六自由度机械手
Fb?748.704N由表11—5取c1c1c1?c2= 0.3 Fb?F0?F?606.405?0.3?474.33?748.704N ?c1?c2 查表11.6选择螺栓材料为Q235，性能等级取3.6，其 屈服极限?s?190N不控制预紧力，初取直径为2；mm 16mm，查表11.7，安全系数为S= 4，则 ?190 ?47.5N。 ????s?2mm S4根据公式（11—21）求得螺栓危险剖面的直径（螺纹螺钉的直径M10 小径）为： 4?1.3Fb4?1.3?748.704d1???5.12mm 十字槽圆柱头螺钉 ??????47.5 查GB/822—1988选用公称直径d = 10mm(螺纹小径d1= 8.376mm)的螺钉。 螺纹规格：d = M10, 公称直径d = 50mm,性能等级为 3.6级的H型螺钉GB/822—1988 M10?50。 6．校核螺钉组连接接合面的工作能力。 1）连接接合面下端的挤压应力不超过许用值，以防止 接合面压溃，由式(11—39)有： zF0M ?pmax?? AW 式中，接合面面积A?h2l2?200?200?40000mm2； 接合面抗弯剖面模量： l2363W???h2??1.333?10mm 接合面强度满足工作要6h2求 44?606.40514.23?10 ?pmax???0.1674N2 6mm400001.333?10 由表11.9 查得 ??p??0.5???0.5?250?125N??， 2pmax??mm 故连接面下端不会压溃。 2）连接合面上端应保持一定的剩余预紧力，以防止接 故满足工作要求 21
六自由度机械手
合面产生间隙，即?p,min?0，由式（11—38）得： ??zF0A?MW?4?606.40540000?14.23?101.333?1046pmin?0 故接合面上端受压最小出不会产生间隙。
二.手部旋转液压缸叶片与夹紧缸连接螺钉的设计
手部旋转旋转液压缸剖视图:
备注：叶片宽度b=110mm 设计与计算说明 1． 采用普通螺钉连接。 2． 确定螺钉组连接所受的工作载荷。 假定选用低压系统p = 5MPa, 叶长的受力面积： ?d?d1??165?110A??2b???22????2??110?3025mm ?主要结果 F?15125N 22
六自由度机械手
FR?3781.25N ?周向工作载荷F?PA?15125?N? 3． 计算各螺钉及销所受的同向载荷： 如果假设将叶长展开，铺平后，相当于螺钉组受横向载荷，根据式（11—28），得： FR?F2?151254?3781.25?N? 4计算螺钉直径： 由式（11—24）得，ds?FRh??P? 查表11.6，选择螺钉材料为Q235，性能等级为3.6级，其屈服极限，?s?190Nmm2，初估直径d = 10mm, ?sS?查表11.7，????N?，S = 2.25， ????p?= 84.443781.257.5?84.44mm2 H为螺钉杆与孔壁挤压面的最小高度， h = 7.5 mm ds??6?mm? 由式（11—26），螺钉的剪切强度条件为： ds?4FRm????2 查表11.7 ?????s2.5?76Nmm ?ds?4?3781.25??76?7.96mm 螺纹直径M10 查GB/T96—1981，选用公称直径d = 10mm （螺纹小径d1?8.376mm）的螺钉。
三.机械手指部设计及夹紧力计算
机械手指部机构简图:
23
六自由度机械手
机械手指部夹紧力的计算
设计及计算项目 1. 液压活塞所受的压力 液压活塞承压面面积: S=?(D?d)=?(80?40)=15080(mm) 所以F=P ?S=5MPa?15080mm=75400N 2主要结果 F=75400N F1=43532.2N '22222F1是手指连杆施加给左手指的力,F1是左手指对连杆的反作用'力; F2和F2同样构成一对作用力与反作用力,如图所示. '由于机构的对称性,故F1=F2,F1=F2. 当机构静平衡时,?FX?0,?Fy?0; 2cos?2?cos30b根据对O点的力矩平衡: F1?=N?L 2F?F1cos?,所以F1?''''F=75400?=43532.2(N) N=
F1b2L=F1b2L'=43532.2?2112?659=6969.1(N) 手指的夹紧力N=6969.1N 24
六自由度机械手
机构各自由度的连接过程
1.手指和活塞（Finger and piston）
2.旋转机构（ratatable institution）
25