機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)論文終稿(編輯修改稿)
2025-07-25 00:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （1）用途：數(shù)控機(jī)床自動(dòng)上下料（2）設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù): 抓重:600g (夾持式手部) 自由度數(shù):4個(gè)自由度 坐標(biāo)型式:直角坐標(biāo)型 橫臂手臂長(zhǎng)度:2180mm 手臂最大高度: 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)升降行程：920mm升降速度：167mm/s 手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù)回轉(zhuǎn)范圍: 0180176。 本章小結(jié)本章對(duì)機(jī)械手的整體部分進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)分析，從中選擇了機(jī)械手的基本形式以及自由度，確定了本設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并給出了設(shè)計(jì)中機(jī)械手的一些技術(shù)參數(shù)。下面的設(shè)計(jì)計(jì)算將以此進(jìn)行。 第三章 機(jī)械手手爪的三維設(shè)計(jì) 手部設(shè)計(jì)基本要求（1） 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力。應(yīng)當(dāng)考慮到在一定的夾緊力下，不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的驅(qū)動(dòng)力大小是不同的。（2） 手指應(yīng)具有一定的張開范圍，手指應(yīng)該具有足夠的開閉角度（手指從張開到閉合繞支點(diǎn)所轉(zhuǎn)過的角度），以便于抓取工件。（3） 要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高，在保證本身剛度、強(qiáng)度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負(fù)載。（4） 應(yīng)保證手抓的夾持精度。 典型的手部結(jié)構(gòu)（1） 回轉(zhuǎn)型 包括滑槽杠桿式和連桿杠桿式兩種。（2） 移動(dòng)型 移動(dòng)型即兩手指相對(duì)支座作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（3）平面平移型。 機(jī)械手手爪的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)抓取圓柱形物塊的機(jī)械手。常用的工業(yè)機(jī)械手手部,按握持工件的原理,分為夾持和吸附兩大類。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。本設(shè)計(jì)機(jī)械手采用夾持式手指,夾持式機(jī)械手按運(yùn)動(dòng)形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動(dòng),這種手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 適于夾持平板和圓柱類材料, 且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置, 其理論夾持誤差為零。通過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇移動(dòng)型手爪，采用絲杠螺母這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方式。運(yùn)行方式為電機(jī)帶動(dòng)直齒輪使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)繼而帶動(dòng)手爪接觸塊移動(dòng)，從而形成手爪的張合，當(dāng)手爪抓到零件時(shí)，電機(jī)停止，手爪形成自鎖，帶動(dòng)零件移動(dòng)。 二維手爪結(jié)構(gòu)圖 手爪夾持范圍計(jì)算加工毛坯尺寸：Φ20Φ30 長(zhǎng)度：100左右 毛坯質(zhì)量（以鋼材的密度計(jì)算）：約246g555g（按最大600g計(jì)算）裝夾深度：約25mm縱向定位精度：橫向定位精度：1mm 手爪接觸塊為橡膠，橡膠具有彈性大，定伸強(qiáng)度高，抗撕裂性和電絕緣性優(yōu)良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳等特點(diǎn)。 手爪橡膠 滑動(dòng)絲杠設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件：需自鎖絲杠長(zhǎng)度 145mm 最大質(zhì)量共計(jì)約1100g。絲杠載荷：絲杠豎直時(shí)承受最大軸向力，G=mg (g取10N/kg)。設(shè)計(jì)計(jì)算：（計(jì)算部分由小組成員張益完成本人參與討論）（1） 牙型、材料和許用應(yīng)力采用梯形單頭螺紋螺桿材料選45鋼，調(diào)制處理，由機(jī)械手冊(cè)查表可得許用拉應(yīng)力 .................................................................（）手爪部分為輕載，螺母材料選耐磨鑄鐵。由機(jī)械手冊(cè)查表可得許用彎曲應(yīng)力， 取 ；許用剪應(yīng)力由機(jī)械手冊(cè)查表可得許用壓強(qiáng)，取（2） 按耐磨性計(jì)算螺桿中徑由表中公式， ....................................................................................（）采用整體螺母式，取，由GB/T ，可選，，，的梯形螺紋、中等精度。螺桿左右兩端分別采用不同的旋向，螺旋副標(biāo)記分別為：。螺母高度，取則螺紋圈數(shù)圈（3） 自鎖性驗(yàn)算由于單頭螺紋，導(dǎo)程，故螺紋升角為 ........................................................................（）由機(jī)械手冊(cè)查表可得鋼和耐磨鑄鐵的，取，可得 ...................................................................（），故自鎖可靠。（4） 螺桿強(qiáng)度校核由機(jī)械手冊(cè)查表可得，螺紋摩擦力矩， ...................（）代入以下公式得...（）（5） 螺母螺紋強(qiáng)度校核因螺母材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋強(qiáng)度即可。由機(jī)械手冊(cè)查表可得牙根寬度，基本牙高代入以下中的公式得 ...........................................（） ................................................（）（6） 橫向振動(dòng)校核對(duì)于鋼制螺桿 ...........（）應(yīng)滿足轉(zhuǎn)速（7） 效率由回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)時(shí) .........（）效率取為 直齒輪設(shè)計(jì) 直齒輪參數(shù)表項(xiàng) 目符號(hào)齒輪1單位單位齒 輪2 單位幾何參數(shù)：齒數(shù) Z2035法 向 模 數(shù) m n毫米法 向 壓 力 角 αn20度有 效 齒 寬 b12毫米齒 頂 高 系 數(shù) ha*1頂 隙 系 數(shù) c*標(biāo) 準(zhǔn) 中 心 距 a0毫米中 心 距 a42毫米分 度 圓 直 徑 d30毫米毫米基 圓 直 徑 d b毫米毫米頂 圓 直 徑 d a33毫米57毫米根 圓 直 徑d f毫米毫米齒 頂 高h(yuǎn) a毫米毫米齒 根 高h(yuǎn) f毫米毫米全 齒 高h(yuǎn) t毫米弧 齒 厚S t毫米毫米名 義 轉(zhuǎn) 矩TNmNm名 義 功 率PKwKw轉(zhuǎn) 速n3500r / min1998r / min材 質(zhì)支 承 形 式非對(duì)稱支承計(jì)算條件：空行程最長(zhǎng)，設(shè)計(jì)計(jì)算：（電機(jī)選型部分和組長(zhǎng)商量而定）螺母移動(dòng)平均速度， .....................................................（）絲杠的平均轉(zhuǎn)速摩擦轉(zhuǎn)矩.................（） ........................................................（）故........................................................（）選用轉(zhuǎn)速為的直流電機(jī)，速比齒輪傳動(dòng)效率、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)效率總效率電機(jī)軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩： ............................................................（）電機(jī)軸輸出功率： ............................................................................（）電機(jī)選用40ZY02直流電動(dòng)機(jī) 機(jī)械手手爪的三維出圖及其主要零部件出圖 手爪三維圖 直齒輪絲桿 電機(jī)齒輪 齒輪箱 手爪接觸塊連接件和絲桿螺母 手爪裝配件 本章小結(jié)本章對(duì)機(jī)械手手爪的類型及夾緊裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。先對(duì)絲杠螺母式的手部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，然后對(duì)手爪滑動(dòng)絲杠進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，對(duì)直齒輪和電機(jī)進(jìn)行了選型。最后用Pro/e畫出三維圖,用AutoCAD畫出二維圖（二維圖見附錄）。第四章 機(jī)械手手腕部分的三維設(shè)計(jì)（1） 力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動(dòng)載荷均由臂部承擔(dān)。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動(dòng)力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能。因此，在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。（2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局
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