毕业设计论文龙门桁架机械手设计型钢搬运堆垛机.docx

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1、桁架机械手的设计现代工业不管是加工还是制造都存在着多种多样的方式，有人力手动的也有机械加工的，然而在这其中，桁架机械手机无疑是一种十分方便快捷而且简单易懂的型钢抓取的高效率产品。本次设计的桁架机械手与同类其它产品相比可以抓取各种形状的型钢，比如槽钢，工字钢，方钢等等。除此以外，它还具有装卸快速、使用安全、一机多用、操作方便、结构合理、便于安装等众多优点，在国内桁架机械手的机市扬占据了很大份额，我们知道的桁架机械手所用于工厂、码头、铁路、建筑等安装生产和制造。随着工业及制造业的发展，各类型钢在工业、农业上的广泛运用，推动了桁架机械手机的不断发展，桁架机械手的发展到现在已取得了很大的进步，它是从最

2、早期的手动抓取发展到现在的全自动抓取。本次研究主要在于熟悉桁架机械手的结构方案，设计并计算桁架机械手，增加桁架机械手的精度，更好解决一些生产工艺上以及零件规格合格率的生产实际问题。关键词型钢机械手结构设计Designoftypestee1stackerAbstractModernindustry,therearevariouswaysofprocessingormanufacturing,inc1udingmanua11aborandmechanica1processing.However,thestackercraneisaveryconvenient,fastandsimp1ehigh-e

3、fficiencyproductforstee1stacking.Thedesignofthistypeofstee1,stee1andotherproductscomparedtothestackerstackercanbeofvariousshapessuchasstee1,stee1,stee1andsoon.Inaddition,ita1sohasafast,safeuse,mu1tifunction,thestackercraneisaveryconvenient,convenientoperation,reasonab1estructure,convenientinsta11ati

4、onandhand1ingmanyadvantages,thestackercraneisaveryconvenient,occupya1argeshareinthedomesticstee1marketstackermachine,stee1stackingmachineweknowareusedinfactories,docks,rai1ways,constructionandinsta11ationofproductionandmanufacturing.Withtherapiddeve1opmentofindustryandmanufacturingindustry,variousty

5、pesofstee1arewide1yusedinindustry,agricu1ture,andpromotethecontinuousdeve1opmentofstee1stackingmachine,deve1opmentofstee1stackingmachinenowhasmadegreatprogress,itisfromtheear1ydeve1opmentofmanua1pa11etizingautomaticstackingnow.Thisresearchismain1yfocusedonthestructura1schemeoffami1iarstee1stacker,de

6、signingandca1cu1atingthestee1stacker,increasingtheaccuracyofstee1stacker,andbetterso1vingsomepractica1prob1emsofproductionprocessandpartsqua1ificationrate.KeywordsSectionstee1StackerStructura1design摘要IAbstractII桁架机械手的设计I目录IV第1章绪论11.1 课题研究背景11.2 课题设计的目的和意义21.3 本课题研究的内容2第2章工作原理简介42.1 整体方案42.2 工作原理42.3

7、 本章小结5第3章各机构的设计计算63.1 抓取机构设计63.1.1 工作原理63.1.2 机械手载荷计算63.1.3 液压缸的计算73.1.4 强度和稳定性计算93.2 龙门机架的设计计算123.2.1 主梁危险载面的强度验算133.2.2 支腿危险载面的强度验算153.2.3 受力分析153.2.4 截面强度计算173.2.5 截面剪切强度计算183.3 移动机构的设计计算183.3.1 滚珠丝杠计算和选型183.3.2 滚珠丝杠螺母副的选型193.3.3 滚珠丝杠副的支承方式193.3.4 传动效率的计算203.3.5 刚度的验算203.3.6 稳定性校核213.3.7 临界转速的验证2

8、13.3.8 步进直线电机的计算和选用223.4 小齿轮的强度计算253.4.1 齿面接触疲劳强度计算253.4.2 齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算293.5 本章小结30结论31致谢32参考文献33第1章绪论1.1 课题研究背景研发、制造和生产具有先进性的机械设备，不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，都是非常关键的。研发、制造和生产具有先进性的机械设备，不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，都是非常关键的。研发、制造和生产具有先进性的机械设备，不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，都是非常关键的。研发、制造和生产具有先进性的机械设备，不管是提到的一般产业，或者说是新

9、发展起来的产业，都是非常关键的。都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性可以、质量和成本。不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，它们都将会使国民经济各部门技术进步和经济效益发生翻天覆地的变化和促进作用。不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，机械工业的综合实力和技术雄厚水平始终会为国家经济能力和科学技术指标的关键要素。不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业。所以说，全球普遍看来都会不遗余力的去开拓机械工业行业看成发展自己国家经济水平能力的发展战略关键。研发、制造和生产具有先进性的机械设备，不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，都是非常关键的。始终加

10、强目前的机械设备和制造新一代机械设备，取应付目前和将来的需求。不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，都是很重要的事情。机械设备的制造，其中涵盖了很多东西，有生产设施制定方案和结果；不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，生产方案的指定与生产统筹管理；不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来的产业，或者说实施生产工艺编写；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额不论是传统产业，还是新兴产业，；进行加工、整合、验收与打包送货；对产品质量实施具有目的性的管理。机械通常可能是诸多个不同寻常的成形、经过加工的高质量零件配合起来的高难度的东西。不管是提到的一般产业，或者说是新发展起来

11、的产业，通常来说机械生产制造中批量，会分类成单件小批的，或者中批量的，但大部分都为大批量的制造来节约成本提高效率。1.2 课题设计的目的和意义目前，世界上机械手的发展已经很成熟了。已发展形成了各种类型的小型车间用的标准机械手主要有两大类，磁性和非磁性机械手。一类是磁性机械手。轧件由装有可调磁性的翻转臂和输送小车进行一车抓取，并且层与层之间是面对面或背对背交替放置的。该系统主要运用于中型型钢抓取。全部由计算机自动操作。钢材抓取后，由平立辐道输送到打捆区，平立辐道的宽度是可调的，以避免料垛散落。机械设备的应用，这方面包括机械设备的选择、订购、验收、安装、调整、操作、振动与噪声是人们日常生活与工业生

12、产中极其常见的物理现象，其对于一般工业系统来说是极其有害的。在机械加工领域，过大的振动会使机构磨损加剧，降低使用寿命，影响零部件的加工精度；而在土木建筑、交通运输以及航空航天等领域，振动不仅可能造成桥梁坍塌，火箭发射失利，人员的舒适度与安全度降低等，严重时甚至可能造成人员的伤亡。因此，振动所带来的危害不容小觑。振动控制技术作为改善系统振动与噪声的有效手段，是时下热门的研究方向之一。当前，振动控制的方法可概括为：被动控制、主动控制和轨迹规划法22。被动控制法主要通过各种储能或耗能材料以及机械结构的阻尼实现振动能量的吸收与耗散。维护、修理和改造以及各行业使用的成套机械设备和机械产品的应用，来确保机

13、械设备长期使用的可靠性和经济性。机械产品的应用。这包括机械的工业使用和成套机械设备、机械产品、机械产品的选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和翻新，以确保机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。机械产品的应用是研究机械产品制造过程中的环境污染、机械产品的应用和自然资源的过度消耗，特别是自然资源的利用，以及解决这些问题的措施。机械产品的应用是现代机械工程的一项重要任务，其重要性日益提高。1.3 本课题研究的内容本论文主要研究运用所学大学课程知识对桁架机械手进行设计。在设计过程中，了解CAD的各种功可以，及所学知识的应用，达到学以致用的目的。本次设计的其主要内容为：1、桁架机械手的总体结构

14、设计；2、根据总体结构设计，进行计算；3、对相关重要零件进行强度校核；4、运用AutoCAD软件绘制机械手的装配图及重要零件图;4、最后完成设计说明书的编写。第2章工作原理简介2.1整体方案本次设计的桁架机械手是机械生产制造中很常见的一种设备，它的工作流程是根据现场需求，把型钢抓取成型，合理安排摆放空间位置，完成生产制造的统一管理。桁架机械手的工作原理图如图2-1所示：X方向的移动梁在龙门架的导轨上运行，由电动机驱动完成X方向的移动，Y方向移动梁在X移动梁上运动，也是由电动机驱动完成Y方向的移动。上升机构的动作同理也是电动机驱动完成上下运动。抓取机构采用液压驱动的方式，这样夹紧力可以保证很大。

15、抓取的稳固。在抓取型钢时，首先把抓取机构通过各梁的移动，到达指定位置，然后抓取，上升后，再把型钢移动到所需要抓取的地方，抓取机构松开。完成一次抓取。2.22.3 工作原理桁架机械手的工作原理为：通过控制信号控制各个驱动部件，完成堆通过抓取机构到指定的型钢堆积的地方夹住型钢完成指定位置的抓取。整个机械手的动作前提都是靠光电传感器检测信号，通过它们的反馈信号给控制系统，然后经过中控系统来对机械手的各个执行机构进行有序地操作，从而完成整个抓取的工艺流程。2.4 本章小结本章主要介绍了本次设计的机械手的结构方案，了解了其工作的工作原理，从而更清楚各个机构的关联及工作内容，来更好的完成下面的设计计算。第3章各机构的设计计算3.1 抓取机构设计3.1.1 工作原理该机械手抓取机构的工作原理，类似一个机械手的动作过程，是利用液压缸驱动夹板的夹持力将型钢的两侧夹紧，由于力是液压缸驱动的，因此保证了一定的夹紧力。抓取机构上侧也设有一个液压缸，可以使型钢定位，定位后保证了夹紧的位置，可以更好的完成夹紧动作。夹紧机构上侧有主推油缸，与连杆连接，通过连杆的作用可以微调抓取结构的方向，保证抓取机构对型钢的抓取位置，不影响力的跑偏。3.1.2 机械手载荷计算本次设计机械手横向行程为5000mm,型钢选择常见的，估取重量为G=500N,各导轨均为直线导轨。参考相关文献资料3中，查表3-