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機械手夾持器畢業設計

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更新時間：2016-01-16
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00381-機械手夾持器畢業設計.rar
第二章夾持器

2.1夾持器設計的基本要求
（1）應具有適當的夾緊力和驅動力；
（2）手指應具有一定的開閉范圍；
（3）應保證工件在手指內的夾持精度；
（4）要求結構緊湊，重量輕，效率高；
（5）應考慮通用性和特殊要求。
設計參數及要求
（1）采用手指式夾持器，執行動作為抓緊—放松；
（2）所要抓緊的工件直徑為80mm 放松時的兩抓的最大距離為110-120mm/s ， 1s抓緊,夾持速度20mm/s；
（3）工件的材質為5kg，材質為45#鋼；
（4）夾持器有足夠的夾持力；
（5）夾持器靠法蘭聯接在手臂上。由液壓缸提供動力。
2.2夾持器結構設計
2.2.1夾緊裝置設計.
2.2.1.1夾緊力計算
手指加在工件上的夾緊力是設計手部的主要依據，必須對其大小、方向、作用點進行分析、計算。一般來說，加緊力必須克服工件的重力所產生的靜載荷（慣性力或慣性力矩）以使工件保持可靠的加緊狀態。
手指對工件的夾緊力可按下列公式計算：
2-1
式中：
—安全系數，由機械手的工藝及設計要求確定,通常取1.2——2.0，取1.5；
—工件情況系數，主要考慮慣性力的影響，計算最大加速度，得出工作情況系數 , ，a為機器人搬運工件過程的加速度或減速度的絕對值（m/s）；
—方位系數，根據手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進行選定，
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，為型手指半角，此處粗略計算 ,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驅動力力計算
根據驅動力和夾緊力之間的關系式：

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，得出為理論計算值，實際采取的液壓缸驅動力要大于理論計算值，考慮手爪的機械效率，一般取0.8～0.9，此處取0.88，則：
，取
2.2.1.3液壓缸驅動力計算
設計方案中壓縮彈簧使爪牙張開，故為常開式夾緊裝置，液壓缸為單作用缸，提供推力：

式中 ——活塞直徑
——活塞桿直徑
——驅動壓力，
,已知液壓缸驅動力，且
由于，故選工作壓力P=1MPa
據公式計算可得液壓缸內徑：

根據液壓設計手冊,見表2.1，圓整后取D=32mm。
表2.1 液壓缸的內徑系列（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.
缸筒長度 L≤(20～30)D 取L為123mm
活塞行程，當抓取80mm工件時，即手爪從張開120mm減小到80mm，楔快向前移動大約40mm。取液壓缸行程S=40mm。
液壓缸流量計算：
放松時流量

夾緊時流量

2.2.1.4選用夾持器液壓缸
溫州中冶液壓氣動有限公司所生產的輕型拉桿液壓缸
型號為：MOB-B-32-83-FB，結構簡圖，外形尺寸及技術參數如下：
表2.2夾持器液壓缸技術參數
工作壓力使用溫度范圍允許最大速度效率傳動介質缸徑受壓面積( )
速度比
無桿腔有桿腔
1MPa ～+
300 m/s 90% 常規礦物液壓油 32
mm 12.5 8.6 1.45
...

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