机械毕业设计送料机械手设计

要全套说明书图纸的联系QQ429171838手机：18242063282 淘宝地址：http://shop106935976.taobao.com 目录 1摘要 1第一章 机械手设计任务书 11.1毕业设计目的 21.2本课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的内容和要求 4第二章 抓取机构设计 42.1手部设计计算 72.2腕部设计计算 82.3臂伸缩机构设计 11第三章 液压系统原理设计及草图 113.1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 机身机座的结构设计 164.1电机的选择 174.2减速器的选择 174.3螺柱的设计与校核 19第五章 机械手的定位与平稳性 195.1常用的定位方式 195.2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 21第六章 机械手的控制 22第七章 机械手的组成与分类 227.1机械手组成 247.2机械手分类 毕业设计感想 25 参考资料 26 送料机械手设计 摘要 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、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。 关键字 机械手，AutoCAD 第一章 机械手设计任务书 1.1毕业设计目的 毕业设计是学生完成本专业教学 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 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 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 技术问题而进行的一次基本训练。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： 1、 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。 2、 培养学生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。 3、 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。 4、 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180º 臂上下运动 500mm 臂伸长（收缩）500mm 手部转动 ±180º （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（一张） c、动作模拟仿真 d、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180º。 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：±0.5mm。 f、手指握力：392N g、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。 图1.1机械手安装简易图 （2、）动作要求分析如图1.2所示 动作一：送 料 动作二：预夹紧 动作三：手臂上升 动作四：手臂旋转 动作五：小臂伸长 动作六：手腕旋转 预夹紧 手臂上升 手臂旋转 小臂伸长 手腕旋转 手臂转回 图1.2 要求分析 第二章 抓取机构设计 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 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。 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【4】：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、右腔推力为 FP=（π／4）D²P （2.1） =（π／4） 0.5² 25 10³ =4908.7N 2、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 为： F1=（2b／a） （cosα′）²N′ （2.2） 其中 N′=4 98N=392N，带入公式2.2得： F1=（2b／a） （cosα′）²N′ =(2 150/50) （cos30º）² 392 =1764N 则实际加紧力为 F1实际=PK1K2/η （2.3） =1764 1.5 1.1/0.85=3424N 经圆整F1=3500N 3、计算手部活塞杆行程长L,即 L=（D/2）tgψ （2.4） =25×tg30º =23.1mm 经圆整取l=25mm 4、确定“V”型钳爪的L、β。 取L/Rcp=3 （2.5） 式中： Rcp=P/4=200/4=50 （2.6） 由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150 取“V”型钳口的夹角2α=120º，则偏转角β按最佳偏转角来确定， 查表得： β=22º39′ 5、机械运动范围（速度）【1】 （1）伸缩运动 Vmax=500mm/s Vmin=50mm/s （2）上升运动 Vmax=500mm/s Vmin=40mm/s （3）下降Vmax=800mm/s Vmin=80mm/s （4）回转Wmax=90º/s Wmin=30º/s 所以取手部驱动活塞速度V=60mm/s 6、手部右腔流量 Q=sv （2.7） =60πr² =60×3.14×25² =1177.5mm³/s 7、手部工作压强 P= F1/S （2.8） =3500/1962.5=1.78Mpa 2.2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±90º 角速度W=45º/s 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l=650mm。如图2.3所示。 1、计算扭矩M1〖4〗 设重力集中于离手指中心200mm处，即扭矩M1为： M1=F×S （2.9） =10×9.8×0.2=19.6（N·M） F S F 图2.3 腕部受力简图 2、油缸（伸缩）及其配件的估算扭矩M2〖4〗 F=5kg S=10cm 带入公式2.9得 M2=F×S=5×9.8×0.1 =4.9（N·M） 3、摆动缸的摩擦力矩M摩〖4〗 F摩=300（N）（估算值） S=20mm （估算值） M摩=F摩×S=6（N·M） 4、摆动缸的总摩擦力矩M〖4〗 M=M1+M2+M摩 （2.10） =30.5（N·M） 5.由公式 T=P×b（ΦA1²-Φmm²）×106/8 （2.11） 其中： b—叶片密度，这里取b=3cm； ΦA1—摆动缸内径, 这里取ΦA1=10cm； Φmm—转轴直径, 这里取Φmm=3cm。 所以代入（2.11）公式 P=8T/b（ΦA1²-Φmm²）×106 =8×30.5/0.03×（0.1²-0.03²）×106 =0.89Mpa 又因为 W=8Q/（ΦA1²-Φmm²）b 所以 Q=W（ΦA1²-Φmm²）b/8 =（π/4）（0.1²-0.03²）×0.03/8 =0.27×10-4m³/s =27ml/s 2.3臂伸缩机构设计 手臂是机械手的主要执行部件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。 臂部运动的目的，一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上，从臂部的受力情况看，它在工作中即直接承受着腕部、手部和工件的动、静载荷，而且自身运动又较多，故受力较复杂。 机械手的精度最终集中在反映在手部的位置精度上。所以在选择合适的导向装置和定位方式就显得尤其重要了。 手臂的伸缩速度为200m/s 行程L=500mm 1、手臂右腔流量，公式（2.7）得：【4】 Q=sv =200×π×40² =1004800mm³/s =0.1/10²m³/s =1000ml/s 2、手臂右腔工作压力，公式（2.8） 得：〖4〗 P=F/S （2.12） 式中：F——取工件重和手臂活动部件总重，估算 F=10+20=30kg， F摩=1000N。 所以代入公式（2.12）得： P=（F+ F摩）/S =（30×9.8+1000）/π×40² =0.26Mpa 3、绘制机构工作参数表如图2.4所示： 图2.4机构工作参数表 4、由初步计算选液压泵〖4〗 所需液压最高压力 P=1.78Mpa 所需液压最大流量 Q=1000ml/s 选取CB-D型液压泵（齿轮泵） 此泵工作压力为10Mpa，转速为1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之间，可以满足需要。 5、验算腕部摆动缸： T=PD（ΦA1²-Φmm²）ηm×106/8 （2.13） W=8θηv/（ΦA1²-Φmm²）b （2.14） 式中：Ηm—机械效率取： 0.85～0.9 Ηv—容积效率取： 0.7～0.95 所以代入公式（2.13）得： T=0.89×0.03×（0.1²-0.03²）×0.85×106/8 =25.8（N·M） T 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 其正确与否。一般常见的为电器与电子回路控制，计算机控制系统也不断增多。 7.2机械手分类 （1、）根据所承担的作业的特点，工业机械手可分为以下三类： 1 承担搬运工作的机械手：这种机械手在主要工艺设备运行时，用来完成辅助作业，如装卸毛坯、工件和工夹具。 2 生产工业用机械手：可用于完成工艺过程中的主要作业，如装配、焊接、涂漆、弯曲、切断等。 3 通用工业机械手：其用途广泛，可以完成各种工艺作业。 （2、）按功能分类 1 专用机械手：它是附属于主机的具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机械手具有动作少，工作对象单一，结构简单，实用可靠和造价低等特点，适用于大批大量的自动化生产，如自动机床，自动线的上、下料机械手和“加工中心”附属的自动换刀机械手。 2 通用机械手：又称工业机器人。它是一种具有独立控制系统的机械装置。具有程序可变、工作范围大、定位精度高、通用性强的特点，适用于不断变换品种的中小批量自动化的生产。 3 示教再现机械手：采用示教法编程的通用机械手。所谓示教，即由人通过手动控制，“拎着”机械手做一遍操作示范，完成全部动作后，其储存装置即能记忆下来。机械手可按示范操作的程序行程进行重复的再现工作。 （3、）按驱动方式分 1 液压传动机械手 2 气压传动机械手 3 机械传动机械手 （4、）按控制方式分 1 固定程序机械手：控制系统是一个固定程序的控制器。程序简单，程序数少，而且是固定的，行程可调但不能任意点定位。 2 可编程序机械手：控制系统是一个可变程序控制器。其程序可按需要编排，行程能很方便改变。 毕业设计感想 两个月的毕业设计转眼间就到了扫尾阶段，在这两个月的设计学习过程中，我取得了长足的进步。 我的毕业设计的课题是机械手的设计，这是一个我以前所没有接触的。我对它来说完全是一个陌生者，经过指导老师的帮助和对参考资料的拜读，我已经对机械手有了一定的了解[2]。 机械自动化作为工业发展的一个方向，它有着广阔的市场，属于实际需要去研制的一种项目。机械手能模仿人体上肢的某些动作，就需要有一定的灵敏度，对设计的要求较高。通过这次设计，提高了我分析和解决问题的能力，扩宽和深化了学过的知识，掌握了设计的一般程序规范和方法，培养了我们正确使用机身材料、国家标准、图册等工具书的能力。 毕业设计是对未来工作的一种模拟。 通过这次设计，我对未来所从事的工作充满了信心！ 参考资料 1、《机械设计手册3》 机械工业出版社,徐灏主编 2、《机械设计手册4》 机械工业出版社,徐灏主编 3、《机械设计手册5》 机械工业出版社,徐灏主编 4、《工业机器人》 北京理工大学出版社,张建民著 5、《工业机械手-机械结构上》 上海科学技术出版社 《工业机械手》编写组 6、《机床设计手册3》,部件、机构及总体设计 机械工业出版 《机床设计手册》编写组 7、《液压传动》 机械工业出版社,丁树模主编 8、《机械制图》 大连理工大学工程画教教研室 高等教育出版社 9、《毕业设计指导书》 青岛海洋出版社 李恒权、朱明臣、王德云主编 10、《机械基础》 中国劳动出版社，王栋梁主编 11、《机械制造技术》 机械工业出版社，黄鹤汀主编 检测、识别机能 操作机能 运动控制机能 示教机能 动作顺序控制机能 动作控制机能 控制机能 装卸工件 状别识别 环境识别 工件 PAGE _1178521873.unknown _1178568799.dwg _1178550881.unknown _1178431331.dwg _1178521856.unknown _1178431276.dwg