毕业设计（论文）-工业机械手设计.doc

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前言
工业机械手是近几年来出现的一种技术装备,它能够仿人体上肢的某些动作,在生产中代替人搬运物体或操持工具进行操作。因此,机械手的应用越来越普遍,并有着广泛的发展前途。
为了提高生产的自动化水平和劳动生产率,减轻工人的劳动,并且可保证产品的质量。
在设计机械手之前,我们到工厂进行了实地考察对其结构、运动形式进行研究和分析。回校之后,通过查找有关资料进行机械手的初步设计和计算。
通过这次设计,培养了我们综合运用所学的理论知识掌握了工程设计的一般程序,建立了正确的设计思想,使我们学到了许多在课堂上没有学到的知识,为我们将来的工作奠定了一定的基础。
在设计过程中得到了老师的指导和帮助,在此向您表示感谢。
由于我们的能力有限,在计算和结构中难免会出现缺点错误,真诚期待各位领导和各位老师给予批评指正。

1. 机械部分
1-1 确定机械手的结构及拟定工作原理图
一、设计要点
1、130,152大炮药筒压底工序上,下料机械手完成顶料、抓料、提开、转腕、下降、放料。
2、手臂行程分为两个行程:提开和放料:1000mm
3、传动方式:液压传动
4、抓持工件的重量:130、 ;152、
二、传动方案的确定
1、驱动方式的确定:
该机械手采用的是液压传动,它与气压传动相比,能够有如下优点:
能得到较大的输出力和力矩。
液压传动滞后现象小,反映较灵敏,传动平稳,由于气压传动能得到较高的速度,但空气粘性比油液低,传动中冲击较大,不利于精确定位。
输出力和运动速度控制比较容易,输出力和运动速度在一定的油缸尺寸下,主要决定于油液的压力和流量,通过调节相应的压力和流量,能比较方便地控制输出功率。
4)可达到较高的定位精度,抓重较轻时,采用适宜的缓冲措施和定位方式,但系统的泄漏难以避免,影响工作效率和系统的工作性能。
2、运动路线的确定
根据其工作循环,确定运动路线
传料——下降——抓料——上升——转腕——下降——松指——上升——直腕
三、机械手的基本参数
抓重:根据任务所给质量,、。
自由度数为两个,手臂的竖直方向向上的直线往复运动,腕部回转油缸的摆动。
工作时间:任务是要求机械手在一分钟内完成两个工作循环,根据其循环时间可分配如下:
手臂上升时间:5秒
手臂下降时间:4秒
转腕时间:3秒
抓料时间:2秒
放料时间:1秒
4)定位精确:机械手的定位精度是由加工工艺要求决定的,三抓定位精度高,根据本身的结构,抓重工作速度以及驱动方式和缓冲定位方式来确定。本机械手的定位精度为±1mm。
四、机械手的结构设计
根据任务书的要求和工作地的要求,升降系统设计成双作用单杆活塞式油缸,它完成工件的放料任务。考虑它的体积要求和转矩要求,采用双叶片回转油缸,手部采用双作用单杆式油缸,由滑块来确定手部的夹紧位置。腕部回转45°,采用单导向结构。
1-2 夹紧油缸的设计

1、夹紧缸的结构设计选择
采用滑头结构,这种形式结构简单、可靠,并在夹紧工作后能自锁。
2、手指选择
根据工作形状结构和工艺要求,采用三指式结构,这样在转腕时比较平稳,三指式120°,对称分布。
3、三指夹紧力的计算
在手指好工件接触处安装橡胶,加橡胶垫的目的是使其夹紧可靠,避免碰伤工件表面。
工件夹紧力的计算:
铜和橡胶的摩擦系数= (查手册)
工件的重力: =×10=()
3 =
==269()
由于,故
夹紧力传给滑块,滑块通过活塞杆的斜块,将滑块的压力分解为两个方向,一个是对斜块的压力,一个是摩擦力,由受力分析如图示:

理论驱动力:p`
f为钢与钢的摩擦系数,取f=
故
实际驱动力P
安全系数,~2 ——~
所以
:
1﹚指部夹紧缸的运动形式是直线王府运动,常选用单杆活塞油缸。
2﹚液压缸尺寸的确定
缸的推力:
取工作压力:
液压缸活塞有效工作体积:

3)无杆腔:
4)活塞杆直径的确定
根据上式和速度比Φ确定
由于抓料时间与放料行程相等,所以时间比等于速度比,即
:放料所需的速度
:抓料所需的速度
由《工业机械手册设计基础》天津***,差得
活塞杆直径的验算:
故安全
:
缸的推力:
实际压力:

1)液压缸的密封均采用O型密封圈密封。
2)活塞杆结构设计。


材料:选45钢
密封圈外径:D=100mm
沟槽宽度:B=±
往复运动距离:H=