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1、1江西农业大学机械原理课程设计 说明书设计题目 热镦挤送料机械手工学院 系（学院）机械设计制造及其自动化 专业 082 班设计者 刘燕梅指导教师 林金龙2010 年 12 月 28 日2目录目录一、总设计要求一、总设计要求.11.1、设计题目.21.2、设计基本数据.31.3、设计任务.4二、机械手执行机构和传动机构的方案设计与评价二、机械手执行机构和传动机构的方案设计与评价.52.1、执行机构的方案设计与评价 .62.2、传动机构的方案设计与评价 .7三、机械手的工艺动作流程及时间分配三、机械手的工艺动作流程及时间分配.8 四、功能分解四、功能分解.9 五、机构选用五、机构选用.105.1、
2、原动力的选择.115.2、执行机构的选择.125.3、总传动比及传动比的分配.13六、主要机构的设计六、主要机构的设计.146.1、圆筒凸轮+连杆机构.156.2、齿轮齿条机构.166.3、曲柄滑块机构.176.4、不完全齿轮机构.18七、主要零件及其主要参数七、主要零件及其主要参数.19 八、总体评价八、总体评价.20 九、结束语九、结束语.21 十、参考文件十、参考文件.223前言前言进入 21 世纪以来，市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格低廉、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的
3、设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。这要求设计者综合应用各类典型机构的结构组成、运动原理、工作特点、设计方法及其在系统中的作用等知识，根据使用要求和功能分析，选择合理的工艺动作过程，选用或创新机构型式并巧妙地组合新的机械运动方案，从而设计出机构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、实用性强的机械产品。在全球化的知识经济时代，人类将更多地依靠知识创新、技术创新及知识 和技术的创新应用，来赢得市场竞争力和产品生命力。设计中的创新需要丰富 的创新性思维，没有创新性的构思，就没有产品的创新，而机械产品的创新是 机械系统的运动方案设计。机械原理课程设计结合一种简单机器进行机器功能分析、工艺
4、动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合、机械运动方案设计等，使学生通过一台机器的完整的运动方案设计过程，进一步巩固、掌握并初步运用机械原理的知识和理论，对分析、运算、绘图、文字表达及设计资料查询等诸多方面的独立工作能力进行的训练，培养理论与实际相结合、应用计算机完成机构分析和设计的能力，更为重要的是培养开发的创新能力。 因此 , 机械原理课程设计在机械学生的知识体系训练中，具有不可替代的重要作用.培养和提高学生的创新思维能力是高等教育改革的一项重要任务。机械原理是机械类专业必修的一门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，特别是机械原理
5、课程中关于机械运动方案的设计是机械工程设计中最具有创造性的内容，对培养学生的创新设计能力起着十分重要的作用。机械原理课程设计是机械原理学的一个重要环节。4一、总一、总 设设 计计 要要 求求1.1、设计题目设计二自由度关节式热镦挤送料机械手，由电动机驱动，夹送圆柱形墩料，往 40t 墩头机送料。它的动作顺序是：手指夹料，手臂上摆 15 度，手臂水平回转 120 度，然后下摆 15 度，手指张开放料;手臂再上摆，水平反转，下摆，同时 手指张开，准备夹料。主要要求完成对手臂上下摆动以及水平回转的机械运动 设计。如下 为机械手的外观图和技术参数表.1.2设计基本数据 （1）最大抓重 2（2）手指夹持
6、工件最大直径 25（3）手臂回转角度 120（4）手臂回转半径 685（5）手臂上下摆动角度 15(6) 送料频率 15 次/分（7）工作阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。（8） 电动机转速 1450 转/分51.3设计任务（1） 机械手一般包括连杆机构，凸轮机构和齿轮机构。 （2） 设计传动系统并确定其传动比分配。 （3） 设计平面连杆机构。对所设计的平面连杆机构进行速度加速度分析，绘 制运动图线。 （4） 设计凸轮机构。按各凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定 基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用解析法计 算出理论廓线，实际廓线，实际廓线值，绘制从
7、动件运动规律线图及凸 轮廓线图。 （5） 设计计算齿轮机构。 （6） 编写设计计算证明书。 （7） 进一部完成凸轮的数控加工，机械手的计算机动态演示验证等。二 、机械手执行机构和传动机构的方案 设计与评价2.1、执行机构的方案设计与评价( 1 ) 执行机构一: 机械手手臂上下摆动机构方案一: 图 a 盘形凸轮 + 摇杆机构方案二： 图 b 不完全齿轮 + 曲柄摇杆机构 方案三： 图 d 圆筒凸轮 + 连杆机构 ( 2 ) 执行机构二: 机械手水平回转机 方案一: 图 a 盘形凸轮 + 摇杆机构方案二： 图 b 不完全齿轮 + 曲柄摇杆机构 方案三： 图 c 不完全齿轮 + 曲柄滑块 + 齿轮齿
8、条（3）对执行机构一备选方案的评价与选择凸轮与从动件之间为点或线接触，物料抓重太重的话，易使凸轮变得笨重，磨 损快，且行程越长，凸轮轮廓加工越困难，所以方案一首先被淘汰掉；方案二机构 较多，较繁琐，所以也被淘汰掉；方案三中圆筒凸轮结构简单、紧凑，所能承受的 力也比盘形凸轮要大，所以执行机构一选择方案三最佳。（4）对执行机构二备选方案的评价与选择方案一和方案二与执行机构一中的前两种方案一样；因为机械手水平回转角度最大抓重/kg手指夹持 公件最大 直径/mm手臂回转 角度 /（。 ）手臂回转 半径/mm手臂上下 摆动角度 /（。 ）送料频率 /（次 /min）电动机转 速 /（r/min ）225120685151514506较大，为 120，所以选用齿轮齿条机构来完成比较容易做到；因此选择方案三最 好。图 a 盘形凸轮 + 摇杆机构图 b 不完全齿轮 + 曲柄摇杆机构7图 c 不完全齿轮 + 曲柄滑块 + 齿轮齿条机构8图 d 圆筒凸轮 + 连杆机构2.2、传动机构的方案设计与评价( 1 ) 传动机构的方案种类:方案一: 图 e 蜗轮蜗
