六自由度机械手
Fb?3359.32N3） 由公式11-36，Fmax?M?lmax?l2i?G?s?l4l2 a. li取75mm，li为螺钉到中心线的距离 b. s?xc?316mm,s为前自由度总质量到接口的力臂 Fmax?1204.06?0.316?0.0754?0.0752?1268.28N 2. 设计直径 1.3?4Fbd1? ??[?] 查表11-6，取材料为45号钢，性能等级8.8级，屈服极限 2640N/mm 初估M16，查表11-7，s?4，[?]?640/4?160N/mm2 螺栓直径M16 1.3?4?3359.32 d1??5.89mm ??160 3. 校核螺钉接合面的工作能力 接合面上侧不出现缝隙的条件 z?F0M ??0 AW1） z?4 2) F0?3359.32N 3) A?200mm?200mm?4?104mm2 4) M?G?s?1204.06?0.316?380.48N?m?380480N?mm 1 5) W??200?200?200?1333333.33mm3 接合面符合工作要求 64?3359.32380480 ??0.05?0满足 4 4?101333333.33接合面下侧不出现压溃的条件 z?F0M ??[?p] AW1） z?4 2) F0?3359.32N Fb?2408.11?0.75?1268.28?3359.32N 16
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符合工作要求 F?11250N d?5.98mm 3) A?200mm?200mm?4?104mm2 4) M?G?s?1204.06?0.316?380.48N?m?380480N?mm 5) W?16?200?200?200?1333333.33mm3 6） 查表11-9，[?p]?0.8?s?0.8?640?512N/mm2 4?3359.324?104?3804801333333.33?0.621292?512满足 注：特殊情况为当前自由度部分自由下垂，四个螺钉完全承受前部分的重力，每个螺钉承受F?'G4?14?122.863?9.8?301.0N，查图11-20，得此时，由此F0?0，? F0?12F?150.5Nd1?1.3?4F01.3?4?150.5??[?]??160?1.6mm满足条件。 七． d?动叶片中2个销的设计 4Fz???[?p] 4. 确定剪切力F?p油?A 取动叶片与油液接触面积为75mm?75mm 油压为2MPa，油压在动叶片等效力的作用点 位于r?75mm圆周上 F?p油?A?2?10?75?106?3?75?10?3?11250N 5. 确定销个数z?2 6. 查机械手册，取材料为45号钢 常用的销[?p]?80MPa d?4?112502???80?106?0.00598m?5.98mm 17
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T?450000N?mm 八． 动叶片与套筒之间的键的设计 4Tdhl4T[?p]?d?h ?p?l??[?p] 3. 工作转矩T?p?A?r' 油压为2MPa，承压面A为75mm?75mm 作用点离键沿半径方向为40mm T?2?75?75?40?450000N?mm 4. 回转直径的d为75mm 键高12mm， [?p]?110MPa l?4?45000075?12?110?106 l?50mm ?18mm 取l?50mm 九． 轴的设计 M?198094.7451N?mm G?mg?152.5566?9.8?1495.0547N T?217508.8524N?mm 211T?G?xc?G?290.9711?217508.8524N?mm22M?1G(65?119?16?65)?198094.7451N?mm稳定不变扭矩，??22[??1]b[??1]b Me?206616.6363N?mm?0.27 Me?M3?(?T)?206616.6363N?mmW??d32???45323 ?e?23.09555N/mm 2?8946.1760mm3 2?e?MeW?206616.63638946.1760?23.09555N/mm 取[??1]b?40碳素钢 由?e?[??1]b， 取[??1]b?40碳素钢
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旋转和夹紧的设计及强度校核
一.机械手指部基座与回转体的螺栓连接
将前部指部和轮胎简化为一简支梁结构，在其质心处受到一集中力。 机构简图:
设计及计算说明 1．采用普通螺栓连接，布局如图示。 2．确定螺栓组连接所受的工作载荷。 只受到横向载荷Fv（作用于接合面，垂直向下） ?根据UG的质量分析后，得知不得总质量为： 主要结果 19
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m1?31.21kg 所要夹取得轮胎质量为： m2?10kg?Fv?(m1?m2)?g?404.27N （g取9.81m2s） Fv?404.27N 倾覆力矩顺时针方向 M?Fv?l=404.27?32?14.23?104N?mm M?14.23?10N?mm4 3．计算各螺栓所受的工作拉力。 在倾覆力矩的作用下，上面的螺栓受到加载作用，而下面的螺栓受到减载的作用，故上面的螺栓受力较大，所受的载荷由书本的P411（11—3b）知为： Fmax?Mlmaxi?M?754?752?474.33N ?li?12i上面的螺栓所受到的总工作拉力： F??Fmax?474.33N Fmax=474.33N 4．求每个螺栓所需的预紧力。 横向工作载荷Fv将使指架下滑，采用普通螺栓时是靠摩擦力来承受；M对摩擦力无影响，虽在M作用下，上面的压力减小，但下边的Fv增大，所以保证不下滑的条件是： 由式（11—27）可知： F0?ksFvzf ks=1.2 f=0.2 ?F0?1.2?404.274?0.2?606.405NF= 474.33N F0= 606.405N 5．计算螺栓直径。 螺栓所受的总拉力由式（11—19）求得： Fb?F0?c1c1?c2F? 20