臂部采用连杆机构的工业机械手设计

从图中可以得知，垂直于轴向的分力F42在AB杆上产生的弯矩从B到A是逐渐增大的，在A点时，弯矩达到最大值，计算可得：

Mmax?F42AB?290.7?0.4?116.28N?m

图4.11 AB杆弯矩图

查资料《材料力学》公式（5.5）得AB杆最大弯曲应力为：

?max?MmaxW

3

其中，W为抗弯截面系数，它与截面的几何形状有关，单位是m。当截面为高为h、宽为b的矩形时，抗弯截面系数为：

W?bh62

bh6MmW2故可计算得： W?进而求得：?ma?ax15?10?3??18?106?3?2?8.1?10?7m

1M4P3??a.?6?1?M1P83a.3

3

?x?116.287?14.?36P1a0??78.?110综合以上计算结果可知，AB杆符合强度要求，是安全的。

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第5章 电动机及减速器的选择

5.1电动机的选择

由以上计算可知，使连杆机构正常工作所需要的转矩为：T3?116.28N?m，在此我们试选取电动机的转速为n1?750r/min，查资料《材料力学》公式（3.1）得：

T?9550Pn （4.20）

116.28?7509550故可求得电动机的功率为：

P?T?n19550??9.13kw

查《机械设计手册》第三版第5卷表23-1-23，可从表中选取适合的电动机，经比较

可选Y180L-8型的电动机，其额定功率为11kw，同步转速为750r/min，满载转速为n1?730r/min。

5.1减速器的选择

由该课题的设计任务书可知，连杆机构执行一个循环过程所需要的时间为2s，所以由此可求得连杆机构中曲柄的转速为：

n0?602?30r/min

由上一步计算可知选定电动机的转速为750r/min，则可求减速器的公称传动比为： i?n1n0?75030?25

查资料《机械设计手册》第三版第4卷，可从表中选取符合条件的减速器，经比较可选ZSY160?25??ZBJ19004?88的减速器。

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结 论

针对本次毕业设计课题任务及要求，我查阅大量的相关资料，对设计有了比较深的认识和了解。工业机械手的执行系统主要包括手部，腕部，臂部和机身四部分，但在实际应用过程中，并不是要求必须具备这四个部分，例如在有些机械手中，并没有很明显的腕部，这要根据实际情况来决定。而对于工业机械手的自由度，则是指工业机械手的腕部和臂部等部件相对于固定坐标轴所具有的移动、旋转和左右摆动的是独立运动数，一般为了抓取空间中任意位置和方位的工件，需要有6个自由度，但是自由度数越多，机械手的结构就越复杂，所以可根据实际需要选择最合适的自由度数。

根据设计的具体任务及要求，本次设计的内容由总体方案的设计、手部的设计、伸缩油缸的设计、连杆的设计及校核等四部分组成。根据整个设计过程可以得到如下结论：

1、总体方案的确定。针对本次连杆式机械手的设计提出了三种方案，经比较、分析各种方案的优缺点，最终确定第二种方案是最适合的。

2、手部的设计。手部的设计主要包括液压缸的设计和手部传动齿轮的设计，在设计过程中，通过详细的计算，确定了齿轮及液压缸各部件具体参数，最后通过校核保证了这些部件都是满足要求的。

3、伸缩油缸的设计。本部分主要是对伸缩油缸的各个部件进行设计及选择，文中对缸筒、活塞及活塞杆等部件进行了计算，并确定了其基本参数，然后对某些部件进行强度校核及稳定性校核的计算，得到这些部件是满足要求的。

4、连杆机构的设计及校核。根据本次毕业设计课题的要求，臂部须采用连杆机构来完成工件位置的转移。文中根据给定的两个位置运用作图法求出了各连杆的长度，且同样对各连杆的强度及稳定性进行了校核计算，经计算及校核，得到各连杆均满足传动需求，可以顺利完成作业。

本次毕业设计由于实践经验不足和设计条件的限制，还存在一些不足之处，比如连杆长度的计算尚未不精确等。

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