机械手课程设计---工业机械手设计

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1、仲恺农业工程学院机械系统设计课程设计说明书设计题目：工业机械手设计学院：机电工程学院班级：机械电子091班学号：200910834127姓名：朱小华指导老师：张日红、关秋菊、施俊侠完成日期：2012-5-2520第一章机械手设计任务书31.1课程设计目的31.2设计内容和要求3第二章腕部设计42.1腕部设计的基本要求42.2碗部的机构设计42.3碗部设计的计算62.4拉紧装置原理7第三章手臂的设计83.1手臂旋转机构设计83.2驱动力矩的计算103.3缸盖联接螺钉和动片联接螺钉计算113.4夹紧缸弹簧的确定

2、12第四章液压系统控制134.1液压系统动作循环及电磁铁动作顺序表134.2机械手总的液压控制图134.3现场器件跟PLC的连线144.4PLC三菱编程梯形图：15第五章参考文献2020第一章机械手设计任务书1.1课程设计目的课程设计是一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程设计问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。其主要目的：一、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓

3、宽和深化学生的知识。二、培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。三、培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。四、培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。1.2设计内容和要求（一）原始数据及资料（1）原始数据：a、生产纲领：100000件（两班制生产）b、自由度（四个自由度）臂转动210°臂上下运动300mm臂升长（伸缩）400m

4、m手部转动±180°（2）设计要求：a、上料机械手结构设计图、装配图、各主要零件图（一套）b、液压原理图（一张）c、设计计算说明书（一份）（3）技术要求主要参数的确定：a、坐标形式：圆柱坐标b、抓重：200Nc、自由度：4个d、臂的运动行程：伸缩运动400mm，回转运动210°，升降运动300mme、臂的运动速度：伸缩运动＜250mm/s，回转运动＜90°/s升降运动＜70mm/sf、腕部的运动行程：回转运动180°g、腕部的运动速度：回转运动＜90°/s20h、定位方式：电位器（或接近开关等）设定，点位控

5、制i、手指夹持范围：棒料直径φ50－φ70mm，长度450－1200mmj、驱动方式：液压（中、低系统）k、定位精度：±3mml、控制方式：PLC控制（二）料槽形式及分析动作要求（1）料槽形式由于工件的形状属于小型回转体，此种形状的零件通常采用自用输送的输料槽，该装置结构简单，不需要其他动力源和特殊装置，所以本课程题采用此种输料槽。（2）动作要求分析如图1.1所示动作一：送料动作二：预夹紧动作三：手臂上升动作四：手臂旋转动作五：小臂伸长动作六：手腕旋转图1.1要求分析第二章腕部设计腕部是连接手部和臂部的部件

6、，它的作用主要是在臂部运动基础进一步改变或调整手部在空间的方位，使机械适应复杂的动作要求。2.1腕部设计的基本要求1）力求结构紧凑，重量轻。2)必须考虑的工作条件。在高温作业和腐蚀性介质中工作，考虑热膨胀，压力油的粘度和有关材料及电控制元件的耐热性。2.2碗部的机构设计201)选取手腕部分的自由度。如下图2-1所示，手腕运动有：绕X轴转动称为回转运动；绕Y轴转动称为上下摆动；绕Z轴称为左右摆动。这里选用一个自由度的手腕回转运动机构为回转液压缸，它的机构简单紧凑，灵巧，能基本满足工作要求。图2-1腕部的自由度

7、（1—臂部2—腕部3—手部）2)采用具有一个自由度的回转缸驱动的腕部机构，直接用回转液体压驱动来实现腕部的回转，具有机构紧凑，灵活等优点。如图下图2-2所示的腕部结构，采用一个回转液压缸，实现的旋转运动。从A-A剖面视图上可以看出，回转叶片（简称动片）用螺订，销钉和转轴10连接在一起，定片8则和缸体9连接。压力油分别由油孔5，7进出油涳，实现手部12的旋转。20图2-2用一个回转液压力缸实现腕部旋转的结构2.3碗部设计的计算基本参数：抓重G=200N,回转符号=，行程，速度<,以最大负荷计算，当工件处于水平

8、位置时，摆动缸的工件扭矩最大，用估算法，工件重100N，长度取1100mm,如图2-3所示。图2-3腕部受力简图腕部回转时，需要克服以下几种阻力。1）计算扭矩20设重力集中于离手指中心350mm处，即扭矩为：==200x0.35=702)油缸（伸缩）及其配件的估算扭矩F=5kg,S=10cm=3)摆动缸的磨擦力矩=250N（估算值）S=15mm（估算值）=S=3.754）摆动缸的总摩擦力矩M=70+4.9+3.7