六自由度机械手设计 - 图文(2)

六自由度机械手

力，轴环直径100mm，宽20mm； 上轴颈直径60mm 4）齿轮轴头直径80mm，宽97mm，稍小于轮豰（100-3）； 花键小径52mm 花键大径56mm 轴两端倒角3?45o 安装齿轮的轴段上A型键槽的宽、深、长分别为20、6、70mm。键槽居中布置。此外用过盈配合 5）齿轮上端面接触套筒，固定套筒的轴身直径70mm， 宽15mm； 6）套筒上接圆锥滚子轴承，与下端轴承一样。轴颈直 径为60mm，宽30mm； Fr?56kN 7）和上端盖相密封的轴身直径56mm，宽36mm； 8）连接花键的上轴头小径52mm，大径56mm，宽27mm； l29）轴两端倒角3?45； oH7r6 RA?FR?FB10） 齿轮与平键采用过盈连接,采用A型平键，键槽l190宽度b?20，槽深t?6，槽长L应小于齿轮的宽度， 取L?70mm，轴段上平键居中布置。过盈配合取 H7 r6 3. 计算支反力和绘制弯矩图和扭矩图 1）由于活塞齿条的作用，轴受到水平方向的力，同时 在轴承受到支反力，这样产生弯矩。 M?2608Nm 2 Fr?pA?5Mpa?0.0113m?56kN l81.5T?6102Nm ?24kN， 支座A的支反力RA?F2?56?l190 l108.5 ?32kN 支座B的支反力RB?F1?56?l190 2）最大弯矩发生在平键中心的界面处 M?RA?l1?24kN?108.5mm?2608Nm 3）扭矩 2 T?pAr?5Mpa?0.0113m?0.108m?6102Nm 0ll1?56?81.5190108.5?24kN?32kN ?56?6

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确定平键中心出的截面为危险面作精确强度校核。 k??2.62，k??1.894. 强度精确校核 可知危险剖面在平键中心处，此时弯矩最大，且有键槽，抗弯剖面模量和抗扭剖面模量较小。对该面进行精确校核。 1）过盈配合为k??1.89H7r6时的应力集中系数k??2.62， ???0.64，???0.72 ??1 k?2.620.641.890.7222）尺寸系数???0.64，???0.72 3）表面质量系数??1 4）综合影响系数K??k?1.890.72k??2.620.64?4.09K?????k???4.09 ???，K???????2.63 K???????2.63； MW260810750?a?0.24N/mm ?0.24N/mm25）弯曲应力幅?a?6）平均应力?m?FAz? 2 ?m?11.14N/mm 2?56kN5024mm2?11.14N/mm ?a?0.25N/mm 27）扭转应力幅?a?T2WT?610224500?0.25N/mm2 ?m??a?0.25N/mm 28）扭转平均应力?m??a?0.25N/mm2 9）按公式只考虑正应力时的安全系数 S?? S??31.4 S??202.57K??a???1??1?B?31.4 ?m 只考虑切应力的安全系数 S?? K??a???1??1?B?202.57?mS?S?S?S??S?22?31.02>[S]满足强度要求 7

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液压泵俯仰机构零件设计及强度校核

设计及计算说明 1．采用普通螺柱连接，布局如图 2．确定螺柱组连接所受的工作载荷 只受横向载荷Fv（作用于接合面，垂直向下） ?主要结果 Fv?6619.98N根据UG质量分析，得到前四个自由度的总质量 m总?674.82kg ?Fv?m总g?674.82?9.81?6619.98N? 根据UG距离分析，前四个自由度质心到螺柱分布中心的距离 l?574.6mm ?倾覆力矩（顺时针方向） M?Fvl?6619.98?574.6?3803840.508N?mm M?3.804?10N?mm6 3．计算倾覆力矩的工作拉力 在倾覆力矩作用下，左面的螺钉受到加载作用而右面的螺 钉受到减载作用，故左面的螺柱受力较大，所受的载荷由 书本的P411（11-3b）得知为 Fmax?12679.468N 8

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F0?9929.97NFmax?Mlmax4?M?754?752?12679.468N ?li?1i4．求每个螺柱所需的预紧力 横向工作载荷Fv将使连接件下滑，采用普通螺柱连时是靠摩擦力来承受，M对摩擦力无影响，虽在M的作用下，左边的压力减小，但右面的拉力增大，所以保证不下滑的条件，由式（11-27）可知; F0?ksFvzf ks?F0?=1.2 f=0.2 4?0.2?9929.97N1.2?6619.98 4．计算螺柱直径 螺柱所受的总拉力由式（11-19）求得 Fb?F0?c1c1?c2F? 由表11-5取c1c1?c2=0.3 c1c1?c2 Fb?13733.81N ?Fb?F0?F??13733.81N 查表选择螺柱材料为Q235，性能等级5.6，屈服强度 ?s?360Nmm，安全系数S?4，则需用应力为 2?????sS?90Nmm2 根据式（11-21）求得螺柱危险剖面的直径（螺纹小径）为： d1?4?1.3Fb 初取直径d1=16 ?????4?1.3?13733.813.14?90?15.90mm ?初取直径d1=16 5．校验螺柱组连接接合面的工作能力 1）连接接合面右端不超过许用值，以防止接合面压溃，9

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zF0M ?pmax?? AW 式中，接合面面积A?h2l2?200?200?40000mm2； 2l2h263 接合面抗弯剖面模量：W??1.33?10mm 6 64?9929.973.8?102接合面强度满足工作 ??pmax???3.850Nmm6400001.33?10要求 由表11-9查得 ??p??0.5???0.5?500?250Nmm2??pmax ?? 2）连接接合面左端应保持一定的预紧力，以防止接合面 产生间隙，即?pmin?0由式（11-38） 6zF0M4?9929.973.8?10 ?pmin?????0 6AW400001.33?10重新求得螺柱所受到的总拉力 由于会产生间隙，应提高预紧力，由?pmin?0，求得不产 生间隙的最小预紧力F0=28570N 'Fb?32373.84N 由式（11-19）重新求得螺柱所受到的总拉力 c1'Fb?F0?F?28570?0.3?12679.468?32373.84N c1?c2? 由式（11-21）重新求得螺柱危险截面的剖面直径 最终选定螺柱直径为24mm 4?1.3Fb4?1.3?32373.84'd1???24.41mm ????3.14?90GB/T901-1988 B级等长螺柱M24?3 '?取d1=24mm的螺柱，误差小于5%，在工程允许范围内， 查GB/T901-1988，B级等长螺柱M24?3

由式（11-39）有：

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