大板錠抓具設(shè)計(jì)【含12張CAD圖紙】

大板錠抓具設(shè)計(jì)【含12張CAD圖紙】,含12張CAD圖紙,大板錠抓具,設(shè)計(jì),12,CAD,圖紙 引 言 機(jī)械抓具是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重，運(yùn)輸，裝卸或安裝等作業(yè)的設(shè)備。是現(xiàn)代化生產(chǎn)必不可少的重要機(jī)械設(shè)備，對(duì)于減輕繁重的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化，自動(dòng)化以及改善人民的物質(zhì)文化生活都有重大的意義。 機(jī)械抓具在工礦企業(yè)，港口碼頭，車站倉(cāng)庫(kù)，建筑工地，海洋開發(fā)，等各個(gè)工業(yè)部門都有廣泛應(yīng)用。它不僅可以做為輔助生產(chǎn)設(shè)備，完成原料，半成品，產(chǎn)品的裝卸，搬運(yùn)，進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的安裝，維修，而且也是一些生產(chǎn)過(guò)程（如鋼鐵冶金生產(chǎn)）工藝操作中的必需設(shè)備。 機(jī)械抓具發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)成為合理組織成批大量生產(chǎn)和機(jī)械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。在我國(guó)現(xiàn)代化的發(fā)展和各個(gè)工業(yè)部門機(jī)械化水平，勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高中，機(jī)械抓具必將發(fā)揮更大的作用。 由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈對(duì)機(jī)械抓具的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率提出了越來(lái)越高的要求因此，對(duì)其主要參數(shù)，主要機(jī)構(gòu)及零部件實(shí)現(xiàn)系列化標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于提高生產(chǎn)率，降低成本，便于維修保養(yǎng)等有著重要意義。 在各種不同類型的抓具中，機(jī)械抓具是我國(guó)研制最早，一種重要而又具有代表性的抓具機(jī)械抓具廣泛應(yīng)用于港頭，碼頭貨物的機(jī)械化裝卸，造船廠船舶的施工，安裝以及大型水電站工地的建壩工程中，對(duì)于減輕繁重的體力勞動(dòng)，改善工人的操作條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率都有著很大的意義，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化不可缺少的重要設(shè)備 18世紀(jì)下半葉的第一次工業(yè)革命促進(jìn)了機(jī)械工程學(xué)科的迅速發(fā)展，機(jī)構(gòu)學(xué)在原來(lái)的機(jī)械力學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科。早在13世紀(jì)連桿機(jī)構(gòu)就已得到應(yīng)用，最簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)是四桿機(jī)構(gòu)，也是最早出現(xiàn)的一種連桿機(jī)構(gòu)。對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的研究起始于18世紀(jì)的著名發(fā)明家瓦特，1784年他所發(fā)明的蒸汽機(jī)中曾應(yīng)用四連桿機(jī)構(gòu)連桿點(diǎn)的近似直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)中的另一個(gè)桿運(yùn)動(dòng)。19世紀(jì)以來(lái)，以幾何圖解法為主導(dǎo)的德國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)派曾對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的研究做出了巨大的發(fā)展，使連桿機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)實(shí)際中又有了新的突破，開辟了很多新的分支。 機(jī)械抓具的四連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用強(qiáng)度，剛度設(shè)計(jì)，即根據(jù)強(qiáng)度理論選擇截面形狀，求出截面面積，然后再根據(jù)剛度理論檢驗(yàn)其變形或位移是否過(guò)大，或有無(wú)失穩(wěn)的危險(xiǎn)。多年來(lái)平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分普遍，所以運(yùn)動(dòng)綜合問(wèn)題一直是機(jī)構(gòu)學(xué)界研究的熱點(diǎn)。 本文所說(shuō)的機(jī)械抓具是用于鑄造鋁廠抓取鋁板的抓具，由于鋁板噸位大工作在高溫環(huán)境中，抓具要與之相適應(yīng)即要求設(shè)計(jì)出具加緊力大自動(dòng)化程度高，使用安全可靠即減輕勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)效率。從抓具的經(jīng)濟(jì)使用角度和使用安全、工作環(huán)境等情況設(shè)計(jì)了該抓具。 1總體方案設(shè)計(jì) 1.1 抓具的力學(xué)原理 1.1.1 抓具的構(gòu)造 一種大型金屬坯抓具，包括由兩組各四個(gè)連桿、兩根中連接軸及兩根下連接軸鉸接而成的連桿機(jī)構(gòu)，上橫梁兩端分別焊有與天車吊鉤相接的吊環(huán)，每組連桿機(jī)構(gòu)下部的兩個(gè)連桿上焊有夾取金屬坯的抓塊，抓塊內(nèi)側(cè)有倒鉤，兩根下連接軸用鋼板互相焊接構(gòu)成下橫梁，中心柱下端固定在下橫梁中央，其上段穿套在上橫梁中間通孔內(nèi)，中心柱上套有活動(dòng)鎖盤，位于活動(dòng)鎖盤上方的鎖定盤用銷軸固定在中心柱上，上橫梁下側(cè)鉸接兩個(gè)鎖定鉤，中心柱兩側(cè)分別有一個(gè)以上給上橫梁導(dǎo)向的導(dǎo)柱固定在下橫梁上。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是下橫梁比較寬、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、吊裝時(shí)變形小、穩(wěn)定可靠、能準(zhǔn)確有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸，適用于長(zhǎng)度8～12米高溫金屬坯的抓運(yùn)。 1.1.2抓具的運(yùn)動(dòng)原理 平面四連桿機(jī)構(gòu)雖然是最簡(jiǎn)單的一種機(jī)構(gòu)，可是在實(shí)際應(yīng)用上卻非常廣泛，而且由它演化變異后又能派生出許多其他機(jī)構(gòu)，因此對(duì)它的綜合方法有了深入的研究，就會(huì)給研究多桿或復(fù)雜的低副平面以及其他機(jī)構(gòu)奠定良好的基礎(chǔ)。四桿機(jī)構(gòu)的各桿尺寸，機(jī)架變換以及原動(dòng)件變化與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性之間有著密切的關(guān)系。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)盡管結(jié)構(gòu)不同，尺寸各異，但其基本類型不外乎如下三種1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2）雙曲柄機(jī)構(gòu)；3)雙搖桿機(jī)構(gòu)。在這三種基本型中，有無(wú)曲柄是一關(guān)鍵所在。如圖3-1所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，能夠做整周轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件叫曲柄（圖中AB）;只能在某一角度范圍內(nèi)（<360）作往復(fù)擺動(dòng)的構(gòu)件（圖中CD）叫搖桿；起固定支撐作用的構(gòu)件（圖中AD）叫機(jī)架；與機(jī)架相連的兩構(gòu)件（圖中AB,CD）叫連架桿；與連架桿相連，并做復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件（BC）叫連桿。上述三種基本類型中，曲柄的多少?zèng)Q定其基本類型的關(guān)鍵——若兩連架桿之一為曲柄，另一為搖桿的機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；若兩連架桿均為曲柄，則稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)；若根本無(wú)曲柄存在那就只能叫做雙搖桿機(jī)構(gòu)?？梢娗拇嬖谂c否至關(guān)重要。機(jī)構(gòu)的研究?jī)?nèi)容主要有連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)等。 連桿機(jī)構(gòu)廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，紡織，機(jī)械，冶金等行業(yè)中，因其具有以下特點(diǎn)：1）運(yùn)動(dòng)副一般為低副，可承受較大載荷，且不易產(chǎn)生大的磨損，此外，其形狀簡(jiǎn)單，便于加工制造 ；2)連桿上各不同點(diǎn)的軌跡各不相同，改變各桿件相對(duì)長(zhǎng)度關(guān)系，則連桿的形狀也隨之改變，從而實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)輸出。 圖1.1 在平面連桿機(jī)構(gòu)中最基本的形式為四桿機(jī)構(gòu)，關(guān)于四桿機(jī)構(gòu)的分析已進(jìn)行了不少的研究工作。但是不論在運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)方面，四桿機(jī)構(gòu)仍有進(jìn)一步研究的必要。至于五桿以上的多桿機(jī)構(gòu)，特別是多桿多自由度機(jī)構(gòu)，目前的工作還很不完善。四連桿機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，而且應(yīng)用廣泛，但其所能實(shí)現(xiàn)的功能也比較簡(jiǎn)單，隨著機(jī)械自動(dòng)化，機(jī)械手，機(jī)器人的發(fā)展，人們對(duì)機(jī)構(gòu)所需滿足的運(yùn)動(dòng)特性及動(dòng)力特性有更高的要求，在國(guó)際上也十分注重這方面的工作。連桿機(jī)構(gòu)是工程實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的機(jī)構(gòu)，是組成各種機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)，如活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，各種紡織機(jī)械，印刷機(jī)械等，因此連桿機(jī)構(gòu)的研究一直是機(jī)構(gòu)學(xué)鄰域中的研究重點(diǎn)， 連桿機(jī)構(gòu)分析著重連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)，運(yùn)動(dòng)學(xué)力學(xué)特性的研究，所示連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成，運(yùn)動(dòng)學(xué)于動(dòng)力學(xué)規(guī)律及其相互關(guān)系，用于現(xiàn)有機(jī)械系統(tǒng)的性能分析于改進(jìn)。連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析在連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中占有重要的地位。 連桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用十分廣泛的機(jī)構(gòu)，它不僅在眾多工農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用，而且諸如人造衛(wèi)星太陽(yáng)能板的展開機(jī)構(gòu)，機(jī)械手的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，折疊傘的收放機(jī)構(gòu)以及人體假肢等等，也用到連桿機(jī)構(gòu)。 近年來(lái)對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)的研究，不論從研究范圍上還是方法上都有很大進(jìn)展。以不再局限于單自由度四連桿機(jī)構(gòu)的研究，也已注意到對(duì)多桿多自由度平面平面連桿機(jī)構(gòu)的研究，并已提出一些有關(guān)這類機(jī)構(gòu)的分析及綜合的方法。在設(shè)計(jì)要求上已不再局限于運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，而是同時(shí)兼顧機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性 　 特別針對(duì)高速機(jī)械，考慮構(gòu)件的彈性變形的運(yùn)動(dòng)彈性動(dòng)力學(xué)也得到很快的發(fā)展。根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面還是空間運(yùn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)可分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)兩大類，在一般機(jī)械中應(yīng)用最廣的是平面連桿機(jī)構(gòu)。 1.2分類問(wèn)題 根據(jù)機(jī)械的用途和性能要求的不同，對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的要求是多種多樣的，這些要求可歸納為以下三類問(wèn)題： （1） 滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求 如果求兩連架桿的轉(zhuǎn)角能夠滿足預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置關(guān)系；或要求在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一定的條件下，從動(dòng)件能夠準(zhǔn)確地或近似的滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。 （2） 滿足預(yù)定的連桿位置的要求 即要求連桿能占據(jù)一系列的預(yù)定位置。因這類設(shè)計(jì)問(wèn)題要求機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)連桿按一定方位通過(guò)預(yù)定位置，故又稱為剛體導(dǎo)引問(wèn)題。 （3） 滿足預(yù)定的軌跡的要求 即要求在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，連桿上的某些點(diǎn)的軌跡能符合預(yù)定的軌跡要求。 所謂實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問(wèn)題，就是當(dāng)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知時(shí)，所確定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)應(yīng)能保證從動(dòng)件按照給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律而運(yùn)動(dòng)。所謂實(shí)現(xiàn)已知軌跡的問(wèn)題，就是使所確定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)能保證該機(jī)構(gòu)中作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上某一點(diǎn)沿著已知的軌跡運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)，因而這些構(gòu)件上各點(diǎn)軌跡卻比較復(fù)雜，而且形式多樣，它的形狀與連桿機(jī)構(gòu)的類型，機(jī)構(gòu)尺寸以及連桿平面內(nèi)點(diǎn)的位置有關(guān)。通過(guò)確定要實(shí)現(xiàn)的預(yù)期軌跡，反求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和位置參數(shù)，就是實(shí)現(xiàn)已知軌跡的設(shè)計(jì)問(wèn)題。 在平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：根據(jù)機(jī)構(gòu)所應(yīng)起的作用而提出的已知條件來(lái)確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)。這些參數(shù)是:轉(zhuǎn)動(dòng)副中心間的距離，確定移動(dòng)副位置的尺寸以及確定描繪連桿曲線的點(diǎn)的位置尺寸等等。由于已知的條件是根據(jù)機(jī)構(gòu)的用途而定的，它是各式各樣的，因此設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)的實(shí)際問(wèn)題也是多種多樣的。多年來(lái)平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分普遍，所以其運(yùn)動(dòng)綜合問(wèn)題一直是機(jī)構(gòu)學(xué)姐研究的點(diǎn)。到現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生了很多種設(shè)計(jì)方法。大體可分為三類，即幾何圖解法，解析法和實(shí)驗(yàn)法。 機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最本質(zhì)的內(nèi)容是約束于自由度的設(shè)計(jì)，特別是約束的設(shè)計(jì)，更具體的說(shuō)是運(yùn)動(dòng)副類型的選擇與設(shè)計(jì)。按照傳統(tǒng)的力學(xué)及機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)的概念，約束是相對(duì)于自由度而言的，約束是指對(duì)二構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)獨(dú)立自由度的限制。一般約束數(shù)與自由度之和等于6，約束的性質(zhì)和數(shù)量都有嚴(yán)格的限制。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，及對(duì)機(jī)械系統(tǒng)，特別其不確定性，真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與實(shí)際受力狀態(tài)進(jìn)行更深入，全面的研究，以及智能控制等研究的要求，有必要對(duì)約束概念加以擴(kuò)展。對(duì)各種約束作用的機(jī)理，產(chǎn)生的根源約束的性質(zhì)和特點(diǎn)：對(duì)機(jī)構(gòu)作用的影響及其存在與作用的空間，范圍（不僅局限于指兩個(gè)構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)自由度的約束，而是擴(kuò)大到整個(gè)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律）等進(jìn)行研究和分類。以便能更加自覺，有效的應(yīng)用，設(shè)計(jì)和控制約束。 機(jī)械的基本功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及力的傳遞和變換。實(shí)際上，運(yùn)動(dòng)是機(jī)械工作的表征，力是運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的根據(jù)。機(jī)械的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，工作性能都取決于系統(tǒng)中力的作用。因此廣義的說(shuō)機(jī)械是在各種形式和性質(zhì)的力作用下工作和運(yùn)動(dòng)的。任何約束（包括傳統(tǒng)意義上的運(yùn)動(dòng)副幾何約束）都可以用力的作用來(lái)描述和代替。所以，從全面，深入研究機(jī)械系統(tǒng)工作性能（特別是運(yùn)動(dòng)的傳遞與變換）出發(fā)，廣義的將所有能影響機(jī)械工作性能，運(yùn)動(dòng)規(guī)律的力即力能場(chǎng)的作用都稱之為約束。這顯然是正確的，也是有利的，這樣就可以將存在于機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種性質(zhì)與形式的約束統(tǒng)一進(jìn)行研究，更深入地揭示機(jī)械結(jié)構(gòu)與工作的實(shí)質(zhì)，從 而更好地分析與設(shè)計(jì)機(jī)械。 至今，已有不少文獻(xiàn)從不同角度提出了多種約束的概念及其描述的方法，為研究，應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束提供了非常由價(jià)值的理論和方法。在前人已有的研究的基礎(chǔ)上，在此，對(duì)機(jī)構(gòu)中的約束及過(guò)約束的分類再補(bǔ)充考慮以下幾點(diǎn)：1）按廣義約束的觀點(diǎn)，將所有能影響機(jī)械工作與運(yùn)動(dòng)特性和規(guī)律的作用均歸入約束；2）考慮機(jī)械設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)客觀存在的不確定性；3）便于設(shè)計(jì)自調(diào)，自適應(yīng)機(jī)械結(jié)構(gòu)。 1.2.1 機(jī)構(gòu)中約束的分類： 1 按約束力的產(chǎn)生及對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的限制和影響劃分。 1）靜力約束（或運(yùn)動(dòng)約束）。其約束力的產(chǎn)生是由二構(gòu)件以一定幾何形體相接觸，形成約束反力限制相對(duì)運(yùn)動(dòng)自由度的數(shù)量，類型和方位。其約束反力，可根據(jù)靜力平衡原則求得，故稱靜力約束。在反力作用的方向上不能產(chǎn)生相應(yīng)的自由度，因此，其設(shè)計(jì)可按力，力矩的靜力原則來(lái)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)約束結(jié)構(gòu)，不僅能限制相應(yīng)的自由度，并能傳遞和承受相應(yīng)的力。按約束反力可能作用的方向，又可分為全方向約束和單向約束。前者為包容結(jié)構(gòu)，可根據(jù)二構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的各個(gè)方向提供相對(duì)的約束，即傳統(tǒng)所稱的完全約束或幾何封閉約束。其約束可靠性，強(qiáng)制性高，但對(duì)制造誤差敏感，且形成超靜定的過(guò)約束狀況，必須注意足夠的制造精度；另一類所謂單向約束，即由重力或彈簧力等進(jìn)行封閉的不完全幾何約束，其最大優(yōu)點(diǎn)是具有較好的封閉力方向的靜定力方向的靜定自調(diào)和適應(yīng)性。靜力約束，是機(jī)構(gòu)內(nèi)部約束或結(jié)構(gòu)的基本形式，也是今后研究的重點(diǎn)對(duì)象。 這種約束僅僅是一種近似的幾何約束，稱之為偽運(yùn)動(dòng)約束。偽；運(yùn)動(dòng)約束是具有彈性，繞性，流體中間元件的可動(dòng)聯(lián)接的主要特征。 運(yùn)動(dòng)約束的主要特征是對(duì)鏈接構(gòu)件的相對(duì)位移和速度加以約束。例如，移動(dòng)副限制了構(gòu)件之間相對(duì)位移的速度方向，但不限制位移規(guī)律；轉(zhuǎn)動(dòng)副限制了構(gòu)件之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度方向，但不限制角位移規(guī)律等。運(yùn)動(dòng)約束可以傳遞在較大范圍內(nèi)變化的力，主從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與力的大小無(wú)關(guān)，若給定機(jī)構(gòu)中各主動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且主動(dòng)構(gòu)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度，則在只有運(yùn)動(dòng)約束的機(jī)構(gòu)中，借助于運(yùn)動(dòng)分析的方法可以確定所有從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)。 2）動(dòng)力約束。所謂動(dòng)力是指與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的力。動(dòng)力約束的約束存在與約束力的大小，方向和性質(zhì)與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的速度，加速度及系統(tǒng)的載荷緊密相關(guān)，其約束力是在介質(zhì)，力場(chǎng)等的運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的。這種約束存在于一個(gè)系統(tǒng)中，且直接參與傳遞運(yùn)動(dòng)與力的二構(gòu)件之間均存在一定的中間介質(zhì)，中間構(gòu)件或中間力場(chǎng)等。該約束實(shí)質(zhì)上是一種運(yùn)動(dòng)聯(lián)接，其特點(diǎn)是：這種聯(lián)接力或約束力是可變，可控，具有柔性的。 動(dòng)力約束的研究與設(shè)計(jì)，主要著眼于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳遞，聯(lián)接的可調(diào)與可控，其關(guān)鍵是中間介質(zhì)及力場(chǎng)等性質(zhì)的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；另一主要著眼點(diǎn)是分析研究系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)力學(xué)特性。因此，動(dòng)力約束的約束力除介質(zhì)力，摩擦阻力，場(chǎng)力等外還包含了驅(qū)動(dòng)力，生產(chǎn)阻力等外力及重力，慣性力等。 1 按約束存在和作用的區(qū)間和范圍劃分 1） 內(nèi)部約束。作用于機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部的約束，例如運(yùn)動(dòng)副引入的約束等，都屬于內(nèi)部約束。內(nèi)部約束確定構(gòu)件之間的獨(dú)立相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 2） 外部約束。即指作用于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)之外的力約束，包括所有外力，慣性力及工作環(huán)境可對(duì)機(jī)械工作性能產(chǎn)生影響的作用，如溫度，變形等。外部約束限制機(jī)構(gòu)的構(gòu)件相對(duì)于不屬于機(jī)構(gòu)的外部物體的運(yùn)動(dòng)，并借助于外部的可聯(lián)接將此種約束加于機(jī)構(gòu)上。在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)要特別注意外部約束的隨機(jī)性，從而造成了約束及設(shè)計(jì)的不確定性。 3 按約束的特性劃分 1） 常約束。不隨時(shí)間改變或著約束方程中不出現(xiàn)時(shí)間變量的約束都屬于常約束。 2） 可變約束。隨時(shí)間改變或者約束方程中含有時(shí)間變量的約束，都屬于可變約束?？煞譃槿Na.有規(guī)律變化的約束;b.可調(diào)約束;c.隨機(jī)約束。 4 按約束的力學(xué)性質(zhì)和數(shù)量劃分 1）基本約束。為實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)或可動(dòng)聯(lián)接所需的基本自由度要求所加上的約束，這是機(jī)構(gòu)的最基本，最重要的結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題。已有許多理論和公式進(jìn)行設(shè)計(jì)，最著名的有呂布勒公式及單開鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公式等，即根據(jù)輸入、輸出運(yùn)動(dòng)的數(shù)量形式、構(gòu)件數(shù)以及機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，來(lái)設(shè)計(jì)約束的類型和數(shù)量及實(shí)現(xiàn)該約束的運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)。最終可以通過(guò)自由度計(jì)算公式：來(lái)校核約束設(shè)計(jì)的正確與否。這樣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必然是靜定的，即約束方程數(shù)等于待求的運(yùn)動(dòng)副反力數(shù)。 2) 過(guò)約束。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的某種特殊要求，而夾在機(jī)構(gòu)中的、在理想狀態(tài)下不影響機(jī)構(gòu)基本自由度及約束的 系統(tǒng)成為超靜定結(jié)構(gòu)的過(guò)多的約束，我們稱之為過(guò)約束?？傊^(guò)約束的存在和產(chǎn)生總是由于對(duì)機(jī)構(gòu)或機(jī)械系統(tǒng)有某種特殊的工作要求，提出了某些特殊的精度或尺寸條件要求。可見過(guò)約束機(jī)構(gòu)對(duì)所提出的精度要求相對(duì)應(yīng)的誤差是敏感的，其理論上不起作用的過(guò)約束，在有誤差的條件下，將會(huì)出現(xiàn)約束不定的狀況，該過(guò)約束可能成為實(shí)約束，而與原設(shè)計(jì)約束要求產(chǎn)生矛盾，因此，除非在不得已的時(shí)候，要慎重采用過(guò)約束結(jié)構(gòu)。在不得不采用時(shí)，例如平面機(jī)構(gòu)，由于其驅(qū)動(dòng)、約束、分析以及運(yùn)動(dòng)與力的傳遞按平面運(yùn)動(dòng)進(jìn)行十分有利，是機(jī)構(gòu)中最基本、應(yīng)用也最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式。因此，平面結(jié)構(gòu)中的過(guò)約束就是不可避免的，則在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)特別注意其特殊精度要求，保證必要的制造、安裝精度和穩(wěn)定的工作環(huán)境約束；或在機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)中注意添加與過(guò)約束相對(duì)應(yīng)的缺損的運(yùn)動(dòng)副自由度，即在一定范圍內(nèi)仍恢復(fù)其為空間四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，這樣就消除了機(jī)構(gòu)中的過(guò)約束。 根據(jù)上述分析，在機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)中，通過(guò)可動(dòng)聯(lián)接對(duì)構(gòu)件加上了各種約束，其中有些約束可能與其它的約束對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的制約相重復(fù)，這樣的約束我們稱之為過(guò)約束，由此可以看出過(guò)約束不會(huì)減小構(gòu)件之間的自由度，，因?yàn)檫@種作用已由另外的約束完成了，由此可見，取消過(guò)約束不會(huì)影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性，但過(guò)約束使機(jī)構(gòu)成為朝靜定的結(jié)構(gòu)，因而加大了機(jī)構(gòu)的受力分析的難度。由不少文獻(xiàn)稱過(guò)約束為重復(fù)約束、消極約束、虛約束、或多余約束。 1.2.2 正確合理選擇消除過(guò)約束的方法 正確合理選擇消除過(guò)約束的方法，將影響到機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的承載能力、可靠性、預(yù)期壽命和制造難易等。若選擇不好，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，沖擊，振動(dòng)，噪音，以及裝配困難。為此進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)、確定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖時(shí)，要合理選用支撐的類別，不同級(jí)別的運(yùn)動(dòng)副、傳動(dòng)聯(lián)接的選配與組合，基本構(gòu)件的浮動(dòng)方式等。以使機(jī)構(gòu)成為無(wú)或少過(guò)約束的自調(diào)機(jī)構(gòu)。下面簡(jiǎn)要闡述一下消除或減小過(guò)約束影響應(yīng)遵循的一些原則以及主要的方案措施。 1 消除過(guò)約束應(yīng)遵循的原則 1) 在不破壞機(jī)構(gòu)平面約束性質(zhì)的前提下，應(yīng)盡量使機(jī)構(gòu)成為自調(diào)的靜定系統(tǒng)，最大限度 地減小對(duì)制造誤差及工作環(huán)境所造成的非平面約束的敏感。 2) 要有利于系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的布置，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，便于制造，安裝和維修，降低成本。 3) 應(yīng)保證系統(tǒng)良好的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)性能，使其具有高的運(yùn)動(dòng)可靠性和確定性，同時(shí)應(yīng)盡量使系統(tǒng)的質(zhì)量配置合理，易于平衡與輕量化。 4) 具有良好的傳動(dòng)特性與承載能力。 5) 運(yùn)動(dòng)副的合理選擇與配置。這是實(shí)現(xiàn)過(guò)約束設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。系統(tǒng)內(nèi)不僅應(yīng)避免出現(xiàn)不良的局部自由度，而且不應(yīng)含有過(guò)多的局部自由度，否則會(huì)出現(xiàn)所設(shè)置的自由度實(shí)際上不起作用的現(xiàn)象。 2 消除過(guò)約束及其影響的措施 過(guò)約束的不利影響，是在平面約束條件不滿足時(shí)，即出現(xiàn)了某些非平面約束時(shí)才產(chǎn)生的。因此，消除或減小過(guò)約束影響的措施，概括起來(lái)不外乎是： 1） 增加相應(yīng)的非平面自由度，即在平面機(jī)構(gòu)中加入某些空間運(yùn)動(dòng)副；或采用某些運(yùn)動(dòng)聯(lián)接及卸載結(jié)構(gòu)。 2） 保證制造、安裝精度。尤其是運(yùn)動(dòng)副軸線或?qū)烽g的形位精度，以減小平面約束的不確定性。 3） 增加構(gòu)件的剛度或柔性，改變構(gòu)件的材料及采用彈性支撐等。 按技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)指標(biāo)不斷完善，尋找所選方案中的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)照各種要求和限制，反復(fù)改進(jìn)?？紤]零部件的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，減少零部件的品種，降低生產(chǎn)成本。在結(jié)構(gòu)草圖中注出標(biāo)準(zhǔn)件和外購(gòu)件。重視安全與勞保（即勞動(dòng)條件：操作、觀察、調(diào)整是否方便省力、發(fā)生故障時(shí)是否易于排查、噪音等），對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善。 1.3 抓具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.3.1大板錠抓具設(shè)計(jì)依據(jù)　 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)所確定的原理方案，確定并繪出具體的結(jié)構(gòu)圖，以體現(xiàn)所要求的功能。是將抽象的工作原理具體化為某類構(gòu)件或零部件，具體內(nèi)容為在確定結(jié)構(gòu)件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面狀況的同時(shí)，還須考慮其加工工藝、強(qiáng)度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關(guān)系等問(wèn)題。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直接產(chǎn)物雖是技術(shù)圖紙，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作不是簡(jiǎn)單的機(jī)械制圖，圖紙只是表達(dá)設(shè)計(jì)方案的語(yǔ)言，綜合技術(shù)的具體化是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。 根據(jù)具體情況，通常有必要將任務(wù)進(jìn)行合理的分配，即將一個(gè)功能分解為多個(gè)分功能。每個(gè)分功能都要有確定的結(jié)構(gòu)承擔(dān)，各部分結(jié)構(gòu)之間應(yīng)具有合理、協(xié)調(diào)的聯(lián)系，以達(dá)到總功能的實(shí)現(xiàn)。多結(jié)構(gòu)零件承擔(dān)同一功能可以減輕零件負(fù)擔(dān)，延長(zhǎng)使用壽命。 該項(xiàng)目來(lái)自于中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)河南分公司。是一種冶金行業(yè)的通用設(shè)備，主要用于成型金屬錠的抓取和擺放。工作對(duì)象一般溫度較高，要求該裝置有一定的可靠性，在200至500℃溫度下可靠工作。該項(xiàng)目抓取機(jī)構(gòu)有一定的特色，需計(jì)算力臂及強(qiáng)度。 若構(gòu)件橫截面尺寸不足或形狀不合理，或材料選擇不當(dāng)，將不能滿足上述要求，從而不能保證工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的安全工作。相反，也不應(yīng)不恰當(dāng)?shù)募哟髾M截面尺寸或選用優(yōu)質(zhì)材料，這雖滿足了上述要求，卻更多使用了材料和增加了成本，造成浪費(fèi)。在滿足強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性的要求下，為設(shè)計(jì)即經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件，提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法 一個(gè)前提條件是：在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，其最短桿與最長(zhǎng)桿兩桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。 兩個(gè)結(jié)論是： 1)曲柄必然是最短桿; 2)最短桿與最長(zhǎng)桿兩桿長(zhǎng)度之和小于等于其余兩桿之和。 若在滿足上述前提條件下，利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)論改換機(jī)架將得出如下三條推論： 1）若以最短桿為機(jī)架則得雙曲柄機(jī)構(gòu)； 2)若以最短桿相鄰的任意一桿為機(jī)架，均得曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 3）若以最短桿對(duì)面的桿為機(jī)架，則只能得雙搖桿機(jī)構(gòu)。 反之，若不滿足上述前提條件，無(wú)論固定哪一桿為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。在實(shí)際機(jī)器中，由于各種需要，四桿機(jī)構(gòu)可以通過(guò)不同的演化，變異方法構(gòu)成多種不同外形和構(gòu)造的機(jī)構(gòu)。 1.3.1.1 設(shè)計(jì)方法 幾何圖解法主要是通過(guò)幾何作圖來(lái)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的綜合，其中又有速度瞬心法，相對(duì)運(yùn)動(dòng)法和線圖法。用圖解法機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，幾何意義比較清楚，基本概念比較明確，且易于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，也能滿足一般工程實(shí)際的精度要求，并能應(yīng)用于一些較復(fù)雜的機(jī)構(gòu)。近幾十年來(lái)，很多學(xué)者把運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)的作圖過(guò)程用數(shù)學(xué)公式來(lái)描述，建立了圖解解析法，使求解的精度得合到很大提高，但傳統(tǒng)的圖解法作圖工作煩瑣，作圖誤差難于控制，不僅費(fèi)時(shí)，也不便于把機(jī)構(gòu)的分析問(wèn)題和機(jī)構(gòu)綜合問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，以選擇最佳的綜合方案。對(duì)于準(zhǔn)確度要求很高的機(jī)構(gòu)，精度難于保證。 解析法是首先建立數(shù)學(xué)模型，即利用數(shù)學(xué)中的函數(shù)逼近論，矩陣，復(fù)數(shù)等手段進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合。但在很多情況下，解析法都是解決給定精確點(diǎn)軌跡問(wèn)題，而能夠給定的精確點(diǎn)數(shù)是由機(jī)構(gòu)的未知參數(shù)決定的，這就在一定程度上限度了該方法的應(yīng)用，此外在兩精確點(diǎn)數(shù)的增加，由代數(shù)法列出的機(jī)構(gòu)位置方程都是非線性方程組，這給求解帶來(lái)很大困難； 第三種實(shí)驗(yàn)法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)試湊各桿的尺寸，這是較為實(shí)用的工程方法。 任何機(jī)構(gòu)都包含機(jī)架，原動(dòng)件和從動(dòng)件系統(tǒng)三部分。由于機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是原動(dòng)件的數(shù)目等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目，因此，如將機(jī)構(gòu)的機(jī)架以及和機(jī)架相連的原動(dòng)件與從動(dòng)件系統(tǒng)分開，則余下的系統(tǒng)的自由度為零。有時(shí)這種從動(dòng)件系統(tǒng)還可分解為若干個(gè)更簡(jiǎn)單的，自由度為零的構(gòu)件組 。任何機(jī)構(gòu)都可看作是由若干個(gè)基本桿組依次連接于原動(dòng)件和機(jī)架上所組成的系統(tǒng)這就是機(jī)構(gòu)的組成原理。 根據(jù)求自由度的計(jì)算公式組成平面機(jī)構(gòu)基本桿組應(yīng)滿足條件=0.如果基本桿組的運(yùn)動(dòng)副全為低副（高副可用低副代替），則上式可變?yōu)?。由于活?dòng)構(gòu)件數(shù)n和低副數(shù)都必須是整數(shù)，所以根據(jù)上式n應(yīng)是2的倍數(shù)，應(yīng)是3的倍數(shù)，它們的組合有n=2, =3;n=4, =6…….由此可見，n=2, =3，是最簡(jiǎn)單的平面基本桿組，是由兩個(gè)構(gòu)件三個(gè)低副組成的桿組，稱之為級(jí)組；n=4, =6是由四個(gè)構(gòu)件六個(gè)低副組成的桿組，稱之為級(jí)桿組或 級(jí)組……而在基本桿組中又以級(jí)或級(jí)桿組為常見。根據(jù)級(jí)組中低副的不同形式還是移動(dòng)副和它們所在的不同位置又分成不同的類型。 圖2.1 由級(jí)桿組所組成的機(jī)構(gòu)稱為級(jí)機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)實(shí)使用的機(jī)構(gòu)中，級(jí)機(jī)構(gòu)較多，所以研究級(jí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析存在解析解，且級(jí)桿組的基本類型是有限的，因而易于建立所有級(jí)桿組的運(yùn)動(dòng)分析模塊。 1.4 設(shè)計(jì)方案比較 桿結(jié)構(gòu)、力臂分析及設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常通過(guò)加大截面尺寸的方法增大結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度若為了提高構(gòu)件的剛度，應(yīng)該盡可能按力流為保證零件在使用期限內(nèi)正常地實(shí)現(xiàn)其功能，必須使其具有足夠的剛度。 為了提高構(gòu)件的剛度，應(yīng)該盡可最短路線來(lái)設(shè)計(jì)零件的形狀，減少承載區(qū)域，從而累積變形越小，提高了整個(gè)構(gòu)件的剛度，使材料得到充分利用。對(duì)抓具來(lái)說(shuō)最重要的就是安全可靠，第一種方案是無(wú)掛鉤，拉桿橫臂均為實(shí)體設(shè)計(jì)，雖然制作材料方面簡(jiǎn)單了但是對(duì)抓取鋁塊來(lái)說(shuō)是非常不方便的，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且很大程度上的浪費(fèi)了材料增加了抓具的質(zhì)量對(duì)吊環(huán)的拉力過(guò)大，再加上抓取的鋁板本身的質(zhì)量就很大，所以比較笨重，使用起來(lái)也不安全。第二種方案是有掛鉤設(shè)計(jì)，抓具由鋼板焊接而成用雙圓螺母鎖緊機(jī)構(gòu)保證不松動(dòng)，掛鉤是為保證抓具放下板錠升起后保證一定的張口尺寸，方便下次使用，而且很大程度上節(jié)省了材料，減輕了抓具的自身重量，在安全性和經(jīng)濟(jì)性上更適于企業(yè)生產(chǎn)。所以我選擇有掛鉤和焊接組件設(shè)計(jì)滿足經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和安全生產(chǎn)的需要。 2 主要零部件設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)中可以選擇的材料眾多，不同的材料具有不同的性質(zhì)，不同的材料對(duì)應(yīng)不同的加工工藝，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中既要根據(jù)功能要求合理地選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，又要根?jù)材料的種類確定適當(dāng)?shù)募庸すに?，并根?jù)加工工藝的要求確定適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，只有通過(guò)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才能使所選擇的材料最充分的發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。 考慮到抓具的工作環(huán)境選擇碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A，其有較高的強(qiáng)度，硬度和良好的彈性用于連桿，拉桿，焊接件等 零件截面尺寸的變化應(yīng)與其內(nèi)應(yīng)力變化相適應(yīng)，使各截面的強(qiáng)度相等。按等強(qiáng)度原理設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，材料可以得到充分的利用，從而減輕了重量、降低成本。如懸臂支架、階梯軸的設(shè)計(jì)等。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常通過(guò)加大截面尺寸的方法增大結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，但是鑄造結(jié)構(gòu)中如果壁厚過(guò)大則很難保證鑄造質(zhì)量，所以鑄造結(jié)構(gòu)通常通過(guò)加筋板和隔板的方法加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。塑料材料由于剛度差，鑄造后的冷卻不均勻造成的內(nèi)應(yīng)力極易引起結(jié)構(gòu)的翹曲，所以塑料結(jié)構(gòu)為保證零件在使用期限內(nèi)正常地實(shí)現(xiàn)其功能，必須使其具有足夠的剛度。 若只靠螺栓預(yù)緊產(chǎn)生的摩擦力來(lái)承受橫向載荷時(shí)，會(huì)使螺栓的尺寸過(guò)大，可增加抗剪元件，如銷、套筒和鍵等，以分擔(dān)橫向載荷來(lái)解決這一問(wèn)題。 2.1左右拉桿設(shè)計(jì) 在拉桿設(shè)計(jì)時(shí)我選擇對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩異形板間由鋼管連接材料為Q235-A,兩鋼板間用雙圓螺母，圓螺母止動(dòng)墊圈鎖緊，以防松動(dòng)和保證抓具的安全運(yùn)行。 2.2 左右橫臂設(shè)計(jì) 左右橫臂是用鋼板Q235-A焊接而成的為減輕抓具重量選用鋼板焊接而成 ，采用上下不對(duì)稱設(shè)計(jì)由于下端聯(lián)接抓塊，為保證抓起鋁板時(shí)受力均勻不集中，同時(shí)保證抓具的靈活性和自身的重量我選擇不均勻設(shè)計(jì)下部較上部寬些。所以在設(shè)計(jì)橫臂時(shí)為使外觀美觀，不采用棱角，用圓角。為保證安全操作，也用雙圓螺母鎖緊鋼板防止出現(xiàn)松動(dòng)。 2.3 抓座設(shè)計(jì) 抓座是用鋼板焊接而成同樣是減輕自身重量，座的高度不宜太高，主要是根據(jù)鋁板的高度來(lái)設(shè)計(jì)。為減輕抓具的重量又保證抓座的穩(wěn)固性，焊接抓座鋼板后做消除應(yīng)力處理防止焊后變形，影響抓具的質(zhì)量。 2.4 掛鉤設(shè)計(jì) 鉤子設(shè)計(jì)有螺紋設(shè)計(jì)，根據(jù)左右橫臂張口程度的高度可自由伸縮。同時(shí)鉤子設(shè)計(jì)了把手由于該抓具點(diǎn)動(dòng)控制，起吊抓具時(shí)應(yīng)先用手抬起掛鉤然后電動(dòng)起吊抓具。 2.5 抓塊設(shè)計(jì) 抓塊由鑄造而成，內(nèi)側(cè)有倒鉤保證了抓取鋁塊的安全穩(wěn)定性。為減輕抓具的自身重量，抓塊不與抓座同寬，而是設(shè)計(jì)了四個(gè)抓塊分別固定在抓座的兩端，這樣及經(jīng)濟(jì)又節(jié)省了材料，也不會(huì)影響到抓具的使用功能。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 右拉桿的受力情況： 其中F1=Mb+Mz=12t+2t=14t=1400000N =1400000x0.3746=524449N L1=cm A1=L120=3030 A2=L220=3200 A=A1+A2=6230 ====84MP< 其中為許用應(yīng)力 經(jīng)計(jì)算該抓具設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求，合格 4 操作注意事項(xiàng)及維護(hù) 4.1操作注意事項(xiàng) 1)在起吊抓具時(shí)，應(yīng)先用手抬起掛鉤鉤住右橫臂。點(diǎn)動(dòng)起吊抓具。待掛鉤越過(guò)擋鉤器后松手。 2)禁止掛鉤越過(guò)右橫臂鉤板后繼續(xù)起吊抓具，以防天車松鉤后抓具張不開。 3)抓座應(yīng)可自由旋轉(zhuǎn)，所有兩圓螺母間的止動(dòng)墊圈應(yīng)同時(shí)卡住兩圓螺母。 4）抓具最大張口尺寸1515mm ，調(diào)整掛鉤長(zhǎng)度，使抓具在起吊過(guò)程中掛鉤掛住右橫臂時(shí)抓具張口尺寸大于1350mm。 4.2抓具的維護(hù) 1)要注意定期為抓具潤(rùn)滑要求抓具張開合攏靈活不得有卡死現(xiàn)象。 2）保持工作環(huán)境的清潔。 5 結(jié)論與展望 5.1結(jié)論 隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，對(duì)機(jī)械抓具的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率提出了越來(lái)越高的要求，世界各國(guó)學(xué)者對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究，其論文，專著和評(píng)述很多。對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的不斷深入研究，就在于連桿機(jī)構(gòu)無(wú)論是過(guò)去還是現(xiàn)在，都對(duì)機(jī)械工業(yè)乃至整個(gè)生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的意義和作用。四連桿機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，而且應(yīng)用廣泛，但其所能實(shí)現(xiàn)的功能也比較簡(jiǎn)單。 本文所設(shè)計(jì)的大板錠抓具自動(dòng)化程度高能在高溫環(huán)境下工作，所設(shè)計(jì)力臂的形狀，選材料經(jīng)計(jì)算符合所需的剛度和強(qiáng)度。抓具的四連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用強(qiáng)度，剛度設(shè)計(jì)，即根據(jù)強(qiáng)度理論選擇截面形狀，求出截面面積，然后再根據(jù)剛度理論檢驗(yàn)其變形或位移是否過(guò)大，或有無(wú)失穩(wěn)的危險(xiǎn)完全可以勝任板錠抓取的工。該抓具可應(yīng)用到冶金行業(yè)對(duì)提高生產(chǎn)效率 ，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度有一定的作用。 5.2 展望 由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈對(duì)機(jī)械抓具的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率提出了越來(lái)越高的要求因此，對(duì)其主要參數(shù)，主要機(jī)構(gòu)及零部件實(shí)現(xiàn)系列化標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于提高生產(chǎn)率，降低成本，便于維修保養(yǎng)等有著重要意義。 6 參考文獻(xiàn) 【1】 孫恒，陳作模.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2004-05，188-230 【2】周雙林，鄒惠君等.“可控機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望”，第十一界全國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議研討會(huì)論文集，機(jī)械設(shè)計(jì)與研究增刊，2000，35-36 【3】張春林，曲德云，張靈麟.機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999 【4】楊廷力.“機(jī)構(gòu)學(xué)理論研究進(jìn)展”機(jī)械工程學(xué)報(bào).1995.Vol.31 No2 【5】劉鴻文.材料力學(xué).北京:高等教育出版社，2004，212-231 【6】哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué).北京:高等教育出版社，2002，41-59 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本文是在導(dǎo)師王瑋教授的精心指導(dǎo)下完成的。王老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我獲益匪淺。論文進(jìn)行過(guò)程中，王老師在學(xué)業(yè)上給予精心指導(dǎo)。在此向王老師表示由衷的感謝。 課題的進(jìn)行過(guò)程中，得到院里及教研室各位老師的指導(dǎo)和幫助，在此表示特別的感謝。 最后向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示深深的感謝。 - 19 -