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（独家原创）冲压机械手手臂部分设计（全套CAD图纸）

工业机械手的臂部般具有个自由度，即伸缩回转俯仰和升降。臂部总重量较大，受力般较为复杂，在运动时，直接承受腕部手部和工件或工具的动静载荷，尤其高速运动时，将产生较大的惯性力或惯性矩，引起冲击，影响定位的准确性。臂部运动部分零部件的重量直接影响着臂部结构的刚度和强度。专用机械手的臂部般直接安装在主机上，工业机械手的臂部般与控制系统和驱动系统起安装在机身上，机身可以是固定式的，也可以带有行走机构，可沿地面或导轨运动。臂部的结构形式必须根据机械手的运动形式抓取重量动作自由度运动精度等因素来确定。同时，设计时必须考虑到手臂的受力情况油气缸及导向装置的布置内部管路与手腕的连接形式等因素。因此设计臂部机构时般要注意下述要求刚度要大为防止臂部在运动过程中产生过大的变形，手臂的截面形状要合理。工字形截面的弯曲强度般比圆截面大空心管的弯曲刚度和扭转刚度都比是新轴大。所以常用钢管作臂杆及导向杆，用工字钢和槽钢作支承板。导向性要好为防止手臂在直移运动中，沿运动轴线发生相对转动，或设置导向装置，或设计方形花键等形式的臂杆。偏重力矩要小所谓偏重力矩就是指臂部的重量对其支承回转轴所产生的静力矩。为提高机械手的运动速度，要尽量减小臂部运动部分的重量，以减小偏重力矩和整个臂部对回转轴的转动惯量。运动要平稳，定位精度要高由于臂部运动速度越高，重量越大，惯性力引起的定位钱的冲击也就越大，运动既不平稳，定位精度也不会高。故应尽量减小臂部运动部分的重量，使结构紧凑重量轻，同时要采取定形式的缓冲措施。.冲压机械手臂部的结构形式冲压机械手的臂部结构般包括臂部伸缩回转俯仰升降等运动的结构以及与其有关的构件，如传动机构驱动装置导向定位装置支承连接件和位置检测元件等。此外还有与腕部连接的有关构件及配管线等。冲压机械手臂部伸缩运动的结构伸缩运动的结构主要有以下几种形式.采用倍增机构的臂伸缩结构这种结构的特点是传递效率高，易于实现较大的行程和速度。.采用单导向杆的臂伸缩结构这种结构由于活塞杆导向杆和检测棒全部藏在缸体内，结构紧凑外观整洁，但增加了缸体厚度，将大幅度增加臂部结构的重量，般用于小型机械手。采用大直径导向管的臂伸缩结构该结构根大直径导向管作伸缩臂。采用燕尾型导轨的臂伸缩结构采用这种导轨导向，刚度大工作平稳。采用双导向杆的臂伸缩结构其特点是手里均衡，可用于抓重大行程较长的场合采用四根导向柱的臂伸缩结构其特点是行程长抓重较大。工件形状不规则时，为了防止产生较大的偏重力矩，采用四根导向柱。本设计的手部伸缩运动的机构采用形式，即双导向杆结构。如图图手部伸缩缸冲压机械手臂部俯仰运动的结构冲压机械手的臂部俯仰运动，般采用铰接油气缸来实现。铰接油气缸位于油缸下方，活塞杆与手臂之间用铰链连接，缸体与立柱之间用耳插销轴等方式连接。如图所示，臂部的俯仰由铰接臂部的活塞杆的运动来实现。冲压机械手臂部回转及升降的结构本设计采用齿条缸式臂回转结构，如图所示。这种齿条缸比般回转缸有较大的输出扭矩和较大的回转角可大于，但结构尺寸般比较大，所以安装在升降缸的下部固定在底座上。回转运动由齿条活塞杆驱动齿轮带动输出轴转动，输出轴和升降缸缸体连接，带动缸体转动，再带动手臂回转。升降运动由升降缸活塞杆带动手臂升降。图手臂导向装置冲压机械手的手臂伸缩及升降运动机构上设有导向装置，其目的是.防止移动件在伸缩及升降时产生不必要的转动，以保证手臂运动方位的准确性。冲压机械手的手臂伸缩及升降运动机构上设有导向装置，其目的是.防止移动件在伸缩及升降时产生不必要的转动，以保证手臂运动方位的准确性。.增大移动部件的刚性，减少移动部件由于自重与抓取重量变化所引起的变形与位移。承受移动部件的部分自重和抓取工件或工具的部分重量。增大移动部件的刚性，减少移动部件由于自重与抓取重量变化所引起的变形与位移。承受移动部件的部分自重和抓取工件或工具的部分重量。.冲压机械手臂部运动驱动液压缸的设计与计算计算臂部运动驱动力包括力矩时，把臂部所受的全部负荷考虑进去。机械手工作时，臂部所受的负荷主要是惯性力摩擦力和重力等。手臂水平伸缩运动驱动液压缸的计算.手臂水平伸缩运动驱动力的计算手臂作水平伸缩运动时，首先要克服摩擦阻力，包括油缸与活塞之间的摩擦力及导向杆与支承滑套之间的摩擦力等，还要克服启动过程中的惯性力。其驱动力可按下式计算式式中各支承处的摩擦阻力启动过程中惯性力，其大小按下式估算式式中手臂伸缩部件的总重量重力加速度启动过程中平均加速度而速度变化量。如果手臂从静止状态加速到工作速度，则这个过程中速度变化量就等于手臂的工作速度。启动过程所用时间。般为。本设计中，设计启动时间为.，工作速度为，导向套摩擦系数为.。粗略计算运动部件重量为。最后计算得手臂水平伸缩运动驱动液压缸的设计与计算本设计中，此液压缸安全系数取.。由式.得，.根据表.和表.选取液压缸的工作压力，小于，所以液压缸的工作压力缸筒内径根据表.取缸筒壁厚般液压缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于，其壁厚可按薄壁筒公式计算式中缸筒壁厚，气