【正文】 urposes, refer to the characteristics of fing workshop, demonstration and design through the programme to plete the final design of puting tasks. In the scheme one, the loading and discharge machine has seven degrees of freedom , they are walking cart、 trolley travel、 bench rotation、 arm pitch、telescopic arm、 rotary grip、 grip grasp . Cart trip is 20m, speed is 30m/min。 Car trip is , speed is 15m/min。 Arm stroke is , expansion speed is 40m/min。 Stand can rotate 360 degrees, rotation speed is 3r/min。 Arm pitch ensures the installation of its front grip to dish fing materials which located within a high degree of 01600mm,it can cover 25m100m. Grip can rotate 360 degrees. Working oil pressure of hydraulic system is 16MPa, the weight of the machine is 18T. In the scheme two, the loading and discharge machine only has four degrees of freedom, they are walking cart、 trolley travel、 bench rotation、 arm lift. Organization is simple, it is easy to operate and grasp. Difficulties encountered in this design are: Mechanism design of telescopic arm、 rotary grip、 grip grasp . After discussion, finally, I adopted this mechanism design: The telescopic arm rack and pinion driven by a hydraulic motor plete, rack be installed in the left arm。 Grip rotation torque was transferred by arm in the hollow shaft。 Grip39。s grasp was pleted by hollow shaft of the rod driven clamping. To prevent car overturning which will leads driving wheel separate from the track, I designed Antitipping bodies. Stand rotation was pleted by the coordination of slewing ring external gear and bench hydraulic motordriven gear. Key words ： with a feeder 。manipulator。 integral design 引 言 裝、出料機(jī)是鍛造生產(chǎn)中為室式加熱爐裝出鍛件坯料用的常用設(shè)備。由于裝、出料機(jī)的動(dòng)作靈活、操作簡(jiǎn)單，不僅可以縮短大量輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且能大大減輕繁重的體力勞動(dòng)，改善勞動(dòng)條件，節(jié)省人力，因而受到了廣大鍛造工人的歡迎。 本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)額定裝載為 2 噸的裝、出料機(jī)，用于鍛造生產(chǎn)過(guò)程 中。其功能為：從料場(chǎng)取料，送入加熱爐；從加熱爐取料，送至鍛錘前料臺(tái)；從鍛錘前料臺(tái)取料，送至成品堆放區(qū)。 首先進(jìn)行調(diào)研，了解鍛造生產(chǎn)過(guò)程、鍛造生產(chǎn)設(shè)備及其工作環(huán)境等，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的設(shè)計(jì)依據(jù)及要求，對(duì)總體方案進(jìn)行論證，經(jīng)分析、研究選出了最佳的設(shè)計(jì)方案，最終完成總體設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)介紹了總體設(shè)計(jì)部分論證、分析、計(jì)算等過(guò)程。 第 1 章 裝、出料機(jī)總體方案論證 設(shè)計(jì)依據(jù) 車(chē)間特點(diǎn) (如低碳鋼鍛造溫度范圍在1250—750186。C 之間 )，由于有大量的手 工勞動(dòng)，稍不小心就可能發(fā)生灼傷。 、毛坯及鍛件不斷地發(fā)散出大量的輻射熱，鍛件在鍛壓終了時(shí)仍然具有相當(dāng)高的溫度，工人經(jīng)常受到熱輻射 的侵害。 ，不但影響作業(yè)環(huán)境，還降低了車(chē)間內(nèi)的能見(jiàn)度，對(duì)于燃燒固體燃料的加熱爐，情況就更為嚴(yán)重，因而也可能會(huì)引起工傷事故。 、蒸汽錘、摩擦壓力機(jī)等，工作時(shí)發(fā)出的都是沖擊力；設(shè)備在承受這種沖擊載荷時(shí)，本身容易突然損壞，如鍛錘活塞桿的突然折斷，而造成嚴(yán)重的傷害事故。 ，特別是手鍛和自由鍛的工具、夾鉗等名目繁多，這些工具都是一起放在工作地點(diǎn)的。在工作中，工具的更換非常頻繁，存放往往又是雜亂的，這就必然增加對(duì)這些工具檢查的困難。當(dāng)鍛造中需用某一工具而又不能迅速找到時(shí)，有時(shí)會(huì) “湊合 ”使用類(lèi)似的工具，為此往往會(huì)造成工傷事故。 聲和振動(dòng)，使工作地點(diǎn)嘈雜刺耳。影響人的聽(tīng)覺(jué)和神經(jīng)系統(tǒng)，分散了注意力，因而增加了發(fā)生事故的可能性。 從車(chē)間的溫度、空氣、噪音、設(shè)備分析，車(chē)間的工作環(huán)境相當(dāng)惡劣。 車(chē)間布局及使用要求 裝、出料機(jī)在此工作環(huán)境中要完成從料場(chǎng)取料，送入加熱爐；從加熱爐取料，送至鍛錘前料臺(tái)；從鍛錘前料臺(tái)取料，送至成品堆放區(qū)等一系列動(dòng)作。最大裝、出料重量： 2T，加熱爐口底沿距地面高度 1200mm ,鍛錘前料臺(tái)高度 800mm。由設(shè)計(jì)任務(wù) 書(shū)中所述：裝、出料機(jī)的覆蓋范圍為： 25m 10m 。長(zhǎng)邊對(duì)加熱爐，另一邊對(duì)成品堆放區(qū)，其左端對(duì)料場(chǎng)，右端對(duì)鍛錘前臺(tái)，以及對(duì)鍛造加工的了解。繪制車(chē)間布局圖如圖 所示。 圖 車(chē)間布局圖 通過(guò)調(diào)研與分析，裝、出料機(jī)要在車(chē)間內(nèi)完成 x、 y、 z 以及繞 z 方向的旋轉(zhuǎn) 。 圖 裝、出料機(jī)機(jī)構(gòu)圖 總體方案 由機(jī)構(gòu)圖的分析得出兩套方案 ： 圖 方案一 1齒條 2機(jī)械臂套 筒 3支腳 4液壓馬達(dá) 5 液壓缸 6液壓馬達(dá) 7蝸輪殼 8液壓缸 9工作室 10液壓泵 11配電箱 12電動(dòng)機(jī) 13油箱 14工作平臺(tái) 15大車(chē)輪 16小車(chē)輪 17平板加強(qiáng)筋 18液壓馬達(dá) 19回轉(zhuǎn)支承 20滑環(huán) 21電動(dòng)機(jī) 22大車(chē) 23機(jī)械臂 24斜鍵 25鉗爪 圖 方案二 1鉗爪 2機(jī)械臂 3液壓缸 4軌道 5減速器 6電動(dòng)機(jī) 7配重鐵 8油箱 9液壓馬達(dá) 10絲杠 方案詳解 在此兩種總體方案中， x 方向的運(yùn)動(dòng)由大車(chē)的行 駛完成。主要考慮到設(shè)備要在此方向上 的距離最長(zhǎng)，而且要移至 加熱爐、鍛錘、料堆等位置，應(yīng)該設(shè)計(jì)為裝、出料機(jī)最底部。同時(shí)需要其運(yùn)行平穩(wěn)，載重大。通過(guò)調(diào)研考察，由于設(shè)備負(fù)責(zé)將重物移動(dòng)，聯(lián)想到 裝載重物的叉車(chē)、鏟車(chē)等一系列車(chē)輛。經(jīng)過(guò)研究采用車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。但其車(chē)胎是橡膠制成的，如果裝、出料機(jī)采用橡膠制的輪胎，在如此惡劣的環(huán)境中輪胎會(huì)損害較為嚴(yán)重，維修的頻率也會(huì)很大，不利于提高生產(chǎn)效率。在機(jī)加工車(chē)間里都有轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)這種設(shè)備，是依照地面上的軌道移動(dòng)的，車(chē)輪是金屬制成的，其載重大，運(yùn)行平穩(wěn)，所以裝、出料機(jī)應(yīng)選擇這種軌道式的運(yùn)動(dòng) ，車(chē)輪由金屬制成，不但可以克服環(huán)境惡劣的條件，還可以滿(mǎn)足運(yùn)行平穩(wěn)的要求。 y 方向的運(yùn)動(dòng)由小車(chē)的行駛完成。在此方向的論證中提出了兩個(gè)方案， 方案一：使用車(chē)輛方案來(lái)完成， 如圖 所示 。方案二：使用絲杠來(lái)完成， 如圖 所示 。 圖 車(chē)輛方案 圖 絲杠方案 從兩種方案的的特點(diǎn)和工作條件來(lái)論證。絲杠是工具機(jī)械和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件， 其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)絲杠傳動(dòng) ，鋼性較好，可以傳遞較大扭力，位置準(zhǔn)確，頻繁換向時(shí)容易產(chǎn)生沖擊振動(dòng)。從調(diào)研的結(jié)果來(lái)分析選用絲杠，需要上部覆蓋防護(hù)蓋，尤其是在鍛造 車(chē)間這樣的環(huán)境中，同時(shí)運(yùn)動(dòng)部件還需要在基座上放置軌道。車(chē)輛僅僅是在車(chē)板下安裝車(chē)輪，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，為防止走偏安放軌道即可。由此決定采用車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的方案。小車(chē)在大車(chē)提供的軌道上行走，所以結(jié)構(gòu)要緊湊。考慮到當(dāng)機(jī)械臂猛然受力，會(huì)導(dǎo)致上端傾覆，所以采用封閉式軌道解決此問(wèn)題。 圖 小車(chē)軌道方案 當(dāng)小車(chē)發(fā)生傾覆，主動(dòng)輪與軌道間的摩擦力減小，可能回導(dǎo)致小車(chē)不能移動(dòng)，所以將小車(chē)設(shè)為四驅(qū)行走，從 動(dòng)輪和主動(dòng)輪之間由鏈條傳動(dòng)。同時(shí)在小車(chē)的從動(dòng)輪的軸承座安裝孔應(yīng)銑成長(zhǎng)孔，在安裝的時(shí)候與其旁邊的防傾覆的軸承座間的斜鍵配合，調(diào)節(jié)輪軸的平行度，同時(shí)還可以起到拉緊鏈條的作用。 z 方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由調(diào)研后決定采用回轉(zhuǎn)支承來(lái)完成。 將外齒式回轉(zhuǎn)安放于小車(chē)平板和臺(tái)架平板之間。在臺(tái)架上安放液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。有外齒試回轉(zhuǎn)支承與臺(tái)架上的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行星齒輪配合完成。嚙合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，臺(tái)架也隨之旋轉(zhuǎn)。如圖 所示。 圖 回轉(zhuǎn)支承安放 1小車(chē)平板 2臺(tái)架平板 3回轉(zhuǎn)支承 方案中涉及到了鉗爪的加緊，經(jīng)過(guò) 調(diào)研后決定采用液壓缸拉動(dòng)鉗爪拉桿來(lái)完成。如圖 。 圖 鉗爪機(jī)構(gòu)圖 1鉗爪 2爪殼 由方案圖所示，兩方案中的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)形式有所不同。 方案一中的機(jī)械臂可以伸縮、俯