送料機(jī)械手設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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指導(dǎo)老師簽名（手寫(xiě)）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） I 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是送料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，首先對(duì)送料機(jī)械手的工況進(jìn)行分析，此多工位專用機(jī)械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回轉(zhuǎn)、行走裝置進(jìn)退三個(gè)自由度，以及手爪的開(kāi)啟和閉合等動(dòng)作，然后給出該送料機(jī)械手的 液壓系統(tǒng)的電磁元件動(dòng)作循序表和液壓系統(tǒng)原理圖。 本械手由大臂結(jié)構(gòu)，小臂、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度，分別為手爪的開(kāi)合，旋轉(zhuǎn)，小臂的上下擺動(dòng)以及大臂的旋轉(zhuǎn)等等功能。 關(guān)鍵詞： 送料機(jī)械手； 液壓系統(tǒng)；自由度；功能 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） to s in of 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 錄 第一章 緒 論 ............................................................. 1 .................................................... 1 ...................................................... 2 .................................................. 4 .................................................. 6 第二章 送料機(jī)械手 的設(shè)計(jì)方案 ............................................. 8 料機(jī)械手的總體方案圖 ............................................. 9 料機(jī)械手的工作原理 .............................................. 10 第三章 送料機(jī)械手 結(jié)構(gòu) 的 設(shè)計(jì) ............................................ 11 ..................................................... 12 ............................................... 13 ........................................... 14 壓 缸 的設(shè)計(jì) ........................................... 14 ............................................... 16 ........................................... 17 機(jī)的選型計(jì)算 .................................................... 18 第四章 送料機(jī)械手中關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度計(jì)算與校核 ....................... 23 ............................................... 24 ................................................. 25 第五章 送料機(jī)械手液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................... 26 ............................................... 27 ........................................... 28 總 結(jié) .................................................................. 29 致 謝 .................................................................. 30 參考文獻(xiàn) .................................................................. 31 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 第一章 緒論 工業(yè)機(jī)械 手技術(shù)和產(chǎn)品強(qiáng)度的可靠性得到了增強(qiáng)，有望應(yīng)用于教學(xué)，免費(fèi)的產(chǎn)品系統(tǒng)和一些新的領(lǐng)域。 只有我們創(chuàng)建的模式可十分完美地與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起，才能建立一個(gè)滿是生機(jī)的社會(huì)環(huán)境，幫助型機(jī)械手也才能服務(wù)大眾的各類活動(dòng)。如果多個(gè)應(yīng)用程序可以為我們創(chuàng)造的，他們提供快速，安全的服務(wù)，滿足他們的需求，將是非常愉快的。所以，我們應(yīng)該抓緊實(shí)現(xiàn)建設(shè)這樣一個(gè)好的平臺(tái)。 此外，因?yàn)榻逃侨瞬诺呐囵B(yǎng)，社會(huì)和工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域也要由它來(lái)服務(wù)。教育以及教育系統(tǒng)以機(jī)械手為目標(biāo)的不僅得提高應(yīng)付難處的能力；他們也喜歡傳統(tǒng)的技術(shù)， 在不同的方向、在合作領(lǐng)域，但關(guān)鍵是要把機(jī)械手技術(shù)對(duì)社會(huì)和高級(jí)人才使用。對(duì)于很多特殊地方，像危險(xiǎn)性很大或我們難以到達(dá)的，比如拆除炸彈，未知探測(cè)等相應(yīng)領(lǐng)域，對(duì)以上危險(xiǎn)狀況深入探尋通常需要機(jī)械手來(lái)實(shí)現(xiàn)。微小型步行機(jī)械手是機(jī)械手的一個(gè)重要分支，步行機(jī)械手與超過(guò)六英尺，八條腿的機(jī)械手相比，由于承載能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，所以，全球大批研究者，開(kāi)始普遍重視它。 1）實(shí)現(xiàn)的潛力 2010 年，國(guó)家各部委進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和論證后認(rèn)為：智能機(jī)械手這個(gè)大產(chǎn)業(yè)在接下來(lái)的幾十年內(nèi)產(chǎn)值和市場(chǎng)占有率都會(huì)是井噴式的。 在 2013 七月，在測(cè)量市場(chǎng)大小的根本上行使 2010 之“機(jī)械手產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)趨勢(shì)考查”后續(xù)。情況即中國(guó)市場(chǎng)正在急劇膨脹，然后韓國(guó)，日本和德國(guó)都在拼命瓜分市場(chǎng)。 2）工業(yè)機(jī)械手的定義和需求 在日本，工業(yè)機(jī)械手從開(kāi)始普及到現(xiàn)在已然 30 年。工業(yè)機(jī)械手對(duì)全球制造業(yè)發(fā)展提供了很多的幫助，像戰(zhàn)勝了困難的，污濁的，無(wú)法掌握的應(yīng)用情況，供應(yīng)了優(yōu)秀的產(chǎn)品品質(zhì)，補(bǔ)充了貧乏的現(xiàn)場(chǎng)人力。 能理解，在將來(lái)數(shù)年，由于老齡化加劇，現(xiàn)場(chǎng)人力數(shù)目縮小，會(huì)發(fā)生很多的用人貧乏。因此，產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的希冀變得更多。產(chǎn)業(yè)機(jī)械手在全新范疇的施行（像食物 ，藥劑以及消費(fèi)物 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 的研發(fā)，建設(shè)以及制造范圍）亦然有很好的遠(yuǎn)景。特別是在醫(yī)學(xué)范疇，試劑以及樣品分析前處理，可能獲得類似于高度精準(zhǔn)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。人力也能夠防止于在危急境況下作業(yè)，如病毒和細(xì)菌。 另一面來(lái)說(shuō)，怎么去教依舊是產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的很大問(wèn)題。利用口令進(jìn)行示范，必須鍛煉的非常好，方能嫻熟的操縱各式各樣產(chǎn)業(yè)機(jī)械手。在當(dāng)下的機(jī)械手體系里，多臂互相配合鏈接操縱的境況下，操縱要用去巨額的工夫。早前的機(jī)械手體系愈來(lái)愈艱巨，是讓教授更易學(xué)的一個(gè)大難點(diǎn)。在將來(lái)的時(shí)間里邊，達(dá)成不必講授成了終極的目的。更由于這樣，智能的機(jī)械手會(huì)成 為不可或缺的。我們需求各式各類的研發(fā)成效，聯(lián)合科研院所的協(xié)助。 課題研究的內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的題目是送料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)的送料機(jī)械手的主要內(nèi)容為： （ 1）對(duì)多工位專用機(jī)械手的工況進(jìn)行分析。 （ 2）實(shí)現(xiàn)多工位專用機(jī)械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回轉(zhuǎn)、行走裝置進(jìn)退三個(gè)自由度，以及手爪的開(kāi)啟和閉合等動(dòng)作要求。 （ 3）給出液壓系統(tǒng)的電磁元件動(dòng)作循序表和液壓系統(tǒng)原理圖。 內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 在日本，工業(yè)機(jī)械手從開(kāi)始普及到現(xiàn)在已然 30年。工業(yè)機(jī)械手對(duì)全球制造業(yè)發(fā)展提供了很多的幫助，像戰(zhàn)勝了困難的，污濁的，無(wú)法掌握的應(yīng)用情況，供應(yīng)了優(yōu)秀的產(chǎn)品品質(zhì)，補(bǔ)充了貧乏的現(xiàn)場(chǎng)人力。能理解，在將來(lái)數(shù)年，由于老齡化加劇，現(xiàn)場(chǎng)人力數(shù)目縮小，會(huì)發(fā)生很多的用人貧乏。因此，產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的希冀變得更多。產(chǎn)業(yè)機(jī)械手在全新范疇的施行（像食物，藥劑以及消費(fèi)物的研發(fā)，建設(shè)以及制造范圍）亦然有很好的遠(yuǎn)景。特別是在醫(yī)學(xué)范疇，試劑以及樣品分析前處理，可能獲得類似于高度精準(zhǔn)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。人力也能夠防止 于在危急境況下作業(yè)，如病毒和細(xì)菌。 另一面來(lái)說(shuō)，怎么去教依舊是產(chǎn)業(yè)機(jī)械手的很大問(wèn)題。利用口令進(jìn)行示范，必須鍛煉的非常好，方能嫻熟的操縱各式各樣產(chǎn)業(yè)機(jī)械手。在當(dāng)下的機(jī)械手體系里，多臂互相配合鏈接操縱的境況下，操縱要用去巨額的工夫。早前的機(jī)械手體系愈來(lái)愈艱巨，是讓教授更易學(xué)的一個(gè)大難點(diǎn)。在將來(lái)的時(shí)間里邊，達(dá)成不必講授成了終極的目的。更由于這樣，智能的機(jī)械手會(huì)成為不可或缺的。我們需求各式各類的研發(fā)成效，聯(lián)合 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 科研院所的協(xié)助。 由于全球都邁進(jìn)了衰老型社會(huì)，想讓老弱病殘幼在存活和環(huán)境容納中獲得援手。估計(jì)機(jī)械手會(huì)給以充分 的反饋，好比訊號(hào)的供應(yīng)以及撐持，幫助那些居家討生活的人，向組建社團(tuán)給以幫助，縮小休養(yǎng)之包袱，給身體功能施以幫助，以及增加商業(yè)設(shè)施。這會(huì)能使得老人以及殘疾人覺(jué)得就是貌似孩子們、孫子們和他們呆在一塊兒似的。歷經(jīng)實(shí)踐，這是愈來(lái)愈明朗，在以后，服務(wù)型機(jī)械手的成長(zhǎng)會(huì)加快環(huán)境容納度，我們會(huì)使得延續(xù)康健的時(shí)期愈來(lái)愈長(zhǎng)，用自幫自助的存在方法，有目的地工作和參與社會(huì)。所以有，它可以變成構(gòu)建更好環(huán)境以及衰老境況乃至世界上生長(zhǎng)的能量。 如果我們必須領(lǐng)會(huì)服務(wù)機(jī)械手體系的運(yùn)作方法，就得懂得實(shí)際情況、顧客還有產(chǎn)品中的懸殊，包括領(lǐng)導(dǎo)大批 機(jī)械手還給以幫助。不只是增添了很多額外花費(fèi)，以及能否賺錢的疑惑。誠(chéng)然我們可以建造出來(lái)服務(wù)機(jī)械手體系，若是服務(wù)的回報(bào)無(wú)法回本更無(wú)盈利，就更不能擴(kuò)大利用了。假如一個(gè)多服務(wù)系統(tǒng)機(jī)械手可以建造出來(lái)，可給他人用的嶄新的幫助方式已初露鋒芒，制造者才敢去想走到了這一步，得到的回報(bào)能否順利地抵消甚至超出用去的本金。所以，現(xiàn)在極大的障礙是創(chuàng)造出一個(gè)體系，這體系會(huì)滲透進(jìn)幫助型機(jī)械手的發(fā)展范疇，也更容易滲透進(jìn) 在日本，那樣的向來(lái)肩負(fù)著本國(guó)對(duì)外競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)科技、生產(chǎn)制造人員卻是在急劇銳減，現(xiàn)在，他們加快應(yīng)對(duì)著居民衰老化 ，真正境況是，依托相應(yīng)調(diào)研報(bào)告，眼下的事實(shí)卻是，日本群眾用在高端科技的精力以及會(huì)意程度非常明顯的愈來(lái)愈少了。即使如此，機(jī)械手和機(jī)械手應(yīng)用工程課堂展示教學(xué)也收獲了重視，是一種很好的鍛煉制造員工以及淡化對(duì)科學(xué)害怕的技術(shù)措施。機(jī)械手活動(dòng)比賽被承辦在各式各樣的地區(qū)，傳統(tǒng)刊物也錄用了興趣者們的作品，還有機(jī)械手知識(shí)亦然在人民里邊傳播開(kāi)來(lái)。 電機(jī)把持，傳感器科學(xué)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用，機(jī)構(gòu)零部件和別的技術(shù)歸納在一塊，是為機(jī)械手技術(shù)。于是，途徑 源自困難的進(jìn)修以及同等的要領(lǐng)，激發(fā)了察覺(jué)麻煩的本領(lǐng)以及處理的技巧，相當(dāng)順 應(yīng)思維培養(yǎng)的組合，其也可增強(qiáng)優(yōu)化多組件科技以及提升歸納體系的優(yōu)點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)此方針，不妨面向基礎(chǔ)教育的同學(xué)達(dá)成科學(xué)培養(yǎng)，使培養(yǎng)方式和手段得以普遍使用，還有方針即是開(kāi)始于小學(xué)和初中止于科技培養(yǎng)部門工程師。 何人最先取得此項(xiàng)專利已無(wú)可知曉，只了解到外國(guó)科學(xué)家在十九世紀(jì)末建造出了一部類似于騾馬，整體部分是用齒輪以及連接桿件機(jī)構(gòu)組裝，人可以騎在上面用腳蹬 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 踏板推動(dòng)運(yùn)行的機(jī)械手，但是卻沒(méi)有做出實(shí)物來(lái)加以佐證 而相關(guān)資料中并沒(méi)有找到對(duì)這個(gè)作品的介紹，所以那個(gè)時(shí)候有 關(guān)機(jī)械手的研究還僅能思索腿的組成以及運(yùn)動(dòng)起來(lái)的行程路徑。20世紀(jì)中期 然放進(jìn)步態(tài)研究的思維制造出來(lái)在每一條腿上都用成組的連接桿件體系拼裝而且安裝兩個(gè)搖桿體系結(jié)構(gòu)以操縱機(jī)械手的步伐軌跡，已然加入步態(tài)設(shè)計(jì)的思路。同期，又有兩位發(fā)明家麥吉以及弗蘭科創(chuàng)作了首部徹底用計(jì)算機(jī)操縱的行走機(jī)械手。接下來(lái)幾年有關(guān)此機(jī)器的設(shè)計(jì)被充分的融入了運(yùn)行操縱理論。 1979年席羅思在行進(jìn)機(jī)械手里加入了操縱水平行走的儀器，同樣在腿上加入了保持和校對(duì)偏向的裝置。 20世紀(jì)末布朗、羅布特以及莎普恩斯研究了加入了液壓部件和直流電機(jī)的相 應(yīng)機(jī)械手。這都意味著人類對(duì)四桿動(dòng)力體系的認(rèn)識(shí)已從簡(jiǎn)單的考慮邁入了整體操縱、計(jì)算機(jī)和高新科技的相互融匯貫通的康莊大道。 械手的組成和分類 機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖 1所示。 圖 1機(jī)械手組成方框圖 (一 )執(zhí)行機(jī)構(gòu) 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。 1、手部 即與 物件接觸的部件，這是送料機(jī)械手的核心部件之一，手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好與壞 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 與送料機(jī)械手的功用性能的好壞有直接的關(guān)系。 2、手腕 起到連接手部和手臂部分的組件就是手腕，常規(guī)的手腕有多種形式，視具體情況而定。 壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) 廣泛的液壓工程和多方位的服務(wù)領(lǐng)域都需要液壓系統(tǒng)的支持，在各行各業(yè)，特別是工程機(jī)械領(lǐng)域，液壓缸的使用非常廣泛，幾乎無(wú)處不在。傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)形式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)今越來(lái)越快的工業(yè)腳步的進(jìn)展，迫切需要液壓系統(tǒng)進(jìn)行更新?lián)Q代處理，從而來(lái)滿足當(dāng)今社會(huì)液壓工業(yè)發(fā)展的需要。總之，現(xiàn)代液壓工程有五個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域 ：能源液壓的開(kāi)發(fā)和交付，用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的液壓開(kāi)發(fā)和交付，在各種液壓服務(wù)的開(kāi)發(fā)和交付，以及家庭和個(gè)人生活中的應(yīng)用提供了各種液壓的發(fā)展，液壓臂的開(kāi)發(fā)和交付。水利工程的理論基礎(chǔ)的建立和發(fā)展。例如，在工程力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)流體和壓力的研究；金屬和非金屬材料性能的研究，材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用；熱生成熱力學(xué)，傳導(dǎo)和開(kāi)關(guān)；各種液壓部件的研究有不同的功能，工作原理，結(jié)構(gòu)，和液壓原理和液壓零件的科學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)算；研究金屬和非金屬成型和金屬切削加工技術(shù)和非技術(shù)等。研究，并開(kāi)發(fā)新的液壓產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代液壓產(chǎn)品來(lái)滿足 當(dāng)前和未來(lái)的需求設(shè)計(jì)。液壓產(chǎn)品包括：規(guī)劃和實(shí)施生產(chǎn)設(shè)施；生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)計(jì)劃的發(fā)展和實(shí)施的準(zhǔn)備；制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具，模具和材料定額；確定工作定額；組織加工，裝配，測(cè)試和包裝運(yùn)輸；產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。液壓機(jī)制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理。液壓系統(tǒng)的液壓部件通常是由許多獨(dú)特的形狀組合，精密零件的加工工藝復(fù)雜的產(chǎn)品。一個(gè)單件、小批量的生產(chǎn)量，而且在批量，大批量生產(chǎn)，直到。銷售目標(biāo)在所有行業(yè)和個(gè)人，家庭。還賣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件影響下，可能會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)。因此，液壓元件制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜，和生產(chǎn)管理的研究，規(guī)劃和管理等企 業(yè)都開(kāi)始在液壓行業(yè)。液壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護(hù)，修理和用于各種工業(yè)和成套液壓設(shè)備的液壓改造，液壓產(chǎn)品保證長(zhǎng)期使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)。液壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護(hù)，修理和改造各種工業(yè)用液壓及成套液壓設(shè)備，液壓產(chǎn)品，保證長(zhǎng)期使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 第二章 送料機(jī)械手 的設(shè)計(jì)方案 料機(jī)械手的總體方案圖 本械手由大臂結(jié)構(gòu)，小臂、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度，分別為手爪的開(kāi)合，旋轉(zhuǎn)，小臂的上下擺動(dòng)以及大臂的旋轉(zhuǎn)等等功能。當(dāng)需要夾持的工件是固態(tài)物體的時(shí)候，手部應(yīng)該設(shè)計(jì)成開(kāi)合型的，這樣就可以直接通過(guò)汽缸實(shí)現(xiàn)工件的夾緊與松開(kāi)了。本次設(shè)計(jì)的送料機(jī)械手的總體方案圖如下圖 2所示： 圖 2機(jī)械手總體方案圖 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 料機(jī)械手的工作原理 本次設(shè)計(jì)的送料機(jī)械手的結(jié)構(gòu)主 要由大臂結(jié)構(gòu)，小臂、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及直線導(dǎo)桿等等組成。該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度，分別為手爪的開(kāi)合，旋轉(zhuǎn)，小臂的上下擺動(dòng)以及大臂的旋轉(zhuǎn)等等功能。當(dāng)需要加持料到機(jī)床里面的時(shí)候，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿螺母副動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)底座的移動(dòng)，然后由液壓缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的大臂、小臂動(dòng)作，手部的夾爪夾住工件放到指定的位置，然后多工位專用完成后，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手后退，液壓缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的大臂、小臂動(dòng)作，如此循環(huán)。 第三章 送料機(jī)械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 持式手部結(jié)構(gòu) 夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指 (或手爪 )和傳力機(jī)構(gòu)所組成。其傳力結(jié)構(gòu)形式比較多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。 指的形狀和分類 夾持式是最常見(jiàn)的一種，其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為基本型式。當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的兩個(gè)回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無(wú)窮小時(shí)，就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指 ;同理。 計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)題 (一 )具有足夠的握力 (即夾緊力 ) (二 )手指間應(yīng)具有一定的開(kāi)閉角 (三 )保證工件準(zhǔn)確定位 為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶“ V”形面的手指，以便自動(dòng)定心。 (四 )具有足夠的強(qiáng)度和剛度 (五 )考慮被抓取對(duì)象的要求 部夾緊液壓缸的設(shè)計(jì) 1、手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手夾持器結(jié)構(gòu)原理如圖 3所示： 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 圖 3手部 其工件重量 G=5公斤， 1202 ?? ， 41 2 0 ??? ,摩擦系數(shù)為 10.0?f 其驅(qū)動(dòng)力為 : ? N 握力計(jì)算公式 : )(? ?? )(25)42560(??? ??所以 ? N )(245 N? 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 (3)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力 : ? 21實(shí)際 I,因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動(dòng)，故取 ，并取 K 。若被抓取工件的最大加速度取 ? 時(shí)，則 : 412 ??? 所以 )(p ????實(shí)際 2、液壓缸的直徑 本液壓缸屬于單向作用液壓缸。其公式為 : ?? 4 21? 式中 : 1F - 活塞桿上的推力， N - 彈簧反作用力， N 液壓缸工作時(shí)的總阻力， N P - 液壓缸工作壓力， 簧反作用按下式計(jì)算 : )1( ? 141? 式中 : 彈簧剛度， N/m 1 - 彈簧預(yù)壓縮量， m s - 活塞行程， m 1d - 彈簧鋼絲直徑， m 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 1D - 彈簧平均直徑， . n - 彈簧有效圈數(shù) . G - 彈簧材料剪切模量，一般取 ? 則 : ? 421?? 液壓缸的直徑 : ?? (4 1 ??代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得 ?fG 4333915)1030(8)??????)/(7 )1( ? )(N???? ?所以 : ?D 1(4 ?? ????? )( 查有關(guān)手冊(cè)圓整，得 5? 由 ??可得活塞桿直徑 : ( ???? ][)4//( 21 ?? ?有 : [/14( ?? 其中， [? ] ， 501 ? 則 : 2 0/4 9 04( ??? ?d 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 ? 滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。 3,缸筒壁厚的設(shè)計(jì) ][2/ ?? 式中 :6- 缸筒壁厚， - 液壓缸內(nèi)徑， mm 實(shí)驗(yàn)壓力，取 , 料為 :? ]=3入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為 : ][2/ ?? )(032/(10665 65????取 ，則缸筒外徑為 : )(??? 壓缸驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 單葉氣缸的壓力 的關(guān)系為 : 2 )(22 ?, 或 )(222 ? 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 壓缸驅(qū)動(dòng) 力矩的計(jì)算校核 氣缸長(zhǎng)度 00? ,氣缸內(nèi)徑 1D =96徑 8? ,軸徑62 ? 2D =26徑 3? ,氣缸運(yùn)行角速度 ? = s/90? ，加速度時(shí)間t? = 壓強(qiáng) , 則力矩 2 )(22 ?).( 2 226???1．測(cè)定參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量 01 ? ,分析部件的質(zhì)量分布情況， 質(zhì)量密度等效分布在一個(gè)半徑 0? 的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 2212 （ 已知整個(gè)工件的重量為 5千克， 5,質(zhì)量分布于長(zhǎng) 00? 的棒料上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ).(c????。 假如工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合，對(duì)于長(zhǎng) 00? 的棒料來(lái)說(shuō)，最大偏心距 01 ? ，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 : ).(0 1 6 4 c??????慣M ???)( 1 ).((?2、與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合， 01 ?e ，夾持工件一端時(shí)工件重心偏離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 03 ? ,則 ?偏M 11+ 33 ).(?????3、 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩為 摩M 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 摩M ? )(2 12 A ? ? )?? ? ).(05.0 4、在此處估計(jì) 封M 為 摩M 的 3倍， 封M ? 3? 摩M ? ? ).(15.0 ? 封摩偏慣驅(qū) ??? ? ?? ? ).(29 ?設(shè)計(jì)尺寸符合使用要求，安全。 機(jī)的選型計(jì)算 已知 整個(gè)送料機(jī)械手的總重量 50他重量 150們?nèi)】傊亓繛?200動(dòng)速度為 1~2r/： m m m g = 2 0 0 × 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 / 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 01(t 60? m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0?? ? 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 電機(jī)轉(zhuǎn)速 電 機(jī) ? 0 0 / m i 0 0 5電 機(jī) ? ? ?0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9? ? ?? ? ?? N m?? ? ?式中： 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2? ? ?? ? ?? J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 ? ? 2 . 3 6 .? ? ?T M T L T S S N m 里取 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號(hào)為 160電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。160 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電 機(jī)型號(hào)為160機(jī)額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 大轉(zhuǎn)矩為 定轉(zhuǎn)速為 3000r/ 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 第四章 送料機(jī)械手中關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度計(jì)算與校 輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核 由于機(jī)械手夾持器的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪材料均選用 45,調(diào)質(zhì)處理 。 查得： M P 5011702? ?? ?? ?? 則： 818216 0 6 0 * 1 * 5 2 0 * ( 5 * 3 0 0 * 1 2 ) 5 . 6 1 6 * 1 0/ 2 . 7 2 1 6 * 1 0N a n i? ? ???查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖，得： ? ??Y (1)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 載荷系數(shù)，取 K=得： M ?? ?接觸應(yīng)力為 ： 232212 1 . 5 5 . 5 6 4 7 1 0 3 . 0 61 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 1 7 2 . 0 7 92 4 7 8 2 . 0 6H E Zb d a???? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? ?? ? i i i i ??????????(2)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取 K=表：? ??Y 用彎曲應(yīng)力 ： ? ?m Y?? ? 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取 F? 則： ? ?1 3 5 0 0 . 9 2 2 5 7 . 61 . 2 5F M P a? ??? ? ?2 3 5 0 0 . 9 8 2 7 4 . 41 . 2 5F M P a? ??? 1 1 11 2212000 2 0 0 0 1 . 5 5 . 5 6 4 7 2 . 6 8 1 . 5 62 4 3 2 61 2 . 4 2 8F a S Y Yb m a? ? ? ? ? ??? ???2221112 . 4 6 1 . 6 8 1 2 . 4 2 8 1 2 . 2 8 52 . 6 8 1 . 5 6F a S a S P ?? ? ? ? ?? 由上述計(jì)算可知，均滿足要求 。 的強(qiáng)度計(jì)算與校核 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 軸的計(jì)算應(yīng)力 3252232 ????????? （ 選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理， ? ? 601 ??? 此， ? ?1?? ??故安全。 （ 7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 V 引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而 受載的情況來(lái)看，截面 應(yīng)力集中不大，故 需校核截面 V。 ②截面 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW （ 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 抗扭截面系數(shù) 5 4 8 8 0 01 4 3 ???? （ 截面 為 ??M （ 截面 為 32000001 ?T 截面上的彎曲應(yīng) 4 4 00 6 6 5 70 ??? （ 截 面 上 的 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 8 8 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T? （ 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn) [1]表 115? 可知， 640?B? 751 ??? 1551 ??? 用插入法求出 ??k， ?????面質(zhì)量系數(shù)為： ?? ?? 軸未經(jīng)表 面強(qiáng)化處理， 1?q? 固得綜合系數(shù)為 ?????????? ?? （ 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 ?????????? ??由文獻(xiàn) [1] § 13? ，§ 23? 可知，碳鋼的特性系數(shù) ? 取 ? ? 取 ? 所以軸在截面 ?????? ??? ???? （ ?????? ??? ?????（ ??????? ??（ 故該軸在截面 ③截面 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW 抗扭截面系數(shù) 4 3 9 4 0 01 3 3 ???? 截面 為 ??M 面 為 3200000?T 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 截面上的彎曲應(yīng)力 9 7 00 6 6 5 70 ??? 面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 9 4 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T?面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按附表 23? 查取。? ? ? ， ? 又由文獻(xiàn) [1]附圖 13? 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 q ， q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn) [1，附 43? ]為 (1 ???????? ??? ? （ (1 ???????? ??? ?軸的截面形狀系數(shù)為 ? 軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 ? 綜合系數(shù)為 ?????????? ???????????? ??所以軸在截面 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 51 ??????? ??? ???? ?????? ??? ???????????? ??故該軸在截面 第五章 送料機(jī)械手液壓系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 壓系統(tǒng)原理圖的確定 根據(jù)系統(tǒng)工況，可知，此次設(shè)計(jì)的送料機(jī)械手主要是通過(guò)液壓缸提供動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，其具體的液壓系統(tǒng)原理圖如下圖 5所示： 圖 5 液壓系統(tǒng)原理圖 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 磁元件動(dòng)作循序表的確定 電磁元件動(dòng)作循序表如下圖 6所示： 圖 6 電磁元件循序表 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 總結(jié) 寫(xiě)到這里，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)總算快要完成了，通過(guò)幾個(gè)月的努力和時(shí)間的付出，總算有了這么一點(diǎn)點(diǎn)成就，覺(jué)得挺自豪的，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自己之前思念在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 ，還有很多問(wèn)題不大懂，也不明白，幸虧有我的導(dǎo)師和同學(xué)們的指導(dǎo)和幫助，然后自己查找相關(guān)書(shū)籍和資料，總算有了論文的初步構(gòu)思，然后通過(guò)這幾個(gè)月的付出，以至于今天的論文總算要告一段落了，此時(shí)的我心里百感交集，覺(jué)得做一門學(xué)問(wèn)很不容易，想要成為一名合格的設(shè)計(jì)工程師，我們要走的路還很長(zhǎng)，需要在工作中邊工作邊學(xué)習(xí)，在工作中學(xué)習(xí)，在工作中成長(zhǎng)，這樣才能使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 致謝 至此在論文完成之際，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)同時(shí)，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么了，不再是從前那個(gè)愛(ài)貪玩的我了。經(jīng)過(guò)近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，查找了各類的送料機(jī)械手的設(shè)計(jì)資料，論文終于可以完成了，我的心里無(wú)比的激動(dòng)和開(kāi)心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多 有用的知識(shí)，在此對(duì)所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)老師。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 參考文獻(xiàn) [1] 鄭淑芳 機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究與探討 北京：科學(xué)出版社， 2] 黃長(zhǎng)藝 機(jī)械手操作系統(tǒng)概述 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 3] 周宏甫 . 送料機(jī)械手 的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 4] 姜繼海，宋錦春，高常識(shí) . 送料機(jī)械手 工作原理 5] 張春林，曲繼方，張美麟 機(jī)械工業(yè)出版社， 6] 錢平 . 送料機(jī)械手 應(yīng)用技 術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社， 7] 張遼遠(yuǎn) . 送料機(jī)械手 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 機(jī)械工業(yè)出版社 8] 基恩士傳感器選擇手冊(cè) 2010 版本 [9] 黃長(zhǎng)藝，嚴(yán)普強(qiáng) 機(jī)械工業(yè)出版社， 10] 張桓，陳作模 高等教育出版社， 11] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn) . 送料機(jī)械手 原理 12] 徐錦康 高等教育出版社， 13] 胡泓，姚伯威 北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 14] 陳鐵鳴 送料機(jī)械手 的創(chuàng)新 . 高等教育出版社， 15] 孫靖民 機(jī)械工業(yè)出版社， 16] 王勇領(lǐng) 北京 :清