发布时间 : 星期三 文章通用液压机械手设计--液压更新完毕开始阅读
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1.手指 2.销轴 3.拉杆 4.指座
图1 滑槽杠杆式手部受力分析
如图所示为滑槽式手部结构。在拉杆3作用下销轴2向上的拉力为F，并通过销轴中心O点，两手指1的滑槽对销轴的反作用力为F1、F2 ，其力的方向垂直于滑槽中心线OO1和OO2并指向
O点，F1和F2的延长线交O1O2于A及B，∠AOC=∠BOC=α。根据销轴的力平衡条件，
即
∑Fx=0 得 F1?F2; ∑Fy=0 得 F1?F
2co?s F1??F1?
销轴对手指的作用力为F1?。手指握紧工件时所需的力称为握力（即夹紧力），假想握力作用在
过手指与工件接触面的对称平面内，并设两力的大小相等，方向相反，以FN表示。由手指的力矩平衡条件，即
?M(F)?0得
1 F1?h?FNb
h=a/cosα
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? F=2bcos2?FN?a
式中 a——手指的回转支点到对称中心线的距离（mm）。
α——工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点连线间的夹角。
由上式可知，当驱动力F一定时，α角增大则握力FN也随之增加，但α角过大会导致拉杆（即活塞）的行程过大，以及手指滑槽尺寸长度增大，使之结构加大，因此，一般取α=30°~40°。这里取角α=30° 。
这种手部结构简单，具有动作灵活，手指开闭角大等特点。综合前面驱动力的计算方法，可
求出驱动力的大小。为了考虑工件在传送过程中产生的惯性力、振动以及传力机构效率的影响，其实际的驱动力F实际应按以下公式计算，即： F实际=F计算?/
本机械手的工件只做水平和垂直平移，当它的移动速度为250mm/s，系统达到最高速度的时间根据设计参数选取，一般取0.03～0.5s，移动加速度为150mm/s，工件重量G为294N，V型钳口的夹角为120°，α=30°时，拉紧油缸的驱动力F和F实际计算如下：
(1) 手指对工件的夹紧力计算公式：
2FN?K1?K2?K3?G
式中 K1——安全系数，通常取1.2～2.0;
K2——工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。可近似按下式估算 K2?1??v0.25a??0.5m/s2 =1.05，其中 a?t0.5g K3——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按《工业机械手设计》表2-2选取K3?4。 ?FN?1.2?1.0?5?42N94? 14N8 1. 由滑槽杠杆式结构的驱动力计算公式
(2) F计算=F=2bco?s22N 得 b=80 ?Fa ? F计算=2?80?cos30?1492/50=3556N
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(3) 取手指传力效率 η=0.85,
则 F实际=F计算/?=3556/0.85=4183.5N<5000N
(四) 夹紧缸的设计计算 1.
夹紧缸主要尺寸的计算
由前知液压缸，设夹紧工件时的行程为25mm，时间为0.5s，则所需夹紧力为：
，
工作压力取1MP，考虑到为使液压缸结构尺寸简单紧凑，取工作压力为2.5MP。
选取d=0.5D
得：
D?4F4?4183.5??47.5mm 6?p???2.5?10?0.95式中：D——液压缸内径 P——液压缸工作压力
?——液压缸工作效率，??0.95
根据液压缸内径系列（JB826-66）选取液压缸内径，D=50mm 同理查得活塞杆直径 d=22mm 2.
缸体结构及验算
缸体采用45号无缝钢管，由JB1068-67
查得可取缸筒外径75mm，则??12.5mm
pD2.5?106?5016??3.2 则，?理???5.48mm
?(2.3[?]?p)?(2.3?110?106?2.5?106)?1D
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???12.5mm??理
3.
液压缸额定工作压力
PN（MP）应低于一定极限值，以保证工作安全
PN?0.35??s(D12?D)2D21?36.36MPa
式中： D——缸筒内径 D1——缸筒外径
?s——缸筒材料的屈服点，45号钢为340MPa
已知工作压力PN?2.5MPa?36.36MPa，故安全。 4.
缸筒两端部的计算 ① 缸筒底部厚度的计算
此夹紧缸采用了平行缸底，且底部设有油孔，则底部厚度为
h?0.433DpmaxD?6.8mm
[?](D?d0)考虑结构要求，取h=10mm 式中： D——缸筒内径
Pmax——液压缸最大工作压力，取Pmax?2PN?5MP [?]——缸底材料的许用应力，材料为45号钢，[?]?为安全系数，取n=5。 ② 缸筒底部联接强度计算
缸筒底部采用螺钉联接法兰式缸头，材料为35号钢，联接图如下：
?bn?600?120MP，n5