数控机床上下料机械手设计毕业设计论文

摘要通过大学本科四年对机械设计制造及其自动化专业的所学知识进行整理，对工业机器人各部分机械结构设计和功能的论述和分析，设计了一种的用于机床上下料的机械手。本设计的主要内容是5R关节型机械手的结构设计，上下料机械手的主要任务是在各个加工工序的数控机床和自动生产线上运送工件，能实现生产工序上下料自动化。针对各个关节处采用独立的电机驱动。各个操作臂由五个转动副串联而成，操作臂包括基座、腰部、手臂、腕部、手爪。并对各关节的伺服电机的选择和传动进行了设计计算，对进行主要零件校核计算。关键词:关节型;机械手;多自由度AbstractThroughfouryearsofundergraduatemechanicalengineeringandautomationprofessionaltoorganizetheknowledgeofthevariouspartsofindustrialrobotsandmechanicaldesignfeaturesdiscussionandanalysis,designarobotonemachineforloadingandunloading.Themaincontentsofthisdesignisthedesign5Rarticulatedrobot,themaintaskofloadingandunloadingrobotCNCmachinetoolsinvariousmanufacturingprocessesandautomaticproductionlinedeliveryoftheworkpiece,toachievetheproductionprocessautomationandunloading.Foreachofthejointswithaseparatemotor.Eachoperatingarmbytherotationoffivedeputyinseries,includingthebaseoperatingarm,waist,arm,wrist,gripper.Andeachjointservomotoranddriveselectioncarriedoutdesigncalculations,performedthemainpartsofthecheckingcalculation.Keywords：Jointtype;Manipulator;Manydegreesoffreedom目录313第一章引言 165611.1选题背景 1240951.2机械手的发展动态 2169441.3机械手的分类 3126201.4课题研究的意义 49221第二章机械手结构原理和工作要求分析 5150962.1机械手结构原理及工作要求 5150962.2机械手机构运动分析 6150962.3机械手上下料工作空间轨迹分析 87786第三章机械手各结构设计 10150963.1手爪的结构设计 10193103.1.1手爪的设计要求 10298973.1.2手爪的分类 1068353.1.3手爪结构的确定 10262333.2手腕的结构设计 11193103.2.1手腕的设计要求 11298973.2.2手腕的结构确定 11242343.3手臂的结构设计 11193103.3.1手臂的设计要求 12298973.3.2大、小手臂的结构 1268353.3.3小臂结构形式的确定 1268413.4基座结构的设计 13289913.4.1基座结构的设计要求 1368413.5小臂后箱体结构设计 1368413.6连杆结构设计 138837第四章机械手关键轴的校核 14317714.1腕部输入轴的结构 14254634.2腕部输入轴的校核 158837第五章机械手动力参数的计算 17317715.1伺服电机的选型 179845.1.1初步估计机械手的质量 1771665.1.2计算各个轴的转速和转矩 1871665.1.3计算伺服电机的功率 20254635.2锥齿轮设计 219845.2.1齿轮精度、材料 2171665.2.2按齿面接触疲劳强度校核 2171665.2.3按齿根弯曲强度设计 2271665.2.4锥齿轮参数计算 23113225.3同步带轮的设计 239845.3.1同步齿形带传动计算 2371665.3.2带轮几何尺寸的计算 25113225.4减速器的设计 269845.4.1减速器减速比的计算 2671665.4.2减速器输出轴径的计算 276269结论 2811870参考文献 2931760致谢 30沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章引言致谢本次设计已经结束，通过本次设计，将在学校学理论知识运用到了实际应用中，将理论知识进一步深化，让我对大学四年所学的东西有了更加深刻的认识。本次设计进行的比较顺利，一路设计过来并没有太大的麻烦，所以，我要感谢王老师为我制定的仔细方案以及悉心的指导。刚开始设计的阶段我一片迷然，不知道先做什么后做什么，没有主次之分。而王老师为我制定了仔细的方案，告诉我如果要做与机械手有关的课题，首先要对机械手有个大体的了解。王老师指导我参看许多关于机器人期刊和论文以及相关的视频，并对内部结构做了详细的介绍，这为我后期设计提供了很大的方便，然后王老师不定期的指导我，及时的为我解决设计过程中的问题，让我对机器人的结构逐渐有了深刻的认识。为了解决作图的困难，王老师为我提供了一份参考图，并帮助我纠正其中的错误结构。本次毕业设计，我学到了很多知识,这里面包含了老师的汗水与辛苦,太多的感谢无从说起，在这里只是简单的说一声“谢谢”。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制一种RISC结构8位单片机的设计与实现\t"_