六自由度机械手
左右摇摆机构设计及强度校核
一． 设计及计算项目 动叶片中3个螺钉设计 1.3?4F0结果 T?2023N?m 由公式11-17得，d1?1. 确定预紧力F0 由公式11-29，F0???[?] Ks?Tf??ri 1） 安全裕度系数Ks?1.2 2） 接合面间摩擦系数f?0.15 3） 工作转矩T?p油?A?r 取动叶片与油液接触面积为85mm?150mm 油压为2MPa，油压作用在动叶片上的等效力 的作用点位于r?85mm圆周上 T?2?10?85?106?3?140?10?3?85?10?3?2023N?m4） r?75mm F0?1.2?20230.15?5?75?10?3 F0?43157.3333N?43157.3333N 2. 查表11-6，取材料为45号钢，性能等级为8.8级 11
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初估直径M16，查表11-7，取s?2， 2[?]?660/4?165N/mm 1.3?4?43157.33 d1??20.7mm ??165 螺钉直径M24 取螺钉直径M24,查表11-1，d1?20.752mm 二． 动叶片中2个销的设计 4F d? z???[?p] 1. 确定剪切力F?p油?A 取动叶片与油液接触面积为85mm?140mm 油压为2MPa，油压在动叶片等效力的作用点 位于r?85mm圆周上 F?23800N 6?3?3F?p油?A?2?10?85?10?140?10?23800N 2. 确定销个数z?2 3. 查机械手册，取材料为45号钢 常用的销[?p]?80MPa 4?23800d?13.76mm d??0.01376m?13.76mm 62???80?10 三． 动叶片与套筒之间的键的设计 4T ?[?p] ?p? dhl 4Tl? [?p]?d?h 1. 工作转矩T?p?A?r' 屈服强度极限?s?640N/mm2 12
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T?952000N?mm 油压为2MPa，承压面A为85mm?140mm 作用点离键沿半径方向为40mm T?2?85?140?40?952000N?mm 2. 回转直径的d为85mm 键高12mm， [?p]?110MPa l?4?95200085?12?110?33.9mm l?50mm 取l?50mm 四． 轴的设计 3d=60mmd??/0.2[?] T?F?r?p油?A?r 取p油?2Mpa，A=85mm?150mm，r?85mm T?2?10?85?150?85?106?9?2167.5N?m T?2167.5N?m 去材料为40Cr钢，[?]?52N/mm2 d?59.3mm 取d=60mm d=60mm 13
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连腕部俯仰机构零件设计及强度校核
五． 设计及计算项目 动叶片中3个螺钉设计 1.3?4F0结果 2由公式11-17得，d1?3. 确定预紧力F0 由公式11-29，F0???[?] Ks?Tf??ri 4） 安全裕度系数Ks?1.2 5） 接合面间摩擦系数f?0.15 6） 工作转矩T?p油?A?r 取动叶片与油液接触面积为75mm?75mm 油压为2MPa，油压作用在动叶片上的等效力 的作用点位于r?75mm圆周上 T?2?10?75?106?3?75?10?3?75?10?3?8.4375?10N?m T?8.4375?102N?m 4） r?75mm F0?1.2?8.4375?100.15?5?75?102?3?18000N F0?18000N 14
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4. 查表11-6，取材料为45号钢，性能等级为8.8级 屈服强度极限?s?640N/mm2 2初估直径M16，查表11-7，取s?4，[?]?640/4?160N/mm 1.3?4?18000 d1??13.65mm ??160 螺栓直径M16 取螺钉直径M16,查表11-1，d1?13.875mm 六． 连接前自由度箱体的4个固定螺钉设计 1. 求每个螺钉的所需预紧力和总拉力 c1'Fb?F0?F0?Fmax c1?c2 Ks?G'1） 剩余预紧力F0? z?f a. 安全裕度系数Ks?1.2 b. 接合面间摩擦系数f?0.15 c. 螺钉个数z?4 d. 前自由度总质量m?122.863kg 形心位置xc?316mm G?mg?xc?122.863?9.8?1204.06N F0?'1.2?1204.064?0.15c2F0?2408.11N' ?2408.11N 2） 查表11-5，c1?c2?1?0.25?0.75 15