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12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械部分設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 設(shè)計(jì)說明書 學(xué)生姓名 白祖貴 學(xué) 號(hào) 8011208221 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-2 指導(dǎo)教師 劉媛媛 日 期 2012.06 塔里木大學(xué)教務(wù)處制 前 言 用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按 給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的 機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。 工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系 統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科——機(jī)械手工 程。機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技 術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。 工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī) 器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上 兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中 完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。 機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工 操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送 和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件， 顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到很多國(guó) 家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶 有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國(guó)近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定 的效果，受到機(jī)械工業(yè)的重視。 機(jī)械手是一種能自動(dòng)控制并可從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，他有多個(gè)自由度，可以 搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠 獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用 機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品 種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 目 錄 1.緒論 ..................................................................................................................................................................1 1.1 工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介 ................................................................1 1.2 機(jī)械手的組成和分類 ............................................................1 1.2.1 機(jī)械手的組成 ................................................................1 1.2.2 機(jī)械手的分類 ................................................................1 1.3 世界機(jī)器人的發(fā)展 ..............................................................1 1.4 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 ..........................................................2 1.5 我要設(shè)計(jì)的機(jī)械手 ..............................................................2 2.機(jī)械手的機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)過程 ...........................................................2 2.1 機(jī)械手的結(jié)構(gòu) ..................................................................2 2.2 機(jī)械手的動(dòng)作過程 ..............................................................2 2.3 機(jī)械手的坐標(biāo)形式及自由度 ......................................................3 3.手部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .....................................................................4 3.1 概述 ..........................................................................4 3.1 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題 ........................................................4 3.3 驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 ..................................................................4 3.4 銷軸的選擇與校核 ..............................................................5 4.氣缸的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................................5 4.1 氣缸的直徑 ....................................................................5 4.2 汽缸壁厚的設(shè)計(jì) ................................................................7 5.齒輪的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................................7 5.1 概述 ..........................................................................7 5.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 ........................................................8 5.2.1 初步計(jì)算 ....................................................................8 5.2.2 校核計(jì)算 ....................................................................8 5.2.3 確定主要傳動(dòng)尺寸 ...........................................................10 6.滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................10 6.1 滾珠絲杠的特點(diǎn) ...............................................................10 6.2 滾珠絲杠型號(hào)的選擇 ...........................................................11 6.3 滾珠絲杠的支撐和支撐方式 .....................................................11 6.4 滾珠絲杠剛度驗(yàn)算 .............................................................11 6.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算 ...................................................................12 6.3 滾珠絲杠的溫度變形計(jì)算 .......................................................12 7.電動(dòng)機(jī)的選擇 ......................................................................13 7.1 帶動(dòng)臂部升降和左右移動(dòng)的電機(jī) .................................................13 7.2 帶動(dòng)機(jī)身回轉(zhuǎn)的電機(jī) ...........................................................13 7.2 帶動(dòng)手部回轉(zhuǎn)的電機(jī) ...........................................................13 致 謝 ...........................................................................................................................................................14 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................................15