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1、 本 科 毕 业 论 文（设 计）机车轴承座自动上下料专用机构设计Locomotive bearing automatic up and down material special mechanism design学 生 姓 名： 学 院： 专 业： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 审 阅 教 师： 完 成 日 期： 独创性说明作者郑重声明：本毕业论文（设计）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得辽东学院或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同
2、志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名：_ 日期：_ _ 机车轴承座自动上下料专用机构设计摘 要本次所设计的课题是:机车轴承座自动上下料专用机构.此零件的主要作用是用来承载轴承。本次毕业设计主要研究上下料机构的设计，所要完成的任务包括：绘制零件图自动上下料机械手结构图及相关零件图，液压原理图和控制部分（电气原理图，流程图和梯形图）。设计自动上下料机械手时，采用液压缸来控制机械手的各个运动，分别由夹紧缸，升降缸，回转缸和移动缸组成。并采用PLC控制其电气部分。该机械手不但可以在自动生产线上完成抓取工件，提升一定高度、旋转、移位、松开工件等几项基本功能，而且还可保证抓
3、取可靠、灵活，送放平稳，定位可靠。根据需要，我们采用4个自由度数的圆柱坐标式机械手，并采用液压系统驱动和PLC控制相结合的方式。本文对该机械手从机、电、液三方面作了详细介绍，着重阐述了该机械手机构部分的设计过程，主要确定了夹紧液压缸、升降液压缸、回转液压缸和平移液压缸的结构和尺寸，并根据实际需要，设计了相应的液压系统原理图、电气系统原理图、程序流程图和梯形图。关键词：机械手；液压驱动；PLC控制- -机车轴承座自动上下料专用机构设计Locomotive bearing automatic up and down material special mechanism designAbstract
4、 This design topic is: the locomotive bearing automatic up and down material special institutions. This part mainly is used for bearing bearing.This graduation project main research on feeding mechanism design, to complete the tasks include: drawing , manipulator for automatic loading and unloading
5、structure diagram and related parts diagram, hydraulic schematic diagram and a control section ( electrical schematic diagram, diagram and ladder diagram ).Design of automatic loading and unloading mechanical hand, uses the hydraulic cylinder to control of the manipulator motion, respectively by the
6、 clamping cylinder, a lifting cylinder, rotary cylinder and a moving cylinder. And the use of Programmable Logic Controller control the electrical part.The mechanical hand can not only in the automatic production line to complete workpiece gripping, lifted to certain height, rotate, shift, release a
7、 workpiece and other basic functions, but also can ensure the grab reliable, flexible, smooth feeding, positioning is reliable. According to the need, we used a 4degrees of freedom of the cylindrical coordinate manipulator, and driven by a hydraulic system and a control method combined with Programm
8、able Logic Controller.In this paper, the mechanical hand from the machine, electricity, liquid three aspects in detail, and emphatically expounds the mechanical hand mechanism are part of the design process, the main identified clamp hydraulic cylinder, hydraulic cylinder, hydraulic cylinder and the
9、 translation hydraulic cylinder structure and size, and according to the actual needs, design the corresponding hydraulic system principle diagram, electrical system principle diagram, program flow diagram and ladder diagram.Keywords: manipulator; the hydraulic pressure systems driving; Programmable
10、 Logic Controller controlling- III -目 录摘 要IAbstractII一、自动上下料机构的设计1二、机械手的具体设计2（一）臂部的设计21.1夹紧缸的设计21.2 升降缸的设计31.3 回转缸的设计4（二）机身各部分的设计62.1 移动缸的设计62.2 齿轮轴的设计72.3 滑板的设计92.4导轨的设计11（三）手部的设计133.1 类型选择133.2 手指夹紧力的计算133.3 手部驱动力的计算133.4 校核手部结构的强度14三、机械手的液压传动系统设计17（一）液压系统的组成17（二）液压缸的结构设计172.1缸体与缸盖的连接形式172.2活塞与活塞杆
11、的联接172.3活塞杆导向部分的结构172.4活塞及活塞杆处密封圈的选用182.5液压缸的缓冲装置182.6液压缸的排气装置18（三）设计参数的提出183.1 机械手的动作顺序的确定183.2 主要设计参数的确定183.3 拟定液压系统工作原理图19（四）辅助装置的选择214.1油管和管接头214.2滤油器224.3油箱22四、机械手的PLC控制系统设计23（一）PLC型号的确定23（二）机械手的工作循环过程24（三）具体控制要求24（四）PLC的I/O端子分配25（五）控制程序的设计261.1程序结构设计261.2手动操作程序261.3自动程序设计27结 论29参 考 文 献30致 谢31机
12、车轴承座自动上下料专用机构设计一、自动上下料机构的设计该装置是一个自动上下料机构，用于机车轴承座生产线上，主要完成夹紧工件后将工件提升一定高度再旋转、移位。其主要技术指标如下：1. 工件重量约为75Kg；2. 工件最大尺寸（长，宽，高）：44092290（具体见零件图）；3. 最大操作范围：提升高度为70mm，转动角度为90，水平移动为400mm；4. 机械手的自由度数为4（夹紧/松开，升降，移动，回转）5装料高度：1100mm；6性能要求：夹紧可靠、灵活，松放平稳，定位可靠。在满足上述各项功能的前提下，根据机械手所要实现的基本功能，我们采用圆柱坐标式机械手。其运动过程为手指的夹紧/松开，手臂
13、的升降、纵向移动和回转。根据实际需要我们选用液压传动机械手：以油液的压力来驱动执行机构运动。其主要特点是：能得到较大的输出力、液压传动滞后现象小，反应较灵敏，输出力和运动速度控制较容易，可达到较高的定位精度。分别采用夹紧缸、升降缸、移动缸和回转缸来控制机械手的夹/松、升/降、前/后移动和回转。并且用PLC来控制各液压缸动作的先后顺序。二、机械手的具体设计（一）臂部的设计1.1夹紧缸的设计1.类型：由液压缸工作条件及设备用途方面考虑，选用双作用单活塞杆液压缸。2.本参数的确定(1)液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 （2.10）根据参考资料2表37.5-3，37.5-5查得，P1=5MPa，P2=
14、0.3MPa。所以D=78mm。根据参考资料2，表37.5-8，取标准值D=80mm。根据参考资料2，37.5-6取d/D=0.45，因此d=0.45D=36mm。(2)壁厚及外径计算 液压缸的壁厚是指缸筒结构中最薄处厚度。由于本次设计中系统的工作压力较低，属于中低压系统，液压缸的壁厚无法用公式进行计算，只能按经验选取=20mm。缸体的外径D1=D=+2=80+220=120mm。(3)缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖, 夹紧缸缸盖无孔，可按下式计算： (2.11)式中 t缸盖有效厚度(mm)； D2 缸盖止口内径(mm)；D2=80mm； 缸盖材料的许用应力,其材料为HT200, =25。mm取t=20mm(4)最小导向长度的确定对一般的液压缸,最小导向长度H应满足以下要求: （2.12） 式中 L液压缸的最大行程； D液压缸的内径
