机械手-机械原理课程设计说明书

1、HUNAN UNIVERSITY指导教师:时间:机械原理课程设计说明书专业班级:2012级机自05班小组成员:张结荣0523陈庆林050405200525周奕佳05262执行机构的,勾2-1转角机构专动机平面转择与比较功能) 方案一3-1普通传动机构机带动不完.5实现平面转角30、0的过程：电机带动不完3-2间歇传动机构:.全齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮运动， 与全齿轮固结的四I杆机构选择使滚子在预先设 :; 计好形状的槽内运动，左右运动的极限位置 恰好是30度。机械系统运动简图-，569设计任务书设计项目：机械手的设计目录工作要求：机械手从工件架上抓起工件，然后送人工作台进行加工。机械手完

2、成 以 动作(2 3选设计)。务书 3(1) 水平面内转30度，上升100mm前进50mm;(2) 水平面;内执行机构度的选手臂自转较90.度前进 50m.m :.机械手的夹持器还有夹紧和放松动作；机械手工作频率2-1 2转角I机构:;升降，摆动，伸缩，夹持。.4-2 上升机构10机构评价：6机械系统运动循环图优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个行程机械手的机平面转角就是 30度。 .11不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物体时留下了工作时间。缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，.最短杆无法做周转运动,. 导致机构的回 程要求齿轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速度方向。方案一-2前进机构：

3、.11.12* * *.* * *12 7 * ”总?.二13 Y E.13实现平面鶴3夹紧放松机皮带: 轮传动给蜗轮蜗杆从而使不完全齿 轮，有间歇地带7动完全齿机转动，齿 轮通过杆拉动齿条，由齿轮来回往复 地带动固接杆转葫3传动机构.机构评价：小结优点：同样具有结构简单:传力较小运动灵活，造价低献实现转角 .： 功能。缺点：磨损较严重，效率较低，齿轮尺寸过大加工难。方案三实现平面转角30的过程：使用槽轮实现平面转角30度,只要计算好槽轮的槽数，就能在主动圆盘转360度时，使从动轮转30度。机构评价：优点：结构简单，外形尺寸小，机械效率 高，并能平稳的间歇地进行转位。缺点：传动存在柔性冲击，且

4、是单向的间 歇运动，同样要求变速箱改变运动 方向。方案的选择与比较:只有第二个方案能较好的实现对传动 系统的功能要求在平面转动上能准确地控 制在30度，制造简单方便。2-2上升机构（实现上升100功能要求）方案一实现上升的过程：皮带轮传动，使蜗杆带动蜗轮，蜗轮和齿条配合。 通过控制蜗杆的半径，使转动一周后，使齿条上升100.机构评价：优点：蜗杆的轮齿是连续的螺旋尺，故传动平稳，啮合冲击小。缺点：啮合齿轮间的相对滑动速度较大，摩擦磨损较大，传动效率较低，易出现 发热现象，常用耐磨材料制作，成本高。方案二实现上升的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆从而使凸轮转动， 凸轮通过顶杆推 动滑块滑动，从而使工作杆

5、上升100mm机构评价：优点：结构简单，传力较小，凸轮不用太大就可以达到所需要的高度。 缺点：效率过低，滑块容易磨损且一旦磨断严重影响上升高度， 寿命不高。对机构进行比较：第二个方案较好，结构简单寿命较长也能够准确地 实现上升要求，推杆运动时间与静止时间比较好控制。2-3前进机构（实现前进50mn功能要求）方案一通过皮带轮传动，使全齿轮转动，然后带动曲柄滑块机构，在水平导 轨上前进，通过限位卡，固定前进的范围。优点：运动副皆为低副，底副的两运动副和机架接触，压强小，可承受较大荷载, 有利于润滑。缺点：存在冲击，易损坏。方案二由于上升功能的机构和前进功能机构一样的，由于上升方案一符合要 求，所以

6、前进机构的选择和上升机构一样。3传动机构的选择与比较3-1普通传动1. 皮带轮传动机构特点：起到缓冲作用，传动平稳无噪声，能缓冲、吸振；过载时带 将会在带轮上打滑，可防止薄弱零部件损坏，起到安全保护作用.缺点在于 皮带易磨损，寿命不长。2. 链传动机构特点：它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力 在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作；和带传动比较,它能保证准确的平均传动比，传递功率较大，且作用在轴和轴承上的力较 小；传递效率较高，一般可达；链条的铰链磨损后，使得节距变大造成脱 落现象；安装和维修要求较高。3. 齿轮传动机构特点：能保证瞬时传动比恒定 ,平稳性较高 ,传递运

7、动准确可靠 ; 传递的功率和速度范围较大 ; 结构紧凑、工作可靠 ,可实现较大的传动比 ; 传动效率高 ,使用寿命长 ;齿轮的制造、安装要求较高。4. 蜗轮蜗杆传动机构特点：具有反向自锁的功能， 而且相比其它传动具有较大的速比， 涡轮蜗杆的输入、输出轴不在同一轴线上，甚至不在同一个平面上。自身 的缺点，那就是涡轮蜗杆的传动效率不够高，精度也不是很高。传动机构比较：由于电动机处于下方，可保持重心在下，在于齿轮减 速器之间安放 1 皮带轮，这个当然会起到缓冲的作用，效率也挺高的。电机的转速一般都比较大，由于工作循环为 3s/ 次，所以主轴的转速 为 180r/min ，此时就需要很大的传动比了，齿

8、轮传动一般是在 6-7 倍之 间，不能达到传动要求，所以我们选择用蜗轮蜗杆机构，它的传动比一般 在 2-70 倍之间满足我们所需的传动功能。选择 1 皮带轮， 4 蜗轮蜗杆。3-2 实现工作时间差的传动机构1. 棘轮机构 机构特点：结构简单，制造方便运动可靠；而且棘轮轴每次转过角度 的大小可以在较大的范围调节。但是做工时有较大的冲击和噪声而且运动 精度较差。2. 槽轮机构 机构特点：结构简单外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳地间歇地 进行转位，但是因传动时存在柔性冲击。3. 凸轮式简谐运动机构 机构特点：只要适当设计出主动凸轮的轮廓， 就可使从动盘动载荷小， 无刚性冲击和柔性冲击，它具有很高的

9、定位精度，机构紧凑，但是加工精 度要求高，造价高。4. 不完全齿轮 机构特点：不完全齿轮机构结构简单制造方便工作可靠，设计时从动 轮的运动时间和静止时间比例可以在比较大的范围内变化，但是同时啮合 时有较大的冲击。5. 凸轮机构 机构特点：只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线就可以使推杆得到各种 预期的运动规律，而且响应快速机构简单紧凑。间歇传动机构比较：由于本次传动有较多的间歇运动，运动时间和静止时间要控制得很到位。 从造价和工作循环方面， 所以选择 4 不完全机构 和5 凸轮机构。4原动机的选择P1=2=3=4=0/95kw=功率要求：升降，摆动，伸缩，夹持 根据传动效率：PPP总功率： P=+=

10、 查表，选择电机丫90L-4,功率，转速1400r/min,符合要求。 传动比：n1/n2=5， n2/n3=1， n3/n4=14， n1/n 4=70 n1=1400r/min, n 2=n3=280 r/m i n , n 4=20r/min5机械系统运动简图6机械系统运动循环图时间0夹持机构夹紧静止静止静止放松静止静止静止转角机构静止正转30静止静止静止静止静止反转30上升机构静止静止上升100静止静止静止下降100静止前进机构静止静止静止前进50静止后退50静止静止7机械手的机构设计0 12001320144015601680180050192 2880030003120324033

11、6034803600507-1上升机构（上升100mm勺凸轮尺寸设计实际尺寸和图上的比例为7-2前进机构（前进50mm勺凸轮尺寸设计实际尺寸和图上的比例为2:1 ）00 26402760288030031203240336034803600356035跟7-3夹紧放松机构（实现机械手夹紧放松功能）凸轮1轮廓除了在线头所指出不同外其他都是一样的，通过局部轮廓的不同 使手轴与手架产生距离差，从而实现夹持动作。循环开始的时候，机械手松开放 入工件。之后机械手一直夹紧，当转到终点的时候，机械手又张开放下工件，接 着又一直夹紧。由7-4转角机构（实现平面转角30的功能）压力角200，模数m 1不完全齿轮

12、1乙18，d1 乙?m 6齿轮2Z218，d2 Z2m 18齿条Z36齿轮4乙72，d4 Z4 ?m72蜗杆的头数Zs2齿轮6Z628，d6 Z6?m281087-5传动机构（传动机构的尺寸设计）轮1的直径di 10轮1和轮2传动比为5齿轮4的齿数乙蜗轮蜗杆的传动比i2涡轮头数Z32d4 m?z42828 ,乙Z314200小结：这次的机械原理的课程设计虽然只有短短的五天时间，但这是非 常有意义的五天，作为一个机械自动化专业的学生。 我们的共同目标 是成为一个优秀的机械工程师。然而成为一个合格的机械工程师，只 靠书本上学到的知识是不够的，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。实践是检验真理的唯一标准

13、，设计刚开始时，由于理论知识的不足, 再加上平时没有什么设计经验，有些手忙脚乱，不知从何入手。然后 再老师的指导下，和同学们交流讨论，渐渐地就上手了。现在想想其 实课程设计当中的每一天都是很累的，每天早起晚睡，到处查资料, 你想抄袭或者胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一 个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自 学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰 辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，树立了对自 己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影 响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程