the telescopic device for far and near displacement, the lifting device for lifting and falling, and the clamping device for clamping goods.
In the overall process of this study, firstly, the operation principle and structure of the handling manipulator to be designed are studied, and then the type of its design scheme should be designed by using the cylindrical coordinate system of three degrees of freedom; then, the data required by the corresponding structure are studied and checked; the most important step is to each main part The final step is to draw the general assembly drawing and the specific part drawing by AutoCAD drawing software, and use the Pro / E software to carry on the 3D modeling.
In the process of this design, we have a deep understanding of the professional knowledge learned by the University, such as: mechanical principle, mechanical design, material mechanics, etc.; we have understood the process of mechanical product design and can quickly use AutoCAD drawing software to carry out accurate design, which will be of great help to the future professional career.
Key words: manipulator; turning device; telescoping; clamping; three degrees of freedom; cylindrical coordinates
目 錄
摘 要 1
Abstract 2
第1章 緒論 4
1.1研究背景及現(xiàn)實(shí)意義 4
1.2對(duì)于機(jī)械手概論 5
1.2.1機(jī)械手的結(jié)構(gòu)組成 5
1.2.2對(duì)于機(jī)械手的歸類 5
1.3 機(jī)械手在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 5
第2章 總體方案設(shè)計(jì) 7
2.1 機(jī)械手設(shè)計(jì)要求 7
2.1.1動(dòng)作要求 7
2.1.2參數(shù)選定 7
2.2設(shè)計(jì)方案對(duì)比擬定 7
2.2.1構(gòu)造方案的選擇 7
2.2.2對(duì)于機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方案的確定 8
第3章 機(jī)械手手部研發(fā) 10
3.1手指卡鉗的研發(fā)與校核 10
3.1.1研發(fā)條件 10
3.1.2構(gòu)造尺寸研發(fā) 11
3.1.3強(qiáng)度校核 11
3.2夾持氣缸的研發(fā) 12
3.2.1氣缸構(gòu)造方法研發(fā) 12
3.2.2氣缸運(yùn)行壓力計(jì)算 12
3.2.3氣缸大部分?jǐn)?shù)據(jù)的確定 14
3.2.4氣缸強(qiáng)度的較核 14
3.3連接板的研發(fā)與校核 15
3.3.1構(gòu)造尺寸研發(fā) 15
3.3.2強(qiáng)度校核 15
3.4連接法蘭的構(gòu)造研發(fā) 16
第4章 機(jī)械手臂部研發(fā) 17
4.1臂部整體研發(fā) 17
4.2對(duì)于手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力驗(yàn)算 18
4.2.1 對(duì)應(yīng)手臂具備摩擦力的分析與運(yùn)算 18
4.2.2對(duì)于手臂密封處產(chǎn)生的摩擦阻力的驗(yàn)算 19
4.2.3對(duì)于手臂慣性力進(jìn)行的計(jì)算 19
4.3對(duì)于手臂伸縮氣缸進(jìn)行的研發(fā)工作 20
4.3.1對(duì)于氣缸的構(gòu)造尺寸進(jìn)行確定 20
4.3.2對(duì)于氣缸外徑進(jìn)行的研發(fā) 21
4.3.3對(duì)于活塞桿進(jìn)行的計(jì)算校核 21
4.3.4 對(duì)于氣缸端蓋進(jìn)行的研發(fā)操作 22
第5章 對(duì)于機(jī)械手的機(jī)身研發(fā) 24
5.1 機(jī)身的整體研發(fā) 24
5.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研發(fā) 25
5.2.1對(duì)應(yīng)回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)力矩進(jìn)行的計(jì)算 25
5.2.2 對(duì)于回轉(zhuǎn)缸對(duì)應(yīng)尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行研究確定 26
5.3對(duì)于機(jī)身進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)研發(fā) 28
5.3.1手臂片需要承擔(dān)的重力矩運(yùn)算 28
5.3.2有關(guān)于升降導(dǎo)向立柱不會(huì)發(fā)生自鎖卡死的要求 29
5.3.3對(duì)于升降氣缸進(jìn)行對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的驗(yàn)算 30
5.3.4升降缸尺寸數(shù)據(jù)的確定 31
5.4螺栓的確定出與校核 32
5.4.1對(duì)于螺栓類別進(jìn)行確定 32
5.4.2對(duì)應(yīng)螺栓組進(jìn)行的布置 33
5.4.3對(duì)于螺進(jìn)行相應(yīng)的受力分析 34
5.4.4對(duì)于相應(yīng)螺栓組傾覆力矩進(jìn)行的計(jì)算校核 34
第6章 基于Pro/E的三維研發(fā) 37
6.1 Pro/E三維研發(fā)軟件概述 37
6.2三維研發(fā) 37
6.2.1升降缸桿 37
6.2.2伸縮缸體 37
6.2.3轉(zhuǎn)動(dòng)缸體 38
6.2.4手抓連接支架 38
6.2.5總成三維裝配 38
總 結(jié) 40
參考文獻(xiàn) 41
致 謝 42
V
第1章 緒論
1.1研究背景及現(xiàn)實(shí)意義
現(xiàn)代社會(huì)機(jī)械加工領(lǐng)域運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)越來(lái)越多，多以機(jī)械手臂進(jìn)行應(yīng)用的地方逐漸增多。機(jī)械手的作用是替代人類手臂的一些動(dòng)作，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序、行程軌跡還有別的一些要求，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于物品的拿取，運(yùn)輸，操作。機(jī)械手的應(yīng)用能夠代替許多機(jī)械含量不高的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，減少人工成本，減輕人工負(fù)擔(dān)。
現(xiàn)在因?yàn)榭紤]到勞動(dòng)力負(fù)擔(dān)以及技術(shù)成本支出，國(guó)內(nèi)飲料產(chǎn)業(yè)大多仍然應(yīng)用人工來(lái)搬運(yùn)飲料，這種方法不僅效率很低，還對(duì)應(yīng)增加了工人所需要承擔(dān)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了操作者遭遇意外事故的風(fēng)險(xiǎn)。一些飲料生產(chǎn)廠家為了減輕工人的負(fù)擔(dān)，提升搬運(yùn)流程的效率，位于裝卸的部位進(jìn)行相應(yīng)機(jī)械手的運(yùn)用。所以可以設(shè)計(jì)出滿足代替人工進(jìn)行機(jī)械化搬運(yùn)的機(jī)械手就變得相當(dāng)重要。本次課題設(shè)計(jì)就是依據(jù)這個(gè)對(duì)應(yīng)的實(shí)際問(wèn)題的要求，來(lái)對(duì)于對(duì)應(yīng)的機(jī)械手進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。
1.2對(duì)于機(jī)械手概論
1.2.1機(jī)械手的結(jié)構(gòu)組成
傳統(tǒng)的機(jī)械手構(gòu)造主要包含進(jìn)行抓取的手部、靈活的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的控制結(jié)構(gòu)三個(gè)部分。手部是用來(lái)拿取產(chǎn)品箱的所需構(gòu)件，具體依據(jù)抓取物品的形狀規(guī)格、尺寸大小、具備的質(zhì)量、構(gòu)成的材質(zhì)和作業(yè)要求可以進(jìn)行設(shè)計(jì)不同的結(jié)構(gòu)組成，比如說(shuō)進(jìn)行可以?shī)A持的類型、可以依靠機(jī)械臂進(jìn)行托持的類型和和利用物理磁性做成的吸附型等。對(duì)于涉及的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它能夠確保手部進(jìn)行完成一定范圍的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、一定方向的位移或空間范圍之內(nèi)完成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)完成直線預(yù)定好的運(yùn)動(dòng)，改變物品的空間位置。在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中可以對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)空間坐標(biāo)系中x,y，z不同方向上的運(yùn)動(dòng)方式，可以稱為機(jī)械手可以具備的自由度 ，為了可以方便的在空間中進(jìn)行任意位置的操作，需有機(jī)械手最好一共具備三個(gè)方向平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)共計(jì)6個(gè)自由度。自由度的設(shè)計(jì)是對(duì)于機(jī)械手研究過(guò)程中的重要參數(shù)。對(duì)應(yīng)機(jī)械臂擁有自由度數(shù)目越多，那么機(jī)械手可以具備更加靈活的特性，而且其具有更廣的靈活性，同時(shí)也具備繁雜的結(jié)構(gòu)。一般情況下對(duì)于專業(yè)問(wèn)題設(shè)計(jì)的機(jī)械手要求其具備二到三個(gè)自由度即可。
1.2.2對(duì)于機(jī)械手的歸類
有關(guān)于機(jī)械手進(jìn)行的歸類，依據(jù)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方法能夠?qū)⑵浞诸惓蓺鈮候?qū)動(dòng)式、液壓驅(qū)動(dòng)式、電力驅(qū)動(dòng)式等等；依據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域可以歸類為專用機(jī)械手以及通用機(jī)械手兩個(gè)種類；根據(jù)對(duì)于其運(yùn)動(dòng)路線進(jìn)行控制的方法能夠分為點(diǎn)位控制以及連續(xù)軌跡控制機(jī)械手兩類。對(duì)于機(jī)械手大致可以進(jìn)行分成三個(gè)類別：第一個(gè)類別是可以不依靠人工進(jìn)行運(yùn)作的通用類型的機(jī)械手。這種機(jī)械手可以獨(dú)立進(jìn)行操作而不需要依靠其他的裝置。它能夠依據(jù)所要完成的任務(wù)進(jìn)行專業(yè)編程，以此來(lái)達(dá)各這種目的。它最大的特征是它除了能夠具備對(duì)應(yīng)的普通機(jī)械所具備的性能以外，還有重復(fù)記憶操作的智能條件。第二類則是需要依靠人力的，可以稱之為操作機(jī)。起開(kāi)始的在原子以及軍工領(lǐng)域開(kāi)始發(fā)展起來(lái)，初期的時(shí)候可以先通過(guò)操作機(jī)進(jìn)行一些指定命令的工作，之后漸漸得到了更加智能的遠(yuǎn)距離操作的應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)中所采用的進(jìn)行鍛造應(yīng)用的操作機(jī)也歸此類。第三類是用來(lái)解決人工輸送的專用機(jī)械手，可以設(shè)置在專用的生產(chǎn)線上，進(jìn)一步來(lái)解決有關(guān)于飲料運(yùn)送之類的問(wèn)題。此種類別的機(jī)械手是為主機(jī)服務(wù)的由主機(jī)來(lái)進(jìn)行控制帶動(dòng)；除了極少數(shù)可以人工進(jìn)行編程的程序外，其自身具備的程序一般難以更改，因而作用單一，只適合于特定的工作。目前國(guó)外的研究主要是對(duì)于第一類機(jī)械手開(kāi)展的。
1.3 機(jī)械手在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)械手的研究最早開(kāi)始于美國(guó)。在1958年美國(guó)公司開(kāi)始研發(fā)了第一臺(tái)機(jī)械手設(shè)備。其具備的具體結(jié)構(gòu)是：將一個(gè)具有回轉(zhuǎn)功能的長(zhǎng)臂結(jié)構(gòu)放置在基體上，在頂部設(shè)置具有電磁快的抓取裝置。
1962年，美國(guó)公司基于以上的研究成果又進(jìn)行研發(fā)出了一款升級(jí)版的機(jī)械手臂。其具備的商用名稱可以表示為Unimate。它對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)裝置參考了坦克上設(shè)置的炮塔，保證了臂可以實(shí)現(xiàn)升降，回轉(zhuǎn)等操作、動(dòng)力方面采用氣壓驅(qū)動(dòng)方式提供動(dòng)力；程序的儲(chǔ)存采用了磁鼓儲(chǔ)存。很多新型的球坐標(biāo)通用機(jī)械手既是在此基礎(chǔ)上漸漸進(jìn)行研制的。在同年市面上又出現(xiàn)了專門進(jìn)行搬運(yùn)操作的特定機(jī)械手。
1962年美國(guó)機(jī)械制造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用氣壓驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國(guó)外搬運(yùn)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。
1978年美國(guó)Unimate公司和一些著名高校聯(lián)合進(jìn)行研制了Unimate-Vicarm型號(hào)的搬運(yùn)機(jī)械手，在這種機(jī)械手之上設(shè)置微型電子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行整體操控，可以應(yīng)用在配合裝運(yùn)的工作，對(duì)其產(chǎn)生的定位誤差需要保證小于±1毫米。德國(guó)機(jī)械制造業(yè)對(duì)于機(jī)械手的運(yùn)用開(kāi)始于1970年，其大部分在起重機(jī)械領(lǐng)域、機(jī)械焊接領(lǐng)域和設(shè)備搬運(yùn)工作得到了對(duì)應(yīng)的使用。
同時(shí)德國(guó)的一家公司還對(duì)應(yīng)制作了一種可以進(jìn)行點(diǎn)焊作業(yè)的機(jī)械手，對(duì)應(yīng)運(yùn)用關(guān)節(jié)式構(gòu)造模型使其更加靈活。加上了對(duì)應(yīng)的程序控制可以滿足多種需要。日本是對(duì)應(yīng)搬運(yùn)機(jī)械手領(lǐng)域內(nèi)得到了最多進(jìn)展和更多應(yīng)用的國(guó)家。自從其1969年在于美國(guó)購(gòu)入兩種不同類別機(jī)械手后開(kāi)始加大力度在在機(jī)械手的生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行投入。前蘇聯(lián)從六十年代剛剛開(kāi)始時(shí)逐步使用機(jī)械手，到了1977年末的時(shí)候，蘇聯(lián)具備的機(jī)械手一部分依賴國(guó)產(chǎn)，一部分依賴進(jìn)口。
在于國(guó)內(nèi)機(jī)械領(lǐng)域使用的機(jī)械手設(shè)備很多都是進(jìn)行專用的設(shè)備，其歸屬于一個(gè)主設(shè)備，有著機(jī)械的工作流程。進(jìn)行發(fā)展的通用機(jī)械手也取得了進(jìn)展，在目前使用的絕大多是就是開(kāi)關(guān)式運(yùn)用點(diǎn)位進(jìn)行控制的類型，對(duì)應(yīng)可以進(jìn)行時(shí)是調(diào)節(jié)的伺服型機(jī)械手已研制出數(shù)臺(tái)，但是復(fù)雜的對(duì)于連續(xù)軌跡進(jìn)行控制的類型還沒(méi)有成功研發(fā)?？刂品绞街袑?duì)應(yīng)的觸點(diǎn)類型的固定程序控制占了很大程度的比例，進(jìn)行專用的機(jī)械手大多都運(yùn)用此種控制模式。
第2章 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 機(jī)械手設(shè)計(jì)要求
2.1.1動(dòng)作要求
進(jìn)行研發(fā)的機(jī)械手要求其可以在位于貨車以及倉(cāng)庫(kù)之間的過(guò)程中進(jìn)行飲料箱的移動(dòng)操作。及具體具備的動(dòng)作是：機(jī)械手部對(duì)應(yīng)的抓緊飲料箱子，向上進(jìn)行抬起使其離開(kāi)原有位置，然后手臂進(jìn)行縮回，在水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，到了指定位置后放下飲料箱。
2.1.2參數(shù)選定
此次研發(fā)確定出具體的數(shù)據(jù)如下所示：
（數(shù)據(jù)1）進(jìn)行伸縮行程長(zhǎng)短：1000mm，進(jìn)行伸縮具備的速度，250mm/s；
（數(shù)據(jù)2）有關(guān)升降對(duì)應(yīng)行程：330mm，有關(guān)升降對(duì)應(yīng)速度，60mm/s；
（數(shù)據(jù)3）設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)范圍大小：210°，對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)速度大小，70°/s；
（數(shù)據(jù)4）建議抓取重量大小：10kg。
2.2設(shè)計(jì)方案對(duì)比擬定
2.2.1構(gòu)造方案的選擇
有關(guān)搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)包含了不同的構(gòu)造形式，大部分都具有直角坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)構(gòu)造，圓柱坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)構(gòu)造，球坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)構(gòu)造，關(guān)節(jié)型系對(duì)應(yīng)構(gòu)造一共四種。每種構(gòu)造的形式還有其具備的特點(diǎn)，分別做出介紹：
（1）有關(guān)直角坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)機(jī)器人構(gòu)造
直角坐標(biāo)機(jī)器人對(duì)應(yīng)的空間內(nèi)運(yùn)行方式是可以通過(guò)3個(gè)交叉的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到的，如圖2-1. a。因?yàn)橹本€運(yùn)動(dòng)在理論上方便實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)模式的方位控制，所以，直角坐標(biāo)機(jī)器人就能在空間位置的精度上達(dá)到很高標(biāo)準(zhǔn)（μm級(jí)）。
（2）有關(guān)圓柱坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)機(jī)器人構(gòu)造
對(duì)于圓柱坐標(biāo)機(jī)器人它在整個(gè)空間內(nèi)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式是采取中心的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及不同的兩個(gè)直線方向的位移組合而成，如圖2-1.b。這種類型機(jī)器人其構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)潔，也具備了相應(yīng)的精度要求，經(jīng)常在搬運(yùn)工作中得到運(yùn)用。它對(duì)應(yīng)的工作空間就是一個(gè)圓柱形狀的范圍。
（3）有關(guān)球坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)機(jī)器人構(gòu)造
有關(guān)球坐標(biāo)機(jī)器人對(duì)應(yīng)在空間之中的位移是經(jīng)過(guò)兩個(gè)可以回轉(zhuǎn)的分運(yùn)動(dòng)以及一個(gè)固定的直線方向大位移來(lái)達(dá)到的，如圖2-1.c。這種類別機(jī)器人皆有簡(jiǎn)單的構(gòu)造、其對(duì)應(yīng)生產(chǎn)成本也不高，所以對(duì)應(yīng)的精度也不會(huì)很高。而且很多在搬運(yùn)領(lǐng)域得到應(yīng)用。它對(duì)應(yīng)的工作空間和一個(gè)球形很相似。
（4）有關(guān)關(guān)節(jié)型系對(duì)應(yīng)機(jī)械手構(gòu)造
對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)型機(jī)器人具備的在空間范圍的運(yùn)動(dòng)方式是由三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)達(dá)到的，如圖2-1.d。關(guān)節(jié)型機(jī)器人具有的優(yōu)點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)具有很高的靈活性，構(gòu)造相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)，整體占據(jù)空間也不大。其自身尺寸相對(duì)于空間來(lái)說(shuō)不需要占據(jù)很大的位置。
圖2-1對(duì)應(yīng)機(jī)械手坐標(biāo)示意
依據(jù)條件，需要達(dá)到飲料箱可以在倉(cāng)庫(kù)以及貨車間進(jìn)行自動(dòng)化機(jī)械手搬運(yùn)，它的運(yùn)行范圍大小不必很大，需要占據(jù)的空間位置盡可能小一些，所以本次考慮選用研制具備三自由度的圓柱坐標(biāo)類型的的構(gòu)造方案。
依據(jù)以上研究，這一次進(jìn)行研發(fā)的機(jī)械手，決定進(jìn)行運(yùn)用具備三自由度的圓柱坐標(biāo)類型機(jī)械手。
2.2.2對(duì)于機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方案的確定
相應(yīng)的機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式，按其依靠的動(dòng)力源可以分類成液壓驅(qū)動(dòng)、氣驅(qū)動(dòng)以及電驅(qū)動(dòng)三個(gè)類別。依據(jù)需求也能夠?qū)⑵溥M(jìn)行綜合運(yùn)用復(fù)合式的驅(qū)動(dòng)形式。此三類基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備的大部分性能如下：
（1）液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)
現(xiàn)在液壓技術(shù)發(fā)展已經(jīng)較為成熟，它可以包含較大的動(dòng)力、可以具備的力（或力矩）以及慣量相對(duì)較大、具有快速響應(yīng)優(yōu)勢(shì)、可以進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)。比較適用于受載需求較大，需要慣量較大以及在危險(xiǎn)環(huán)境中運(yùn)行的機(jī)器人。但是，液壓系統(tǒng)的運(yùn)作需要發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換，多進(jìn)行運(yùn)用節(jié)流的方式進(jìn)行調(diào)速，可以達(dá)到的效率會(huì)低于電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，里面的液壓液體也可能發(fā)生泄露造成污染，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)行噪音也相對(duì)較高。
（2）氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)
驅(qū)動(dòng)的速度很快，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)造不復(fù)雜，易于維修，其價(jià)格也比較便宜?？梢园仓迷谥?、小負(fù)載的機(jī)器人。但因?yàn)槠溥\(yùn)行時(shí)不容易進(jìn)行伺服的調(diào)控，所以更多的運(yùn)用在經(jīng)過(guò)程序進(jìn)行控制的機(jī)器人當(dāng)中，比如在進(jìn)行上、下料流程過(guò)程中以及進(jìn)行沖壓操作的沖壓機(jī)器人中使用較多。
（3）電動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)
因?yàn)樾阅苌暇邆涞牡蛻T量、大轉(zhuǎn)矩的伺服電機(jī)還有其配備的伺服機(jī)構(gòu)的大范圍的運(yùn)用，使得電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械手領(lǐng)域得到了大量使用。這種類型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不存在對(duì)能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使用方式簡(jiǎn)單，可以產(chǎn)生的噪聲相對(duì)較小，對(duì)于其進(jìn)行的控制十分靈活。許多對(duì)應(yīng)的電機(jī)后面需要配備一套傳動(dòng)比較精密的原件。但其需要的成本相對(duì)于其它其他兩種驅(qū)動(dòng)方式來(lái)講較高。正是因?yàn)檫@種類別驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備了很多突出的優(yōu)勢(shì)，所以在機(jī)器人領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。
在工業(yè)機(jī)械手領(lǐng)域當(dāng)中得到了使用最多的驅(qū)動(dòng)方式就是運(yùn)用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這種類別機(jī)械手對(duì)應(yīng)的控制精度相對(duì)很高，可以具備的驅(qū)動(dòng)力相對(duì)較大，對(duì)于問(wèn)題的響應(yīng)快，對(duì)于信號(hào)敏感，即使處理的能力快，并可以運(yùn)用很多種不同的控制方法。只是由于這種類別機(jī)械手其對(duì)應(yīng)的價(jià)格高，在一些場(chǎng)合不具備使用的條件。
氣動(dòng)機(jī)械手相對(duì)于其他方式來(lái)講，它的價(jià)格比較低、構(gòu)造也不復(fù)雜、功率體積的比例較高、沒(méi)有污染的產(chǎn)生也具備很強(qiáng)的抗干擾性能力，下表對(duì)于每種方式作了比較。
表2.1 每種控制方式的特點(diǎn)
因?yàn)闅鈩?dòng)驅(qū)動(dòng)價(jià)格便宜，技術(shù)要求低，幾乎不存在危險(xiǎn)，系統(tǒng)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于運(yùn)行的環(huán)境也沒(méi)有特殊要求，適合于此次進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)。
綜上述所述本次設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)方案如下圖2-2所示。
圖2-2 搬運(yùn)機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖
1-底座 2-機(jī)身升降缸 3-機(jī)身回轉(zhuǎn)缸 4-臂部伸縮缸 5-手抓連接板 6-手抓夾緊缸 7-手抓卡鉗
其工作時(shí)，機(jī)身升降缸2伸縮運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手升降，機(jī)身回轉(zhuǎn)缸3回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂回轉(zhuǎn)，臂部伸縮缸4伸縮運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手抓連接板5伸縮，手抓連接板再帶動(dòng)手抓運(yùn)動(dòng)，夾緊缸可驅(qū)動(dòng)手抓卡鉗7夾緊或松開(kāi)貨物（飲料箱）。
第3章 機(jī)械手手部研發(fā)
3.1手指卡鉗的研發(fā)與校核
3.1.1研發(fā)條件
進(jìn)行研制的機(jī)械手的手部需要直接進(jìn)行飲料的抓取，它將直接關(guān)系到機(jī)械手進(jìn)行工作時(shí)的流暢程度，作為組成工業(yè)機(jī)械手最重要機(jī)構(gòu)之一。在進(jìn)行研制時(shí)需要注意到以下的要求：
（要求1）盡量的采取結(jié)構(gòu)緊湊整體輕便的總體設(shè)計(jì)，方便腕部以及臂部的構(gòu)造研發(fā)
（要求2）機(jī)械臂的手指對(duì)應(yīng)相應(yīng)的開(kāi)閉幅度。其大小不但需要配合飲料箱的尺寸大小，還應(yīng)特別關(guān)注機(jī)械手在逐漸接近飲料箱具備的運(yùn)動(dòng)路線長(zhǎng)短及其對(duì)應(yīng)方位產(chǎn)生的影響。
（要求3）對(duì)應(yīng)手指需要具備足夠大小夾緊力的作用，除了需要考慮到進(jìn)行夾取需要克服的重力外，還應(yīng)當(dāng)注意到運(yùn)行過(guò)程中可能具備的動(dòng)載荷。
3.1.2構(gòu)造尺寸研發(fā)
（1）相關(guān)數(shù)據(jù)確定
確定進(jìn)行抓取箱子數(shù)據(jù)選擇如下：
對(duì)應(yīng)的尺寸大小為：300mm×300mm×50mm；
對(duì)應(yīng)的重量大小為：10KG
（2）相關(guān)尺寸確定
依據(jù)箱子尺寸確定手指進(jìn)行運(yùn)動(dòng)幅度為：250~350mm
確定出手指卡鉗需要具備的寬度大小為：60mm；厚度大小為：20mm
依據(jù)之后研究對(duì)于其他機(jī)構(gòu)的研發(fā)進(jìn)行配合之后確定出手指卡鉗完整構(gòu)造尺寸如下：
圖3-1 手指卡鉗結(jié)構(gòu)示意
3.1.3強(qiáng)度校核
因?yàn)閷?duì)應(yīng)的手指卡鉗在進(jìn)行對(duì)于箱子的夾持時(shí)只受到彎矩的影響，因此對(duì)于強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)只需對(duì)于彎曲強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。
對(duì)于抓取箱子時(shí)需要滿足的抓緊力大小應(yīng)該符合：
所以卡鉗承受推力大小應(yīng)符合：
這個(gè)公式里：f代表了手爪以及箱子對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的靜摩擦系數(shù)的大小，標(biāo)準(zhǔn)箱子材質(zhì)選擇40號(hào)鋼，抓部采取鋁進(jìn)行制作，經(jīng)過(guò)查閱資料可以得到摩擦系數(shù)f=0.13
因此可以得到，在這里可以取
可能失效的截面就是其面積最窄而且距離末端最長(zhǎng)的截面，計(jì)算其對(duì)應(yīng)彎矩大小為：
對(duì)應(yīng)的抗彎截面系數(shù)可以確定為
發(fā)生在截面上對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)力的大小
制作的卡鉗需要的材質(zhì)為Al。查閱資料得到得
那么：，所以設(shè)計(jì)的抓部符合要求。
3.2夾持氣缸的研發(fā)
3.2.1氣缸構(gòu)造方法研發(fā)
運(yùn)行過(guò)程中為了使得機(jī)械臂手指在進(jìn)行夾緊時(shí)卡鉗不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)而且?jiàn)A持狀態(tài)保持平穩(wěn)，這一次運(yùn)用的左右方向上具備的卡鉗都采用了雙活塞式進(jìn)行夾持的氣缸，它對(duì)應(yīng)的構(gòu)造方法如圖所示。
圖3-2 對(duì)于夾持氣缸對(duì)應(yīng)構(gòu)造
3.2.2氣缸運(yùn)行壓力計(jì)算
如果確保手爪可以把箱子抓起來(lái)那么必須滿足如下要求：
在這個(gè)式子中，這里的對(duì)應(yīng)表示為需要夾持力大??；
這里的對(duì)應(yīng)表示為安全系數(shù)，這里通常可以取1.2~2；
這里的對(duì)應(yīng)表示為為動(dòng)載系數(shù)，如果考慮到慣性力這里可以按照約等，可以代表機(jī)械手在進(jìn)行箱子運(yùn)輸?shù)牧鞒讨兴邆涞募铀俣却笮?，單位是，，代表的是重力加速度?
這里的對(duì)應(yīng)表示為方位系數(shù)，經(jīng)過(guò)查閱資料可以選?。?
這里的對(duì)應(yīng)表示為被抓持箱子的重量大小約等于10；
帶入數(shù)據(jù)確定出： ；
進(jìn)行理論驅(qū)動(dòng)力的驗(yàn)算：
式中，
這里的對(duì)應(yīng)表示為氣缸所需理論驅(qū)動(dòng)力；
這里的對(duì)應(yīng)表示為夾緊力到回轉(zhuǎn)支點(diǎn)具備的長(zhǎng)度；
這里的對(duì)應(yīng)表示為扇形形狀的齒輪分度圓半徑大小；
這里的可以對(duì)應(yīng)表示為手指進(jìn)行夾取的力的大小；
這里的對(duì)應(yīng)表示相關(guān)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具備的效率大小，這里可以選擇0.92；
其他同上。將各參數(shù)帶入進(jìn)行計(jì)算得到
驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算公式可以表示為：
式中，這里的對(duì)應(yīng)表示為驗(yàn)算驅(qū)動(dòng)力大??；
這里的對(duì)應(yīng)表示生產(chǎn)安全系數(shù)，這里可以選1.2；
這里的對(duì)應(yīng)表示運(yùn)行條件系數(shù)，這里可以選1.1；
其他同上。將數(shù)據(jù)進(jìn)行帶入可以計(jì)算出：
但是氣缸具備的運(yùn)行驅(qū)動(dòng)力是經(jīng)過(guò)缸內(nèi)存在的氣壓進(jìn)行提供的，所以存在
這個(gè)式子中，這里的對(duì)應(yīng)表示為氣缸在運(yùn)行時(shí)需要提供的氣壓；
這里的對(duì)應(yīng)表示為柱塞具備的截面積；
經(jīng)驗(yàn)算，所需的動(dòng)力氣壓為：
3.2.3氣缸大部分?jǐn)?shù)據(jù)的確定
對(duì)于本次選用的氣缸運(yùn)行運(yùn)行時(shí)所需的壓力以及缸在帶動(dòng)下具備的速度，在于氣壓系統(tǒng)的初期研發(fā)的步驟中，可以通過(guò)外部產(chǎn)生的氣壓回路、運(yùn)用恰當(dāng)?shù)淖兯倩芈吩O(shè)計(jì)以及相應(yīng)的變化元件來(lái)完成。經(jīng)過(guò)認(rèn)真的研究，再進(jìn)行綜合各個(gè)方面的因素影響，可以初步確定出各個(gè)氣缸所具備的數(shù)據(jù)如下：
表3-2對(duì)應(yīng)氣缸數(shù)據(jù)
注釋：氣缸在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)所需壓力由系統(tǒng)設(shè)定的壓力閥調(diào)整。
對(duì)于夾持氣缸進(jìn)行研發(fā)的過(guò)程中，其一是可以加強(qiáng)其抵抗彎矩的功能，二是經(jīng)過(guò)較為完善的構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其可以具有盡量大的剛度。為了完成這兩個(gè)要求，進(jìn)行研發(fā)中運(yùn)用了不同的導(dǎo)向桿件，以達(dá)到長(zhǎng)行程活塞桿所要具備的平穩(wěn)程度以及導(dǎo)向問(wèn)題的要求。當(dāng)其作為氣壓方式的執(zhí)行構(gòu)件，符合這里的驅(qū)動(dòng)力大小的條件是容易達(dá)到的，需要進(jìn)行解決的重大問(wèn)題仍舊是它對(duì)應(yīng)的構(gòu)造研發(fā)能否有滿足條件的剛度來(lái)抵抗發(fā)生的傾覆變形。
3.2.4氣缸強(qiáng)度的較核
（1）對(duì)于缸筒壁厚的較核
在滿足條件 D/時(shí)，氣缸壁厚的進(jìn)行驗(yàn)算的公式確定如下：
這個(gè)式子中，這里的對(duì)應(yīng)表示為缸筒內(nèi)徑大?。?
這里的對(duì)應(yīng)表示為缸筒試驗(yàn)壓力的大小，當(dāng)缸對(duì)應(yīng)的額定壓力大小時(shí)，這里進(jìn)行設(shè)定；
這里的對(duì)應(yīng)表示為缸筒材質(zhì)的許用應(yīng)力，其中，表示為材質(zhì)進(jìn)行抗拉強(qiáng)度大小，經(jīng)過(guò)對(duì)于相關(guān)資料進(jìn)行的查閱可以取得其大小350，為對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)大小，在這里可以取得；
可以經(jīng)過(guò)代入來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算，上式成立。所以設(shè)計(jì)得氣缸壁厚達(dá)到所需要求。
（2）對(duì)于活塞桿直徑進(jìn)行驗(yàn)算
對(duì)應(yīng)的氣缸活塞桿直徑進(jìn)行驗(yàn)算得式子為
在此式中， 這里的對(duì)應(yīng)表示為活塞桿上作用力得大??；
這里的對(duì)應(yīng)表示為活塞桿材質(zhì)需要具備的許用應(yīng)力，此處；
進(jìn)行代入可以進(jìn)行確定，通過(guò)進(jìn)行計(jì)算較核可以使得上式得到成立，因此活塞桿對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度大小可以符合運(yùn)算要求。
3.3連接板的研發(fā)與校核
3.3.1構(gòu)造尺寸研發(fā)
依據(jù)卡鉗還有氣缸具備得尺寸大小進(jìn)行研發(fā)匹配后連接板的詳細(xì)構(gòu)造尺寸如下：
圖3-3 連接板尺寸示意圖
3.3.2強(qiáng)度校核
因?yàn)榭ㄣQ在進(jìn)行對(duì)箱子進(jìn)行夾取時(shí)候可能只會(huì)承擔(dān)彎矩大小，對(duì)應(yīng)的連接板和它一致，所以在進(jìn)行對(duì)應(yīng)強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)只需對(duì)于彎曲強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算即可。
可以知道連接板承擔(dān)的推力大小和卡鉗一致，所以有：
對(duì)應(yīng)最容易失效的截面就是得最窄而且距離末端距離最長(zhǎng)的設(shè)計(jì)截面處，對(duì)應(yīng)彎矩大小計(jì)算為：
對(duì)應(yīng)的抗彎截面系數(shù)大小計(jì)算為
所以對(duì)應(yīng)截面上需要承載得彎曲應(yīng)力大小為：
制造卡鉗的材質(zhì)選取得是Al。查閱相關(guān)資料可以的查得
經(jīng)過(guò)比較：，所以可以符合對(duì)應(yīng)強(qiáng)度得要求。
3.4連接法蘭的構(gòu)造研發(fā)
可以運(yùn)用CAD研發(fā)之后獲得了連接法蘭的構(gòu)造尺寸大小，因?yàn)槿康脵C(jī)械手重量大小并不是很大所以不必須對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度方面得驗(yàn)算：
圖3-4 連接法蘭示意圖
第4章 機(jī)械手臂部研發(fā)
4.1臂部整體研發(fā)
有關(guān)得機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)是機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的空間執(zhí)行構(gòu)件。其具備的作用主要是對(duì)于機(jī)械腕部以及機(jī)械手部起到運(yùn)行得支撐和帶動(dòng)，使得他們可以在空間范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
對(duì)于對(duì)應(yīng)得臂部需要進(jìn)行達(dá)到符合條件的活動(dòng)，需要符合下面每項(xiàng)基本條件：
（條件1）對(duì)應(yīng)機(jī)械手臂形式承擔(dān)得載荷
對(duì)應(yīng)本次研究得機(jī)身承擔(dān)載荷得能力，主要需要依靠其對(duì)應(yīng)剛度得大小，在于構(gòu)造方面運(yùn)用水平方向懸伸梁得方式。
（條件2）對(duì)應(yīng)得臂部移動(dòng)對(duì)應(yīng)速度需要高一些，對(duì)應(yīng)慣性盡量小
相對(duì)于可以進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，對(duì)應(yīng)的最高得速度研發(fā)設(shè)定在1000～1500mm/s的范圍之內(nèi)，其需要具備的最大回轉(zhuǎn)角速度研發(fā)范圍在180°/s內(nèi)，在許多行程距離上其可以達(dá)到的平均移動(dòng)速度大小設(shè)定在1000mm/s內(nèi)的范圍，對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)角速度為大小也應(yīng)保持在90°/s的范圍內(nèi)。
（條件3）對(duì)應(yīng)手臂進(jìn)行運(yùn)作時(shí)需要保持靈活性
相對(duì)于懸臂式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的機(jī)械手，它所包含的傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向件結(jié)構(gòu)以及定位件結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)保持合理，這樣可以使得手臂具備的運(yùn)動(dòng)流程達(dá)到平衡狀態(tài)，用來(lái)減少其相對(duì)升降方向支撐軸線所產(chǎn)生的偏心力矩，避免自鎖現(xiàn)象而不能正常的運(yùn)動(dòng)。
（條件4）對(duì)應(yīng)的方位精度需求需要盡量高
對(duì)于一般的情形來(lái)看，對(duì)應(yīng)的直角形狀以及圓柱形狀坐標(biāo)式工作的機(jī)械手，其所具備的方位精度相對(duì)高一些；在此以外，機(jī)械手需要達(dá)到的通用性也更好一些，可以滿足多種作業(yè)的條件；具備的機(jī)械加工工藝性更加，更有利于加工和安裝；運(yùn)用于熱加工的機(jī)械手，其對(duì)應(yīng)還需要對(duì)隔熱以及冷卻的步驟進(jìn)行考慮；在粉塵大工作環(huán)境中使用的機(jī)械手，還需要進(jìn)行防塵裝置的應(yīng)用設(shè)計(jì)等。
估計(jì)到這一次研發(fā)的機(jī)械手對(duì)應(yīng)最大夾取的重量大小是10Kg，這屬于較小的質(zhì)量，因此本研發(fā)可以運(yùn)用氣缸桿式結(jié)構(gòu)的伸縮機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)手臂的伸縮氣缸配合的活塞桿可以放置于導(dǎo)向套內(nèi)，進(jìn)一步能夠減小氣缸桿所具備的彎曲應(yīng)力的大小。運(yùn)用氣壓的方式進(jìn)行機(jī)械驅(qū)動(dòng)，氣缸容量考慮選用雙作用氣缸進(jìn)行安裝。
4.2對(duì)于手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力驗(yàn)算
進(jìn)行水平方向伸縮形式直線方向上活動(dòng)的氣缸所需的驅(qū)動(dòng)力大小是依據(jù)氣缸活動(dòng)時(shí)所需要平衡得摩擦力以及慣性力等各種產(chǎn)生的阻力，以此來(lái)對(duì)于氣缸所需要的驅(qū)動(dòng)力大小進(jìn)行確定?？梢缘玫綒飧讓?duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)感活塞可以得到得驅(qū)動(dòng)力大小運(yùn)算公式為
4.2.1 對(duì)應(yīng)手臂具備摩擦力的分析與運(yùn)算
因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)所需對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向桿位于水平位置時(shí)需要在對(duì)稱方向進(jìn)行安裝，使得兩導(dǎo)向桿可以受到平衡得力，這里依照一個(gè)導(dǎo)向桿進(jìn)行計(jì)算。
得到計(jì)算公式
得到計(jì)算公式
在這個(gè)式子中
這里的對(duì)應(yīng)表示參加活動(dòng)的零機(jī)構(gòu)總體承擔(dān)的重力（包括箱子）（N）；
這里的L——對(duì)應(yīng)表示手臂以及活動(dòng)的零機(jī)構(gòu)的總重具備的重心到導(dǎo)向支撐的前端位置的長(zhǎng)度（m），計(jì)算同上;
這里的a——對(duì)應(yīng)表示導(dǎo)向支撐具備長(zhǎng)度大?。╩）;
這里的——對(duì)應(yīng)表示當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面有關(guān)。
對(duì)于圓柱面有計(jì)算公式：
——摩擦系數(shù)，在摩擦方式為靜摩擦而且缺少潤(rùn)滑時(shí)：
鋼對(duì)青銅：可以確定地取
鋼對(duì)鑄鐵：可以確定地取
相關(guān)計(jì)算：通過(guò)對(duì)于氣缸桿所需材質(zhì)的確定可以選用鋼材，對(duì)應(yīng)導(dǎo)向套支撐可以確定鋼材， 估計(jì)存在，已經(jīng)得到L=800mm，導(dǎo)向支撐a可以設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度大小為為200mm
現(xiàn)在可以將有關(guān)確定計(jì)算運(yùn)用公式得出結(jié)果
具備的總摩擦力600=1260N
4.2.2對(duì)于手臂密封處產(chǎn)生的摩擦阻力的驗(yàn)算
相對(duì)于不同的密封圈對(duì)應(yīng)遭受的摩擦阻力大小有差別，在對(duì)于機(jī)械手臂進(jìn)行研發(fā)中，可以運(yùn)用O型形狀的密封圈，在氣缸運(yùn)行時(shí)需要的壓力低于10Mpa的時(shí)候。對(duì)應(yīng)氣缸處進(jìn)行密封操作的總摩擦阻力大小可以近似的約等于： =0.03F。
4.2.3對(duì)于手臂慣性力進(jìn)行的計(jì)算
由公式=0.1
在此式中 這里的對(duì)應(yīng)表示了參與活動(dòng)的零件具備的總重（包括箱子）(N)；
這里的對(duì)應(yīng)代表在于靜止運(yùn)動(dòng)到加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)行速度的變化量(m/s)；
這里的對(duì)應(yīng)代表啟動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短(s)，一般取0.01~0.5；
這里可以設(shè)啟動(dòng)時(shí)間大小為0.2s，具備的最大速度為0.233m/s。 那么有：
=0.1=69.9N
由于相對(duì)的背壓阻力較小，所以能夠取=0.05
因此可以得到 =+++=1260+69.9+0.03F+0.05F
以此求得 =1446N
因此對(duì)于手臂伸縮運(yùn)動(dòng)所需的驅(qū)動(dòng)力大小為=1446N。
4.3對(duì)于手臂伸縮氣缸進(jìn)行的研發(fā)工作
表4-1 相應(yīng)氣缸運(yùn)行時(shí)的壓力統(tǒng)計(jì)
經(jīng)過(guò)了上面的研究計(jì)算，進(jìn)一步確定了對(duì)應(yīng)氣缸多需要的驅(qū)動(dòng)力大小為F=4378N，依據(jù)圖表對(duì)于氣缸所需的運(yùn)行壓力進(jìn)行確定為P=1MPa；
4.3.1對(duì)于氣缸的構(gòu)造尺寸進(jìn)行確定
對(duì)于氣缸內(nèi)徑的尺寸進(jìn)行驗(yàn)算，如圖所示
圖4-2 雙作用氣缸示意圖
運(yùn)行時(shí)當(dāng)氣體進(jìn)入無(wú)桿腔當(dāng)中時(shí)由公式：
運(yùn)行時(shí)當(dāng)氣體進(jìn)入有桿腔當(dāng)中時(shí)由公式：
對(duì)應(yīng)氣缸具備的有效面積大小計(jì)算為： (mm)
所以 對(duì)應(yīng)可以求出 （對(duì)應(yīng)無(wú)桿腔的情況）
（對(duì)應(yīng)有桿腔的情況）
式中這里的對(duì)應(yīng)表示活塞驅(qū)動(dòng)力大小(P)；
這里的對(duì)應(yīng)表示氣缸在運(yùn)行過(guò)程所需壓力(MPa)；
這里的對(duì)應(yīng)表示活塞桿直徑大?。?
這里的對(duì)應(yīng)表示氣缸機(jī)械運(yùn)行效率，工程機(jī)械中多采用材質(zhì)是耐氣橡膠它的系數(shù)為=0.96；
可以根據(jù)上節(jié)來(lái)求得對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力大小F=1446N，=1MPa，對(duì)應(yīng)的機(jī)械效率大小=0.96
將確定的數(shù)據(jù)進(jìn)行出代入可以得：
==38.8mm
依據(jù)圖標(biāo)表可以確定出標(biāo)準(zhǔn)氣缸對(duì)應(yīng)的內(nèi)徑產(chǎn)品，進(jìn)行確定D=40mm.
4.3.2對(duì)于氣缸外徑進(jìn)行的研發(fā)
對(duì)應(yīng)汽缸外徑可以依據(jù)中等壁厚進(jìn)行研發(fā)，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（JB1068-67）可以取得氣缸對(duì)應(yīng)外徑長(zhǎng)度進(jìn)行確定76mm.
4.3.3對(duì)于活塞桿進(jìn)行的計(jì)算校核
對(duì)應(yīng)所需活塞桿的長(zhǎng)度要符合活塞進(jìn)行活動(dòng)的要求以及其對(duì)應(yīng)得強(qiáng)度要求。在桿長(zhǎng)長(zhǎng)度高于直徑15倍得狀況下，需要按照拉、壓強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)得計(jì)算：
(mm)
此次研發(fā)中需要應(yīng)用活塞桿材質(zhì)可以確定是碳鋼，對(duì)應(yīng)碳鋼可承受得許用應(yīng)力的大小=100~120Mpa。這一次根據(jù)情況取=110
那么可以得到： =4.1mm
因?yàn)閷?duì)于手部夾緊氣缸進(jìn)行研究的過(guò)程中需要對(duì)于內(nèi)置于其中的活塞桿進(jìn)行設(shè)計(jì)，前面已經(jīng)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)氣缸外徑大小為25mm，因此對(duì)應(yīng)的活塞直徑可以依據(jù)下表進(jìn)行求取d=25mm，如此一來(lái)可以符合強(qiáng)度要求以及裝配要求。
表5-2 活塞桿直徑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2348-93）
之后需要對(duì)其進(jìn)行平穩(wěn)性的驗(yàn)算，其可以到達(dá)平穩(wěn)的條件要求是
式中這里的對(duì)應(yīng)代表臨界力大小(N)；
這里的 對(duì)應(yīng)代表安全系數(shù)大小，=2~4。
按中長(zhǎng)桿進(jìn)行平穩(wěn)性校核，其臨界力大小=F()
式中 這里的F對(duì)應(yīng)代表活塞桿截面面積大小(mm)；
這里的a，b對(duì)應(yīng)代表常數(shù)大小，其具體數(shù)值與材質(zhì)具備的性質(zhì)有關(guān)，對(duì)于碳鋼來(lái)說(shuō)a=461，b=2.47；
這里的對(duì)應(yīng)代表柔度系數(shù)，經(jīng)計(jì)算為70。
代入確定出，臨界力大小的數(shù)值=F()=3.14=90463.4MPa
在這里可以取得=3 對(duì)應(yīng)可以計(jì)算出=30154.47 MPa
因此對(duì)應(yīng)得活塞桿符合平穩(wěn)性條件要求。
4.3.4 對(duì)于氣缸端蓋進(jìn)行的研發(fā)操作
(1) 因?yàn)檫@里的缸體材質(zhì)應(yīng)用了無(wú)縫鋼管，所以對(duì)應(yīng)的端蓋進(jìn)行連接操作得方法大多運(yùn)用半環(huán)鏈接得方式，其突出得特點(diǎn)是進(jìn)行加工以及裝拆操作更為便捷，但是也具備缸體開(kāi)環(huán)槽所以會(huì)降低一部分強(qiáng)度得缺點(diǎn)
(2) 對(duì)于缸蓋螺釘進(jìn)行的計(jì)算
因?yàn)樾枰ＷC連接過(guò)程具備得緊密性，對(duì)應(yīng)的螺釘間距t需要保持適當(dāng)距離（如圖4-2），在這一種聯(lián)結(jié)得方式中，對(duì)應(yīng)的螺釘處于危險(xiǎn)界面上可能承受的拉力大小包含了運(yùn)行載荷大小以及剩余預(yù)緊力得大小的和
=+
式中這里的對(duì)應(yīng)表示運(yùn)行載荷大小，=；
這里的對(duì)應(yīng)表示螺釘中心在所處圓所需要具備的直徑大?。?
這里的P對(duì)應(yīng)表示驅(qū)動(dòng)力大小。
這里的Z對(duì)應(yīng)表示螺釘數(shù)目多少，Z=；
這里的對(duì)應(yīng)表示剩余預(yù)緊力大小，=KQ，K=1.5~1.8；
經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算得到：
D=76mm，可以取=90mm，P=1MPa，對(duì)應(yīng)的間隔與運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的壓強(qiáng)有聯(lián)系，見(jiàn)表格，當(dāng)對(duì)應(yīng)間隔低于150mm的時(shí)候，確定的螺釘數(shù)時(shí)是6個(gè)：
表4-3 螺釘間隔距離t與對(duì)應(yīng)的壓力P之間聯(lián)系
那么可以得到 Z=，進(jìn)行代入可以確定出的大小46<150，經(jīng)驗(yàn)算達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；
==838N；
計(jì)算可以得到K=1.5，=1.5=1255N;
=+=837+1257=2095N
對(duì)于螺釘對(duì)應(yīng)直徑長(zhǎng)短應(yīng)當(dāng)依據(jù)強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算
式中這里的對(duì)應(yīng)表示計(jì)算載荷大小，=1.3；
這里的對(duì)應(yīng)表示許用抗拉應(yīng)力大小，=；
這里的對(duì)應(yīng)表示螺釘材質(zhì)的屈服點(diǎn)大小，材質(zhì)可以進(jìn)行確定為45號(hào)鋼材，那么對(duì)應(yīng)的屈服強(qiáng)度可以表示為352MPa；
這里的 n對(duì)應(yīng)表示安全系數(shù)大小，n=1.2-2.5，此處可以取n=2；
這里的對(duì)應(yīng)表示螺紋內(nèi)徑大小，=d-1.224S，d就是螺釘?shù)墓Q直徑，S表示螺距距離。
經(jīng)過(guò)帶入計(jì)算：
=1.3=1.3×2095=2723.5N
代入數(shù)據(jù)可以確定出： ===0.0045m
第5章 對(duì)于機(jī)械手的機(jī)身研發(fā)
5.1 機(jī)身的整體研發(fā)
依據(jù)研發(fā)規(guī)則，對(duì)應(yīng)的機(jī)械手臂活動(dòng)范圍應(yīng)該在210°以內(nèi)，需要可以達(dá)到此范圍的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一般情況都安置在機(jī)身的位置。方便研發(fā)出更好的活動(dòng)機(jī)構(gòu)，就需要對(duì)于其整體進(jìn)行各個(gè)方面的考慮分析。
對(duì)應(yīng)的機(jī)身安置著運(yùn)動(dòng)的機(jī)械臂，帶動(dòng)其做出各種運(yùn)動(dòng)比如說(shuō)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，升降活動(dòng)，在機(jī)械手設(shè)備中地位十分重要。在其設(shè)計(jì)中存在以下幾種形式：
（方案1）將對(duì)應(yīng)回轉(zhuǎn)缸放置在升降裝置以下。此種構(gòu)造具備的優(yōu)勢(shì)是它可以承擔(dān)很大偏重力矩。但還有不足的地方是其進(jìn)行回轉(zhuǎn)活動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)軌跡較長(zhǎng)，可能造成花鍵軸的變化從而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的精度產(chǎn)生影響。
（方案2）把回轉(zhuǎn)缸安置在升降機(jī)構(gòu)之上。這樣的設(shè)計(jì)一般會(huì)運(yùn)用單缸形式的活塞桿，采用了內(nèi)部的方式進(jìn)行導(dǎo)向，所以其構(gòu)造十分的嚴(yán)謹(jǐn)。但因?yàn)槠浠剞D(zhuǎn)缸還有機(jī)械的臂部會(huì)一同進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)體積比大。
（方案3）采用活塞缸以及傳動(dòng)的齒條齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)支持。通過(guò)齒條齒輪機(jī)構(gòu)的配合運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)機(jī)械臂的上升以及下降：對(duì)應(yīng)的齒條來(lái)回的活動(dòng)帶動(dòng)與在手臂處進(jìn)行連接的齒輪可以進(jìn)行往復(fù)回轉(zhuǎn)的活動(dòng)，因此就能夠使得手臂進(jìn)行左右方向上的擺動(dòng)。
對(duì)以上方案進(jìn)行綜合的考慮，對(duì)于本此研發(fā)可以應(yīng)用的設(shè)計(jì)最好時(shí)第二種，將對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)缸安裝在升降缸上方。這次研發(fā)機(jī)身一共可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，分別是機(jī)身對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及升降運(yùn)動(dòng)。
因?yàn)楸敬窝芯坎扇〉臅r(shí)氣壓方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)缸會(huì)通過(guò)兩個(gè)不同的氣孔，其中一個(gè)用來(lái)進(jìn)氣的進(jìn)氣孔，其中一個(gè)用來(lái)排氣的一個(gè)排氣孔，分別各自通向回轉(zhuǎn)葉片對(duì)應(yīng)的兩側(cè)以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)葉片回轉(zhuǎn)的操作。
5.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研發(fā)
5.2.1對(duì)應(yīng)回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)力矩進(jìn)行的計(jì)算
對(duì)應(yīng)的機(jī)械臂回轉(zhuǎn)缸需要具備的驅(qū)動(dòng)力矩進(jìn)行計(jì)算的公式可以表達(dá)為：
=++ (N·m)
對(duì)應(yīng)的慣性力矩大小計(jì)算公式為 =
式中 這里的對(duì)應(yīng)表示回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)當(dāng)具備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大?。╧g·m）；
這里的對(duì)應(yīng)表示回轉(zhuǎn)缸對(duì)應(yīng)的動(dòng)片角速度大小發(fā)生的變化數(shù)量，對(duì)于啟動(dòng)的流程中具有=(rad/s)；
這里的對(duì)應(yīng)表示回轉(zhuǎn)啟動(dòng)流程總體所需要的時(shí)間長(zhǎng)短(s)；
如果手臂部分對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件其相應(yīng)的重心位置和回轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的距離大小設(shè)定為為(經(jīng)過(guò)之前的計(jì)算可以得到=800mm)，那么在于式子中
在這個(gè)式子中存在的用來(lái)表示回轉(zhuǎn)構(gòu)件對(duì)應(yīng)重心具備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小。
=
這里回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)可以近似地看作一個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置為600mm，對(duì)應(yīng)直徑設(shè)置為1000mm的對(duì)應(yīng)圓柱體大小，其具備的質(zhì)量大小為100Kg.進(jìn)行設(shè)置對(duì)應(yīng)的開(kāi)始啟動(dòng)階段對(duì)應(yīng)角速度=70°/s，那么對(duì)應(yīng)的起動(dòng)角速度大小就能表示成為=1.22，對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)流程所需的速度為0.5s。
可以得到以下的計(jì)算公式
=== 28 kg·m
=28+=93.3kg·m
==93.3=227.6
為了可以簡(jiǎn)化計(jì)算的流程，處于密封處需要具備的摩擦阻力矩的大小應(yīng)當(dāng)確定為，在操作過(guò)程中產(chǎn)生的回氣背差的量一般不大，所以可以在計(jì)算上進(jìn)行忽略，=0
因此可以得到數(shù)據(jù) =227.6+0+0.03
=234.6
5.2.2 對(duì)于回轉(zhuǎn)缸對(duì)應(yīng)尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行研究確定
（1）對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)缸內(nèi)部氣腔的內(nèi)徑長(zhǎng)短D進(jìn)行如下公式的驗(yàn)算：
式中 這里的P對(duì)應(yīng)表示回轉(zhuǎn)氣缸在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)應(yīng)的壓力大小；
這里的d對(duì)應(yīng)表示輸出軸以及動(dòng)片連接處具備的直徑大小，在初期研發(fā)步驟內(nèi)按D/d=1.5~2.5；
這里的b對(duì)應(yīng)表示動(dòng)片的寬度大小，可按2b/(D-d)≥2進(jìn)行確定。
可以確定對(duì)應(yīng)回轉(zhuǎn)缸結(jié)構(gòu)中動(dòng)片的寬度大小b=50mm，在使用過(guò)程中具備的壓力為5MPa，d=50mm
=94.9mm
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的氣缸內(nèi)部直徑進(jìn)行內(nèi)徑大小的計(jì)算為100mm。
（2）對(duì)于氣缸缸蓋包含螺釘?shù)倪\(yùn)算
對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)缸具備的運(yùn)行壓力大小可以設(shè)定為5Mpa，因此對(duì)應(yīng)的螺釘之間產(chǎn)生的間隔大小t在長(zhǎng)度上應(yīng)當(dāng)小于80mm。然后據(jù)此來(lái)對(duì)于螺釘數(shù)目進(jìn)行計(jì)算
Z==×3.14=3.93
因此得到了對(duì)應(yīng)的缸蓋螺釘數(shù)目。
對(duì)應(yīng)承受最大彎矩的危險(xiǎn)截面表示為 ==0.00589
因此可以得到公式=4906.3N
=4906.3×1.5=7359.4N (K=1.5)
所以可以得到對(duì)應(yīng)的公式7359.4+4906.3=12265.7N
制造螺釘?shù)牟馁|(zhì)可以選擇Q235，那么對(duì)應(yīng)強(qiáng)度（n=1.2~2.5）
選擇螺釘對(duì)應(yīng)直徑大小 d=10mm
所以可以去定出螺釘?shù)闹睆絛=10mm.可以應(yīng)用等級(jí)M10內(nèi)六角圓頭螺釘進(jìn)行安裝，一次滿足強(qiáng)度的要求。
通過(guò)對(duì)于所需數(shù)據(jù)的驗(yàn)算，最終得到了進(jìn)行使用的氣缸的數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)的內(nèi)徑大小設(shè)計(jì)為100mm，對(duì)應(yīng)的外徑大小可以按照中等條件的壁厚來(lái)進(jìn)行研發(fā)，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4-2（JB1068-67）對(duì)于外徑來(lái)進(jìn)行確定得到其數(shù)據(jù)168mm，對(duì)應(yīng)的輸出軸徑大小確定為為50mm，這樣經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的氣缸就可以滿足對(duì)于機(jī)械臂的要求。
（3）對(duì)于動(dòng)片之間進(jìn)行聯(lián)接的螺釘運(yùn)算
對(duì)應(yīng)的動(dòng)片以及其連接的輸出軸尖閣里對(duì)應(yīng)的聯(lián)接螺釘數(shù)目為雙數(shù)時(shí)較為穩(wěn)定，還可以按照對(duì)稱的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)采用兩個(gè)定位銷來(lái)進(jìn)行加工時(shí)的定位操作。對(duì)于連接螺釘其主要起到的功能是可以使得動(dòng)片以及對(duì)應(yīng)的輸出軸間隔中進(jìn)行配合的兩個(gè)面可以比較緊密的進(jìn)行結(jié)合。跟據(jù)對(duì)應(yīng)動(dòng)片所承擔(dān)力矩的大小可以得到使其進(jìn)行平衡的要求就是
=
也就是說(shuō)確保
式中 這里的對(duì)應(yīng)表示每個(gè)螺釘所需的預(yù)緊力大小；
這里的D對(duì)應(yīng)表示每個(gè)對(duì)應(yīng)動(dòng)片具備的外徑大小；
這里的f對(duì)應(yīng)表示各類連接件結(jié)合面間存在的摩擦系數(shù)大小，在對(duì)應(yīng)材料都是鋼材時(shí)可以取f=0.15
對(duì)應(yīng)的螺釘需要具備的強(qiáng)度條件設(shè)置為
或者可以設(shè)計(jì)為
將所得帶入所需的公式中進(jìn)行計(jì)算得到對(duì)應(yīng)力的大小
===10416.7N
對(duì)于制造螺釘采用的材質(zhì)應(yīng)用Q235，那么可以得到（n=1.2~2.5）
對(duì)應(yīng)的螺釘具備的直徑大小可以表示為d=9.3mm
對(duì)應(yīng)螺釘具備的直徑大小可以進(jìn)行確定的表示成為d=10mm.需要應(yīng)用正六角螺釘，對(duì)應(yīng)的等級(jí)選擇M10
5.3對(duì)于機(jī)身進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)研發(fā)
5.3.1手臂片需要承擔(dān)的重力矩運(yùn)算
圖 5-3 對(duì)應(yīng)手臂各機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)重心分布圖
(1) 進(jìn)行提升質(zhì)量的估算：=150N，=150N，=500N
(2) 得到了零件包含的重心的方位位置，可以以此來(lái)求出對(duì)應(yīng)的重心達(dá)到回轉(zhuǎn)軸線具備的距離長(zhǎng)短:
其中的=800mm，=760mm， =400mm。
因?yàn)榇嬖谥? =
所以 可以求得出對(duì)應(yīng)的距離=0.5425m
(3) 對(duì)于偏重力矩的大小進(jìn)行對(duì)應(yīng)的計(jì)算得到
=434
5.3.2有關(guān)于升降導(dǎo)向立柱不會(huì)發(fā)生自鎖卡死的要求
對(duì)應(yīng)的機(jī)械臂在于產(chǎn)生的作用下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的趨向，設(shè)置了里立柱導(dǎo)套可以有效的阻擋這種趨向?？梢赃_(dá)到的不自鎖要求就是可以使得升降立柱可以在于導(dǎo)套之內(nèi)進(jìn)行無(wú)阻礙的滑動(dòng)，就是由公式
＞=
因此可以得到
如果取得摩擦系數(shù)的大小 f=0.16，那么對(duì)應(yīng)的導(dǎo)套的長(zhǎng)度可以得到h＞0.32
也就是得到對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度大小 h＞0.32×0.5425=0.1736m
5.3.3對(duì)于升降氣缸進(jìn)行對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的驗(yàn)算
這個(gè)式子中 這里的對(duì)應(yīng)表示摩擦阻力，，這里可以取f=0.16。
這里的G對(duì)應(yīng)表示零件還有箱子一共受到的總重量大小。
(1) 對(duì)于進(jìn)行運(yùn)算由公式
對(duì)于其速度可以設(shè)定為V=0.6m/s；對(duì)于其開(kāi)始啟動(dòng)到進(jìn)行停止需要的時(shí)間間隔t=0.1s、對(duì)應(yīng)的大小設(shè)置為800N。
將確定出的數(shù)據(jù)進(jìn)行帶入上面得到的公式有：
489.8N
(2) 對(duì)于進(jìn)行運(yùn)算
=2500N
因此可以得到出 =2×2500×0.16=800N
(3) 對(duì)于氣缸進(jìn)行密封的方式可以選擇為O型密封，對(duì)應(yīng)密封產(chǎn)生的摩擦力可以對(duì)應(yīng)的進(jìn)行求得
(4) 因?yàn)閷?duì)應(yīng)的背壓阻力相對(duì)較小，為了可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，這里不對(duì)其進(jìn)行帶入計(jì)算，設(shè)定出=0
因此對(duì)應(yīng)里的大小對(duì)應(yīng)可以得到 F=489.8+800+0.03F
在氣缸對(duì)于向上的方向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，可以得到對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的大小F=2105N
在氣缸對(duì)于向下的方向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以得到對(duì)應(yīng)力的大小F=505N
5.3.4升降缸尺寸數(shù)據(jù)的確定
(1) 對(duì)于氣缸內(nèi)徑進(jìn)行的確定
在氣缸對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力依據(jù)上升的條件下進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，可以得到F=2105N，可以根據(jù)表(5-1)對(duì)于氣缸在正常的運(yùn)行中承受的壓力大小可以確定為對(duì)應(yīng)的是1.0MPa，可以根據(jù)上面得到的算式帶入已知數(shù)據(jù)得到：
==0.1029
參考資料對(duì)應(yīng)選取出應(yīng)用的氣缸其內(nèi)徑的大小D=125mm。
(2) 對(duì)應(yīng)的相關(guān)氣缸外徑進(jìn)行的驗(yàn)算
可以依據(jù)厚壁的計(jì)算公式得到(3.2)：
其中對(duì)應(yīng)的公式有
在這個(gè)式子中 代表的是對(duì)于制造缸體的材質(zhì)其自身可以承受的許用應(yīng)力，在應(yīng)用無(wú)縫鋼管的時(shí)候可以得到=100~110MPa
依據(jù)對(duì)應(yīng)的圖表資料對(duì)于外徑進(jìn)行確定為180mm.
(3) 對(duì)于活塞桿進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算
在研發(fā)過(guò)程中可以選取材料碳鋼來(lái)制作活塞桿，對(duì)于碳鋼這種材料其對(duì)應(yīng)的許用應(yīng)力的大小可以計(jì)算得到=100~120Mpa。這一次可以進(jìn)行求取=110
那么能夠得到： =4.94mm
所以對(duì)應(yīng)選取的活塞桿對(duì)應(yīng)的直徑大小應(yīng)高于8.5mm。
(4) 對(duì)于相應(yīng)的缸蓋螺釘進(jìn)行的運(yùn)算
因?yàn)橐?/div>
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