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1、摘要1第一章机械手设计任务书11.1 毕业设计目的11.2 本课题的内容和要求2第二章抓取机构设计42.1 手部设计计算42.2 腕部设计计算72.3 臂伸缩机构设计8第三章液压系统原理设计及草图113.1 手部抓取缸113.2 腕部摆动液压回路123.3 小臂伸缩缸液压回路133.4 总体系统图14第四章 机身机座的结构设计154.1 电机的选择164.2 减速器的选择174.3 螺柱的设计与校核17第五章 机械手的定位与平稳性195.1 常用的定位方式195.2 影响平稳性和定位精度的因素 195.3 机械手运动的缓冲装置20第六章机械手的控制21第七章机械手的组成与分类227.1机械手组
2、成227.2机械手分类24第八章 机械手 Solidworks .一 维造型 258. 1上手爪造型268.2螺栓的绘制30毕业设计感想35参考资料35Q 二 sv=200 X n X402=1004800mm3/s=0. 1/102 m3 /s =1000ml/s2、手臂右腔工作压力，公式(2.8)得：P=F/S(2. 12)式中：F取工件重和手臂活动部件总重，估算F=10+20=30kg, F摩= 1000N。 所以代入公式(2. 12)得：P= (F+ F 摩)/S=( 30X9. 8+1000) / n X402=0.26Mpa3、绘制机构工作参数表如图2.4所示：机构名称工作速度行程
3、工作压力濯手部抓紧60iran/s25irari1. 78Mpa117. 8m/s腕部回转45。/s90。0. 89Mpa27m/s小臂伸缩200iran/s500min0. 26Mpa1000ml/s图2.4机构工作参数表4、由初步计算选液压泵P所需液压最高压力P=L 78Mpa所需液压最大流量Q=1000ml/s选取CB-D型液压泵(齿轮泵)此泵工作压力为lOMpa,转速为ISOOr/min,工作流量Q在32 70ml/r之间, 可以满足需要。5、验算腕部摆动缸：T=PD ( 0Al2-0mm2 ) n mX 106/8(2. 13)(2. 14)W=8 0 n v/ ( O Al2 -O
4、 mm2 ) b式中：Hm机械效率取：0. 850. 9Hv容积效率取：0. 70. 95所以代入公式(2. 13)得：T=0. 89X0. 03X (0. 120.032)X 0. 85 X 106/8=25. 8 (N - M)TM=30. 5 (N - M)代入公式(2. 14)得：(8X27X 10-6) X 0. 85/ ( 0. l2 -0. 032 ) X 0. 03=0.673rad/sW 兀 /40. 785rad/s因此，取腕部回转油缸工作压力P=lMpa流量 Q=35ml/s圆整其他缸的数值：手部抓取缸工作压力P I =2Mpa流量 Q I =120ml/s小臂伸缩缸工作
5、压力p I =0. 25Mpa流量 Q I =1000ml/s10第三章液压系统原理设计及草3.1 手部抓取缸1jLJ_I23ET0B图3.1手部抓取缸液压原理图71、手部抓取缸液压原理图如图3.1所示2、泵的供油压力P取lOMpa,流量Q取系统所需最大流量即Q=1300ml/s。 因此，需装图3.1中所示的调速阀，流量定为7. 2L/min,工作压力P=2Mpa。 采用：YF-B1OB溢流阀2FRM5-20/102 调速阀23E1-10B二位三通阀113.2 腕部摆动液压回路图3.2腕部摆动液压回路1、腕部摆动缸液压原理图如图3.2所示2、工作压力 P=lMpa流量 Q=35ml/s采用：2
6、FRM5-20/102 调速阀34E1-10B换向阀YF-B10B溢流阀123.3 小臂伸缩缸液压回路图3.3小臂伸缩缸液压回路”721、小臂伸缩缸液压原理图如图3.3所示2、工作压力P=0. 25Mpa流量Q=1000ml/s采用：YF-B10B 溢流阀 2FRM5-20/102 调速阀 23E1-10B二位三通阀133.4 总体系统图图3.4总体系统图171、总体系统图如图3.4所示2、工作过程小臂伸长一手部抓紧一腕部回转一小臂回转一小臂收缩一手部放松 3、电磁铁动作顺序表件动彳4、1DT2DT3DT4DT5DT小臂伸长+手部抓紧+腕部回转+小臂收缩手部放松+卸荷+土土土土图3.5总体系统
7、图144、确电机规格：液压泵选取CB-D型液压泵，额定压力P=10Mpa,工作流量在3270ml/r之间。选取80L/min为额定流量的泵，因此：传动功率N=PXQ/n（3. 1）式中：n =0. 8 （经验值）所以代入公式（3. 1）得：N=10 X 80 X 103X 106/60X 0. 8= 16. 7KN选取电动机JQZ-61-2型电动机，额定功率17KW,转速为 2940r/mino第四章机身机座的结构设计机身的直接支承和传动手臂的部件。一般实现臂部的升降、回转或俯仰等运 动的驱动装置或传动件都安装在机身上，或者就直接构成机身的躯干与底座相连。 因此，臂部的运动愈多，机身的结构和受
8、力情况就愈复杂，机身既可以是固定式 的，也可以是行走式的，如图4. 1所示。图4. 1机身机座结构图臂部和机身的配置形式基本上反映了机械手的总体布局。本课题机械手的机15 身设计成机座式，这样机械手可以是独立的，自成系统的完整装置，便于随意安 放和搬动，也可具有行走机构。臂部配置于机座立柱中间，多见于回转型机械手。 臂部可沿机座立柱作升降运动，获得较大的升降行程。升降过程由电动机带动螺 柱旋转。由螺柱配合导致了手臂的上下运动。手臂的回转由电动机带动减速器轴 上的齿轮旋转带动了机身的旋转，从而到达了自由度的要求。4.1 电机的选择机身部使用了两个电机，其一是带动臂部的升降运动；其二是带动机身的回
9、 转运动。带动臂部升降运动的电机安装在肋板上，带动机身回转的电机安装在混 凝土地基上。1、带动臂部升降的电机：工也初选上升速度V=100mm/sP=6KW所以 n= ( 100/6) X60=1000 转/分选择Y90S-4型电机，属于笼型异步电动机。采用B级绝缘，外壳防护等级为 IP44,冷却方式为1(014)即全封闭自扇冷却，额定电压为380V,额定功率为50HZo 如图4. 1 Y90S-4电动机技术数据所示：型号额定 功率KW满载时堵转 电流堵转 转矩最大 转矩电流A转速 r/min效率%功率 因素额定 电流额定 转矩额定 转矩Y90S-41. 12. 71400790. 786. 5
10、2. 22. 2图4. 1 Y90S-4电动机技术数据2、带动机身回转的电机：Kloa初选转速 W=60/s n=l/6转/秒 =10转/分由于齿轮i-3减速器 i=3016所以 n=10X3X30=900 转/分选择Y90L-6型笼型异步电动机电动机采用B级绝缘。外壳防护等级为IP44,冷却方式为I (014)即全封闭 自扇冷却，额定电压为380V,额定功率为50HZ。如图4. 2 Y90S-6电动机技术数据所示：型号额定功率KW梯曲堵转 电流堵转转矩最大转矩电流A转速r/irin效率%功率因素额定 电流额定转矩额定转矩Y90L-61.13.291073.50. 726.02.02.0图4.
11、 2 Y90L-6电动机技术4.2 减速器的选择减速器的原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。用来降低转速和增 转矩，以满足工作需要。I初选WD8O型圆柱蜗杆减速器。WD为蜗杆下置式一级传动的阿基米德圆柱蜗杆减速器。蜗杆的材料为38siMnMo调质蜗轮的材料为ZQA19-4中心矩a=8OMsXqM.OX 11(4.1)传动比1=30传动惯量 0.265 X 10 - 3 kg m24.3 螺柱的设计与校核螺杆是机械手的主支承件，并传动使手臂上下运动.螺杆的材料选择：从经济角度来讲并能满足要求的材料为铸铁。螺距 P=6mm 梯形螺纹17螺纹的工作高度h=0.5P=3mm(4. 2)螺纹牙底宽度
12、螺杆强度b=0. 65P=0. 65X6=3. 9mmo =。s/35二150/35(4. 3)(4. 4)=3050Mpa螺纹牙剪切t =40弯曲。b=45551、当量应力6(4. 5)式中T传递转矩N mm。螺杆材料的许用应力所以代入公式(4.5)得:。夫/(4X200X9. 8/冗 )2 +3 (200X9. 8X0. 6/0. 2d13 ) 2=|/(2495/ d?) 2+3 (61.2/ d? ) 23050X 106=(2495/ dj) 2+3 (61. 2/ d/) 2 900-2500 X 1012=6225025/d14+11236/d169002500X 1012即 1
13、6471pa535340pa合格2、剪切强度引Z=H/P=160/6 (旋合圈数)(4. 6)t =F/ 几 dibz( 4. 7 )=200X9. 8/ n XO. 029X3. 9X ( 160/6) X 10-3=206. 8 X 1 0; pa=0. 206Mpa t =40Mpa3、弯曲强度6。b=3Fh/ n dib2z18送料机械手设计及Sol idworks运动仿真摘要本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必 然产物，它是一种模仿人体上肢的局部功能，按照预定要求输送工件或握持工具 进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推开工业生产的进一步发
14、展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明， 工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件, 提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频 繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、 放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发 展前途。本课题通过应用AutoCAD技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设 计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真， 使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装 工
15、件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生 产率的要求来设定。关键字机械手，AutoCAD, Solidworks 。第一章机械手设计任务书1.1毕业设计目的毕业设计是学生完本钱专业教学计划的最后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 内的工程技术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， 拓宽和深化学生的知识。=3X200X9. 8X3/n X2.9X 3.92X ( 160/6)=
16、0. 48Mpa o =45Mpa合格第五章机械手的定位与平稳性5.1常用的定位方式机械挡块定位是在行程终点设置机械挡块。当机械手经减速运行到终点时， 紧靠挡块而定位。假设定位前已减速，定位时驱动压力未撤除，在这种情况下，机械挡块定位能 到达较高的重复精度。一般可高于0. 5mm,假设定位时关闭驱动油路而去掉工作压力，这时机械手可能被挡块碰回一 个微小距离，因而定位精度变低。5.2 影响平稳性和定位精度的因素机械手能否准确地工作，实际上是一个三维空间的定位问题，是假设干线量和 角量定位的组合。在许多较简单情况下，单个量值可能是主要的。影响单个线量 或角量定位误差的因素如下：（1、）定位方式不同
17、的定位方式影响因素不同。如机械挡块定位时，定位精度与挡块的刚 度和碰接挡块时的速度等因素有关。（2、）定位速度定位速度对定位精度影响很大。这是因为定位速度不同时，必须耗散的运动 部件的能量不同。通常，为减小定位误差应合理控制定位速度，如提高缓冲装置 的缓冲性能和缓冲效率，控制驱动系统使运动部件适时减速。（3、）精度机械手的制造精度和安装调速精度对定位精度有直接影响。（4、）刚度机械手本身的结构刚度和接触刚度低时，因易产生振动，定位精度一般较19（5、）运动件的重量运动件的重量包括机械手本身的重量和被抓物的重量。运动件重量的变化对定位精度影响较大。通常，运动件重量增加时，定位精 度降低。因此，设
18、计时不仅要减小运动部件本身的重量，而且要考虑工作时抓重 变化的影响。（6、）驱动源液压、气压的压力波动及电压、油温、气温的波动都会影响机械手的重复定 位精度。因此，采用必要的稳压及调节油温措施。如用蓄能器稳定油压，用加热 器或冷却器控制油温，低速时，用温度、压力补偿流量控制阀控制。（7、）控制系统开关控制、电液比例控制和伺服控制的位置控制精度是个不相同的。这不仅 是因为各种控制元件的精度和灵敏度不同，而且也与位置反应装置的有无有关。本课题所采用的定位精度为机械挡块定位机械手运动的缓冲装置缓冲装置分为内缓冲和外缓冲两种形式。内缓冲形式有油缸端部缓冲装置和 缓冲回路等。外缓冲形式有弹性机械元件和液
19、压缓冲器。内缓冲的优点是结构简 单，紧凑。但有时安置位置有限；外缓冲的优点是安置位置灵活，简便，缓冲性 能好调等，但结构较庞大。本课题所采用的缓冲装置为油缸端部缓冲装置。当活塞运动到距油缸端盖某一距离时能在活塞与端盖之间形成一个缓冲室。 利用节流的原理使缓冲室产生临时背压阻力，以使运动减速直至停止，而防止硬 性冲击的装置，称为油缸端部缓冲装置。在缓冲行程中，节流口恒定的，称为恒节流式油缸端部缓冲装置。设计油缸端部恒节流缓冲装置时，amax （最大加速度）、Pmax （缓冲腔最大冲击 压力）和Vr （剩余速度）三个参数是受工作条件限制的。通常采用的方法是先选 定其中一个参数，然后校验其余两个参数
20、。步骤如下：选择最大加速度通常，a.值按机械手类型和结构特点选取，同时要考虑速度与载荷大小。对 于重载低速机械手，- amax取5m/s2以下，对于轻载高速机械手，-arnax 5 10 m/s2计算沿运动方向作用在活塞上的外力F20水平运动时：F=PSA-Ft(5. 1)=0. 25 X 103X ji X3. 62-7= 138N计算剩余速度Vr Vr=V0/l/l-amaxm/F(5. 2)=0. 1/0.64=0. 15m/s第六章机械手的控制控制系统是机械手的重要组成局部。在某种意义上讲，控制系统起着与人脑 相似的作用。机械手的手部、腕部、臂部等的动作以及相关机械的协调动作都是 通过
21、控制系统来实现的。主要控制内容有动作的顺序，动作的位置与路径、动作 的时间。机械手要用来代替人完成某些操作，通常需要具有图6. 1所示的机能切。实现上述各种机能的控制方式有多种多样。机械手的程序控制方式可分为两 大类，即固定程序控制方式和可变程序控制方式。本课题所用的是固定程序控制类别的机械式控制。常用凸轮和杠杆机构来控制机械手的动作顺序、时间和速度。一般常与驱动 机构并用，因此结构简单，维修方便，寿命较长，工作比拟可靠。适用于控制程 序步数少的专用机械手。21图6. 1机械手的控制机能第七章机械手的组成与分类1. 1机械手组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统组成（1、）执行机构：包括
22、手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构如1所示。22A图7. 1机构简图手部：是机械手与工件接触的部件。由于与物体接触的形式不同，可分为夹持 式和吸附式手部。由于本课题的工件是圆柱状棒料，所以采用夹持式。由手指 和传力机构所构成，手指与工件接触而传力机构那么通过手指夹紧力来完成夹放 工件的任务。手腕：是联接手部和手臂的部件，起调整或改变工件方位的作用。手臂：支承手腕和手部的部件，用以改变工件的空间位置。立柱：是支承手臂的部件。手臂的回转运动和升降运动均与立柱有密切的联系。 机械手的立柱通常为固定不动的。机座：是机械手的基础局部。机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机 座上，故起支
23、承和联接的作用。（2、）驱动系统：机械手的驱动系统是驱动执行运动的传动装置。常用的有液压 传动、气压传动、电力传动和机械传动等四种形式。（3、）控制系统：控制系统是机械手的指挥系统，它控制驱动系统，让执行机构 按规定的要求进行工作，并检测其正确与否。一般常见的为电器与电子回路控制， 计算机控制系统也不断增多。237.2机械手分类（1、）根据所承当的作业的特点，工业机械手可分为以下三类：承当搬运工作的机械手：这种机械手在主要工艺设备运行时，用来完成辅 助作业，如装卸毛坯、工件和工夹具。生产工业用机械手：可用于完成工艺过程中的主要作业，如装配、焊接、 涂漆、弯曲、切断等。通用工业机械手：其用途广泛
24、，可以完成各种工艺作业。（2、）按功能分类专用机械手：它是附属于主机的具有固定程序而无独立控制系统的机械装 置。专用机械手具有动作少，工作对象单一，结构简单，实用可靠和造价 低等特点，适用于大批大量的自动化生产，如自动机床，自动线的上、下 料机械手和“加工中心”附属的自动换刀机械手。通用机械手：又称工业机器人。它是一种具有独立控制系统的机械装置。 具有程序可变、工作范围大、定位精度高、通用性强的特点，适用于不断 变换品种的中小批量自动化的生产。示教再现机械手：采用示教法编程的通用机械手。所谓示教，即由人通过 手动控制，“拎着”机械手做一遍操作示范，完成全部动作后，其储存装 置即能记忆下来。机械
25、手可按示范操作的程序行程进行重复的再现工作。（3、）按驱动方式分液压传动机械手气压传动机械手机械传动机械手（4、）按控制方式分 固定程序机械手：控制系统是一个固定程序的控制器。程序简单，程序 数少，而且是固定的，行程可调但不能任意点定位。可编程序机械手：控制系统是一个可变程序控制器。其程序可按需要编 排，行程能很方便改变。24第八章 机械手Sol idworks三维造型首先我要对Solidworks进行介绍一下，它是一种先进的，智能化的参变量式 CAD设计软件，在业界被称为“3D机械设计方案的领先者”，易学易用，界面友好, 功能强大，在机械制图和结构设计领域，掌握和使用Solidworks已经
26、成为最基本 的技能之一。与传统的2D机械制图相比，参变量式CAD设计软件具有许多优越性，是当代 机械制图设计软件的主流和开展方向。传统的CAD设计通常是按照一定的比例关 系，从正视，侧视，俯视等角度，根据投影，透视效果逐步绘出所需要的各个单 元，然后标注相应尺寸，这就要求制图和看图人员都必须具备良好的绘图和三维 空间想象能力。如果标注尺寸发生变化，几何图形的尺寸不会同步变更；如果改 变了几何图行，其标注尺寸也不会发生变化，还要重新绘制，标注，因此绘图工 作相当繁重。参变量式CAD设计软件，是参数式和变量式的统称。在绘制完草图后，可以加 入尺寸等数值限制条件和其他几何限制条件，让草图进入完全定义
27、状态，这就是 参数式模式。由于软件自动加入了关联属性，如果修改了标注尺寸，几何图形的 尺寸就会同步更新。也可以暂时不充分的限制条件，让草图处于欠定义状态，这 就是变量式操作模态。Solidworks模形由零件，装配体和工程图等文件组成，没有生成零件之前的图纸 称为草图。由2D, 3D草图直接生成3D模形和工程图时，如果修改了草图的标注 尺寸，其3D模形和工程图会同步更新；相反，如果修改了工程图的标注尺寸，其 3D模形和草图也会同步更新。软件使用起来非常方便，大大减少了设计人员的工 作量，提高了工作效率。通常，从翻开一个零件文件或建立一个新零件文件开始，绘制草图、生成基体 特征、然后在模型上添加
28、更多的特征，生成零件。也可以从其他软件导入曲面或 几何实体开始，编辑特征，生成零件和装配体工程图。这是常用的设计方法，也 就是自下而上的设计方法。草图绘制从零件文件开始，对于一个新的产品设计，要首先建立零件文件.由于零件、装配体及工程图的相关性，所以当其中一个视图改变时，其他两个 视图也会自动改变。SolidWorks2004允许自定义功能，选择菜单栏中的“工具”- “选择”命令，可25 以显示定义”系统选项”和“文件属性”选项卡.SolidWorks2004可以自动保存工作.自动恢复功能可以自动保存零件，装配体 或工程图文件的信息，在系统死机时不会丧失数据.如果设定此选项，那么选择”工 具
29、选项”菜单命令.在“系统选项”选项卡上，单击”备份”选项，选择”每 (n)次更改后，自动恢复信息”复选框，然后设定信息自动保存前应发生的变更次 数.SolidWorks2004具有很强的文件交换功能，可以输入，输出数十种文件格式，可 以与AutoCAD, pro/ENGINEER, Solid Edge, CAM等软件很方便地进行文件交换。SolidWorks2004在草图绘制模式及工程图中提供显示网格线和捕捉网格线功 能。可将网格线与模型边线对齐，还可捕捉到角度。网格线和捕捉功能在 SolidWorks2004中不太使用，因为SolidWorks是参变量软件，尺寸和几何关系已 提供了所需的精
30、度。7. 1上手爪造型、上手爪的几何造型结构简析从图8-1可看出手爪为一个拉伸长出的基体板，其端面五段直线、一段圆弧、 一个导向槽和一个圆构成封闭的草图，并对其拉伸基体，然后再创立根除草图。 切除实体，可依据以下的顺序进行建模。图8-1上手爪268. 1. 2、创立上手爪草图绘制.启动Solidworks后，单击“标准”工具栏上的“新建”（。）命令按钮，或 选择“文件”一一“新建”菜单命令，翻开“新建Solidworks文件”对话 框如图8-2所示。图8-2新建Sol idworks文件对话框1 .单击“零件”图标（或单击“高级”按钮，进入Tutrial窗口，然后选择 “零件”图标）。2 .单
31、击“确定”按钮，这时就会创立一个新的零件文件。首先要绘制草图，然后拉伸生成零件的基体特征。由于该草图是减速器正 箱体，为了保证对称，要先绘制中心线，然后利用中心线镜向草图。3 .在Feture. Manager设计树中选择前视基准面。4 .单击草图绘制工具栏的“草图绘制（3）命令按钮，此时在前视基准面上 翻开一张草图。5 .单击草图绘制工具栏上的“中心线”（1 ）命令按钮，将指针移到草图原点 处。当指针变为点时，表示指针正位于原点上。单击鼠标左键，向上移动 指针，生成中心线如图8-3所示。27一天图8-3绘制中心线.单击草图绘制工具栏上的“直线”（）命令按钮，或选择“工具”一一“草 图绘制实体
32、”一“直线”菜单命令，须绘制如图8-4草图。指针形变笔形。 单击放置第一点，然后拖动拉出第一段，第二段（或直接绘制一个矩行）图8-4上手爪草图绘制6 .单击草图绘制工具栏上的“圆”（0）命令按钮，或选择“工具”一一“草 图绘制工具”一一“圆”菜单命令，绘制圆和圆孤。7 .草图为蓝色：表示欠定义，因此可以自由调动形状和大小。8 .单击标准工具栏的选择命令。选择上手爪的直线，双击此直线上的尺寸可 以任意改变它的数值，按其上手爪的零件图写入正确的尺寸。28二、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
33、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本课题的内容和要求（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）自由度（四个自由度）臂转动180臂上下运动500mm臂伸长（收缩）500mm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、机械手三维造型d、动作模拟仿真e、设计计算说明书（一份）（3、）技术要求主要参数确实定：a、坐标形式：直角坐标系b、臂的运动行程：伸
34、缩运动500mm,回转运动180。c、运动速度：使生产率满足生产纲领的要求即可。d、控制方式：起止设定位置。e、定位精度：0. 5mm。f、手指握力：392N g、驱动方式：液压驱动。拉伸基体特征通过拉伸所绘制的草图来生成基体的操作步骤如下：1 .单击“特征”工具栏上的“拉伸凸台基体”（或）命令按钮，拉伸 PropertyManager 出现。2 .在“方向1”组框中，执行如下操作。将终止条件设置为“给定深度”。设置深度为52nli11。可使用方向键或直接输 入数值来增加数值。图形区域中显示拉伸的预览。3 .单击确定按钮，生成拉伸。新特征“拉伸1 ”出现在Feature Manager设计 树
35、中和图形区域如图8-5。图8-5拉伸基体4 .单击Feature Manager设计树中“拉伸1”旁的加号，用于拉伸特征的“草 图1”现已列在特征的下面。5 .单击标准工具栏上的保存命令按钮，在“文件名”文本框中键入“上手爪”, 单击“保存”按钮。6 .选中拉伸外表，单击草图绘制工具栏的“草图绘制（3）命令按钮，此时 在拉伸外表上翻开一张草图如图8-6所示。29.单击“特征”工具栏上的“切除凸台基体（皈D命令按钮，切除 PropertyManager 出现。7 .在“方向1”组框中，执行如下操作。将终止条件设置为“给定深度”。设置深度为33mm。可使用方向键或直接输 入数值来增加数值。图形区域
36、中显示拉伸的预览。单击确定按钮，生成切除。新特征“切除1”出现在Feature Manager设计树 中和图形区域如图8-7图8-7切除凸台基体图8-8上手爪8 .同理挖两个圆柱如图8-8所示8.2螺栓的绘制.新建一个文件，并将其命名为“螺纹。Sldprt.1 .调出模板库特征以建立派生螺栓。如图8-9所示.在一个空白文件中依次选择菜单工具FeaturePalatte命令。将弹出FeaturePalatte n 窗口，切换到“安装目录 data palette parts Hardware ”下，按住鼠标左键，将法兰螺栓拖到空白文件的图形区域，弹出一样询问对话框30询问是否建立一个派生零件。单
37、击”是“按扭，绘图区出现了一个法兰螺栓。Feature Palette牛|。|囿第D入solidwork2004正 安IdataFalette Partshardware |Cotter PinCotter Pin图8-9派生螺栓Retaining Ringflange bolt Gear.Nut2 .编辑特征管理器中箭头的flange, bolt名称，在弹出的快捷菜单中选择 “关联中编辑”命令，该调色板特征分解为所包含的单个特征。右击“Thread Cut” 的名称，在弹出的快捷键菜单中选择“编辑草图”命令，将值为0.05mm的尺寸D1 修改为1. 30mm,并单击确定“命令按扭.如图8-1
38、0所示图8-10螺栓图8-10螺栓3 .添加螺纹主体1）绘制截面草图以plane2为草绘平面，绘制等边三角行草图，作为螺纹扫描是截面.按住ctrl 键并单击其中的两条边，在属性管理器中单击”相等约束”按扭，再另外选两条边,31并添加同样的约束.三角形边长为1. 5nlm.其中一边与螺纹圆柱体纵剖面边线重合, 且该边的一个端点与梯面的投影线重合.如图8-11所示图8-11螺纹截面草图2）绘制螺旋线基圆以阶梯面为草绘平面，绘制一个阶梯面与螺纹圆柱面的交线圆重合的圆，此圆 控制着螺旋线的直经.3） 添加基准轴单击基准轴按扭或依次选择菜单“插入”/“参考几何体” / “基准轴”命令； 将弹出基准轴属性
39、管理器，然后在绘图区域选择螺纹圆柱面，此时面1出现在 基准轴对话框中的所选工程中，选择定义方式为“圆柱/圆锥面”，单击“确定” 按扭，生成基准轴。4）添加螺旋线选取步骤2）中所绘制的草图圆，依次选择菜单“插入”/“曲线”/“螺旋线” / “涡壮线”命令，将弹出“螺旋线”对话框，选择定义方式为“螺 距 和圈 数”，螺距改为L 50mm,圈数为19,起始角度为0 ,选中顺时针旋转，单击“确定” 按扭，生成螺旋线。如图8-12所示图8-12生成螺旋线325)添加扫描特征在特征工具栏中单击“扫描”按扭或依次选择菜单“插入”/“凸台” /“扫描” 命令，将弹出扫描特征属性管理器在图形区域分别选取步骤1)
40、和4)中。方向 和扭转类型选择随路径变化，单击“确定”按扭；螺纹生成。5.添加螺纹尾段(1)添加基准面在参考几何体工具栏中单击“基准面”按钮或依次选择菜单“插入” / “参考 几何体”/“基准面”命令，将弹出基准面属性管理器，在其中选择两面夹角，其 值为45,选择Plane3和Axisl,单击“确定”按钮生成基准面。(2)添加第二截面在上一步生成的基准面上绘制等腰三角形，其底边与螺纹圆柱的生命，高为 0.65mm,底边的一个端点与曙纹底部的螺旋线重合。如图8T3所示图8-13第二截面(3)添加第三截面采用与前两步类似的方法，绘制草图，该草图为一点，其所在平面与Plane3 成90度角如图8-1
41、4所示。图8-14第三截面33(4)添加放样特征依次选择图形区域中3个截面，单击“确定”按钮，螺纹一端的放样特征生成。采用上述步骤在螺纹的另一端生成螺纹过渡放样特征；最终得到一个完整的 法兰螺栓。34毕业设计感想两个月的毕业设计转眼间就到了扫尾阶段，在这两个月的设计学习过程中， 我取得了长足的进步。我的毕业设计的课题是机械手的设计，这是一个我以前所没有接触的。我对 它来说完全是一个陌生者，经过指导老师的帮助和对参考资料的拜读，我已经对 机械手有了一定的了解。机械自动化作为工业开展的一个方向，它有着广阔的市场，属于实际需要去 研制的一种工程。机械手能模仿人体上肢的某些动作，就需要有一定的灵敏度，
42、 对设计的要求较高。通过这次设计，提高了我分析和解决问题的能力，扩宽和深 化了学过的知识，掌握了设计的一般程序规范和方法，培养了我们正确使用机身 材料、国家标准、图册等工具书的能力。毕业设计是对未来工作的一种模拟。通过这次设计，我对未来所从事的工作充满了信心！参考资料1、机械设计手册3机械工业出版社，徐潮主编2、机械设计手册4机械工业出版社，徐频主编3、机械设计手册5机械工业出版社，徐潮主编4、工业机器人北京理工大学出版社，张建民著5、工业机械手-机械结构上上海科学技术出版社工业机械手编写组6、机床设计手册3，部件、机构及总体设计 机械工业出版机床设计手册编写组7、液压传动机械工业出版社，丁树
43、模主编358、机械制图大连理工大学工程画教教研室高等教育出版社9、毕业设计指导书 青岛海洋出版社李恒权、朱明臣、王德云主编10、机械基础 中国劳动出版社，王栋梁主编11、solidworks设计与应用电子工业出版社隆生主编12、机械制造技术机械工业出版社，黄鹤汀主编双击下载CAD图纸:液压系统图.dwg机械手机身装配图.dwg机械手外观图.dwg机械手爪装配图.dwg手臂部装配体.dwg手腕部装配体.dwg手臂部装配体.dwg手腕部装配体.dwg双击下载Solidworks运动仿真动画:AVI机械手总装配体附动画.avi机械手臂部动画.avi机械手手部夹紧动画.avi机械手腕部转动.avi36
44、方程度设计说明书课题：凸轮轴加工自动线机械手班级： 数控69902设计：沈晓春 二00五年九月目录、目录2二、前言3（一）机械手的用途说明3（二）设计机械手的目的、意义3（三）设计指导思想应到达的技术性能要求4三、设计方案论证5（一）机械手的原始依据5（二）机械手的运动方案论证6四、机械手各组成部件设计计算8（一）抓取机械设计8（二）手腕机构12（三）手臂设计14（四）缓冲装置设计22（五）定位机构设计25（六）机械手驱动系统设计25五、机械手控制系统设计25六、设计总结26七、参考文献27二、刖百（一）机械手的用途说明机械手是模仿人手工作的机械设备。实验用机械手的设计，是指 机械手臂在一定范
45、围内的摆动，手臂的垂直方向的上下移动及手爪的伸 缩运动组成。由启动系统实现各运动的驱动。它的主要作用是将工件按 预定的程序自动地搬运到需要的位置，或者保持工具进行工作。机械手 是利用PLC控制整个系统实现各种运动的自动化控制，且能用于教学演 ZjS O（二）机械手的目的、意义机械手是模仿人手的动作，生产中应用机械手可以提高自动化水 平和劳动生产率，可以减轻劳动强度，保证产品质量，实现平安生产， 尤其在恶劣的劳动条件下，它代替人作业的意义更加重大。因此，在机 械加工中得到越来越广泛的应用。目的是，我们对机械手的设计步骤有一定的平衡了解；也能基本 掌握机械设计的方法；综合运用学过的理论知识；全面复习绘图技巧， 并较好的运用于毕业设计绘图上。通过这次设计，使我了解到，自动控 制的对象主要是单机或某个生产过程，智能控制那么包括控制对象及整个（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重输送的输料 槽，如图1.1所示，该装置结构简单，不需要其它动力源和特殊装置，所以本课题 采用此种输料槽。图1.1机械手安装简易图（2、）动作要求分析如图1.2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：手腕旋转预夹紧手臂上升手臂旋转小臂伸长手腕