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1、摘要1第一章机械手设计任务书11.1 毕业设计目的11.2 本课题的内容和要求2第二章抓取机构设计42.1 手部设计计算42.2 腕部设计计算72.3 臂伸缩机构设计8第三章液压系统原理设计及草图113.1 手部抓取缸113.2 腕部摆动液压回路123.3 小臂伸缩缸液压回路133.4 总体系统图14第四章 机身机座的结构设计154.1 电机的选择164.2 减速器的选择174.3 螺柱的设计与校核17第五章 机械手的定位与平稳性195.1 常用的定位方式195.2 影响平稳性和定位精度的因素 195.3 机械手运动的缓冲装置20第六章机械手的控制21第七章机械手的组成与分类227.1机械手组
2、成227.2机械手分类24第八章 机械手 Solidworks .一 维造型 258. 1上手爪造型268.2螺栓的绘制30毕业设计感想35参考资料35Q 二 sv=200 X n X402=1004800mm3/s=0. 1/102 m3 /s =1000ml/s2、手臂右腔工作压力，公式(2.8)得：P=F/S(2. 12)式中：F取工件重和手臂活动部件总重，估算F=10+20=30kg, F摩= 1000N。 所以代入公式(2. 12)得：P= (F+ F 摩)/S=( 30X9. 8+1000) / n X402=0.26Mpa3、绘制机构工作参数表如图2.4所示：机构名称工作速度行程
3、工作压力濯手部抓紧60iran/s25irari1. 78Mpa117. 8m/s腕部回转45。/s90。0. 89Mpa27m/s小臂伸缩200iran/s500min0. 26Mpa1000ml/s图2.4机构工作参数表4、由初步计算选液压泵P所需液压最高压力P=L 78Mpa所需液压最大流量Q=1000ml/s选取CB-D型液压泵(齿轮泵)此泵工作压力为lOMpa,转速为ISOOr/min,工作流量Q在32 70ml/r之间, 可以满足需要。5、验算腕部摆动缸：T=PD ( 0Al2-0mm2 ) n mX 106/8(2. 13)(2. 14)W=8 0 n v/ ( O Al2 -O
4、 mm2 ) b式中：Hm机械效率取：0. 850. 9Hv容积效率取：0. 70. 95所以代入公式(2. 13)得：T=0. 89X0. 03X (0. 120.032)X 0. 85 X 106/8=25. 8 (N - M)TM=30. 5 (N - M)代入公式(2. 14)得：(8X27X 10-6) X 0. 85/ ( 0. l2 -0. 032 ) X 0. 03=0.673rad/sW 兀 /40. 785rad/s因此，取腕部回转油缸工作压力P=lMpa流量 Q=35ml/s圆整其他缸的数值：手部抓取缸工作压力P I =2Mpa流量 Q I =120ml/s小臂伸缩缸工作
5、压力p I =0. 25Mpa流量 Q I =1000ml/s10第三章液压系统原理设计及草3.1 手部抓取缸1jLJ_I23ET0B图3.1手部抓取缸液压原理图71、手部抓取缸液压原理图如图3.1所示2、泵的供油压力P取lOMpa,流量Q取系统所需最大流量即Q=1300ml/s。 因此，需装图3.1中所示的调速阀，流量定为7. 2L/min,工作压力P=2Mpa。 采用：YF-B1OB溢流阀2FRM5-20/102 调速阀23E1-10B二位三通阀113.2 腕部摆动液压回路图3.2腕部摆动液压回路1、腕部摆动缸液压原理图如图3.2所示2、工作压力 P=lMpa流量 Q=35ml/s采用：2
6、FRM5-20/102 调速阀34E1-10B换向阀YF-B10B溢流阀123.3 小臂伸缩缸液压回路图3.3小臂伸缩缸液压回路”721、小臂伸缩缸液压原理图如图3.3所示2、工作压力P=0. 25Mpa流量Q=1000ml/s采用：YF-B10B 溢流阀 2FRM5-20/102 调速阀 23E1-10B二位三通阀133.4 总体系统图图3.4总体系统图171、总体系统图如图3.4所示2、工作过程小臂伸长一手部抓紧一腕部回转一小臂回转一小臂收缩一手部放松 3、电磁铁动作顺序表件动彳4、1DT2DT3DT4DT5DT小臂伸长+手部抓紧+腕部回转+小臂收缩手部放松+卸荷+土土土土图3.5总体系统
7、图144、确电机规格：液压泵选取CB-D型液压泵，额定压力P=10Mpa,工作流量在3270ml/r之间。选取80L/min为额定流量的泵，因此：传动功率N=PXQ/n（3. 1）式中：n =0. 8 （经验值）所以代入公式（3. 1）得：N=10 X 80 X 103X 106/60X 0. 8= 16. 7KN选取电动机JQZ-61-2型电动机，额定功率17KW,转速为 2940r/mino第四章机身机座的结构设计机身的直接支承和传动手臂的部件。一般实现臂部的升降、回转或俯仰等运 动的驱动装置或传动件都安装在机身上，或者就直接构成机身的躯干与底座相连。 因此，臂部的运动愈多，机身的结构和受
8、力情况就愈复杂，机身既可以是固定式 的，也可以是行走式的，如图4. 1所示。图4. 1机身机座结构图臂部和机身的配置形式基本上反映了机械手的总体布局。本课题机械手的机15 身设计成机座式，这样机械手可以是独立的，自成系统的完整装置，便于随意安 放和搬动，也可具有行走机构。臂部配置于机座立柱中间，多见于回转型机械手。 臂部可沿机座立柱作升降运动，获得较大的升降行程。升降过程由电动机带动螺 柱旋转。由螺柱配合导致了手臂的上下运动。手臂的回转由电动机带动减速器轴 上的齿轮旋转带动了机身的旋转，从而到达了自由度的要求。4.1 电机的选择机身部使用了两个电机，其一是带动臂部的升降运动；其二是带动机身的回
9、 转运动。带动臂部升降运动的电机安装在肋板上，带动机身回转的电机安装在混 凝土地基上。1、带动臂部升降的电机：工也初选上升速度V=100mm/sP=6KW所以 n= ( 100/6) X60=1000 转/分选择Y90S-4型电机，属于笼型异步电动机。采用B级绝缘，外壳防护等级为 IP44,冷却方式为1(014)即全封闭自扇冷却，额定电压为380V,额定功率为50HZo 如图4. 1 Y90S-4电动机技术数据所示：型号额定 功率KW满载时堵转 电流堵转 转矩最大 转矩电流A转速 r/min效率%功率 因素额定 电流额定 转矩额定 转矩Y90S-41. 12. 71400790. 786. 5
10、2. 22. 2图4. 1 Y90S-4电动机技术数据2、带动机身回转的电机：Kloa初选转速 W=60/s n=l/6转/秒 =10转/分由于齿轮i-3减速器 i=3016所以 n=10X3X30=900 转/分选择Y90L-6型笼型异步电动机电动机采用B级绝缘。外壳防护等级为IP44,冷却方式为I (014)即全封闭 自扇冷却，额定电压为380V,额定功率为50HZ。如图4. 2 Y90S-6电动机技术数据所示：型号额定功率KW梯曲堵转 电流堵转转矩最大转矩电流A转速r/irin效率%功率因素额定 电流额定转矩额定转矩Y90L-61.13.291073.50. 726.02.02.0图4.
11、 2 Y90L-6电动机技术4.2 减速器的选择减速器的原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。用来降低转速和增 转矩，以满足工作需要。I初选WD8O型圆柱蜗杆减速器。WD为蜗杆下置式一级传动的阿基米德圆柱蜗杆减速器。蜗杆的材料为38siMnMo调质蜗轮的材料为ZQA19-4中心矩a=8OMsXqM.OX 11(4.1)传动比1=30传动惯量 0.265 X 10 - 3 kg m24.3 螺柱的设计与校核螺杆是机械手的主支承件，并传动使手臂上下运动.螺杆的材料选择：从经济角度来讲并能满足要求的材料为铸铁。螺距 P=6mm 梯形螺纹17螺纹的工作高度h=0.5P=3mm(4. 2)螺纹牙底宽度
12、螺杆强度b=0. 65P=0. 65X6=3. 9mmo =。s/35二150/35(4. 3)(4. 4)=3050Mpa螺纹牙剪切t =40弯曲。b=45551、当量应力6(4. 5)式中T传递转矩N mm。螺杆材料的许用应力所以代入公式(4.5)得:。夫/(4X200X9. 8/冗 )2 +3 (200X9. 8X0. 6/0. 2d13 ) 2=|/(2495/ d?) 2+3 (61.2/ d? ) 23050X 106=(2495/ dj) 2+3 (61. 2/ d/) 2 900-2500 X 1012=6225025/d14+11236/d169002500X 1012即 1
13、6471pa535340pa合格2、剪切强度引Z=H/P=160/6 (旋合圈数)(4. 6)t =F/ 几 dibz( 4. 7 )=200X9. 8/ n XO. 029X3. 9X ( 160/6) X 10-3=206. 8 X 1 0; pa=0. 206Mpa t =40Mpa3、弯曲强度6。b=3Fh/ n dib2z18送料机械手设计及Sol idworks运动仿真摘要本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必 然产物，它是一种模仿人体上肢的局部功能，按照预定要求输送工件或握持工具 进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推开工业生产的进一步发
14、展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明， 工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件, 提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频 繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、 放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发 展前途。本课题通过应用AutoCAD技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设 计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真， 使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装 工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生 产率的要求来设定。关键字机械手，AutoCAD, Solidworks 。第一章机械手设计任务书1.1毕业设计目的毕业设计是学生完本钱专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环 节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围 内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和 未
