平衡臂机械手总体设计及基础【优秀机械手设计+7张CAD图纸】

平衡臂机械手的设计之总体设计及基础

平衡臂机械手总体设计及基础【优秀机械手设计+7张CAD图纸】

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主轴.dwg

任务书朱1.doc

伸缩油缸.dwg

回转缸箱体.dwg

地基基础.dwg

平衡臂机械手的设计之总体设计及基础正文.doc

开题报告.doc

总装图 - 副本.dwg

总装图.dwg

总装图_recover.dwg

摆动液压缸.dwg

正文.doc

箱盖.dwg

湘潭大学

任务书

论文（设计）题目：平衡臂机械手的设计——总体设计及基础                                                      

一、主要内容及基本要求

     试设计一个用于数控车床旁自动上料的机械手，机械手的活动范围为工作半径2m，回转范围0°～360°，工作高度2m，抓起的最大重量为40kg；对于轴类零件，最大直径120mm,对于饼类零件，最大直径为300mm。在活动范围内，机械手能够抓起地面上任何位置的工件送入到卧式车床的卡盘处。动作的连贯和逻辑顺序有PLC控制。                                                  

  设计工作量：<1>总装图纸,地基基础图，零部件一览表，标准件汇总表，外购件汇总表；                                                      

               <2>设计说明书；                                              

               <3>英文翻译成汉语(5000字)。                                                                                                            

二、重点研究的问题

      机械，机构，机械手，夹具，弱电控制，PLC，液压驱动或者执行电机的控制，

  地基基础                                                                                                                                          

三、主要技术指标  

最大活动半径      2m                                                  

最大活动高度       2m                                                  

回转活动范围      0°～360°                                          

最大抓取重量       40kg                                                

抓取规格          棒料φ120mm，盘类φ300mm                                                                      

四、进度安排

各阶段完成的内容起止时间

1调研、草图、方案2009.5.11～2009.5.15

2方案评审2009.5.15

3计算、总体布局、原理2009.5.15～2009.5.20

4绘图、设计（零部件）2009.5.21～2009.5.30

5整理说明书、英文翻译2009.5.30～2009.6.5

7准备答辩（英语口语、自我介绍） 2009.6.5～2009.6.10

五、应收集的资料及主要参考文献

1  机械设计手册编委会.机械设计手册.第二卷.北京:机械工业出版社,2004        

2  毛谦德,李振清主编.袖珍机械设计师手册.北京:机械工业出版社,2000              

3  孙恒,陈作模主编.机械原理.第六版.北京:高等教育出版社,2001                

4  纪名刚主编.机械设计.北京:高等教育出版社,2003                        

5  成大先主编.机械设计手册单行本.气压传动.北京:化学工业工业出版社,2004

6  钟肇新,范建东.可编程逻辑控制器原理及应用.华南理工大学出版社,2005        

7  张海根.机电传动控制.北京:高等教育出版社,2001                        

8  吴圣庄主编.金属切削机床.北京:机械工业出版社,1980                      

9  王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.哈尔滨工业大学出版社,1984              

10 戴曙主编.金属切削机床设计.北京:机械工业出版社,1980                    

目  录

第一章  绪     论4

1.1国内外机械手综述4

1.1.1简史4

1.1.2应用简况5

1.2机械手的组成和分类5

1.2.1机械手的组成5

1.2.2机械手的分类7

1.3本课题研究的主要内容及意义7

1.3.1课题 平衡臂机械手的设计之总体设计及基础的内容及基本要求7

1.3.2重点研究的问题8

1.3.3主要技术指标8

1.3.4本次设计的意义8

第二章  平衡臂机械手机械结构的设计计算9

2.1机械手机构的分析与设计9

2.1.1机械手的自由度9

2.1.2坐标形式10

2.1.3机械手的机构简图以及部件尺寸10

第三章  平衡臂机械手总体设计方案12

3.1机械手总体系统的设计12

3.2液压机械手液压系统的工作原理12

3.3液压系统的组成原理13

3.4液压传动机械手的特点13

3.5机械手的动作顺序14

3.6液压系统工作原理图14

3.7 控制方式选择15

3.8平衡臂机械手总体布局方案的确定16

第四章  平衡臂机械手总体设计及计算18

4.1地基基础的设计计算18

4.2主轴的设计及强度校核19

4.2.1主轴部件的基本要求19

4.2.2轴的设计计算20

4.2.2轴的校核22

4.2.3轴上花键的校核23

第五章  大臂驱动的设计计算24

5.1大臂的驱动力矩的计算24

5.2回转缸的驱动力矩计算25

5.3缸盖的强度计算26

5.4大手臂做升降运动时所需的驱动力27

5.5驱动油缸的计算28

第六章  轴承的校核29

6.1第一对轴承29

6.2第二对轴承29

6.3第三对轴承29

第七章  箱体的设计计算30

7.1箱体支架的结构形式和材料30

7.2铸铁箱体主要结构尺寸和关系31

第八章  油管的布局32

第九章  电机的选择与安装33

9.1选择驱动电机33

9.2电机与泵组的安装方式33

设计总结34

参考文献35

平衡臂机械手的设计之总体设计及基础

摘要：论文模仿平衡臂机械手的基本功能和设计思路，根据给定的规定动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成了机械手的设计，并绘制必要的零部件图和装配图，其中包括机器装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现、传动方案的设计；主要结构的设计简图；设计计算与说明；控制油路系统的设计。

工业机械手设计的主要技术关键问题为：夹持机构的夹紧与翻转；行程机构的转向与伸缩；提升机构的提升；控制油路系统的设计。

关键词：平衡臂    工业机械手    手爪    伸缩油缸    转动油缸

Summary： The thesis deploys the basic function and the way of design of the automatic hand , according to the given provision of action in proper order, comprehensively using the basic theories, basic knowledge and the related professional knowledge of mechanical design, completing the design of mechanical hand, and drying the diagrams of the necessary spare parts and the assemble diagram, including the consideration and the establishment of the principle;The realization of the principle, powertrains of  the project; sketch plan of the structure;calculation of design and the elucidation; design of the the liquid press system.

The mainly key  problem of design a mechanical hand is :Clipping the object and revolving;The route of travel organization;the promotion of the organization;the design of the liquid press system.

Keyword:Arm balance  Industrial mechanical hand    Hand claw    Flexible oil urn    recolcing oil urn

第一章  绪     论

工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已经成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。

机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们认识：其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能操作必要的机具进行焊接和装配。从而大大得改善人工的劳动条件，显著得提高劳动生产效率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到各先进工业国家的重视，投入大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温，高压，粉尘，噪音以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。