机械手夹持器毕业设计

机械手夹持器毕业设计

第二章 夹持器

2.1夹持器设计的基本要求

（1）应具有适当的夹紧力和驱动力； （2）手指应具有一定的开闭围； （3）应保证工件在手指的夹持精度； （4）要求结构紧凑，重量轻，效率高； （5）应考虑通用性和特殊要求。 设计参数及要求

（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；

（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s ， 1s抓紧,夹持速度20mm/s；

（3）工件的材质为5kg，材质为45#钢； （4）夹持器有足够的夹持力；

（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。由液压缸提供动力。 2.2夹持器结构设计 2.2.1夹紧装置设计. 2.2.1.1夹紧力计算

手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。

手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：

FN?K1K2K3G式中：

2-1

K1—安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；

.专业.专注.

K2—工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况

系数K2, K2?1?绝对值（m/s）；

a0.02/1?1??1.002，a为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的g9.8K3—方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定，

手指与工件位置：手指水平放置 工件垂直放置； 手指与工件形状：V型指端夹持圆柱型工件，

K3?0.5sin?，f为摩擦系数，?为V型手指半角，此处粗略计算K3?4,如图2.1 f

图2.1

G—被抓取工件的重量

求得夹紧力

FN ，

FN?K1K2K3Mg?1.5?1.002?4?3?9.8?176.75N，取整为177N。

2.2.1.2驱动力力计算

根据驱动力和夹紧力之间的关系式：

FcFN?

2bsina式中：

c—滚子至销轴之间的距离； b—爪至销轴之间的距离；

a—楔块的倾斜角

可得F?2FNbsina177?2?86?sin16??195.15N，得出F为理论计

c34'算值，实际采取的液压缸驱动力F要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率?，一

.专业.专注.

般取0.8～0.9，此处取0.88，则：

F'?F??'195.15?221.762N ，取F?500N 0.882.2.1.3液压缸驱动力计算

设计方案中压缩弹簧使爪牙开，故为常开式夹紧装置，液压缸为单作用缸，提供推力：

F推=式中 D——活塞直径 d——活塞杆直径 p——驱动压力，

?4D2p

''F推?F',已知液压缸驱动力F，且F?500N?10KN

'由于F?10KN，故选工作压力P=1MPa

据公式计算可得液压缸径：

4F'4?500D??mm?25.231mm?p3.14?1

根据液压设计手册,见表2.1，圆整后取D=32mm。

表2.1 液压缸的径系列（JB826-66）（mm）

20 70 110 活塞杆直径 d=0.5D=0.5×40mm=16mm

活塞厚 B=(0.6～1.0)D 取B=0.8d=0.7×32mm=22.4mm,取23mm. 缸筒长度 L≤(20～30)D 取L为123mm

活塞行程，当抓取80mm工件时，即手爪从开120mm减小到80mm，楔快向前移动大

.专业.专注.

25 32 40 50 55 63 65 75 80 85 90 95 100 105 125 130 140 160 180 250