（定稿）电控气动机械手设计（CAD图纸+毕业论文）

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电控气动机械手设计摘要式计算式中缸筒壁厚气缸内径实验压力，取.,材料为,。代入己知数据，则壁厚为.常用计算出的缸筒壁厚都相当薄，但考虑到机械加工，缸筒两端要安装缸盖等需要，往往将气缸筒壁厚作适当加厚，且尽量选用标准内径和壁厚。表所列筒壁厚值可供参考。表气缸筒壁厚材料气缸直径铸铁壁厚钢号无缝管铝合金用的是材料，所以壁厚选择。则缸筒外径为。.手腕结构设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。手腕的自由度手腕是连接手部和手臂的部件，它的作用是调整工件的方位，因而它具有独立的自由度，以使机械手适应复杂的动作要求。手腕自由度的选用与机械手的通用性加工工艺要求工件放置方位和定位精度等许多因素有关。由于本机械手抓取的工件是水平放置，同时考虑到通用性，因此给手腕设绕轴转动回转运动才可满足工作的要求。目前实现手腕回转运动的机构，应用最多的为回转气缸，因此我们选用回转气缸。它的结构紧凑，但回转角度小于，并且要求严格的密封。手腕的驱动力矩的计算手腕转动时所需的驱动力矩手腕的回转上下和左右摆动均为回转运动，驱动手腕回转时的驱动力矩必须克服手腕起动时所产生的惯性力矩，手腕的转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩以及由于转动件的中心与转动轴线不重合所产生的偏重力矩.图所示为手腕示意图。手腕转动时所需的驱动力矩可按下式计算驱惯偏摩封㎝式中驱驱动手腕转动的驱动力矩惯惯性力矩偏参与转动的零部件的重量包括工件手部手腕回转缸的动片对转动轴线所产生的偏重力矩㎝图手碗回转示意图摩手腕转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩封手腕回转缸的动片与定片缸径端盖等处密封装置的摩擦阻力矩。下面以图所示的手腕受力情况，分析各阻力矩的计算手腕加速运动时所产生的惯性力矩惯若手腕起动过程按等加速运动，手腕转动时的角速度为，起动过程所用的时间为，则若手腕转动时的角速度为，起动过程所转过的角度为，则式中参与手腕转动的部件对转动轴线的转动惯量㎝工件对手腕转动轴线的转动惯量㎝。若工件中心与转动轴线不重合，其转动惯量为式中工件对过重心轴线的转动惯量•㎝•工件的重量工件的重心到转动轴线的偏心距,手腕转动时的角速度弧度起动过程所需的时间起动过程所转过的角度弧度。手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩偏式中手腕转动件的重量手腕转动件的重心到转动轴线的偏心距㎝.当工件的重心与手腕转动轴线重合时，则.手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力矩摩式中手腕转动轴的轴颈直径轴承摩擦系数，对于滚动轴承.，对于滑动轴承.轴颈处的支承反力。．回转缸的动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩封，与选用的密衬装置的类型有关，应根据具体情况加以分析。在机械手的手腕回转运动中所采用的回转缸是单叶片回转气缸，它的原理如图所示，定片与缸体固连，动片与回转轴固连。动片封圈把气腔分隔成两个.当压缩气体从孔进入时，推动输出轴作逆时针方向回转，则低压腔的气从孔排出。反之，输出轴作顺时针方向回转。单叶气缸的压力和驱动力矩的关系为图回转气缸简图式中回转气缸的驱动力矩•㎝回转气缸的工作压力•㎝缸体内壁半径输出轴半径动片宽度。上述驱动力矩和压力的关系式是对于低压腔背压为零的情况下而言的。若低压腔有定的背压，则上式中的应代以工作压力与背压之差。二手腕回转缸的尺寸及其校核尺寸设计气缸长度设计为，气缸内径设计为，半径，轴径，半径，气缸运行角速度，加速度时间，压强.则力矩.尺寸校核.测定参与手腕转动的部件的质量，分析部件的质量分布情况，质量密度等效分布在个半径的圆盘上，那么转动惯量.工件的质量为，质量分布在长