气压传动两维机械手设计.docx

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书目
前沿………………………………………………………………2
设计任务 ………………………………………………………2
………………………………………2
………………，即横向移动气缸和纵向移动 气缸，采纳气动设计、限制简洁，其运动行程由传感器限制，动作过程由 PLC限制系统限制 。
由于该系统要求该气动机械手的动作逻辑依次为： 升降气缸2下降——装载物料——升降气缸2上升——左右移动气缸1右移——卸载物料——左右移动气缸1左移，完成一次物料的搬运

本方案的机械设计中重在气缸的设计，气缸1的作用是实现物料的横向移动，气缸2的作用是实现物料纵向的提升及物品的释放。对气缸结构的要求一是重量尽量轻，以达到动作
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敏捷、运动速度高、节约材料和动力，同时削减运动的冲击，二是要有足够的刚度以保证运动精度和定位精度
气缸的设计流程图如图5所示
图5 气缸设计流程图
气缸按供油方向分，可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只是往缸的一侧输入高压油，靠其它外力使活塞反向回程。双作用缸则分别向缸的两侧输入压力油，活塞的正反向运动均靠液压力完成。由于单作用液压缸仅向单向运动，有外力使活塞反向运动，而双作用单活塞气缸在压缩空气的驱动下可以像两个方向运动但两个方向的输出力不同，所以该方案采纳双作用单活塞缸。
由设计任务可以知道，要驱动的负载大小位100Kg，考虑到气缸未加载时实际所能输出的里，受气缸活塞和缸筒之间的摩擦、活塞杆和前气缸之间的摩擦力的影响。在探讨气缸性能和确定气缸缸径时，常用到负载率β=（气缸的实际负载F/气缸的理论输出力F0）X%.
由《液压和气压传动》P221表10-1知，β=，所以实际液压缸的负载大小为：F理=F实/β
纵向气缸的校核:
气缸内径
D= = = = mm
依据GB/T2348-1993标准进行圆整，取D=63 mm
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活塞杆直径的确定：
由d= 估取活塞杆直径 d=20 mm
缸筒长度的确定：
缸筒长度S=L+B
L为活塞行程；B为活塞厚度
活塞厚度B=(~)D= =
由于气缸的行程L=400mm ,所以S=L+B= mm
导向套滑动面长度A:由于D<80mm 所以A=(~)D==
最小导向长度H +632 = mm
活塞杆的长度l=L+B+A+40=++40=528 mm
(4) 气缸筒的壁厚的确定:
+ C 式中
--气缸材料的许用拉应力
n为平安系数 取值在6~8
缸材料的抗拉强度(Pa)
C –考虑到刚度、加工制造的裕度。
我们的缸体的材料选择45钢，=600 MPa， =6008=75 MPa
+ C=+ C = + C
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依据表4-3，气缸筒的壁厚举荐表取
= 7 mm
气缸耗气量的计算：
Q = 蟺D24ts = P+PaPa =
=
气缸进排气口直径d0
d0 = = = mm
所以取气缸排气口直径为10 mm
Q——工作压力下输入气缸的空气流量（m3s）
V——空气流经进排气口的速度，可取v=10~25）
活塞杆的校核：
由于所选活塞杆的长度L>10d，所以不但要校核强度校核，还要进行稳定性校核。活塞杆材料选择
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45钢
强度校核：
d = = ,所以强度满意要求
稳定性校核:
活塞可承受的最大外载荷Pmax可按下式计算:
Pmax = = N (满意)
所以活塞杆的强度和稳定性均满意.
横向气缸的校核:由于横行气缸的工作载荷主要是纵向气缸和物料对导向装置的摩擦力,估算纵向气缸的重量== Kg
活塞杆的重量 = = Kg
活塞及缸盖重量=5 Kg
所以横行气缸的总载荷为:F总=(++5+50)