自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计论文

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1、-毕业设计论文自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计. z-致 大学四年就这样匆匆过去了，在此我想对培养我四年的母校，传授我知识的教师，陪我一起度过酸甜苦辣的同学、朋友表示衷心的感。特别感我的毕业论文指导教师伟教师，是他悉心指导我完成了这个毕业设计。教师用他渊博的专业知识，严谨的治学之道，精益求精的工作作风感染着我。从选题到辩论，都有教师的指导，每次遇到问题，教师都及时地给我们解答，这篇毕业论文的顺利完成，教师付出了太多，在此，再次向教师表示崇高的敬意和真挚的感。 这篇论文的顺利完成，也离不开我们机械手设计小组的各个成员的共同努力。在此，特别感我的组长述，组员益、林日玖、金守

2、勇这四位同学，是他们用汗水浇灌了今天的成果。另外，感我们班的同学，感他们的关心和帮助。. z-自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计. z-摘要：机械手能代替人工操作，起到减轻工人的劳动强度，节约加工时间，提高生产效率，降低生产本钱的特点。在实用的根底上，对自动上下料机械手直臂与夹持部件进展三维设计，其中分为三个局部，手爪、手腕、直臂。设计手爪为平移型夹持式手爪，传动构造为滑动丝杆。手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动构造为蜗轮蜗杆。直臂传动构造为滚珠丝杆。整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动，构造简单可靠，精度高。关键词 ：机械手；直臂与夹持部件；Pro

3、/e三维设计；CAD二维设计中图 ：TH24. z-目次摘要.I目次.III1绪论11.1前言和意义11.2 工业机械手的简史11.3 国外研究现状和趋势31.4 本章小结32机械手直臂局部的总体设计42.1 执行机构的选择42.2 驱动机构的选择42.3传动构造的选择52.4 机械手的根本形式选择62.5 机械手直臂局部的主要部件及运动72.6 机械手的技术参数82.8 本章小结93机械手手爪的三维设计103.1 手部设计根本要求103.2 典型的手部构造103.3 机械手手爪的设计计算103.3.1选择手爪的类型及夹紧装置103.3.2 手爪夹持围计算113.3.3 滑动丝杠设计123.3

4、.4 直齿轮设计143.3.5电机选型153.4 机械手手爪的三维出图及其主要零部件出图163.5 本章小结184机械手手腕局部的三维设计194.1腕部设计的根本要求194.2 腕部的构造以及选择194.2.1 典型的腕部构造194.2.2 腕部构造和驱动机构的选择204.3 腕部的设计计算204.3.1 蜗轮轴的设计计算204.3.2 蜗轮齿轮设计224.3.3 步进电机选型234.4 手腕局部出图及主要零部件出图244.5本章小结305 直臂局部的三维设计315.1 手臂的构造的选择及其驱动机构315.2 滚珠丝杠设计315.3 锥齿轮设计345.4 电机选型365.5 机械手直臂局部三维

5、出图及主要零部件出图375.6 本章小结406.总结41学位论文数据集.43. z-1绪论1.1前言和意义机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移开工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中开展起来的一种新型装置。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，构造紧凑，而且适应性很强。目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化

6、水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进展机械手的研究设计是非常有意义的。目前，在国很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。为了提高生产加工的工作效率,降低本钱,并使生产线开展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进展整合，完成一个特定功能、特殊要求的上下料机械手的设计，能够比较好地表达机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神

7、和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。1.2 工业机械手的简史现代工业机械手起源于20世纪50年代初，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。机械手首先是从美国开场研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。他的构造是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构。 1962年，美国机械铸造公司在上述方案的根底之上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate(即万能自动)。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓最存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个根底上开展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司

8、Unimaton,专门生产工业机械手。1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手开展的根底。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业机械手，装有小型电子计算机进展控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进构造，降低本钱。如Unimate公司建立了8年机械手试验台，进展各种性能的试验。准备把故障前平

9、均时间注：故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间，由400小时提高到1500小时，精度可提高到±0.1毫米。德国机器制造业是从1970年开场应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式构造和程序控制。瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。日本是工业机械手开展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1976年

10、个大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%。1979年日本机械手的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智能机械手约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，机械手累计产量达56900台。在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%60%的速度增长。使用机械手最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。 第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器

11、，把感觉到的信息反响，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。第三代机械手机械人则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步开展成为柔性制造系统FMS(Fle*ible Manufacturing system)和柔性制造单元(Fle*ible Manufacturing Cell)中重要一环。随着工业机器手机械人研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活泼，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。1.3 国外研究现状和趋势目前，在国外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下：1机械构造向模块化、可重构化开展。例如关节