【正文】 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢， 書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 作者簽名： 日期： 年 月 日 47 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 48 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　?縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它 教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 另外，在畢業(yè)設(shè)計時，機(jī)械專業(yè)的同學(xué)也給我提供了很多便利條件，感謝同學(xué)們的關(guān)心和照顧！感謝所有幫助我的人！ 為期兩個月的畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)到了許多知識，開闊了眼界，這些新方法和理論一定會使我受益終身。真是由于他的悉心幫助和支持，才使得我的畢業(yè)設(shè)計工作順利完成。老師在畢業(yè)設(shè)計的整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)和無私的幫助。 5. 由于經(jīng)驗知識水平的局限，設(shè)計難免有不到之處，望有心人指正。 4. 該機(jī)械手選擇配置電磁吸盤，吸附一般輕型板料。 2. 本次設(shè)計的是輕型搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計，相對于通用機(jī)械手的，因此，動作固定，結(jié)構(gòu)簡單，同時成本低廉，專用性比較高，可實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)的一些搬運(yùn)工作。為以后的工作學(xué)習(xí)創(chuàng)造了一定基礎(chǔ)。同時，也給了我在以后的學(xué)習(xí)工作中許多寶貴的經(jīng)驗和解決問題的方法。 42 總結(jié) 通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我了解了機(jī)械手的很多相關(guān)知識。 三維圖如 321 所示： 39 圖 321 底座 大臂固定部分螺釘?shù)倪x取： 螺釘材料選擇 Q235，則 ? ? ?? ?? 200MPa? （ ? ） 40 螺釘?shù)闹睆? ? ? 0 64 4 24627 200 10QFdm??? ??? ? ??? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d= M12 的外六角螺釘。底座部分用直徑為 180mm 的圓形底盤，必須要有足夠的承重，確保整體機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)機(jī)械手的要求，設(shè)計的齒輪參數(shù)如下： (1) 傳動比為 i =:1； (2) 兩齒輪模數(shù)為 m=； (3) 壓力角為β = 20； (4) 中心距選擇α =66mm。 ） 力矩 (錯誤 !未找到引用源。 . 電動機(jī)參數(shù)見下表： 電動機(jī)計算參數(shù) 參數(shù) 電動機(jī)一 電動機(jī)二 轉(zhuǎn)數(shù)（ 錯誤 !未找到引用源。 帶入求得： 錯誤 !未找到引用源。 ； 錯誤 !未找到引用源。 ：表示電動機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，單位為每分鐘轉(zhuǎn)速 將 錯誤 !未找到引用源。 ：表示電動機(jī)的力矩，單位為牛頓 由電機(jī)手冊查得步進(jìn)電機(jī)功率的計算公式為： 則 其中 錯誤 !未找到引用源。 帶入求得： 錯誤 !未找到引用源。 ，又因 為 所以 將 錯誤 !未找到引用源。 在齒輪傳動過程中齒輪傳動損耗系數(shù)為 錯誤 !未找到引用源。 ,故求得： 錯誤 !未找到引用源。 且 錯誤 !未找到引用源。 大臂部分軸承和卡簧的三維圖及工程圖的選取 卡簧三維圖如圖 315 所示： 35 圖 315 卡簧 大臂部分步進(jìn)電機(jī)的選取及計算 由式輪傳動比的計算知 錯誤 !未找到引用源。 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 同小臂部分的轉(zhuǎn)軸易知，大臂部分的轉(zhuǎn)軸傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用 45 鋼并調(diào)制處理。腕部齒輪的厚度為 10mm，通過鍵固定到轉(zhuǎn)軸上。小臂部分通過齒輪傳動裝置，側(cè)面的四個孔為步進(jìn)電機(jī)安裝位置，其臂寬根據(jù)步進(jìn)電機(jī)安裝齒輪的位置確定，確保齒輪安裝在臂部的中間，以便于有足夠的強(qiáng)度使得整個機(jī)構(gòu)能平穩(wěn)工作。 手腕的齒輪設(shè)計： 分度圓直徑 d=mZ=*60=60mm， 基圓直徑 bd =mzcos? =, 齒頂圓直徑 ad =m（ z+2 *ha ） =62mm, 齒根圓直徑 fd =m（ z2 *ha 2*c ） =, 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a= 21 m（ 1z + 2z )=56mm. 齒輪三維圖如 313 所示： 32 圖 313 齒輪 小臂部分的三維軟件總圖如 314 所示： 圖 314 小臂部分裝配總圖 33 大臂部分各零件的計算 大臂支板的確定 根據(jù)支板所承受的力的大小和自身重量，取 壁厚為 3mm。 三維軟件繪制的步進(jìn)電機(jī)如圖 311 所示 ： 30 圖 311 步進(jìn)電機(jī) 外六角螺釘?shù)娜S圖如圖 312 所示 ： 圖 312 螺釘 小臂部分齒輪的 選取 本次設(shè)計機(jī)械手小臂部分采用齒輪傳動，通過大臂的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動齒輪，傳遞給小臂上的齒輪，實(shí)現(xiàn)一定的傳動比。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的 目的 ；同時可以通過控制 脈沖頻率 來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。如圖 310 所示： 29 圖 310 軸承 小臂部分步進(jìn)電機(jī)的選取 [7] 步進(jìn) 電機(jī) 是將電 脈沖 信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。小臂一上的板通過四個螺釘固定在小臂上，側(cè)面的四個孔為步進(jìn)電機(jī)安裝位置，其臂寬根據(jù)步進(jìn)電機(jī)安裝齒輪的位置確 定，確保齒輪安裝在臂部的中間，以便于有足夠的強(qiáng)度使得整個機(jī)構(gòu)能平穩(wěn)工作。根據(jù)支板所承受的力的大小和自身重量，取 壁厚為 3mm。 考慮到長度對整體運(yùn)動的 影響，在這里我們根據(jù)實(shí)際情況選取長度為 34mm 的軸。 帶入式 41 有： 26 考慮到軸承受齒輪部分的扭矩力，故將估算的直徑加大，取為 8mm。 ，將 錯誤 !未找到引用源。 值和 錯誤 !未找到引用源。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 查機(jī)械設(shè)計手冊得軸的計算公式為： 錯誤 !未找到引用源。 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 同腕部的轉(zhuǎn)軸易知，小臂部分的轉(zhuǎn)軸傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用 45 鋼并 調(diào)制處理。腕部齒輪的厚度為10mm，通過鍵固定到轉(zhuǎn)軸上。如此反復(fù)，繪出最終的結(jié)構(gòu)。 手臂運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選擇 通過以上，綜合考慮，本次設(shè)計采用第四種， 傳遞功率大，傳動平穩(wěn)，能夠長時間使用，耐磨性好。 （ 3）雙活塞桿液壓崗結(jié)構(gòu)。 手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 手臂的典型運(yùn)動機(jī)構(gòu) [6] 常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)有以下幾種： （ 1）雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計中轉(zhuǎn)軸采用軸承連接，卡簧固定。對于懸臂式的機(jī)械手，其傳動件、導(dǎo)向件和定位件布置合理，使手臂運(yùn)動盡可能平衡，以減少對升降支撐軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生機(jī)構(gòu)卡死（自鎖現(xiàn)象）。 （ 4）驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。 （ 2）減少臂部運(yùn)動件的輪廓尺寸。在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效、最直接的辦法，因此，機(jī)械手臂部要盡可能的輕。 臂部運(yùn)動速度要高，慣性要小 機(jī)械手手部的運(yùn)動速度是機(jī)械手的主要參數(shù)之一，它反映機(jī)械手的生產(chǎn)水平。 (4)注意簡化結(jié)構(gòu)。 （ 2)提高支撐剛度和合理選擇支撐點(diǎn)的距離。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活 性等直接影響到機(jī)械手的工作性能。因此，一般來說臂部應(yīng)該具備 2 個自由度才能滿足基本要求，既手臂伸縮和仰俯運(yùn)動。 臂部運(yùn)動的目的：把手部送到空間運(yùn)動范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運(yùn)動。并進(jìn)行的腕部回轉(zhuǎn)力矩的計算，同時也計算了回轉(zhuǎn)缸連接螺釘?shù)闹睆健? 軸承三維圖如 36 所示： 23 圖 36 軸承 卡簧的三維圖如 37 所示： 圖 37 卡簧 以上所選取零件均為標(biāo)準(zhǔn)件，便于有良好地互換性。 考慮到長度對整體運(yùn)動的影響，在這里我們根據(jù)實(shí)際情況選取長度為 34mm 的軸。 帶入式 41，有 考慮到軸承受齒輪部分的扭矩力，故將估算的直徑加大，取為 8mm。 ，將 錯誤 !未找到引用源。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 查機(jī)械設(shè) 計手冊得軸的計算公式為： 錯誤 !未找到引用源。 AA 21 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 [5] 易知轉(zhuǎn)軸傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用 45 鋼并調(diào)制處理。腕部齒輪的厚度為 10mm，通過鍵固定到轉(zhuǎn)軸上。根據(jù)機(jī)械手的要求，設(shè)計的齒輪參數(shù)如下： (1) 傳動比為 i =:1； (2) 兩齒輪模數(shù)為 m=； (3) 壓力角為β = 20； (4) 中心距選擇α =66mm。 （ 3） 啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度 ??啟 018 =，等速轉(zhuǎn)動角速度 s? ?? 。 （ 2）腕部回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩 M摩 。 腕部設(shè)計考慮的參數(shù) 夾取工件重量 5Kg ，回轉(zhuǎn) ?180 。 (4) 機(jī) 液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。 (3) 具有兩個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。在要求回轉(zhuǎn)角大于 ?180 的情況下，可采用直齒輪驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)角由動片和靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來決定（一般小于 ?180 ）。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點(diǎn)。 （ 3）必須考慮工作條件 對于本次設(shè)計，機(jī)械手的工作條件是在工作場合中搬運(yùn)加工的輕型板料，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對機(jī)械手的腕部沒有太多不利因素。因此，在腕部設(shè)計時，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。 腕部的設(shè)計計算 腕部設(shè)計的基本要求 （ 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、動載荷均由臂部承擔(dān)。本設(shè)計機(jī)械手采用吸附式手部。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。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。 （ 3）托持式 用于特殊形狀或有特殊要求的零件。盤類、環(huán)類零件及雜件的抓取及搬運(yùn)。 本此設(shè)計采用電磁吸盤式。應(yīng)當(dāng)考慮到在一定的吸附力下，不同的傳動機(jī)構(gòu)所需的驅(qū)動力大小是不同的。 9． Pro/LIBARARY 亦有提供與 Pro/MOLDESIGN 使用的功能，包括標(biāo)準(zhǔn)化的摸具組裝及元件。