机械设计及其自动化专业毕业设计立式精锻机床自动上料样本.doc

题 目：立式精锻机自动上料机械手设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指引教师： 学习中心： 青岛科技大学 机电工程学院二零一二年 十月 题 目 立式精锻机自动上料机械手设计 题目类型：工程设计 技术专项研究 理论研究 软硬件产品开发1毕业设计（论文）重要内容及基本规定 1）、规格参数：抓重:60公斤；自由度数:4个；坐标型式:圆柱坐标；最大工作半径:1700毫米；手臂最大中心高:2300毫米手臂运动参数:手臂伸缩范畴:0500毫米；手臂伸缩速度：伸出176毫米/秒，缩回233毫米/秒；手臂升降范畴:0600毫米；手劈升降速度:上升102豪米/秒，下降152毫米/秒；手臂回转范畴:0200(实际使用为95)；手臂回转速度:63/秒手腕运动参数：手腕回转范畴:0180；手腕回转速度：201/秒手指夹持范畴：30120毫米驱动方式：液压2）、设计规定：（1）、所有设计图纸用AutoCAD绘制； （2）、设计阐明书1份（40页以上）。2指定查阅重要参照文献及阐明（1）机械零件设计手册（2）工业机械手图册（3）机械设计手册（4）其她有关参照资料3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1查阅有关参照资料，完毕开题报告.9.10.9.302构造设计.10.1.10.83编写设计阐明书.10.10.11.54毕业设计（论文）修改、答辩准备.11.10.12.1指引教师： 年 月 日学院审查意见：审 批 人： 年 月 日诚信承诺一、 本设计是本人独立完毕；二、 本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人： 年 月 日摘 要本文简介了立式精锻机自动上料机械手与其他设备配备关系及工作过程，并对机械手动作进行了分析，详细阐述了机械手总体方案设计，特别是对实现预期规定动作各种方案进行了比较分析，进而得出最后方案。依照手臂动作规定，采用圆柱坐标型机械手；机械手自由度数为四个，它们是大臂升降和回转运动，小臂伸缩运动，手腕回转运动；机械手手部构造采用两支点回转型；机械手驱动方式采用液压驱动。控制方式为点位程序控制。本次设计重要进行大臂升降及回转机构设计、手臂及伸缩构造设计、手部构造设计，并且对液压系统进行理论分析和比较。核心词：双作用式油缸；点位控制；液压系统；构造设计目 录第一章 绪论91.1 机械手基本概念91.2 机械手分类及简史101.2.1机械手分类101.2.2机械手简史 101.3 机械手应用简况 101.4 机械手发展趋势 111.5 机械手构成 121.5.1.执行机构121.5.2.驱动机构121.5.3.控制系统121.6应用机械手意义 12第二章 系统设计方案13 2.1 机械手设计参数 132.2 机械手工艺流程 142.3 机械手工作过程142.4 机械手总体构造142.5 机械手坐标型式与自由度 152.6 机械手手部构造方案设计 152.7 机械手手腕构造方案设计 162.8 机械手手臂构造方案设计 162.9 机械手驱动方案设计 162.10 机械手控制方案设计16第三章 机械手各机构设计173.1手部设计计算173.1.1手部设计规定173.1.2拉紧装置设计183.2腕部设计计算 193.2.1计算扭矩M1193.2.2油缸（伸缩）及其配件估算扭矩M2203.2.3摆动缸摩擦力矩M摩 203.3手臂伸缩机构设计 213.4机身和机座设计计算 233.4.1电机选取233.4.2减速器选取243.4.3螺杆设计与校核26第四章 机械手液压某些 274.1 液压系统简介274.1.1 液压系统工作原理274.1.2 液压传动工作特性274.1.3 液压系统构成284.1.4 液压系统优、缺陷284.2自动上料机械手液压系统 294.3大臂升降油缸324.3.1 工作载荷计算324.3.2 重要尺寸拟定324.3.3 校核324.4 液压缸重要部件设计和材料选取 334.4.1 缸筒334.4.2 活塞334.4.3 缸盖及活塞杆导向套334.4.4 活塞杆334.5 液压缸缓冲、排气与密封34总结35道谢36参照文献 37第一章 绪论机械工业是国民装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品产业。无论是老式产业，还是新兴产业，都离不开各种各样机械装备，机械工业所提供装备性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大和直接影响。机械工业规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平重要标志。因而，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济战略重点之一。工业机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人一种重要分支。它特点是可通过编程来完毕各种预期作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自长处，特别体现了人智能和适应性。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来一种新型装置。在当代生产过程中，机械手被广泛运用于自动生产线中，机械人研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来一门新兴技术，它更加增进了机械手发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化有机结合。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动多功能机器，它有各种自由度，可用来搬运物体以完毕在各个不同环境中工作。1.1 机械手基本概念机械手（又称机器人，机械人，英文名：Robot）,机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来一种新型装置。机械手是一种能模仿人手臂某些动作，按预定程序、轨迹及其他规定，实现抓取、搬运工件或操纵工具自动化装置。国内国标(GB/T 12643-90)对机械手定义:“具备和人手臂相似动作功能，可在空间抓放物体，或进行其他操作机械装置。1.2 机械手分类及简史工业机械手种类诸多，关于分类问题，当前在国内尚无统一分类原则，在此暂按使用范畴、驱动方式和控制系统等进行分类。1.2.1机械手分类（一）按用途分机械手可分为专用机械手和通用机械手两种：1、专用机械手它是附属于主机、具备固定程序而无独立控制系统机械装置。专用机械手具备动作少、工作对象单一、构造简朴、使用可靠和造价低等特点，合用于大批量自动化生产自动换刀机械手，如加工中心。2、通用机械手它是一种具备独立控制系统、程序可变、动作灵活多样机械手。格性能范畴内，其动作程序是可变，通过调节可在不同场合使用，驱动系统和控制系统是独立。通用机械手工作范畴大、定位精度高、通用性强，合用于不断变换生产品种中小批量自动化生产。通用机械手按其控制定位方式不同可分为简易型和伺服型两种。 (二)按驱动方式分1、液压传动机械手是以液压压力来驱动执行机构运动机械手。其重要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、构造紧凑、动作敏捷。但对密封装置规定严格，否则油泄漏对机械手工作性能有很大影响，且不适当在高温、低温下工作。2、气压传动机械手是以压缩空气压力来驱动执行机构运动机械手。其重要特点是:介质李源极为以便，输出力小，气动动作迅速，构造简朴，成本低。但是，由于空气具备可压缩特性，工作速度稳定性较差，冲击大，并且气源压力较低，抓重普通在30公斤如下，在同样抓重条件下它比液压机械手构造大，因此合用于高速、轻载、高温和粉尘大环境中进行工作。3、机械传动机械手即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动机械手。它是一种附属于工作主机专用机械手，其动力是由工作机械传递。它重要特点是运动精确可靠，用于工作主机上、下料。动作频率大，但构造较大，动作程序不可变。4、电力传动机械手即有特殊构造感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动械手，由于不需要中间转换机构，故机械构造简朴。其中直线电机机械手运动速度快和行程长，维护和使用以便。此类机械手当前还不多，但有发展前程。(三)按控制方式分1、点位控制它运动为空间点到点之间移动，只能控制运动过程中几种点位置，不能控制其运动轨迹。2、持续轨迹控制它运动轨迹为空间任意持续曲线，其特点是设定点为无限，整个移动过程处在控制之下，可以实现平稳和精确运动，并且使用范畴广，但电气控制系统复杂。1.2.2机械手简史机械手一方面是从美国开始研制。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它构造是：机体上安装一种回转长臂，顶部装有电磁块工件抓放机构，控制系统是示教形。1962年，美国联合控制公司在上述方案基本上又试制成一台数控示教再现型机械手。1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差不大于1毫米。联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式构造和程序控制。日本是工业机械手发展最快、应用最多国家。自1969年从美国引进两种机械手后大力从事机械手研究。当前，工业机械手大某些还属于第一代，重要依托工人进行控制；改进方向重要是减少成本和提高精度。第二代机械手正在加快研制。它设有微型电子计算控制系统，具备视觉、触觉能力，甚至听、想能力。研究安装各种传感器，把感觉到信息反馈，是机械手具备感觉机能。第三代机械手则能独立完毕工作过程中任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐渐发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中重要一环。1.3 机械手应用简况当代工业中，生产过程机械化，自动化已成为突出主题。化工等持续性生产过程自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不持续。因而，装卸、搬运等工序机械化迫切性，工业机械手就是为实现这些工序自动化而产生。机械手在锻造工业中应用能进一步发展锻造设备生产能力，改进热、累等劳动条件。国内机械手工业、铁路工业中一方面在单机、专机上采用机械手上下料，减轻工人劳动强度。国外铁路工业中应用机械手以加工铁路车轴、轮等大、中批零件。并和机床共同构成一种综合数控加工系统。采用机械手进行装配更始当前研究重点，国外已研究采用摄象机和力传感装置和微型计算机连在一起，能拟定零件方位达到镶装目。1.4 机械手发展趋势当前工业机械手重要用于机床加工、锻造、热解决等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展需要。在国内重要是逐渐扩大应用范畴，重点发展锻造、热解决方面机械手，以减轻劳动强度，改进作业条件，在应用专用机械手同步，相应发展通用机械手，有条件还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及依照不同类型加快机构，设计成典型通用机构，因此便依照不同作业规定选取不同类型基加快机构，即可构成不同用途机械手。既便于设计制造，有便于更换工件，扩大应用范畴。同步要提高速度，减少冲击，正拟定位，以便更好发挥机械手作用。国外机械手发展趋势是大力研制具备某种智能机械手。使它具备一定传感能力，能反馈外界条件变化，作相应变更。如位置发生稍许偏差时，即能改正并自行检测，当前已经获得一定成绩。更重要是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而主线变化当前机械制造系统人工操作状态。1.5 机械手构成机械手重要由执行机构、驱动机构和控制系统三大某些构成。其构成及互有关系如下图：1.5.1.执行机构(如图1.5.1所示)图1.5.1（1）手部手部安装在手臂前端。手臂内孔装有转动轴，可把动作传给手腕，以转动、伸屈手腕，开闭手指。本课所指机械手仅需开闭手指。机械手手部机构系模仿人手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。手指数量又可以分为二指、三指和四指等，其中以二指用最多。可以依照夹持对象形状和大小配备各种形状和尺寸夹头，以适应操作需要。本课所做机械手采用二指形状。（2）手臂手臂有无关节和关于节手臂之分本课所做机械手手臂采用无关节臂手臂作用是引导手指精确抓住工件，并运送到所需要位置上。为了使机械手可以对的工作，手臂三个自由度都需要精准定位。本课题所做机械手在手臂上升、下降、前伸、后退、左转、右转三个方向定位均采用行程开关控制，以保证定位精度。总括机械手运动离不开直线移动和转动二种，因而，它采用执行机构重要是直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、直流伺服马达和步进马达等。躯干是安装手臂、动力源和执行机构支架。1.5.2.驱动机构驱动机构重要有四种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压气动用最多，占90%以上，电动、机械驱动用较少。液压驱动重要是通过油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。它运用油缸、马达加上齿轮、齿条实现直线运动；运用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现回转运动。液压驱动长处是压力高、体积小、出力大、运动平缓，可无级变速，自锁以便，并能在中间位置停止。缺陷是需要配备压力源，系统复杂成本较高。气压驱动所采用元件为气压缸、气压马达、气阀等。普通采用4-6个大气压，个别达到8-10个大气压。它长处是气源以便，维护简朴，成本低。缺陷是出力小，体积大。由于空气可压缩性大，很难实现中间位置停止，只能用于点位控制，并且润滑性较差，气压系统容易生锈。为了减少停机时产生冲击，气压系统装有速度控制机构或缓冲机构。1.5.3.控制系统机械手控制系统要素，涉及工作顺序、到达位置、动作时间和加速度等。控制系统可依照动作规定，设计采用数字顺序控制。它一方面要编制程序加以存储，然后再依照规定程序，控制机械手进行工作。1.6 应用机械手意义随着科学技术发展，机械手也越来越多地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热解决、机械加工、装配、检查、喷漆、电镀等工种均有应用实理。其她部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中，应用机械手意义可以概括如下：1.以提高生产过程中自动化限度应用机械手有助于实现材料传送、工件装卸、刀具更换以及机器装配等自动化限度，从而可以提高劳动生产率和减少生产成本。2.以改进劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其她毒性污染以及工作空间狭窄场合中，用人手直接操作是有危险或主线不也许，而应用机械手即可某些或所有代替人安全完毕作业，使劳动条件得以改进。3.可以减轻人力，并便于有节奏生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力一种侧面，同步由于应用机械手可以持续工作，这是减少人力另一种侧面。综上所述，有效应用机械手，是发展机械工业必然趋势。第二章 系统设计方案2.1 机械手设计参数抓重：60kg；自由度数：4个；坐标形式：圆柱坐标；最大工作半径：1700毫米；手臂最大中心高：2300毫米；手臂运动参数；手臂伸缩范畴：0500毫米手臂伸缩速度：伸出176毫米每秒；缩回233毫米每秒；手臂升降范畴：0600毫米；手臂升降速度：上升102毫米每秒；下降152毫米每秒；手臂回转范畴：00 (实际使用为950)；手臂回转速度：630每秒；手腕运动参数：手腕回转范畴:001800；手腕回转速度：每秒；手指夹持范畴： 30-120毫米；缓冲方式及定位方式：手臂伸缩：伸出时由行程开关适时切断油路，手臂缓冲，缩回时由行程开关控制返回终了位置。手臂升降：上升时是靠可调碰铁触动行程开关而发信，使电液换向阀变为“o”型滑阀机能，切断油路而实现缓冲定位，下降时靠油缸端部节流缓冲，由行程开关控制终了位置。手臂回转：采用行程节流阀（双向使用）减速缓冲，用定位油缸驱动定位销而定位。手腕回转：采用行程开关发信，切断油路滑行缓冲，死挡块定位。驱动方式：液压控制方式：点位程序控制2.2 机械手工艺流程机械手原位机械手前伸机械手上升机械手抓取并夹紧机械手后退机械手左转机械手前伸机械手松开机械手下降机械手右转退至原位2.3 机械手总体构造本机械手系统由执行系统、驱动系统和控制系统构成。执行系统涉及手部、手臂、手腕。驱动系统涉及动力源、控制调节装置和辅助装置构成。控制系统由程序控制系统和电气系统构成。 2.4 机械手工作过程立式精锻机和自动上料机械手等配备如图2-4-1所示。被加热坯料由运送车2送到上料位置后，自动上料机械手3将热坯料搬运到立式精锻机1上锻打，其成品锻件由下料机械手4送立式精锻机上取下并送到转换机械手5上，转换机械手先把锻件翻转90成水平位置，由丙烷切割装置6将两端切齐，切割完毕，转换机械手5手臂再水平回转87，将锻件水平放置到下料运送装置7上，运送到车间外面料仓处进行冷却。自动上料机械手3在此精锻生产线上可以完毕取料、喂料和变换工位等动作。 2.5 机械手坐标型式与自由度选取按机械手手臂不同运动形式及其组合状况，其坐标型式可分为直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具备升降、收缩及回转运动，因而，采用圆柱坐标型式。相应机械手具备三个自由度，为了弥补升降运动行程较小缺陷，增长手臂摆动机构，从而增长一种手臂上下摆动自由度。2.6 机械手手部构造方案设计为了使机械手通用性更强，把机械手手部构造设计成可更换构造，当工件是棒料时，使用夹持式手部。夹持式手部是运用夹钳开闭来夹紧和抓紧工件，按其构造又分为两指或多指，回转和平移，外夹和内撑等各种形式。2.7 机械手手腕构造方案设计考虑到机械手通用性，同步由于被抓取工件是水平放置，因而手腕必要设有回转运动才可满足工作规定。因而，手腕设计成回转构造，实现手腕回转运动机构为回转液压缸。2.8 机械手手臂构造方案设计按照抓取工件规定，本机械手手臂有三个自由度，即手臂伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。手臂回转和升降运动是通过立柱来实现，立柱横向移动即为手臂横移。手臂各种运动由液压缸来实现。2.9 机械手驱动方案设计由于液压传动系统传动平稳、构造紧凑、动作敏捷，成本低廉，因而本机械手采用液压压传动方式。若采用液压伺服控制机构，还能实现持续轨迹控制。2.10 机械手控制方案设计考虑到机械手通用性，同步使用点位控制，因而咱们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手动作流程变化时，只需变化PLC程序即可实现，非常以便快捷。第三章 机械手构造设计3.1机械手手部设计计算3.1.1手部设计规定1、有恰当夹紧力手部在工作时，应具备恰当夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件已加工表面。对于刚性很差工件夹紧力大小应当设计得可以调节，对于笨重工件应考虑采用自锁安全装置。2、有足够开闭范畴夹持类手部手指均有张开和闭合装置。工作时，一种手指开闭位置以最大变化量称为开闭范畴。对于回转型手部手指开闭范畴，可用开闭角和手指夹紧端长度表达。手指开闭范畴规定与许多因素关于，如工件形状和尺寸，手指形状和尺寸，普通来说，如工作环境允许，开闭范畴大某些较好。 图3-1 机械手开闭示例简图3、力求构造简朴，重量轻，体积小手部处在腕部最前端，工作时运动状态多变，其构造，重量和体积直接影响整个机械手构造，抓重，定位精度，运动速度等性能。因而，在设计手部时，必要力求构造简朴，重量轻，体积小。4、手指应有一定强度和刚度5、其他规定因而送料，夹紧机械手，依照工件形状，采用最惯用外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。此种构造较为简朴，制造以便。3.1.2拉紧装置设计如图4.1.2-1所示：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油时松开工件。图3-2油缸示意图1、右腔推力为FP=（4）DP （3.1）=（4）0.52510=4908.7N2、依照钳爪夹持方位，查出当量夹紧力计算公式为：F1=（2ba）（cos）N （3.2） 其中 N=498N=392N，带入公式3.2得：F1=（2ba）（cos）N =(2150/50)（cos30）392 =1764N则实际加快力为 F1实际=PK1K2/ （3.3）=17641.51.1/0.85=3424N经圆整F1=3500N3、计算手部活塞杆行程长L,即L=（D/2）tg （3.4） =25tg30 =23.1mm经圆整取l=25mm4、拟定“V”型钳爪L、。取L/Rcp=3 （3.5）式中： Rcp=P/4=200/4=50 （3.6）由公式（2.5）（2.6）得：L=3Rcp=150取“V”型钳口夹角2=120，则偏转角按最佳偏转角来拟定，查表得：=22395、机械运动范畴（速度）（1）伸缩运动 Vmax=500mm/sVmin=50mm/s（2）上升运动 Vmax=500mm/sVmin=40mm/s（3）下降Vmax =800mm/sVmin =80mm/s（4）回转Wmax=90/sWmin=30/s因此取手部驱动活塞速度V=60mm/s 6、手部右腔流量Q=sv （3.7）=60r=603.1425=1177.5mm/s7、手部工作压强P= F1/S=3500/1962.5=1.78Mpa （3.8） 3.2腕部设计计算腕部是联结手部和臂部部件，腕部运动重要用来变化被夹物体方位，它动作灵活，转动惯性小。本课题腕部具备回转这一种自由度，可采用品有一种活动度回转缸驱动腕部构造。规定：回转90角速度W=45/s以最大负荷计算：当工件处在水平位置时，摆动缸工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg，长度l=650mm。3.2.1计算扭矩M1设重力集中于离手指中心200mm处，即扭矩M1为：M1=FS （3.9）=109.80.2=19.6（NM） 工件 F S F S F图3-3 腕部受力简图3.2.2油缸（伸缩）及其配件估算扭矩M2F=5kg S=10cm带入公式3.9得M2=FS=59.80.1 =4.9（NM） 3.2.3摆动缸摩擦力矩M摩 F摩=300（N）（估算值）S=20mm （估算值）M摩= F摩S=6（NM）4、摆动缸总摩擦力矩MM=M1+M2+ M摩=30.5（NM） （3.10）5.由公式（4.2）T=P b（A1- mm）106/8 （3.11）其中： b叶片密度，这里取b=3cm；A1摆动缸内径，这里取A1=10cm； mm转轴直径，这里取 mm=3cm。因此代入（3.11）公式P=8T/b（A1- mm ）106=830.5/0.03（0.1-0.03）106=0.89Mpa又由于W=8Q/（A1- mm ）b因此 Q=W（A1- mm）b/8A1 =（/4）（0.1-0.03）0.03/8 =0.2710-4m/s =27ml/s3.3手臂伸缩机构设计手臂是机械手重要执行部件。它作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。臂部运动目，普通是把手部送达空间运动范畴内任意点上，从臂部受力状况看，它在工作中即直接承受着腕部、手部和工件动、静载荷，并且自身运动又较多，故受力较复杂。 机械手精度最后集中在反映在手部位置精度上。因此在选取适当导向装置和定位方式就显得特别重要了。手臂伸缩速度为200m/s，行程L=500mm1、手臂右腔流量，公式（3.7）得： Q=sv=20040=1004800mm/s=0.1/10m/s=1000ml/s2、手臂右腔工作压力，公式（3.8） 得： P=F/S （3.12）式中：F取工件重和手臂活动部件总重，估算 F=10+20=30kg， F摩=1000N。因此代入公式（3.12）得： P=（F+F摩）/S =（309.8+1000）/40 =0.26Mpa3、绘制机构工作参数表如图3.3-1所示：图3-4机构工作参数表4、由初步计算选液压泵所需液压最高压力 P=1.78Mpa所需液压最大流量 Q=1000ml/s选用CB-D型液压泵（齿轮泵）此泵工作压力为10Mpa，转速为1800r/min，工作流量Q在3270ml/r之间，可以满足需要。5、验算腕部摆动缸：T=PD（A1-mm）m106/8 （3.13）W=8v/（A1-mm）b （3.14）式中： m机械效率取： 0.850.9v容积效率取： 0.70.95因此代入公式（3.13）得：T=0.890.03（0.1-0.03）0.85106/8 =25.8（NM）TM=30.5（NM）代入公式（3.14）得：W=（82710-6）0.85/（0.1-0.03）0.03 =0.673rad/sW/40.785rad/s因而，取腕部回转油缸工作压力 P=1Mpa 流量 Q=35ml/s圆整其她缸数值：手部抓取缸工作压力P=2Mpa 流量Q=120ml/s小臂伸缩缸工作压力P=0.25Mpa 流量Q=1000ml/s3.4机身和机座设计计算机身直接支承和传动手臂部件。普通实现臂部升降、回转或俯仰等运动驱动装置或传动件都安装在机身上，或者就直接构成机身躯干与底座相连。因而，臂部运动愈多，机身构造和受力状况就愈复杂，机身既可以是固定式，也可以是行走式,如图4.4-1所示。图3-51机身机座构造图臂部和机身配备形式基本上反映了机械手总体布局。本课题机械手机身设计成机座式，这样机械手可以是独立，自成系统完整装置，便于随意安放和搬动，也可具备行走机构。臂部配备于机座立柱中间，多见于回转型机械手。臂部可沿机座立柱作升降运动，获得较大升降行程。升降过程由电动机带动螺柱旋转。由螺柱配合导致了手臂上下运动。手臂回转由电动机带动减速器轴上齿轮旋转带动了机身旋转，从而达到了自由度规定。3.4.1电机选取机身部使用了两个电机，其一是带动臂部升降运动；其二是带动机身回转运动。带动臂部升降运动电机安装在肋板上，带动机身回转电机安装在混凝土地基上。（1）、带动臂部升降电机： 初选上升速度 V=100mm/s P=6KW因此n=（100/6）60=1000转/分选取Y90S-4型电机，属于笼型异步电动机。采用B级绝缘，外壳防护级别为IP44，冷却方式为I（014）即全封闭自扇冷却，额定电压为380V，额定功率为50HZ。如图4.4.1-1 Y90S-4电动机技术数据所示：型号额定功率KW满载时堵转电流堵转转矩最大转矩电流A转速r/min效率%功率因素额定电流额定转矩额定转矩Y90S-41.12.71400790.786.52.22.2图3-6 Y90S-4电动机技术数据（2）、带动机身回转电机：初选转速 W=60/s n=1/6转/秒=10转/分由于齿轮 i=3减速器 i=30因此n=10330=900转/分选取Y90L-6型笼型异步电动机电动机采用B级绝缘。外壳防护级别为IP44，冷却方式为I（014）即全封闭自扇冷却，额定电压为380V，额定功率为50HZ。如图3-7 Y90L-6电动机技术所示：图3=7 Y90L-6电动机技术3.4.2减速器选取减速器原动机和工作机之间独立闭式传动装置。用来减少转速和增转矩，以满足工作需要。初选WD80型圆柱蜗杆减速器。WD为蜗杆下置式一级传动阿基米德圆柱蜗杆减速器。蜗杆材料为38siMnMo调质蜗轮材料为ZQA19-4中心矩a=80Msq=4.011 （3.15）传动比I=30传动惯量0.26510kgm3.4.3螺杆设计与校核螺杆是机械手主支承件，