机械类毕业设计-机械手设计说明书、机械手腕部设计.docx

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1、毕业设计（论文）开题报告课题名称:液压机械手设计专 业：班级:姓 名:学 号：指导教师：4.课题研究计划进程一、二周：接受毕业设计课题，根据课题内容了解课题研究的现状,3.课题研渊班采用W毅超互作触线;课程吸计方法有关的计算。包括：起升架起升装置的设计计算、1）独立牌敷设谁讲簿口位僦装置的计算、电动机的选择。五一八股计两关圈绿的皱制现场，深入了解现有物料现状，认真阅技检资料纠短承藏横鉴貌会的最林径膈不明，f理保学便或感詈入手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动设悔增加踽髅眼触悟浮潮若明霜嘲蛛芦蜘1 短匕）常出述脚矍管中碑M隹图解I吸、的酣樨甫修於；嚎南趣曝支有效抑基毓R喀好番髻询脯 M其售、塞后扁鎏

2、胸喃%栗酒，用趣樵3福密。有着广阔的发前速）。使用标准和规范要证强经是有展设计时应尽量使用标准和规范,这有利F零件的互换，性和指导教师喃生，同时也可减少设计工作量、节省设计时间，对于国家标准或部门规范，一般都要严格遵守和执行。设计中采用标准或规范的多少，是评价设计质量的一项重要指标。因此，本课就翻善雕床配套而设计的上料机望瓢#芋瞿器了解设计任务书，明确设计要求咸下是工业内容的苗家标准和企业标准规范要求的，座产的必琳产麴过窿鼻有酒摸薪决林上嬖蒯部粉物懒操做典频的遐然:八腭繇摊戳资料、绘图工具：拟定设计计划等。教仞彷;神嗨糊印殖图谖让步发展起着重要作用2本设群即典域聚部件装配草图；进行机械手总体给

3、 店设行和部件设计。3逡髓谟徉例小那）CAD技术对机械手进行结构设计和液压型，动原理嘴明g gwg栗彳礴实体造并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的茨紧运动等。上料机械手的运动速度是按着*眸疆裕的麻密）设定。摘要4第一章机械手设计任务书41.1 毕业设计目的41.2 本课题的内容和要求5第二章抓取机构设计62.1 手部设计计算62.2 腕部设计计算92.3 臂伸缩机构设计10第三章液压系统原理设计及草图123.1 手部抓取缸123.2 腕部摆动液压回路133.3 小臂伸缩缸液压回路143.4 总体系统图15第四章 机身机座

4、的结构设计164.1 电机的选择174.2 减速器的选择184.3 螺柱的设计与校核18第五章机械手的定位与平稳性195.1 常用的定位方式 205.2 影响平稳性和定位精度的因素 205.3 机械手运动的缓冲装置 20第六章机械手的控制21第七章机械手的组成与分类227.1 机械手组成237.2 机械手分类24第八章 机械手Solidworks三维造型248. 1上手爪造型258.2螺栓的绘制30毕业设计感想33参考资料34毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练

5、。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。其主要目的：送料机械手设计及Sol idworks运动仿真摘票本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、

6、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。本课题通过应用AutoCAD技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真,使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。关键字 机械手，AutoCAD, Solidworks。第一章机械手设计任务书1.1 毕业设计目的一、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。二、培养学生

7、树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。三、培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。四、培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。1.2 本课题的内容和要求（一、）原始数据及资料（1、）原始数据：a、 生产纲领：100000件（两班制生产）b、 自由度（四个自由度）臂转动180臂上下运动 500mm臂伸长（收缩）500mm手部转动180（2、）设计要求：a、上料机械手结构设计图、装配图、各主要零件图（一套）b、液压原理图（一

8、张）c、机械手三维造型d、动作模拟仿真e、设计计算说明书（一份）（3、）技术要求主要参数的确定：a、坐标形式：直角坐标系b、臂的运动行程：伸缩运动500mm,回转运动180。c、运动速度：使生产率满足生产纲领的要求即可。d、控制方式：起止设定位置。e定位精度：0.5mm0f手指握力：392Ng、驱动方式：液压驱动。（二、）料槽形式及分析动作要求（1、）料槽形式由于工件的形状属于小型回转体，此种形状的零件通常采用自重输送的输料槽，如图1.1所示，该装置结构简单，不需要其它动力源和特殊装置，所以本课题采用此种输料槽。7手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件的已加

9、工表面。对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节，对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。图1.1机械手安装简易图（2、）动作要求分析如图1.2所示乍乍乍乍乍乍动动动动动动-：送料-：预夹紧手臂上升夹预三：手臂上升四：手臂旋转五：小臂伸长六：手腕旋转手臂旋转小臂伸长手腕旋转手臂转回图1.2要求分析2.1 手部设计计算一、对手部设计的要求1、有适当的夹紧力2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。工作时，一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。手指开闭范围的要求与许多因素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一

10、般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好，如图2.1所示。图2.1机械手开闭示例简图3、力求结构简单，重量轻，体积小手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影响整个机械手的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。因此，在设计手部时,必须力求结构简单，重量轻，体积小。4、手指应有一定的强度和刚度5、其它要求因此送料，夹紧机械手，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。此种结构较为简单，制造方便。二、拉紧装置原理如图2.2所示卬：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油时松开工件。图2.2油缸示意图1、右腔推力

11、为Fp= ( / 4) D2P(2. 1)=( /4) 0.52 25103=4908.7N2、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算公式为：Fl= (2b/a) (cos ) 2N,(2.2)其中N, =498N=392N,带入公式2. 2得：F尸(2b / a) (cos ) 2N,=(2 150/50) (cos30o) 2392=1764N则实际加紧力为B实际=PKlK2n(2.3)=17641.51. 1/0. 85=3424N经圆整F尸3500N3、计算手部活塞杆行程长L,即L= (D2) tg(2.4)=25tg30o=23. lrr经圆整取1=2 5mm4、确定“V”型钳爪的L

12、、 o取 L/Rcp=3(2. 5)式中：Rcp=P4 =200/4= 50(2.6)由公式(2.5) (2.6)得：L=3XRcp=150取“V”型钳口的夹角2 =120。，则偏转角B按最佳偏转角来确定，查表得： =22395、机械运动范围(速度)(1)伸缩运动 Vffia=500mmsVfni=50mm s(2)上升运动 Vmax=500mmsVmin=40mms(3)下降 Vmax=800mmsVmin=80mms(4)回转 Wmax=90o/sWmin=30os所以取手部驱动活塞速度V=60mms6、手部右腔流量Q=sv(2.7)=60 r2=603. 14252=1177. 5mm3

13、 /s7、手部工作压强P= F1S(2.8)=3500/1962. 5=1. 78Mpa2.2 腕部设计计算腕部是联结手部和臂部的部件，腕部运动主要用来改变被夹物体的方位，它动作灵活，转动惯性小。本课题腕部具有回转这一个自由度，可采用具有一个活动度的回转缸驱动的腕部结构。要求：回转90角速度W=45s以最大负荷计算：当工件处于水平位置时，摆动缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg,长度1二650mm。如图2. 3所示。1、计算扭矩Ml设重力集中于离手指中心200mm处，即扭矩Ml为：M1=FS(2.9)=109.80. 2=19.6 (N M)工件图2. 3腕部受力简图2、油缸(伸缩)及

14、其配件的估算扭矩M2F=5kg S=10cm带入公式2. 9得M2=FS=59.80. 1 =4.9 (N M)3、摆动缸的摩擦力矩M摩卬F摩=300 (N)(估算值)S=20mm(估算值)M 摩二F 摩XS=6 (N M)4、摆动缸的总摩擦力矩M卬M=M1+M2+M 摩(2.10)=30.5 (N M)5.由公式T=Pb (A12-mm2) 1068(2. 11)其中：b一叶片密度，这里取b=3cm；Al一摆动缸内径，这里取AklOcm；mm一转轴直径，这里取mm=3cm0所以代入(2. 11)公式P=8Tb (A12-mm2 ) 106=8X30. 5/0. 03 X(0.12-0.032)10=0. 89Mpa又因为W=8Q (A12-mm2 ) b所以Q=W ( Al?-112)