热镦挤送料机械手.doc

XXX 学院 课程设计成果说明书 题 目 热镦挤送料机械手 学生姓名 xxx 学 号 081309117 学 院 xxx 学院 班 级 C08 机械 1 指导教师 同组者 2010 年 6 月 25 日 目目 录录 设计任务设计任务书书 3 3 第第 1 1 章设计要求章设计要求 5 5 1 1 功能要求 5 1 2 工作原理及工艺动作流程图 5 第第 2 2 章章 机构运动简图机构运动简图 6 6 2 1 各方案机构简图 6 2 2 各方案评价 8 第第 3 3 章章 方案一方案一机构机构的的设计设计 9 9 3 1 传动机构方案设计 9 3 2 传动件的设计 9 3 3 手臂凸轮设计 9 3 4 圆柱形凸轮设计 10 3 5 机械手的动作顺 序 11 第第 4 4 章章 总结总结 1212 4 1 参考文献 12 4 2 结束语 12 设计任务书设计任务书 一 设计题目 热镦挤送料机械手 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 图为机械手的外观图 二 设计条件 表 1 热镦挤送料机械手技术参数 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 min A22512068515151450 B3301007002010960 C11511050015201440 三 设计任务及要求 1 机械手一般至少包括凸轮机构 齿轮机构在内的三种机构 至少设计出 三种能实现该分类机运动形式要求的机构 绘制所选机构的机构示意图 绘制 在说明书上 比较其优缺点 并最终选出一个自己认为最合适的机构进行机 构综合设计 绘制出其机构运动简图 2 设计传动系统并确定其传动比分配 皮带传动传动比 i 2 每级齿轮 传动传动比 i 7 5 3 图纸上画出传动系统方案图 4 图纸上画凸轮机构设计图 包括位移曲线 凸轮廓线和从动件的初始位 置 要求确定运动规律 选择基圆半径 校核最大压力角与最小曲率半径 确定凸轮廓线 5 设计计算其中一对齿轮机构 6 同一小组内 每人至少有一种与别人不一样的机构设计方案 7 以上所要求绘制的图形均绘制在一号图纸 8 编写设计计算说明书 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 第第 1 1 章章 1 设计要求设计要求 1 11 1 功能要求功能要求 以方案一为设计要求 要使热墩挤送料手的最大抓重为 2kg 手指夹持工件的最大直径 为 25mm 手臂回转的角度达到 120 手臂回转半径为 685mm 手臂上下摆动角度为 15 在电动机转数为 1450 r min 的情况下送料的频率为 15 次 min 1 21 2 工作流程图工作流程图 工作流程图 手臂上 摆 手臂水 平回转 手臂下 摆 手指张 开 手臂再 上摆 手臂水 平反转 手指夹 料 第第 2 章章 2 机构运动简图机构运动简图 2 1 方案一方案一 方案二方案二 方案三方案三 方案四方案四 2 2 方案评价方案评价 方案一 方案一 该设计依靠凸轮及连杆机构实现手臂的上下摆动 而圆柱凸轮的旋转带动 链轮回转从而实现手臂的回转 这种虽然方案简单易行 但结构较大 链传动是挠性的拉 拽 难于定位 而且链条及链轮布置在水平面内 链条不宜过长 方案二 方案二 该设计运用四杆机构来实现手臂的上升下降和旋转 方案三 方案三 该设计采用简单的凸轮机构来实现手臂的上升和下降 再通过齿 轮来实现手臂的旋转 方案四 方案四 该设计在手臂的回转上采用了不同机构 它通过轴上的圆柱形凸轮来带动 齿条的运动 通过齿条来实现齿轮的运动从而完成手臂的回转 第第 3 章章 3 方案一机构的设计方案一机构的设计 3 1 传动比计算传动比计算 已知电动机的转速为 1440r min 送料频率为 15 次 min 即 i 总 1440 15 96 3 2 传动件的设计传动件的设计 说明 圆柱凸轮与齿轮的配合 说明 圆柱凸轮与齿轮的配合 3 3 手臂凸轮设计手臂凸轮设计 由连杆机构 如图 2 7 所示 可计算出凸轮尺寸 杆 AC 684mm AB 580mm ED 150mm 此凸轮为摆动从动件盘状凸轮 基圆半径 r 65mm 摆杆为 50mm 取基圆半径 r 65mm 由作图法得到手臂凸轮如图 2 8 所示 3 4 圆柱形凸轮设计圆柱形凸轮设计 XD 2 3 14 30 188 4mm 升程 h 56 72mm 圆柱半径 rP 30mm 由作图法得到圆柱凸轮如图 2 9 所示 图 2 9 圆柱凸轮 3 5 机械手的动作顺序机械手的动作顺序 手指夹料 手臂上摆 15 手臂回转 120 手臂下摆 15 手指松开 手臂上 摆 15 手臂反转 120 手臂下摆 15 机械手工作的频率为 15 次 min T 4s 第第 4 4 章章 4 4 1 1 参考文献参考文献 1 裘建新 机械原理课程设计指导书 高等教育出版社 2004 2 机械工程手册电机工程手册编辑委员会编 机械工程手册第 59 篇 冲压机械化与自动 化 北京 机械工业出版社 1982 3 王知行 刘延荣 机械原理 北京 高等教育出版社 2000 4 哈尔滨工业大学理论力学教研组编 理论力学 设计 浙江 浙江