【毕业设计】冲压机械手--升降部分机械结构毕业设计说明书 ㊣ 精品文档 值得下载

为目前研究的热重点。

目前机械手在工业上主要用于机床加工铸造，热处理等方面，但是还不能够满足现代工业发展的需求。

工业机械手的分类现在对工业机械手的分类尚无明确标准，般都从规格和性能两方面来分类。

按规格所搬运工件的重量分类微型的搬运重量在公斤以下小型的搬运重量在公斤以下中型的搬运重量在公斤以下大型的搬运重量在公斤以上。

目前大多数工业机械手能搬运的重量为公斤，最小的为公斤，最大的已达到公斤。

按功能分类简易型工业机械手有固定程序和可变程序两种。

固定程序有凸轮毂和挡块转毂控制可变程序可插销板或顺序转动控制来给定程序。

这种机械手多为气动或液动，结构简单，改变程序比较容易。

只使用在在程序较简单的点位控制，但作为般单机服务的搬运作业已足够。

所以，目前这种工业机械手数量最多。

记忆再现型工业机械手这种工业机械手由人工通过实验装置传动遍，由磁带或磁鼓把程序记录下来，此机械手就自动按记忆的程序重复进行循环动作。

这也是采用较多种，多为电液伺服驱动，与前者比较有较多的自由度，能进行程序较复杂的作业，通用性较广。

计算机数字控制的工业机械手可通过更换穿孔带或其他记忆介质来改变工业机械手的动作，还可以进行多种控制。

技术还可以是可编程程序控制或普通的微机计算机。

智能工业机械手机器人由电子计算机控制，通过各种传感元件等具有视觉热觉触觉行走机构等。

按用途分专用机械手附属于主机的，具有固定程序而无控制系统的机械装置，这种工业机械工作对象不变，手动比较简单，结构简单，使用可靠，适用于大批量生产自动线或专机作为自动上下料用。

通用机械手具有控制系统，程序可变动作灵敏动作灵活多样的机械手。

通用机械手的工作范围大，定位精度高，通用性强，适用于工件经常变换的中小批量自动化生产。

课题设计的目的及意义自改革开放，我国经济高速发展，机械手早期应用在汽车制造业。

当面临人工无法实现的工作时，机械手成为了替代人工的替代品。

机械手的使用能够显著的提高生产效率，减少人为因素造成的废次品率。

机械手可以完成很多工作，它在自动化车间中用来运送物料，从事多种工艺操作。

它的特点是通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器人的部分优点，尤其体现了人的灵活协调和机器人的精确到位。

随着科学技术的发展，人们对机械手的安全性，可靠性，准确性有了充分的认识，同时对其要求也越来越高。

可编程控制器凭其稳定性，简单性，强大性成为了目前应用最广的工业自动化支柱之。

第章机械手的概述机械手的组成机械手的形式是多样的，但是其基本的组成都是相似的。

般机械手由执行机构传动机构，控制系统和辅助装置组成。

图机械手的组成及相互关系执行机构执行机构由手关节手臂和支柱组成，与人体手臂相似。

手为抓取机构，用于抓取工件。

关节是连接手与手臂的关键性原件，具有多方位旋转特性。

支柱用来支撑手臂，可做活动支柱方便机械手多方位移动。

传动机构传动机构用于实现执行机构的动作。

常用的有机械传动液压传动气压传动，电力传动等形式。

控制系统机械手按照制定的程序，步骤，参数进行动作完成该指定工作要依靠控制系统来实现。

简易机械手通常情况下不使用专用的控制系统，只有动作复杂的机械手采用可编程控制器，微型计算机控制进行动作。

辅助装置辅助装置主要是连接机械手各部分元件的装置。

机械手的主要参数传动方式反应速度尺寸和重量负荷能力控制方式操控范围反应速度定位自由度安全性实用性应用机械手的意义随着科技的发展，机械手应用的越来越多。

在机械工业中，机械手应用的意义概括如下提高生产过程自动化程度，增强生产效率。

机械手方便与材料的传送工件的装卸刀具的更换等自动化过程，从而提高劳动生产率和降低劳动投入，从而降低生产成本。

改善劳动条件在车间的劳动环境下，高温高压噪音灰尘等污染会严重影响人的身体健康，人在车间工作不可避免的会接触到危险，而应用机械手可以替代人安全的完成作业，从而改善劳动条件。

在些简单，重复的工作中以机械手代替人进行工作可以避免因疲劳和疏忽造成的事故。

减少人力资源，便于节奏生产。

机械手的应用增强了自动化生产，会减少人力的使用。

机械手可以长时间重复性连续完成工作，这是人工无法实现并完成的。

生产线增加使用机械手以减少人力和精准的生产节拍，有利于节奏性的工作生产。

综上所述，机械手的合理利用是机械行业发展的必然趋势。

机械手功能图示第章任务分析动作分析根据生产条件要求，机械手须把加工原料从输送带上取下，旋转定角度后将加工原料放入冲压机填料口，然后返回，重复这动作。

动作节拍插销定位手臂前伸手指抓料手臂上升手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销手臂前伸手臂下降手指松开手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销手臂伸出。

总体方案方案插销定位手臂前伸手指抓料手臂上升手臂缩回拔定位销手腕回转手臂回转插定位销手臂前伸手臂下降手指松开手臂缩回拔定位销手腕回转手臂回转插定位销。

方案二插销定位手臂前伸手指抓料手臂上升手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销手臂前伸手臂下降手指松开手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销。

方案比较按照方案与方案二的行进方式均可完成加工原料的自动填充，但是从工作效率与经济性方面考虑还是应采用方案。

原因如下方案有效的把不做功行程与做功行程以及空行程之间结合在了起，不仅完成了工作要求，而且提高了工作原理设计手臂部分的机械结构设计升降部分的机械结构设计。

第章部件设计升降部分的驱动设计常用驱动系统及其特点工业常用驱动系统，按动力源分为液压气动和电动三大类。

根据需要也可将这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。

这三类基本驱动系统的主要特点如下液压驱动系统具有动力大力或力矩与惯量比大快速响应高易于实现直接驱动精度高等特点。

适合于在承载能力大惯量大以及在防火防爆的环境中工作的机械手。

气动驱动系统具有速度快系统结构简单维修方便。

价格低等特点。

适用于中小负荷的机械手中采用。

但是因难于实现伺服控制，多用于程序控制的机械手中。

电动驱动系统具有使用方便噪声较低控制灵活的特点。

这类驱动系统不需要能量转换，但大多数电机后需安装精密的传动机构。

根据课题要求，该冲压机械手采用液压驱动系统。

升降液压缸驱动力的计算由手臂升降驱动力的公式得摩的计算ƒƒ所以ƒ惯的计算由摩擦力公式式中由静止加速到常速的变化量启动过程时间，般取。

手臂启动速度，启动时间带入数据得回的计算般背压阻力较小，为了计算方便，将其省略。

密的计算不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用型密封圈，当液压缸工作压力小于时，液压缸密封处的总的摩擦阻力为密驱经过以上的分析计算，液压缸的驱动力为所以当液压缸向上驱动时当液压缸向下驱动时升降部分的结构设计升降缸的参数计算经过上面的计算，确定了液压缸的驱动力驱，液压缸的工作压力由驱动力与液压缸工作压力关系表可得，为了满足要求，此时取驱进行计算。

驱动力与液压缸工作压力关系表液压缸内径计算当油从无杆腔进入当油从有杆腔进入液压缸的有效面积所以式中驱手臂升降液压缸驱动力液压缸内径活塞杆直径η液压缸机械效率，在工程机械中可用耐油橡胶查表得η液压缸的工作压力带入数据得根据标准液压缸内径系列，为了更好的满足要求，选取液压缸的内径为标准液压缸内径系列表单位活塞杆直径计算活塞杆直径根据工作压力选取，当液压缸的往复速度比有要求时，则液压缸工作压力与活塞杆直径表液压缸工作压力推荐活塞杆直液压缸往复速度比推荐值表工作压力往复速度比由液压缸往复比推荐值表可知，带入公式则有根据活塞杆直径系列，选取活塞杆直径为根据标准液压缸外径系列表选择，为了尽可能满足要求，取液压缸外径所以手臂升降液压缸主要参数为液压缸内径液压缸外径ˊ工作压力活塞杆直径驱动力手臂升降缸工作原理当液压油从下端油口输入时，升降液压缸将做上升运动，液压油从上端油口回油当液压油从上端油口进油时，液压缸做下降运动，液压油从下端油口回油。

回转部分的结构设计回转液压缸驱动力矩计算手臂回转液压缸驱动力矩惯的计算回转部件可以等效为个高，半径为的圆柱体，圆柱体重量为总，设启动角速度，启动时间，未找到引用源所以密和回的计算为了方便计算，密封处的摩擦阻力矩密驱，由于回油背差般非常的小，故在这里忽略不计，即回。

因此即回转液压缸主要参数粗取液压缸工作压力则由得根据标准液压缸内径系列，为了尽可能满足要求，取式中液压缸内径回转液压缸工作压力动片宽度输出轴与动片联接处的直径根据标准液压缸外径系列表选择，为了尽可能满足要求，取液压缸外径所以手臂回转液压缸主要参数为工作压力液压缸内径液压缸外径动片宽度输出轴直径驱动力矩回转液压缸回转液压缸的工作原理改回转液压缸为，轴不转动，缸桶转动。

轴当液压油从侧进入时，回转液压缸缸桶逆时针转动当液压油从侧进入时，回转液压缸缸桶顺时针转动。

第章零件设计手臂液压缸螺钉的校核螺钉间距与压力之间的关系表为螺钉的间距，间距跟工作压力有关，每个螺钉在危险截面上承受的拉力为ˊ为工作载荷，ˊ为预紧力手臂升降液压缸螺钉手臂升降液压缸的工作压力为。

所以螺钉间距小于，试选择颗螺钉所以选择螺钉数目颗危险截面面积ˊ式中缸体内径螺钉材料的许用拉应力螺钉螺纹内径螺钉材料选择，查表得即按标准螺钉直径系列选取，为了更好的满足要求，取手臂回转液压缸螺钉手臂回转缸的工作压力为。

所以螺钉间距小于，试选择颗螺栓所以选择螺钉数目为颗。

同理可得按标准螺钉直径系列选取，为了更好的满足要求，取ˊ手臂升降液压缸筒的壁厚校核式中缸筒内径缸筒的试验压力，当缸的额定压力时取，当时取缸筒材料的许用应力安全系数，般取缸筒材料为钢，将数据带入式中故液压缸壁厚满足要求。

同理手臂回转液压缸壁厚也满足要求。

结论本课题所设计的机械手的操作过程是由电动机和液压缸组成执行机构作为驱动，系统采用可编程控制器控制，运用步进顺序控制编程，程序简单且便于调试。

通过本身通信接口与计算机联网，对现场操作的各项参数进行监测修改调整，使系统处于最佳工作状态。

利用控制机械手相对于其它控制方式，具有很高的可靠性，较好的性价比，较强的可操作性和实用性。

就本课题设计的目的，实际应用运行良好，大大方便了工作和生活。

本次毕业设计只是对机械手的升降部分做了系统的设计计算，了解了机械手设计的般过程，通过对机械手的结构设计做了系统的分析，掌握了定的机械设计