畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-紗錠搬運(yùn)三爪機(jī)械手設(shè)計(jì)(含全套CAD圖紙)

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紗錠搬運(yùn)三爪機(jī)械手設(shè)計(jì)論文1本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題 目 紗錠搬運(yùn)機(jī)器人三爪機(jī)械手設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 機(jī)設(shè) 10-4班 姓 名： 范祥明 學(xué) 號(hào)： 2010022521 指導(dǎo)教師： 趙存友 教師職稱： 副教授 優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763摘要紗錠搬運(yùn)三爪機(jī)械手應(yīng)用于生產(chǎn)線上代替工人工作，它把工人從復(fù)雜、繁重、疲勞、的工作環(huán)境中解脫出來(lái)，是人類的好伙伴，是工業(yè)制造領(lǐng)域重要的生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備，也是一個(gè)企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，同時(shí)可以減少企業(yè)的成本，提高企業(yè)的效益。本課題要求根據(jù)裝卸搬運(yùn)的生產(chǎn)需要，完成通用機(jī)械手回轉(zhuǎn)與升降功能部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。有助于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論進(jìn)行一般機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合能力。由于本課題研究的三抓機(jī)械手的額定負(fù)載較小，體積和重量均要求較小，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，紗錠怕污染，綜合分析后，決定采用氣壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)紗錠的搬運(yùn)，而且可以采用簡(jiǎn)易的開(kāi)關(guān)來(lái)控制。關(guān)鍵字：紗錠；搬運(yùn)；機(jī)械手優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763AbstractThe spindle carrying three claw manipulator used in the production line to replace the workers, the workers from the heavy, complex, fatigue, work environment in relief, is a human partner, is the industry an important production and service equipment, automation equipment in the field of advanced manufacturing technology can not lack, but also it is an important mark an enterprise modernization level, also can reduce the enterprise cost, improve the efficiency of enterprises. This topic request according to production needs handling, structure design general mechanical hand rotary and lifting parts. To help students learn to use the basic knowledge, basic theory of comprehensive ability of general mechanical product structure design. Because the three grasping manipulator rated the study load is smaller, the volume and weight are small, and the structure is simple, the spindle is afraid of pollution, comprehensive analysis, decided to adopt air cylinder to achieve the spindles handling, but also to control the simple switch.Keywords: Spindle; Carry; Manipulator優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763目錄摘要 ................................................................2Abstract............................................................3第 1章 緒論 .........................................................71.1 目的及意義 ..................................................71.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ....................................71.2.1國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 .........................................71.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀 ...........................................81.2.3發(fā)展趨勢(shì) ...............................................91.3 本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容 .......................................11第 2章 紗錠搬運(yùn)機(jī)械手的方案設(shè)計(jì) ....................................122.1 機(jī)械手的方案設(shè)計(jì) ...........................................122.1.1方案一（如圖 1）所示 ...................................122.1.2方案二（如圖 2）所示 ...................................122.1.3方案三（如圖 3）所示 ...................................132.2 機(jī)械手的方案可行性分析 .....................................132.3 設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處 .............................................142.4 設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)用 .............................................14第 3章 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................153.1手抓設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................153.2連接桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................153.2.1 連接桿強(qiáng)度計(jì)算 ........................................173.2.2 連接桿的疲勞強(qiáng)度校核 ..................................183.2.3 連接桿的接觸應(yīng)力校核 ..................................203.3 手指座的設(shè)計(jì)校核 ...........................................213.4 連接架的設(shè)計(jì)與校核 .........................................223.5連桿設(shè)計(jì)與校核 ..............................................24第 4章 氣缸的設(shè)計(jì) ..................................................284.1 氣缸的介紹 .................................................28優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397634.2 氣壓缸工作原理 .............................................284.3氣缸的校核 ..................................................314.5缸筒和缸蓋的連接 ............................................324.6氣缸推力驗(yàn)算 ................................................32總結(jié) ...............................................................33致謝 ...............................................................34參考文獻(xiàn) ...........................................................35優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載6第 1 章 緒論1.1 目的及意義機(jī)器人技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一，也是我國(guó)科技界跟蹤國(guó)際高技術(shù)發(fā)展的重要方面。是近 40 年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門交叉性學(xué)科，它涉及電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制理論、傳感器技術(shù)、機(jī)械學(xué)、仿生學(xué)、人工智能等學(xué)科領(lǐng)域。工業(yè)機(jī)器人與其它設(shè)備組成的生產(chǎn)線極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)率、提高和穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量、大大縮短了產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期，機(jī)器人的出現(xiàn)和發(fā)展已使傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的面貌發(fā)生了根本性變化，使人類的生產(chǎn)方式從手工作業(yè)、機(jī)械化、自動(dòng)化、跨入智能化的新時(shí)代。機(jī)器人不僅在工業(yè)上應(yīng)用愈來(lái)愈廣，而且正在社會(huì)服務(wù)、海洋開(kāi)發(fā)、宇宙空間、地下礦藏、搶險(xiǎn)救災(zāi)、軍事等領(lǐng)域開(kāi)拓新應(yīng)用，以代替人在其無(wú)法適應(yīng)的特殊環(huán)境下工作，這將極大地?cái)U(kuò)展人類生產(chǎn)和活動(dòng)的范圍，大大提高人類創(chuàng)造性勞動(dòng)的能力。在某種程度上機(jī)器人水平的高低能反映一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力和科技水平的發(fā)展。該機(jī)械手應(yīng)用于生產(chǎn)線上代替工人工作，它把工人從復(fù)雜、繁重、疲勞、的工作環(huán)境中解脫出來(lái)，是人類的好伙伴，是工業(yè)制造領(lǐng)域重要的生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備，也是一個(gè)企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，同時(shí)可以減少企業(yè)的成本，提高企業(yè)的效益。本課題要求學(xué)生根據(jù)裝卸搬運(yùn)的生產(chǎn)需要，完成通用機(jī)械手回轉(zhuǎn)與升降功能部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。有助于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論進(jìn)行一般機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合能力。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀工業(yè)機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。工業(yè)機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的 手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高溫等惡劣環(huán)境中工作：代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用與制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè)機(jī)械手與數(shù)控加工優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載7中心，自動(dòng)搬運(yùn)小車與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。我國(guó)工業(yè)機(jī)械手的研究與開(kāi)發(fā)始于 20世紀(jì) 70年代。1972年我國(guó)第一臺(tái)機(jī)械手開(kāi)發(fā)于上海，隨之全國(guó)各省都開(kāi)始研制和應(yīng)用機(jī)械手。從第七個(gè)五年計(jì)劃（1986-1990）開(kāi)始，我國(guó)政府將工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展列入其中，并且為此項(xiàng)目投入大量的資金，研究開(kāi)發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機(jī)器人，有由北京機(jī)械自動(dòng)化研究所設(shè)計(jì)制造的噴涂機(jī)器人，廣州機(jī)床研究所和北京機(jī)床研究所合作設(shè)計(jì)制造的點(diǎn)焊機(jī)器人，大連機(jī)床研究所設(shè)計(jì)制造的氬弧焊機(jī)器人，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)制造的裝卸載機(jī)器人等等。這些機(jī)器人的控制器，都是由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所和北京科技大學(xué)機(jī)器人研究所開(kāi)發(fā)的，同時(shí)一系列的機(jī)器人關(guān)鍵部件也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如機(jī)器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機(jī)，編碼器，DC——PWM 等等。我國(guó)的工業(yè)機(jī)械手發(fā)展主要是逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，研制出示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。可以將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機(jī)構(gòu)，組裝成各種用途的機(jī)械手，即便于設(shè)計(jì)制造，又便于跟換工件，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。目前國(guó)內(nèi)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鍛造。熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。所以，在國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺(jué)、視覺(jué)等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來(lái)完成規(guī)定的操作。國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。如 發(fā)生少優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載8許偏差時(shí)候，即能更正并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺(jué)功能和觸覺(jué)功能。目前已經(jīng)取得一定的成績(jī)。1962 年，美國(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上，又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓做儲(chǔ)存裝置。不少球面坐標(biāo)式機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的；同年該公司和普曼公司合并成為萬(wàn)能制動(dòng)公司，專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。1962 年美國(guó)機(jī)械鑄造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫 Versatran 機(jī)械手，原意是靈活搬運(yùn)，可做點(diǎn)位和軌跡控制：該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮，采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這 2種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國(guó)外機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。從 60年代后期起，噴漆、弧焊工業(yè)機(jī)器人相繼在生產(chǎn)中開(kāi)始應(yīng)用。1978 年美國(guó) Unimate 公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制出一種 Unimation—Vic.arm 型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)。聯(lián)邦德國(guó)機(jī)器制造業(yè)是從 1970年開(kāi)始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)：聯(lián)邦德國(guó) Kuka 公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制；日本是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展最快，應(yīng)用國(guó)家最多的國(guó)家，自 1969年從美國(guó)引進(jìn)兩種典型機(jī)械手后，開(kāi)始大力從事機(jī)械手的研究，目前以成為世界上工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用最多的國(guó)家之一。前蘇聯(lián)自六十年代開(kāi)始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手，主要用于機(jī)械化、自動(dòng)化程序較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助性工作。1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)在教育領(lǐng)域，許多院校已在學(xué)生中開(kāi)設(shè)了機(jī)器人學(xué)方面的有關(guān)課程，但與世界先進(jìn)國(guó)家相比，我們?cè)谡J(rèn)識(shí)和投入等方面均存在不足。而教學(xué)機(jī)器人作為機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)教育的教學(xué)工具，對(duì)人才培養(yǎng)和高新技術(shù)的推廣應(yīng)用有著重要的意義。如今教學(xué)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大專院校的課程與試驗(yàn)中，它可以再現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的工作原理和過(guò)程，讓人們對(duì)機(jī)器人有直觀的理解，在學(xué)生的學(xué)習(xí)中起到了很大的作用，所以深得學(xué)生和老師的青睞。目前，國(guó)內(nèi)已有部分高校研制開(kāi)發(fā)了較為成型的機(jī)器人教學(xué)研究設(shè)備，例如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)等。另外還有許多高校也正投入到相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)工作中，相信不久會(huì)有更多相應(yīng)產(chǎn)品的問(wèn)世 [2-7]。現(xiàn)代汽車制造工廠的生產(chǎn)線，尤其是主要工藝的焊接生產(chǎn)線，大多采用了氣動(dòng)機(jī)械手。車身在每個(gè)工序的移優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載9動(dòng)；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點(diǎn)焊機(jī)焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點(diǎn)焊，都采用了各種特殊功能的氣動(dòng)機(jī)械手。目前世界高端工業(yè)機(jī)械手均具有高精化，高速化，多軸化，輕量化等的發(fā)展趨勢(shì)。更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相互結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時(shí)，隨著機(jī)械手的小型化和微型化，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)突破傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域，從而向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。 工業(yè)機(jī)器人，一般指的是在工廠車間環(huán)境中，配合自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，代替人來(lái)完成材料或零件的搬運(yùn)、加工、裝配等操作的一種機(jī)器人。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在對(duì)工業(yè)機(jī)器人所下的定義是“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能借助于可編程序操作來(lái)處理各種材料、零件、工具和專用設(shè)備，以執(zhí)行種種任務(wù)” [1]。隨著科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，在過(guò)去的幾個(gè)世紀(jì)里，人類在許多方面都取得了重大的進(jìn)展。機(jī)器人技術(shù)作為人類最偉大的發(fā)明之一，自 20 世紀(jì) 60 年代初問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了短短的 40 年，已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。工業(yè)機(jī)器人在經(jīng)歷了誕生、成長(zhǎng)、成熟期后，已成為制造業(yè)中必不可少的核心裝備，而且工業(yè)機(jī)器人不僅在工廠里成了工人必不可少的伙伴，而且正在以驚人的速度向航空航天、軍事、服務(wù)、娛樂(lè)等人類生活的各個(gè)領(lǐng)域滲透。據(jù)聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)和國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)去年關(guān)于世界機(jī)器人的報(bào)告，僅 2003 年新投入使用的機(jī)器人接近10 萬(wàn)個(gè)，使世界目前使用的機(jī)器人總數(shù)超過(guò) 75 萬(wàn)。世界使用機(jī)器人最多的國(guó)家是日本，約 38.9 萬(wàn)；其次為德國(guó)(9.1 萬(wàn))、美國(guó)(9 萬(wàn))、意大利(3.9 萬(wàn))、韓國(guó)(3.8 萬(wàn))、法國(guó)(2.1 萬(wàn))、西班牙(1.3 萬(wàn))和英國(guó)(1.2 萬(wàn))，并且報(bào)告估計(jì) 2004年，全世界使用的機(jī)器人總數(shù)將超過(guò) 100 萬(wàn)。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的歷史已經(jīng)有 20 多年，從“七五”科技攻關(guān)開(kāi)始，正式列入國(guó)家計(jì)劃，在國(guó)家的組織和支持下，通過(guò)“七五” “八五”科技攻關(guān)不僅在機(jī)器人的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破，而且在工業(yè)機(jī)器人整機(jī)方面，己經(jīng)陸續(xù)掌握了噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配和搬運(yùn)等不同用途、典型的工業(yè)機(jī)器人整機(jī)技術(shù)，并成功的應(yīng)用于生產(chǎn)，掌握了相關(guān)的應(yīng)用工程知識(shí)。但總的看來(lái)，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外的相比還有一定的距離。我國(guó)目前大約有 4000 臺(tái)工業(yè)機(jī)優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載10器人，其中僅有 1/5 是國(guó)產(chǎn)的，其余的則是從 40 多個(gè)國(guó)外廠商進(jìn)口的機(jī)器人?？傊?，各種各樣機(jī)器人的出現(xiàn)和應(yīng)用是人類走向文明和發(fā)展的一個(gè)巨大進(jìn)步和標(biāo)志，在未來(lái)社會(huì)中，機(jī)器人的廣泛應(yīng)用和發(fā)展是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)機(jī)器人技術(shù)將一定能夠?yàn)槿祟悗?lái)更多的方便，為人類的文明和發(fā)展帶來(lái)更大的機(jī)會(huì) [8]。1.3 本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化已成為突出的主題。各行各業(yè)的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有機(jī)械手，以提高生產(chǎn)效率，完成工人難以完成的或者危險(xiǎn)的工作?？稍跈C(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有 75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在 50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的 5%。從這里可以看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。目前在我國(guó)機(jī)械手常用于完成的工作有：機(jī)械手加工行業(yè)中用于取料、送料；實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在不同生產(chǎn)線之間的快速轉(zhuǎn)移。澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。本文以能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品在不同生產(chǎn)線之間的轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的搬運(yùn),完成不同的工序的生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手為研究對(duì)象。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中完成機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)所給定紗錠：內(nèi)孔 110mm、外徑 180mm、高 120mm轉(zhuǎn)腰機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)角范圍 90o，時(shí)間 4秒的設(shè)計(jì)參數(shù)和工作環(huán)境的要求，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抓取靈活的機(jī)械手，使其與機(jī)器人總體相協(xié)調(diào)，成為有機(jī)整體，并能夠應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載11第 2 章 紗錠搬運(yùn)機(jī)械手的方案設(shè)計(jì)2.1 機(jī)械手的方案設(shè)計(jì)根據(jù)紗錠搬運(yùn)生產(chǎn)線的要求，用氣壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂在水平面上的旋轉(zhuǎn)和支撐整個(gè)手臂。完成手臂在兩生產(chǎn)線間的移動(dòng)，完成三爪對(duì)紗錠的搬運(yùn)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是氣壓缸構(gòu)來(lái)控制。三爪：用四桿機(jī)構(gòu)來(lái)控制，兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)用氣壓機(jī)來(lái)控制，來(lái)分別實(shí)現(xiàn)對(duì)紗錠的搬運(yùn)。 2.1.1 方案一（如圖 1）所示方案 1是以液壓的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，其特點(diǎn)是，抓重可達(dá)幾百公斤，運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏，定位精度較高，負(fù)載能力也比較大，能夠抓住重負(fù)載而不產(chǎn)生滑動(dòng)，從體積、重量及要求的驅(qū)動(dòng)功率這幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)考慮，不失為一個(gè)合適的選擇方案。但是，其費(fèi)用較高，而且其液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，維護(hù)不方便，容易把紗錠污染。1-液壓缸；2-液壓缸；3-液壓缸圖 1 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.1.2 方案二（如圖 2）所示方案 2是以壓縮空氣的壓力來(lái)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)來(lái)源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載121-氣壓缸；2-氣壓缸；3-氣壓缸圖 2 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 2.1.3 方案三（如圖 3）所示是以液壓的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，抓住重負(fù)載是容產(chǎn)生滑動(dòng)，還容易把紗錠污染，不失為一個(gè)合適的選擇方案。但是，其費(fèi)用較高，而且其液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，維護(hù)不方便。1-液壓缸；2-液壓缸；3-液壓缸圖 3 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖綜上所述，由于搬運(yùn)的是紗錠，紗錠怕污染，質(zhì)量也比較輕，而液壓容易漏油把紗錠污染，所以選擇方案2氣壓傳動(dòng)的方式。2.2 機(jī)械手的方案可行性分析本次紗錠搬運(yùn)機(jī)器人三爪機(jī)械手的設(shè)計(jì)采用了氣壓缸的設(shè)計(jì)。介質(zhì)來(lái)源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)械手的操作簡(jiǎn)單，適用于高速、優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載13高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。利用氣壓缸來(lái)控制三爪機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)，三爪機(jī)械手下行，氣壓缸把三爪機(jī)械手合攏，到達(dá)搬運(yùn)的紗錠時(shí)，氣壓缸再把三爪張開(kāi)，再利用 2 號(hào)氣壓缸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)將其搬運(yùn)的紗錠旋轉(zhuǎn) 90 度，1.3號(hào)氣壓缸在運(yùn)動(dòng)，將其紗錠卸載，2 號(hào)氣缸再帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)回到初始位置，一次搬運(yùn)完成，重復(fù)以上運(yùn)動(dòng)即可完成對(duì)紗錠搬運(yùn)。2.3 設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處這種創(chuàng)新提高了生產(chǎn)率，降低了成本；使其發(fā)揮更大的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益等。由于本課題研究的三抓機(jī)械手的額定負(fù)載較小，體積和重量均要求較小，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，紗錠怕污染，綜合分析后，決定采用氣壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)紗錠的搬運(yùn)，而且可以采用簡(jiǎn)易的開(kāi)關(guān)來(lái)控制。2.4 設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)用機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象。機(jī)械手可以完成許多工作，如搬運(yùn)、裝配、切割、噴染等等，應(yīng)用非常廣泛。在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化已成為突出的主題。各行各業(yè)的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有機(jī)械手，以提高生產(chǎn)效率，完成工人難以完成的或者危險(xiǎn)的工作?？稍跈C(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有 75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在 50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的 5%。從這里可以看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。目前在我國(guó)機(jī)械手常用于完成的工作有：機(jī)械手加工行業(yè)中用于取料、送料；實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在不同生產(chǎn)線之間的快速轉(zhuǎn)移。澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。本文以能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品在不同生產(chǎn)線之間的轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的搬運(yùn),完成不同的工序的生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手為研究對(duì)象。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載14第 3 章 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 手抓設(shè)計(jì)計(jì)算手部要能抓起工件必須滿足： GkN321?式中， -----為所需夾持力；-----安全系數(shù)，通常取 1.2~2；1-----為動(dòng)載系數(shù)，主要考慮慣性力的影響可按 估算， 為機(jī)2k gak??12械手在搬運(yùn)工件過(guò)程的加速度 ， ， 為重力加速度；2/sm2/8.9sa?-----方位系數(shù)，查表選取 ；3k 13?k-----被抓持工件的重量 30 ；Gg帶入數(shù)據(jù)，計(jì)算得： N=1200N；3.2 連接桿的設(shè)計(jì)計(jì)算連接桿其驅(qū)動(dòng)力可 可按下式計(jì)算：伸 縮Fmaf?/)(??伸 縮式中： ——各支承處的的摩擦阻力（N） ，其大小可按下式估算：f)(NfFG?式中： G——運(yùn)動(dòng)部件所受的重力（ ） ；——外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力（ ） ，其大小可按下式計(jì)算：NF手 腕手 部工 件FN??——摩擦系數(shù)，取 0.1，詳見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 23.4-1；?——啟動(dòng)過(guò)程中的慣性力（ ） ，其大小可按下式估算：aF優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載15tvgGFa??總式中： ——重力加速度，取 9.8 ；g2/sm——速度變化量（ ） 。如果從靜止?fàn)顟B(tài)加速到工作速度 時(shí)，則v? v這個(gè)過(guò)程的速度變化量就等于桿部的工作速度?！獑?dòng)或制動(dòng)時(shí)間（ ） ，一般為 0.1～ 。對(duì)輕載低速運(yùn)動(dòng)部件t ss5.0取小值，對(duì)重載高速部件取大值，行走機(jī)械一般取 0.5～ 1.5 。??tvsm/經(jīng)過(guò)計(jì)算得： )294168.590(1.)( ????NfFG? N7.=tvga?總 ..7.62?Fmaf 9350/)17.62(/)(?????伸 縮連接桿設(shè)計(jì)如圖 3-1所示：圖 3-1：連接桿零件圖優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載163.2.1 連接桿強(qiáng)度計(jì)算拉力 60NWF?131792/m.Pqb?式中： ——連接桿的均布載荷；——力；——寬度。b22163208457N/m.WRFqL?????式中： ——均布載荷；——反力；R——長(zhǎng)度2L103270.6N/m.9Tqb????式中： ——前后均布載荷3103()27.3876/9TRmb????式中： ——平面上附加的均布力矩3按扭轉(zhuǎn)條件計(jì)算Ⅰ－Ⅰ截面的強(qiáng)度優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載17??MPa159.175.02463????????PaWTcaⅠⅠⅠ因此Ⅰ－Ⅰ截面安全。按彎扭合成條件計(jì)算Ⅳ－Ⅳ截面 ??Pa133.8760.1)5.23(784) 2222 ??????? ???? PaTMcaⅣ ⅣⅣⅣ ＋ （因此Ⅳ－Ⅳ截面安全。3.2.2 連接桿的疲勞強(qiáng)度校核Ⅰ截面直徑最小，且有應(yīng)力集中；Ⅱ截面為連接處，由于直徑發(fā)生實(shí)然變化，產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中；由于直徑最大且無(wú)應(yīng)力集中，故不必對(duì)其他地方處進(jìn)行校核，而只需對(duì)Ⅰ、Ⅱ截面進(jìn)行校核。截面Ⅰ右側(cè) MPa94.175.02463.0713???dWTⅠⅠ ＝?因?yàn)棰窠孛媸芘ぞ刈饔?，所?a.8ma?由于變化形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 由表查取。因 ，??0.1658?dr，經(jīng)插值后可查得1.0538?dD.2??軸的材料的敏性系數(shù)為 85.0?q有效應(yīng)力集中系數(shù)為 28.)1.(.1)(1???????????k尺寸系數(shù) 75.0??表面質(zhì)量系數(shù)為 8.0???優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載18處未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，則得綜合系數(shù)值為1?q?18.3.075.28????????kK取 ?計(jì)算安全系數(shù) 5.197.3.80597.1831 ???????? SKSmaca???可知其安全。截面Ⅱ左側(cè)彎曲應(yīng)力 MPa7.1542.0861.0233????dWMb?所以 ，aa70m?扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 Pa9.1452.0632.43????dT?所以 M7ma?由于軸徑變化形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 因 ，??0.83542?dr，經(jīng)插值后可查得1.354270?dD，8.1??3.?軸的材料的敏性系數(shù)為，.0?q5.?有效應(yīng)力集中系數(shù)為 6.1)8.(3.1)(1???????????k 4550??q尺寸系數(shù) 5.0??尺寸系數(shù) 7??表面質(zhì)量系數(shù)為優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載1991.0????此處未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，則得綜合系數(shù)值為1q 12.39.05.6?????????kK..7.41???取 ，0???05?計(jì)算系數(shù)值 caS 64.305.712.31 ??????maK?? .7.4.01???aS??? 5.129.36.7.322 ?????SSc??故安全。3.2.3 連接桿的接觸應(yīng)力校核最大壓應(yīng)力Hbq2max637.0??式中： ——均布載荷；2——接觸區(qū)寬度的一半。H????m05.814.3.0128457.152.1921 ??????REqb式中： ——模數(shù)；——半徑；1R——半徑。2優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載20所以 ??2max84570.637.1.02.MPa.HqPab? ????????max45ax..03.26.7? ??故安全。3.3 手指座的設(shè)計(jì)校核手指座的的結(jié)構(gòu)如圖 3-2所示，直徑為 Φ200mm。圖 3-2：手指座優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載21在實(shí)際工作中手指座只受到拉壓力的作用，因此只要校核手指座的拉壓應(yīng)力即可。從圖 3-2可以看出，手指座在連接處的面積最小，即屬于危險(xiǎn)截面。激振力即式作用在手指座上的最大力。20[]13.().5sMPan??右端連接處最大應(yīng)力max2.64.189()0.50NFaA????[]??左端連接處的最大應(yīng)力max12.61.267()0NMPa???[]通過(guò)對(duì)手指座的以上校核，可知所設(shè)計(jì)的手指座符合設(shè)計(jì)要求。3.4 連接架的設(shè)計(jì)與校核連接架的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如圖 3-3所示：圖 3-3：連接架零件圖0)(435)(?????cbaFaBA優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載220)(435)(?????cbacbFAB357.68.720BN?（2）校核許用應(yīng)力 用插入法查得： ??0.64bMPa??許用應(yīng)力值 1375?應(yīng)力校正系數(shù) ??10.0.964b?????當(dāng)量彎矩 .59387.TNm??22()58AMT??.9B????設(shè)計(jì)的直徑 min1.6d??'315.80.AAbm??（3）疲勞強(qiáng)度校核初步分析 、 兩個(gè)截面有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中，下面以截面 為例進(jìn)行I I安全系數(shù)校核。材料選用不銹鋼調(diào)質(zhì)， ，650BMPa??PaS360??對(duì)稱循環(huán)疲勞極限 aBb28654..1??　 　MPB19503.0.??　 　 ??脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限abb4862867..10??　 　MP31295..0??　 　 ?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載23等效系數(shù)18.0486220?????　 　 b??25.312950?　 　 ??截面 上的應(yīng)力彎矩 I134867(.)MNm??彎曲應(yīng)力幅 1350.22.8aWP??　 　彎曲平均應(yīng)力 m扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 3156.0.28TMPa???扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力 .175am?如果一個(gè)截面上有多種產(chǎn)生應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)，則分別求出其有效應(yīng)力集中系數(shù)，從而取最大值，驗(yàn)算強(qiáng)度合格。3.5 連桿設(shè)計(jì)與校核本次設(shè)計(jì)的連桿如圖 3-4所示：優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載24圖 3-4：連桿零件圖連桿長(zhǎng)度為 150mm0)(435)(?????cbaFaBAcb；BA?43510631.25ABFFN??優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載25許用應(yīng)力 用插入法查得： ??012.5bMPa??許用應(yīng)力值 6?應(yīng)力校正系數(shù) ??100.582b?????當(dāng)量彎矩 .5938.67.TNm??22()AMT??5.B????設(shè)計(jì)的法蘭最小直徑 min1d法蘭直徑 ??'3120.AAb??； 驗(yàn)算合格。mind?最終設(shè)計(jì)的紗錠搬運(yùn)機(jī)械手抓結(jié)構(gòu)如圖 3-5 所示：優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載26、圖 3-2：紗錠搬運(yùn)機(jī)械手優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載27第 4 章 氣缸的設(shè)計(jì)4.1 氣缸的介紹氣壓傳動(dòng)由于結(jié)構(gòu)緊湊，制造簡(jiǎn)單，工作可靠，故在機(jī)械制造業(yè)、輕工業(yè)和食品工業(yè)的各個(gè)部門獲得了廣泛的應(yīng)用。但由于對(duì)它的研究還不夠充分，所以在很多地方，使它的應(yīng)用受到了限制。在 20 實(shí)際 60 年代末，氣動(dòng)元件得到發(fā)展，控制方式有所創(chuàng)新，應(yīng)用啟動(dòng)系統(tǒng)更為合理和安全。工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。氣壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)是空氣。1·氣源裝置 獲得壓縮空氣的設(shè)備，空氣凈化設(shè)備。 如空壓機(jī)，空氣干燥機(jī)等。氣源裝置是向氣動(dòng)系統(tǒng)提供所需壓縮空氣的動(dòng)力源。他包括空氣壓縮機(jī)和氣源處理系統(tǒng)兩大部分。2·執(zhí)行元件 將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，也是系統(tǒng)能量輸出的裝置。如氣缸，氣馬達(dá)等 3·控制元件 用以控制壓縮空氣的壓力，流量，流動(dòng)方向以及系統(tǒng)執(zhí)行元件工作程序的元件。如壓力閥，流量閥，方向閥和邏輯元件等 4·輔助元件 起輔助作用，如過(guò)濾器，油霧器，消聲器，散熱器，冷卻器，放大器及管件等。4.2 氣壓缸工作原理單作用氣缸：?jiǎn)巫饔脷飧字挥幸磺豢奢斎雺嚎s空氣，實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。其活塞桿只能借助外力將其推回；通常借助于彈簧力，膜片張力，重力等。主要尺寸的確定1.氣缸工作壓力的確定 本設(shè)計(jì)的氣缸用于整個(gè)床體的升降功能：由《液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)》表 3-1 取氣缸工作壓力 p=1Mpa表 3-1 氣壓負(fù)載常用的工作壓負(fù)載 F/N 50000 工作壓力 5～7 優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載28p/MPa 假設(shè)每個(gè)氣缸受力相同，則每個(gè)氣缸收到的壓力為：（4-1）=2450FN根據(jù)電控柜的高度，設(shè)計(jì)氣缸的推桿長(zhǎng)度為 350 mm，進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)。假設(shè)推桿為 45 號(hào)鋼， F=2450N，臨界力E=196 GPa。根據(jù)壓桿穩(wěn)定型計(jì)算推桿直徑：（4-2）2crEl=4503FN??由公式， （4-3）代入 計(jì)算公式，計(jì)算（4-4）43cr2Ed=50lFN??由此得到： 3dm取整后，得到： 50?本方案因?yàn)榇嬖诹魉€本身自重可以是氣缸恢復(fù)初始狀態(tài)，所以選用單作用氣缸。（4-5）式中， F——活塞桿上的推力， N—— 氣缸工作時(shí)的總阻力，N 優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載29P ——?dú)飧坠ぷ鲏毫Γ?Pa D ——活塞直徑，m 氣缸工作時(shí)的總阻力 與眾多因素有關(guān)，如運(yùn)動(dòng)部件慣性力、背壓阻力、密封處摩擦力等。以上因素可以載荷率 η 的形式計(jì)入公式，如要求氣缸的靜推力 和靜拉力 ，則在計(jì)入載荷后：（4-6）計(jì)入載荷率就能保證氣缸工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特性。若氣缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求較高；且工作頻率高，其載荷率一般取 η=0.3 至 0.5 ，速度高時(shí)取小值，速度低時(shí)取大值。若氣缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速運(yùn)動(dòng)，其載荷率可取 η=0.7 至 0.85 。由上式，得：（4-7）4250.716.m????去較大值，且圓整后，得到 70D?缸筒壁厚和外徑的設(shè)計(jì)缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于 1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算 : （4-8）式中，δ - 缸筒壁厚，mm 優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載30D --- 氣缸內(nèi)徑，mm--- 氣缸試驗(yàn)壓力，一般取 pP --氣缸工作壓力 （Pa） [σ]---缸筒材料許用應(yīng)力（Pa） 本方案氣缸缸筒采用鋁合金 ZL106,[σ]=3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為:（4-9）啊啊 啊701.523.??則筒壁外徑為 70+17.5=87.5 mm。4.3 氣缸的校核（1）活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算：當(dāng)活塞桿的長(zhǎng)度 L 較小時(shí)（L≤10d） ，可以只按強(qiáng)度條件校核計(jì)算活塞桿直徑 d 有: （4-10）其中，[σ]=120MPa ， 12450FN?則: 0.54216m???????????所以滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載314.5 缸筒和缸蓋的連接 缸筒與缸蓋的連接形式主要有拉桿式螺栓連接、螺釘式、鋼筒螺紋、卡環(huán)等，參見(jiàn)表 3-2。對(duì)于雙頭螺栓和螺栓連接，一般是四根螺栓，但是對(duì)于工作壓力高于 1MPa時(shí)，一定要校核螺栓強(qiáng)度，必要時(shí)增加螺栓數(shù)量，例如 6根。查閱機(jī)械手冊(cè)，選擇拉桿式螺栓連接，采用 4根螺釘。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，易于裝卸。由于工作壓力小于 1MPa，故無(wú)須校核螺栓強(qiáng)度。 4.6 氣缸推力驗(yàn)算270.84615N????由以上計(jì)算可知?dú)鈮焊啄墚a(chǎn)生的推力 F= 6154N 大于升起床體所需的推力F= 2450 N 。所以該氣缸滿足要求。最后設(shè)計(jì)的紗錠搬運(yùn)機(jī)械手如圖 4-6所示：圖 4-6：紗錠搬運(yùn)機(jī)械手總裝圖優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載32總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)考察,它兼顧了四年中所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí),因此不同于以前的課程設(shè)計(jì),畢業(yè)設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)一個(gè)質(zhì)的飛越.認(rèn)識(shí)到這點(diǎn),我對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度也不敢懶散,一直抱以認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度.在接到畢業(yè)設(shè)計(jì)課題后首先要做的就是搜集各方面的資料，以前的課程設(shè)計(jì)都是老師給出的，不用自己去煩惱。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)就不同了，它是一個(gè)綜合設(shè)計(jì)，很多資料，數(shù)據(jù)都需要自己通過(guò)各種途徑搜集得到。在本次設(shè)計(jì)中，要用到許多基礎(chǔ)理論，由于有些知識(shí)已經(jīng)遺忘，這使我們要重新溫習(xí)知識(shí)，因此設(shè)計(jì)之前就對(duì)大學(xué)里面所涉及到的有關(guān)該課題的課程認(rèn)真的復(fù)習(xí)了一遍，開(kāi)始對(duì)本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)有了大致的了解，并也有了設(shè)計(jì)的感覺(jué)。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)的需要，要查閱并收集大量關(guān)于機(jī)械制造方面的文獻(xiàn)，進(jìn)而對(duì)這些文獻(xiàn)進(jìn)行分析和總結(jié)，這些都提高了我們對(duì)于專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)本次設(shè)計(jì)還使我更深切地感受到了團(tuán)隊(duì)的力量，在與同學(xué)們的討論中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決問(wèn)題，這些使我們相互之間的溝通協(xié)調(diào)能力得到了提高，團(tuán)隊(duì)合作精神也得到了增強(qiáng)?？梢哉f(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了我們大學(xué)四年所學(xué)的大部分知識(shí)，也檢驗(yàn)了我們的綜合素質(zhì)和實(shí)際能力。同時(shí)也跨出了我的工程師之路的第一步。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載33致謝為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，我也順利的完成了我的課題設(shè)計(jì)，在此之際我要衷心的感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中一直幫助我支持我的老師。我要感謝指導(dǎo)老師，老師在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的影響很大，設(shè)計(jì)過(guò)程中的很多個(gè)難點(diǎn)都是在老師的悉心指導(dǎo)下才克服的，還有老師大親切和善也是我在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中感受最深的。也因?yàn)檫@樣，和老師之間存在著師生心理障礙一下全無(wú)，我也就大方的有問(wèn)題就問(wèn)，有想法就提，這也使得我能更多的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并解決問(wèn)題。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的專業(yè)知識(shí)，誨人不倦教學(xué)精神，在學(xué)術(shù)上和為人上都是我們的楷模和榜樣。同時(shí)我還要感謝跟我一起參與設(shè)計(jì)的同學(xué)，雖然我們課題不同，但是都能在討論中發(fā)現(xiàn)各自的問(wèn)題，并互相提出解決的方法，設(shè)計(jì)能夠順利完成，也因?yàn)樗麄兊膸椭?。結(jié)束代表著新的開(kāi)始，新的征程，本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)成為我今后工作，學(xué)習(xí)生活中的一份堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保證。從中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)也將成為我們?cè)诮窈笊畹缆飞系囊还P財(cái)富，挫折永遠(yuǎn)是前進(jìn)道路上所必須面對(duì)的，相信我們的未來(lái)會(huì)走的更好，也可以讓我們大學(xué)的老師放心。真心的感謝在大學(xué)幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們，再次感謝你們！優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載34參考文獻(xiàn)[1] 郭洪紅.工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社.2008-7.7～11，15，19，26～30，40，44～45，51，68，79～84，91[2] 原魁.工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].工廠自動(dòng)化.2007.第 1 期.34～38[3] 周壽明，鄧成良 .可用于生產(chǎn)線的工業(yè)機(jī)器人研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2008.第27 期.59-61[4] 羅璟，趙克定，陶湘廳，袁銳波.工業(yè)機(jī)器人的控制策略探討[J]，機(jī)床與液壓.2008-10.第 10 期.95～100[5] 張新聚，曹慧勤，楊雪.程控通用機(jī)器人設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng).2007.第 2 期.63～64[6] 李文明.水力清砂機(jī)械手的研究與設(shè)計(jì)[D]. 武漢：華中科技大學(xué).2007[7] 郭洪紅.工業(yè)機(jī)械人技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué).2006.5[8] 王小玲.工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制[J].機(jī)電工程技術(shù).2004.第 9 期.32～36[9] 許福玲，陳堯明 .液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007-10.38～40，41，48～51，68～77，79～104，123～131，141～163[10] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓傳動(dòng)[S]，第 4 版.北京：化學(xué)工業(yè)社 .2007-9.20-3～20-5 ，20-13 ，20-74 ～20-100 ， 20-117，20-184 ，20-277 ，20-281～20-306，20-390～20-392，20-401～20-419 ，20-427～ 20-454，20-471 ～20-484，20-508～540，20-640，20-708～20-711 ，20-740～20-741，20-767[11] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓傳動(dòng)與控制[S] ，第 4 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007-7.23-49～23-58，23-64 ～23-66 ，23-134～23-135 ，23-170～23-171，23-173～23-174，23-254 ～23-255， 23-490～23-491 ，23-498～23-499，23-561，23-581～23-584[12] 張培志，朱宏俊 .電氣控制與可編程序控制器[S]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2009-1.120[13] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)[S] ，第 6 版.北京：高等教育出版社.2007-4.109，170～177[14] 劉鴻文. 材料力學(xué)[S]，第 4 版.北京：高等教育出版社 .2008-12.12-25,29-37[15] 孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[S]，第 7 版 .北京：高等教育出版社.2007-優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載3512.5～18，263～273[16] 毛平淮，互換性與測(cè)量技術(shù)[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2008-1[17] Fathi Ghorbel, John Y. 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