版权说明：本文档由用户提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领
随着科技的不断进步和计算机技术的快速发展，机械臂技术越来越受到人们的普遍关注，并在众多领域得到了广泛应用。制作机械臂材料选择的好坏将直接影响机械臂的刚度和强度等机械性能。因此，机械臂制作的材料选择原则和方法以及材料的优化配置问题显得尤其重要-选材原则在对制作机械臂的材料选择问题设汁人员通常主要考虑3个方面：使用要求、工艺要求和经济要求。根据材料的使用要求，选择材料的一般原则有：零件尺寸取决于强度，且尺寸和重量又受到某些限制时，应选用强度较高的材料。在静应力下工作，应力分布均匀，如拉伸、压缩和剪切的情况下，宜选用组织均匀，屈服极限较高的材料；在变应力下工作的零件，应选用疲劳强度较高的材料。滑动摩擦力工作的零件，应选用减摩性能好的材料；在高温下1=作的零件应选用耐热材料；在腐蚀介质中工作的零件应选择耐腐蚀材料。材料各种性能指标中，只取其中之一(如强度极限、疲劳极限等)作为选择材料的依据是不合理的，由于减轻质量常是设汁机械臂的主要要求之一，故可以采用质量指标对零件进行评定，然后选择合适的材料。二选材方法选取何种材料构成其结构本体是详细设汁中必然要遇到的问题。一个结构件的设计需要从材质、剖面结构、构建组合形式等方面加以考虑，以便妥善解决应力、变形、质量、固有振动频率等问题。2.1木材木材是一种非常优秀的材料。木材相比金属或其他螭料的质地要轻，不易弯曲，并且割断或切削都很容易。当需要制作支柱类零部件时，使用木质材料要比使用金属材料更便于组装，，相对来说，木材更适合于制作轻型机械臂。由于干燥的木材不导电，因此，不会产生采用金属材料时所担心的短路现象。但要避免使用较软的板条，如松木、冷杉等，这是凶为相对于重量来说它们的体积太大了。木制材料在制作机械臂时，3厘米以上的木材相对来说比较重，也比较难加工。当需要这种材料时，可以采用版画中使用的椴木胶合板来取代。由于胶合板一般都比较薄，直接使用往往满足不了零部件的强度要求。为此，需要先将它制作成箱体，或者通过添加金属加固件来提高强度，这样就可以用木材制作出既轻又结实的本体。不管怎么说，用会属制成从一种独特的角度来看，可以考虑使用所谓的外来木材制作，这些木材可以从木工车床加T供应商的目录中得到。它们包括：柚木、胡桃木、花梨木等。在多层结构的机械臂中，它们可以作为分离各安装层的坚固的支撑架。用金属制造的机械臂似乎才给人感觉更像机械臂。的确，机械臂的外观也很重要。但是，如果能实现那样的功能，积极采片制作简单的木材为材料，不失为一种很好的选择。2.2塑料塑料也是一种制作机械臂的有效材料。在材料商店中，出售有很多如聚酯塑料板之类的颦料材料在废弃的14常牛活用品中，也有很多可以用来充当机械臂的制作材料。凶此，在制作机械臂时，应该首先从身边寻找制作材料。例如，在制作运送乒乓球之类的机械臂时，可充分利用超市中使用的发泡塑料包装盒，或将方形的颦料饮料瓶切下一部分，利用这些材料的形状可以制作出机械臂中装载物品的部件。当需要选用板材时，如果强度要求不高，可以采用很容易找到的瓦楞塑料板。此外，还可以利用废弃车船模型的零部件，通过去掉多于部分，采取与其他零部件组合等方法，或许还能使这些废弃物焕发出新等方法，或许还能使这些废弃物焕发出新的活力2.3金属2.31不同金属机械件能的差异机械臂使用的材料多用于结构制作，一般选用金属材料。机械臂应具有足够的强度。因此主要材料选用各种碳钢和铝合金。表1是钢和销的典型机械特性比较。表l钢和铝的典型机械特性在使用金属材料制作机械臂时，若使用专业工具，加工金属材料要比想象的简单。材料不同，加工的难易程度可能会有所不同。一般来说，在对厚度在1mm以上的金属进行弯折或切削时，需要使用特殊的工具，加工起来比较凼难。另外，当金属材料比较短时，其强度很高。随着尺寸增加，金属材料会因自重发生弯曲，因Inj达不到预想的强度。在制作小型机械臂时，可以采用将金属薄板两边卷起的方法来增加其强度，应该尽量避免使用比较厚重的金属材料。2.3.2不同金属截面性能的差异材料截面对构件质量和刚度有重要影响，因此通过合理选择构件截面可以较好的满足机械臂的使用要求，如空心圆截面、空心矩形截面和工字型截面等。若空心矩形截而是边长a，壁厚f的正方形，空心圆截面的外圆直径也为a，壁厚也为t，且另f=O.2口，通过计算可以得出，在相同肇厚的条件下，正方形卒心截面比空-C,L员I截面的惯性矩高69%—84%，而质量仅增加27%。壁厚越薄，则效果越明显。若空心矩形截面和空-C,I员I截面的型材相同、截面相等，且D=a时，设空・C,I员I截面壁厚f1=0.2a，可以计算出正方形空心截面比空心圆截面的刚度提高了40%〜60%。所以在机械臂的制作过程中多采用以下材料：10X10铝合金方管；20X20方管；25X25铝合金方管；15X15角铝；18X25角铝；20X30角铝；18X20槽铝等。在不影响机械臂性能的情况下，应选择截面尺万方寸尽量小的方型铝合金管材来制作车身主体构件，而且在不影响构件的强度和刚度的前提下，可以在构件垂直方向上打通孔，以减轻材料的重量。同时，在对有些零件要求比较高的疲劳强度和韧性时，可以选用一些角钢、钢板、硬铝板以及铝合金型材等，以满足不I司的需要。2.4复合材料复合材料丰要形式有：泡沫板、玻璃纤维、树脂、复合碳纤维。复合材料重量很轻，虽然强度不高，但是很适用于制作模型或者用于代替木材或塑料等材料，并且该类材料在加工时只需用刀和直尺就可以进行切割。如图2所示为泡沫板做成的外形，图3所示为复合材料。图2泡沫板图3复合材料强度较高的复合材料至少有两个缺点：价格昂贵，而且不易买到。大多时复合材料只能够从特定的零售商和工业产品供应商处才能得到。2.4.1以板材为典型形式的各种层压材料这些材料都是将木材、纸、塑料或者金属进行压合以提高刚度和强度，其材料特性依赖于它的组成成分的同有特性。泡沫板（如泡沫夹芯板）是一种常见的层压复合材料，它是由两层硬纸中I’日J夹一层弹性的泡沫塑料制成的。层压材料还可能是由木材和金属、材料和纸，或者任何其他的材料组合而成的。2.4.2所有使用玻璃纤维和树脂的材料所有使用玻璃纤维和树脂的材料，有时会在树脂中加入金属、纺织品或碳的填充物，以使其具有额外的强度。2.4.3所有使用碳或石墨增加强度的材料这些材料可包含其他成分。一个很好的例子是复合碳纤维，它们重量轻、弹性好而且强度非常高。3选材对比表2列出了制作机械臂时经常要用到的原材料及这些原材料的主要特征。“实用性”是指获得这些原材料的难易程度，虽然一些原材料非常优异，但获得它们却比较困难。“强度等级”某种程度上依赖于实际购买的是何种材料，它们的变化可能会很大。“切削”是指精确地切割这种原材料并且将其边缘平滑化的难易程度。“稳定性”是衡量原材料随时间和温度的改变，及其尺寸变化的程度。“震动”是指原材料所能承受机械臂震动的能力。
表2机器人原材料对比图表实用性一；发本~定性震动好优好良®优差差倾好优优差差好好优更良好尤尤良优好优好良®优差差倾好优优差差好好优更良好尤尤良优次良次良tttt次极T优妤独良良烬好，艮好良优好好良优优好好优好好好才板板板倚合钢铝膨味芥胶组泡有机玻璃
胶舍苯乙烯三结语制作机械臂所使用的材料可以是金属、塑料、木材和复合材料，也可以是采用现有物品、玩具零件和组合套装制作机械臂。在对机械臂本体的制作过程中，对材料的强度、刚度和硬度的研究和分析是十分必要的。只有在对材料进行充分了解的基础上，才能将其更好地应用于机械臂没计。
1. 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3. 本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
湖北省华中师大第一附中2024届物理高二第二学期期末达标检测试题含解析
PDCA循环在我院静脉用药调配中心用药错误管理中的应用静配中心质量持续改进案例
Copyright © 2002-2025 Casino USDT 版权所有 非商用版本