機(jī)械手夾持器畢業(yè)設(shè)計(jì)
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第二章 夾持器
2.1夾持器設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力；
（2）手指應(yīng)具有一定的開(kāi)閉范圍；
（3）應(yīng)保證工件在手指內(nèi)的夾持精度；
（4）要求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高；
（5）應(yīng)考慮通用性和特殊要求。
設(shè)計(jì)參數(shù)及要求
（1）采用手指式夾持器，執(zhí)行動(dòng)作為抓緊—放松；
（2）所要抓緊的工件直徑為80mm 放松時(shí)的兩抓的最大距離為110-120mm/s ， 1s抓緊,夾持速度20mm/s；
（3）工件的材質(zhì)為5kg，材質(zhì)為45#鋼；
（4）夾持器有足夠的夾持力；
（5）夾持器靠法蘭聯(lián)接在手臂上。由液壓缸提供動(dòng)力。
2.2夾持器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.2.1夾緊裝置設(shè)計(jì).
2.2.1.1夾緊力計(jì)算
手指加在工件上的夾緊力是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)，必須對(duì)其大小、方向、作用點(diǎn)進(jìn)行分析、計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，加緊力必須克服工件的重力所產(chǎn)生的靜載荷（慣性力或慣性力矩）以使工件保持可靠的加緊狀態(tài)。
手指對(duì)工件的夾緊力可按下列公式計(jì)算：
2-1
式中：
—安全系數(shù)，由機(jī)械手的工藝及設(shè)計(jì)要求確定,通常取1.2——2.0，取1.5；
—工件情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響， 計(jì)算最大加速度，得出工作情況系數(shù) , ，a為機(jī)器人搬運(yùn)工件過(guò)程的加速度或減速度的絕對(duì)值（m/s）；
—方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進(jìn)行選定，
手指與工件位置：手指水平放置 工件垂直放置；
手指與工件形狀： 型指端夾持圓柱型工件，
， 為摩擦系數(shù)， 為 型手指半角，此處粗略計(jì)算 ,如圖2.1
圖2.1
—被抓取工件的重量
求得夾緊力 ， ，取整為177N。
2.2.1.2驅(qū)動(dòng)力力計(jì)算
根據(jù)驅(qū)動(dòng)力和夾緊力之間的關(guān)系式：
式中：
c—滾子至銷軸之間的距離；
b—爪至銷軸之間的距離；
—楔塊的傾斜角
可得 ，得出 為理論計(jì)算值，實(shí)際采取的液壓缸驅(qū)動(dòng)力 要大于理論計(jì)算值，考慮手爪的機(jī)械效率 ，一般取0.8～0.9，此處取0.88，則：
，取
2.2.1.3液壓缸驅(qū)動(dòng)力計(jì)算
設(shè)計(jì)方案中壓縮彈簧使爪牙張開(kāi)，故為常開(kāi)式夾緊裝置，液壓缸為單作用缸，提供推力：
式中 ——活塞直徑
——活塞桿直徑
——驅(qū)動(dòng)壓力，
,已知液壓缸驅(qū)動(dòng)力 ，且
由于 ，故選工作壓力P=1MPa
據(jù)公式計(jì)算可得液壓缸內(nèi)徑：
根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊(cè),見(jiàn)表2.1，圓整后取D=32mm。
表2.1 液壓缸的內(nèi)徑系列（JB826-66）（mm）
20 25 32 40 50 55 63 65
70 75 80 85 90 95 100 105
110 125 130 140 160 180 200 250
活塞桿直徑 d=0.5D=0.5×40mm=16mm
活塞厚 B=(0.6～1.0)D 取B=0.8d=0.7×32mm=22.4mm,取23mm.
缸筒長(zhǎng)度 L≤(20～30)D 取L為123mm
活塞行程，當(dāng)抓取80mm工件時(shí)，即手爪從張開(kāi)120mm減小到80mm，楔快向前移動(dòng)大約40mm。取液壓缸行程S=40mm。
液壓缸流量計(jì)算：
放松時(shí)流量
夾緊時(shí)流量
2.2.1.4選用夾持器液壓缸
溫州中冶液壓氣動(dòng)有限公司所生產(chǎn)的輕型拉桿液壓缸
型號(hào)為：MOB-B-32-83-FB，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，外形尺寸及技術(shù)參數(shù)如下：
表2.2夾持器液壓缸技術(shù)參數(shù)
工作壓力 使用溫度范圍 允許最大速度 效率 傳動(dòng)介質(zhì) 缸徑 受壓面積( )
速度比
無(wú)桿腔 有桿腔
1MPa ～+
300 m/s 90% 常規(guī)礦物液壓油 32
mm 12.5 8.6 1.45
...
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