机械原理课程设计.docx

机械原理课程设计热镦机送料机器手B学生姓名：袁波学生学号：20097739指导老师：温亚连第一部分 电机输出部分4第二部分 机械送料手摇摆运动的设计4方案一4方案二5第三部分 机械手的点头运动12第四部分 心得体会12第五部分 参考资料13机械原理设计任务书学生姓名 袁波 班级 09机制1班 学号20097739设计题目： 热镦挤送料机械手 一、设计题目简介图5 机械手的外观图设计二自由度关节式热镦挤送料机械手，由电动机驱动，夹送圆柱形镦料，往40吨镦头机送料。以方案A为例，它的动作顺序是：手指夹料，手臂上摆15，手臂水平回转120，手臂下摆15，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。主要要求完成手臂上下摆动以及水平回转的机械运动设计。图5为机械手的外观图。二、 设计数据与要求方案号最大抓重kg手指夹持工件最大直径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/minB3301007002010960三、 设计任务1.至少提出可行的两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；2. 设计传动系统并确定其传动比分配。3. 图纸上画出步进送料机的机构运动方案简图和运动循环图。4. 对平面连杆机构进行尺度综合，并进行运动分析；验证输出构件的轨迹是否满足设计要求；求出机构中输出件的速度、加速度；画出机构运动线图。5.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。6. 编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 7. 在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。四、设计提示1. 机械手主要由手臂上下摆动机构、手臂回转机构组成。工件水平或垂直放置。设计时可以不考虑手指夹料的工艺动作。2. 此机械手为空间机构，确定设计方案后应计算空间自由度。3. 此机械手可按闭环传动链设计。完成日期： 2011 年 12 月 1 日 指导教师 温亚连第一部分 电机输出部分本部分，我对电机的输出进行了设置，因为我的送料机器手要实现两个方向的运动，所以我要做的就是把点击的输出方向改成两个方向传导，我应用了齿轮机构来实现其两个方向速度的传导。如下图所示。这个结构中，我用中间的较大的轮作为主动轮，两个较小的轮作为从动轮，进行送料机器手的两个运动。齿轮间我们用内花键连接，实现三个齿轮的运动。第二部分 机械送料手摇摆运动的设计机械手实现左右摆动运动结果设计，在我的题中可以看到，我要实现左右100度的摆动，在实现其运动的情况，我进行了两个方案的设计：方案一 运用齿条齿轮机构，通过齿条的往复运动，实现齿轮的100度的转动，在这个方案中，我得到的结构简图如图所示： 上图可以看出，我们通过主动轮的运动，带动齿条的往复运动，齿条去带动齿轮的回转运动，这样可以实现送料机器手的往复运动，但是本结构中有一个很大的缺陷，就是齿轮的受力地方太少，一直都是在100度转动，这样对齿轮的磨损很大，所以本结构我没有采用，我进行了我的第二个方案的设计。方案二 在方案二的设计中，我参考了四连杆机构中的曲柄摇杆机构，但是曲柄摇杆机构它有急回特性，我们这个结构中，希望他实现往返运动，但是不希望他有急回特性，所以说，我这个结构是一个曲柄摇杆机构的变形，我通过多加一个杆，开实现.方案具体情况如下图所示。本结构中，我们通过圆盘为主动件，圆盘上一个连杆，与摇杆的连杆铰接在一起，再铰接点的地方，用滑块固定，这样就可以实现我们要求的100度的转动了，通过方案一和方案二的比较，我觉得方案二根据有可行性，他对送料机器手的工艺要求更低，制造更加方便，所以我选择方案二作为我100度转动的最终方案。然后我对方案二进行了运动学分析。我运用的软件是我们学期限选课所学习的simpack。首先，我先对我所需要的结构进行了简单 建模，建模结果如图所示该图中，绿色的杆为我们的主动件，红色的杆是我们的机器手，黄色的杆是我们的连杆1，该连杆和蓝色杆的铰接点，是只能在Y轴上运动的，就形成了我们的滑块，这个结构可以进行运动学分析：它在X方向的速度线图如下图所示：在Y方向的速度线图： 在X方向上的加速度线图：在Y方向的加速度线图X方向的位移线图：Y方向的位移线图：我通过对上面曲线的分析，发现该运动的速度曲线较为平滑，加速度没有突破的很厉害的，位移曲线是平滑的，说明我所设计的机构能够正常的运转，不会发生较大的冲级，不会发生很大的负载，能正常的使用。证明我所设计的机构符合要求。 对本机械手机构的自由度的计算：F=3N-2pl-ph=35-27-0=1第三部分 机械手的点头运动机械手的第二个运动，上下点头20度。在这个运动中，我经过多方面的考虑，发现凸轮机构能够更好的实现该运动，我设计的简图如下所示：该机构中，通过偏心轮的转动，带动杆的上线运动，实现我们的点头运动，但是因为这个为凸轮摆杆机构，其运动情况不好分析，数据不好采集，所以我对该结构进行了少些的改动，让其能够实现数据的采集，如下图所示：通过对下轮的转动，带动滑块的上下移动，而让杆进行上下的摆动，该结构能实现我们的20度的转动，其自由度的计算：F=35-26-1=2第四部分 心得体会这是我们步入大学之后的第一次做课程设计， 在这次课程设计中，我们充分利用了所学的机械原理知识，根据设计要求和设计分析，选用组合成机械系统运动方案，从而设计出结构简单，制造方便，性能优良，工作可靠的机械系统。这次课程设计，不仅让我们把自己所学的知识运用到实际生活中去， 设计一些对社会有用的机构，也让我们深刻体会到团体合作的重要性，因为在以后的学习和工作中，但靠我们自己个人的力量是远远不够的，积聚大家的智慧，才能创造出令人满意的产品来。 在的实习设计过程中，我们发现了许多的问题，在设计的过程中有许多我们平时都不太重视的东西，也有很多的难题，再这一周多里我们每个人都是互相询问和帮助，有的不懂我们就会再一起讨论问题。设计的过程中，我们感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。为了让自己的设