由滑槽杠杆式结构的驱动力计算公式:
(2-6)
则滑槽杠杆式结构的实际驱动力为: (2-7)
2.3 驱动系统
(1) 液压缸工作压力的确定
由表2-1所示,取液压缸工作压力
表2-1 液压负载常用的工作压力
负载F/N <5000 5000~10000 10000~20000 20000~30000 30000~50000 >50000
工作压力p/MPa <0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 >5~7
(2) 液压缸内径 和活塞杆直径 的确定
确定液压缸的内径D
(2-8)
预设活塞杆直径d=0.5D,液压缸工作压力P=1Mpa,根据有杆腔受力分析得:
(2-9)
根据机械设计手册液压传动分册,选取液压缸内径为:D=63mm
则活塞杆内径为:
(3) 缸筒壁厚和外径的设计
依据材料力学的薄壁筒公式,油缸的 可用下式计算:
(2-10)
式中: —缸筒的试验压力。当液压岗的额定压力 时,
D—油缸内径(mm)
—油缸材料的许用应力(pa), (pa),其中 为油缸材料的抗拉压强(pa),n为安全系数,一般取 。
本设计手爪夹紧液压缸缸筒材料采用为铸造铝合金ZL105,[ ]=32MPa
代入己知数据,则壁厚为:
则缸筒外径为: 查阅《机械设计手册》表21-6-9得 =76mm,则壁厚为 =6.5mm
(4) 手部活塞杆行程长L计算
活塞杆的长度 查阅《机械设计手册》表21-6-2得l=500mm
3 腕部结构的设计计算
3.1 腕部设计的结构选择和基本要求
设计手腕时除应满足启动和传送过程中所需的输出力矩外,还要求手腕的结构简单、紧凑、轻巧。另外通往手腕油缸的管道尽量从手臂内部通过,以便手腕转动时管路不扭转和不外露,使外形整齐。
3.2 腕部的设计计算
3.2.1 腕部设计考虑的参数
夹取工件重量20Kg ,手腕回转 ,手腕上下摆动 。综合以上的因素,腕部结构选取具有两个自由度的手腕结构,手腕回转有回转油缸驱动。
1.链轮 2.轴 3.腕转缸体 4.动片 5.夹紧缸体 6.手指
图3.1 具有两个自由度的手腕结构
工作原理:手腕回转有回转油缸驱动,其中回转油缸壳体3相对不动,动片4与夹紧油缸的外壳5固联并一起回转。手腕上下摆动即轴2 的摆动(或俯仰)是由安装在手臂尾部的回转油缸,通过一对齿轮,链条,链轮及手腕上的链轮1实现的,此手腕具有传动简单,结构紧凑和轻巧等特点。
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