【毕业论文】平面关节型机械手毕业设计说明书

般，此选按液压传动与气压传动表圆整取般，此选汽缸壁厚的计算按液压传动与气压传动表查得汽缸重量的计算其中为汽缸外径，为汽缸内径，为汽缸长度，取，为汽缸材料密度取第章小臂的设计臂部是机械手的主要执行部件，其作用是支撑手部和腕部，主要用来改变工件的位置。

手部在空间的活动范围主要取决于臂部的运动形式。

设计时注意的问题刚度要好，要合理选择臂部的截面形状和轮廓尺寸，空心杆比实心杆刚度大的多，常用钢管做臂部和导向杆，用工字钢和槽钢左支撑板，以保证有足够的刚度。

偏重力矩要小，偏重力矩时指臂部的总重量对其支撑或回转轴所产生的力矩。

重量要轻，惯量要小，为了减轻运动时的冲击，除采取缓冲外，力求结构紧凑，重量轻，以减少惯性力。

导向性要好。

小臂结构的设计把小臂的截面设计成工字钢形式，这样抗弯系数大，使截面面积小，从而减轻小臂重量，使其经济轻巧。

选号工字钢。

理论重，，小臂长为。

较核小臂取其受力如下图小臂按材料力学公式其中为工字钢的高度，为工字钢的腰宽，为所受的力。

所以所以选号工字钢合适。

轴的设计计算大轴的直径取，材料为号钢。

受力如下图验算所以合适轴承的选择因为上轴承只受径向，下轴承受轴向力和径向力，所以选用圆锥滚子轴承，按机械零件手册表选，轴承的校核因为此处轴承做低速的摆动，所以其失效形式是，接触应力过大，产生永久性的过大的凹坑即材料发生了不允许的永久变形，按轴承静载能力选择的公式为机械设计其中为当量静载荷，为轴承静强度安全系数，取决于轴承的使用条件。

按机械设计表作摆动运动轴承，冲击及不均匀载荷，此处上轴承受纯径向载荷，所以因此轴承合适下轴承受径向和轴向载荷，为径向载荷为轴向载荷分别为径向轴向载荷系数，其值按机械设计表查取因为所以所以因此轴承合适小轴承受力很小，所以不用教核轴承摩擦力矩的计算如果为基本额定动载荷，为所受当量动载荷，可按机械设计手册第二版公式估算其中为滚动轴承摩擦因数，为轴承载荷，为轴承内径。

查表机械设计手册第二版表得，所以也可以用此公式估算所以查表机械设计手册第二版表得，，所以也可以用此公式估算所以总取驱动选择因为所需驱动力小，精度要求不很高，所以选择控制方便，输出转角无长期积累误差的步进电机。

步进电机的选择步距角要小，要满足最大静转矩，因为转速低不考虑矩频特性，按机电综合设计指导表反应式步进电动机技术参数表查取，选，其主要参数如下步矩角度，电压伏，最大静转矩，质量，外径，长度，轴径。

精度验证能够满足精度要求，为了提高精度，采用级齿轮传动的齿数为，的齿数为。

按机械原理表标准模数系列表取，取则齿轮宽度计算按机械设计表圆柱齿轮的齿宽度系数两支承相对小齿轮作对称布置取，此处取则，目前的传动系概念发动机的发展汽油和柴油发动机是目前主要的驱动元件，混合驱动和燃料电池仍处于设计开发阶段尚未占领市场。

新型的喷射技术，如共轨泵喷射，通常被应用于柴油发动机。

它大幅度降低了油耗并由于提高了发动机的转矩和性能改善了动态传动特性。

目前多点直接喷射广泛应用于汽油发动机。

为了满足苛刻的排放法规，欧洲议会和欧洲汽车工业协会要求在年将新注册的轿车的排放量在年水平上降低，这需要在近几年内明显降低车辆的能耗和排放，这导致了汽油发动机用传动系的多样化。

直接喷射系统将通过减少排量，发动机增压机电体化或机械式阀门配气机构系统及他们的组合占领部分市场。

采用分层进气或容积效率控制的汽油机多气门技术和是发动机工作在高效率区的负荷循环换挡概念将是全分离节气门汽油发动机今后几十年的两大主要技术。

小型化和发动机增压技术在未来几年内将明显提高发动机最大转矩的水平。

变速器类型手动变速器和自动变速器是目前变速器市场的主要产品，几年前市场上开始出现机械自动变速器和无级变速器，但它们仅占有极小的市场份额。

手动变速器便宜，体积较小并且圆柱齿轮组的效率很高，能耗主要取决于驾驶员的换挡技术和车辆形式。

自动变速器的舒适性体现在自动换挡和离合器的自动工作上，教多的挡位及相应增加的间距也改善了舒适性，效率高重量合适和成本底是该类变速器生存的要点。

换挡时存在的牵引力中断现象对舒适性有影响，将来的可通过采用优化换挡措施减少之。

有两根对立变速器输入轴的双离合器动力换挡变速器是的个发展方向，它在变速器的无负荷部分进行预换挡，通过控制第和第二离合器上的转矩转移实现所挂挡位的加载过程。

自动变速器经过这些年的不断发展，已变得更舒适更轻和更经济。

新型的齿轮组和更多的挡位将继续是其发展趋势。

但是他们非常高的舒适性导致了复杂的设计相对较大的质量和有限的效率。

从理论上讲，具有很高的换挡舒适性。

其加速度与牵引力的双曲线非常吻合。

然而新问题是发动机起始转速的增加与无级变速器速比变化有关。

这里存在个起始加速度和其响应之间的滞后，将转矩传递至输出端时液力产生的摩擦连接会增加能耗。

同时较宽的距离降低了它在手动变速器的车辆上的应用。

起动元件目前有三种不同的换挡和起动形式干式离合器湿式离合器变矩器干式离合器具有如下特性非常高的效率良好的控制性能转矩过载保护特性转动惯量相对较小常闭干式离合器的高效率是由于不需要辅助动力的缘故。

其他结构的解决方法常常要在结合或闭合时压力因而辅助动力。

湿式离合器的优点是质量小非常小的转动惯量非常优秀的控制性能高的功率密度和大的传扭能力因此湿式离合器可很好的适用于那些安装空间小并需传递大传递大转矩的车辆。

变矩器的功能可看成流体动力的液力变速器，带或不带滑差控制锁止离合器和扭转减振器的变矩器具有如下功能未结合时功效好转矩通过液力变速器传递过载保护鸣谢在这次毕业设计中，我有很多收获，首先把我几年来所学的知识做了次系统的复习，更深步了解了所学的知识，培养了我综合运用所学知识，分析问题和解决问题的能力，也使我学会怎样更好的利用图书馆，网络查找资料和运用资料，还使我学会如何与同学共同讨论问题。

同时也遇到很多问题，如设计综合考虑不够周全。

但这对我以后的工作有很大的帮助，今后我会在工作中不断的学习，努力的提高自己的水平。

最后感谢学校学院各位老师年来给我的教育和培养，特别感谢我的导师给我精心的指导。

参考文献工业机器人设计周伯英机械工业出版社机器人机械设计龚振帮电子工业出版社机构设计日藤森洋三机械工业出版社机械手图册日加藤郎上海科技出版社机械设计图册成大先化学工业出版社材料力学刘鸿文高等教育出版社机械设计濮良贵纪名刚高等教育出版社机械零件手册周开勤高等教育出版社设计要求通过设计平面关节型机械手，培养综合运用所学知识，分析问题和解决问题的能力。

有关资料上下料搬运机械手，个自由度，平面关节型需要搬运的工件环类零件，内孔直径高，厚，只能从内孔夹持工件，材料钢，将工件从条输送线搬运到与之平行的另条输送线上，两输送线距离为，高度差。

要求设计方案和计算正确，叙述清楚，图纸符合规范。

翻译篇有关外文资料。

二图纸机械手机构简图工作空间投影图机械手传动原理图机械手装配图零件图三实习本校机械实验室组装各类机械手模型。

学习工业机械人设计方面知识。

四参考书工业机器人设计周伯英机械工业出版社机器人机械设计龚振帮电子工业出版社机构设计日藤森洋三机械工业出版社机械手图册日加藤郎上海科技出版社机械设计图册成大先化学工业出版社五进度月日到月日实习，拟订设计方案月日到月日机械手传动原理图月日到月日机械手装配图月日到月日零件图月日到月日写说明书平面关节型机械手设计摘要平面关节型机械手采用两个回转关节和个移动关节两个回转关节控制前后左右运动，而移动关节则实现上下运动，其工作空间如工作空间图，它的纵截面为矩形的回转体，纵截面高为移动关节的行程长，两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小形状。

关键词机械手轴承汽缸第章机械手总体设计工业机械手是种模仿人手部分动作，按照预先设定的程序，轨迹或其他要求，实现抓取搬运工件或操作工具的自动化装置。

它在二十世纪五十年代就已用于生产，是在自动上下料机构的基础上发展起来的种机械装置，开始主要用来实现自动上下料和搬运工件，完成单机自动化和生产线自动化，随着应用范围的不段扩大，现在用来夹持工具和完成定的作业。

实践证明它可以代替人手的繁重劳动，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率。

平面关节型机器人又称型装配机器人，是的缩写，意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。

在水平方向有柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。

它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业零件的插接装配中应用广泛。

总体设计的任务包括进行机械手的运动设计，确定主要工作参数，选择驱动系统和电控系统，整体结构设计，最后绘出方案草图。

主要技术参数见表表机械手类型平面关节型抓取重量自由度个个回转个移动大臂长，回转运动，回转角，步进电机驱动单片机控制小臂长，回转运动，回转角，步进电机驱动单片机控制移动关节气缸驱动行程开关控制手指气缸驱动行程开关控制结构特点如下图第章手指设计工业机械手的手部是用来抓持工件或工具的部件。

手部抓持工件的迅速准确和牢靠程度都将直接影响到工业机械手