熱鐓擠送料機械手設(shè)計報告書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機械原理課程設(shè)計說明書熱鐓擠送料機械手一、 設(shè)計題目：熱鐓擠送料機械手二、 工作原理及其工藝動作過程：機械手夾送圓柱形鐓料，手指夾料，再通過凸輪 或連桿機構(gòu)使手臂上擺15，然后手臂水平回轉(zhuǎn)120，到達指定點手臂下擺15，手指張開放料；手臂再上擺，水平反轉(zhuǎn)，下擺，同時手指張開，準備夾料，往復(fù)這些運動。三、 原始數(shù)據(jù)及其設(shè)計要求：（1）最大抓重 1（2）手指夾持工件最大直徑 15（3）手臂回轉(zhuǎn)角度 110（4）手臂回轉(zhuǎn)半徑 500（5）手臂上下擺動角度 15(6) 送料頻率 20次/分（7）工作阻力很小。要求選用的機構(gòu)簡單、輕便、運動靈活可靠。（8）電動機轉(zhuǎn)速 1440轉(zhuǎn)

2、/分四、設(shè)計方案提示 （1）機械手主要由手臂上下擺動機構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)組成。工件水平或垂直放置，設(shè)計時可以不考慮手指夾料的工藝過程。（2）此機械手為空間機構(gòu)，確定設(shè)計方案后應(yīng)計算空間自由度。(3) 此機械手可按閉環(huán)傳動鏈設(shè)計。五、設(shè)計任務(wù)：（1） 機械手一般包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和齒輪機構(gòu)。（2） 設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。（3） 設(shè)計平面連桿機構(gòu)。對設(shè)計的平面連桿機構(gòu)進行速度、加速度分析，繪制運動線圖。（4） 設(shè)計凸輪機構(gòu)。按各凸輪機構(gòu)的工作要求選擇從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用解析法計算理論輪廓線、實際輪廓線值。繪制從動件運動規(guī)律線圖及凸

3、輪輪廓線圖。（5） 設(shè)計計算齒輪機構(gòu)。（6） 編寫設(shè)計計算證明書。（7） 學(xué)生可進一步完成凸輪的數(shù)控加工、機械手的計算機動態(tài)演示驗證等。（8）準備一份不超過五分鐘的PPT講解設(shè)計過程。目錄前言關(guān)鍵詞：熱鐓機 凸輪 齒輪機構(gòu) 機械手 連桿機構(gòu) 課程設(shè)計摘 要：機械原理課程設(shè)計是使學(xué)生較全面的，系統(tǒng)掌握和深化機械原理課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機械運動方案設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計以及應(yīng)用計算機對工程實際中各種機構(gòu)進行分析和設(shè)計能力的一門課程。熱鐓擠送料機械手的設(shè)計，充分的展示了機械原理課程理論和實際應(yīng)用的結(jié)合。前言“機械原理”課程的核心內(nèi)容是研究機械產(chǎn)品概念相關(guān)的機構(gòu)設(shè)計和機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)理

4、論和基本方法。機械產(chǎn)品概念設(shè)計的最終結(jié)果主要是得到機械運動方案（亦可稱之為機構(gòu)系統(tǒng)方案），它體現(xiàn)了機械產(chǎn)品的功能和工作原理。方案設(shè)計階段是機械產(chǎn)品設(shè)計最富創(chuàng)造性的階段，因此機械原理課程對于培養(yǎng)我們學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力至關(guān)重要。作為機械原理課程的最要一部分，機械原理設(shè)計對于提高機械原理課程學(xué)習(xí)起到十分重要的作用，使得我們初步掌握如何去創(chuàng)新設(shè)計機械產(chǎn)品的手段和能力。進入21世紀以來，市場愈加需要各種各樣性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠、價格低廉、效率高、能耗低的機械產(chǎn)品，而決定產(chǎn)品性能、水平、市場競爭能力和經(jīng)濟效益的重要環(huán)節(jié)是產(chǎn)品設(shè)計。機械產(chǎn)品設(shè)計中，首要任務(wù)是進行機械運動方案的設(shè)計和構(gòu)思、各種傳動機構(gòu)和執(zhí)

5、行機構(gòu)的選用和創(chuàng)新設(shè)計。這要求設(shè)計者綜合應(yīng)用各類典型機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、運動原理、工作特點、設(shè)計方法及其在系統(tǒng)中的作用等知識，根據(jù)使用要求和功能分析，選擇合理的工藝動作過程，選用或創(chuàng)新機構(gòu)型式并巧妙地組合新的機械運動方案，從而設(shè)計出機構(gòu)簡單、制造方便、性能優(yōu)良、工作可靠、實用性強的機械產(chǎn)品。在全球化的知識經(jīng)濟時代，人類將更多地依靠知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新及知識和技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，來贏得市場競爭力和產(chǎn)品生命力。設(shè)計中的創(chuàng)新需要豐富的創(chuàng)新性思維，沒有創(chuàng)新性的構(gòu)思，就沒有產(chǎn)品的創(chuàng)新，而機械產(chǎn)品的創(chuàng)新是機械系統(tǒng)的運動方案設(shè)計。機械原理課程設(shè)計結(jié)合一種簡單機器進行機器功能分析、工藝動作過程確定、執(zhí)行機構(gòu)選擇、機械運

6、動方案評定、機構(gòu)尺度綜合、機械運動方案設(shè)計等，使學(xué)生通過一臺機器的完整的運動方案設(shè)計過程，進一步鞏固、掌握并初步運用機械原理的知識和理論，對分析、運算、繪圖、文字表達及設(shè)計資料查詢等諸多方面的獨立工作能力進行的訓(xùn)練，培養(yǎng)理論與實際相結(jié)合、應(yīng)用計算機完成機構(gòu)分析和設(shè)計的能力，更為重要的是培養(yǎng)開發(fā)的創(chuàng)新能力。因此，機械原理課程設(shè)計在機械學(xué)生的知識體系訓(xùn)練中，具有不可替代的重要作用。培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力是高等教育改革的一項重要任務(wù)。機械原理是機械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是研究機械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學(xué)科，特別是機械原理課程中關(guān)于機械運動方案的設(shè)計是機械工程設(shè)

7、計中最具有創(chuàng)造性的內(nèi)容，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力起著十分重要的作用。機械原理課程設(shè)計是機械原理教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。第1章 總論及設(shè)計要求1.1設(shè)計要求熱鐓擠送料機械手，它是有電動機驅(qū)動，通過機械手的動作，夾送圓柱形鐓料，往40t鐓頭機送料。機械手的手臂的上下擺動有凸輪搖桿機構(gòu)實現(xiàn)，機械手的水平回轉(zhuǎn)有間隙機構(gòu)實現(xiàn)。具體的動作順序：手指夾料，手臂上擺15，手臂水平回轉(zhuǎn)120，手臂下擺15，手指張開放料；手臂再上擺，水平反轉(zhuǎn)，下擺，同時手指張開，準備夾料。熱鐓擠送機械手能實現(xiàn)最大抓重為2kg，最大直徑為25mm的圓柱形鐓料。（不考慮機械手抓手的動作）表1.1 熱鐓擠送料機械手技術(shù)參數(shù)方案號最大抓重手

8、指夾持工件最大直徑/mm手臂回轉(zhuǎn)角度/()手臂回轉(zhuǎn)半徑/mm手臂上下擺動角度/()送料頻率/(次/min)電動機轉(zhuǎn)速（r/min）A22512068515151450B3301007002010960C115110500152014401.2工作原理以及工藝動作流程圖圖1.1機械手的外觀圖1.2.1機械手上下擺動動作的設(shè)計：1.2.2機械手水平回轉(zhuǎn)動作的設(shè)計：1.2.3機械手齒輪傳動動作流程設(shè)計：功能執(zhí)行構(gòu)件工藝動作執(zhí)行機構(gòu)運送原料手臂直線上下左右往返運動曲柄滑塊機構(gòu)圓盤凸輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)（齒條機構(gòu)）第2章 機械驅(qū)動裝置選擇與設(shè)計2.1 驅(qū)動裝置的選擇選擇電機類型： 電動機是機器中

9、運動和動力的來源，其種類很多，有電動機、內(nèi)機、蒸汽機、水輪機、氣輪機、液動機等。電動機結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護容易，一般機械上大多數(shù)是均采用電動機驅(qū)動。 2.1.1 常用電動機的結(jié)構(gòu)特征（1）.Y系列三相異步電動機該系列電機能防止水滴、灰塵、鐵屑或其他雜物浸入電機內(nèi)部，它是我國近年來研制成功的型電動機。 (2). 電磁條速三相異步電動機名稱：YCD電磁調(diào)速三相異步電動機。有組合式和整體式兩種機構(gòu)，這兩種調(diào)速電動機為防護式，空氣自冷，臥式安裝，且無碳刷，集電環(huán)等滑動接觸部件。2.1.2 選定電動機的容量電動機的容量選得合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時，電動

10、機不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費。電機的容量的主要由電動機的運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。傳動裝置的總效率組成傳動裝置的各部分運動副效率之積按推薦的傳動比合理范圍，取一級傳動i1=20-50，二級圓柱直齒輪的傳動比i2=4-6, 三級圓柱直齒輪的傳動比i3=2-4,總的傳動范圍為40-200. 經(jīng)過上網(wǎng)查閱資料綜合考慮決定選用Y132S4型號電動機2.2 傳動類型的選擇齒輪機構(gòu)是各種機構(gòu)應(yīng)用最為廣泛的一種傳動機構(gòu)。它具有傳動功率大、傳動比準確

11、、使用壽命長、工作可靠等優(yōu)點，所以適宜在此機構(gòu)之中選擇齒輪傳動作為主傳動系統(tǒng)。第3章 主要執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計3.1手臂擺動機構(gòu)的選擇設(shè)計選擇凸輪連桿機構(gòu)實現(xiàn)機械手的上下擺動：3.2手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)的選擇設(shè)計選擇不完全齒輪實現(xiàn)間歇運動：圖3.1不完全齒輪機構(gòu)3.3擬定運動循環(huán)圖 機械手的動作順序：手指夾料手臂上擺15手臂回轉(zhuǎn)110手臂下擺15手指松開手臂上擺15手臂反轉(zhuǎn)110手臂下擺15運動的大概過程可表示如下表格：動作序號動作名稱轉(zhuǎn)角1手指夾料02手臂上擺153手臂回轉(zhuǎn)1104手臂下擺155手指放料06手臂上擺157手臂反向回轉(zhuǎn)1108手臂下擺15具體各機構(gòu)轉(zhuǎn)程運動情況如下：機械手上擺15停止下擺1

12、5停止上擺15下擺15轉(zhuǎn)臺停止水平回轉(zhuǎn)110停止水平回轉(zhuǎn)110 停止停止連桿轉(zhuǎn)角06006000第4章 機構(gòu)的傳動比設(shè)計選擇因為送料頻率為20次/min，可以得出一個完整擠送料過程的周期為60/20=3s在一個周期里分為以下幾個過程：（1）兩次上下擺15的運動時間（2）兩次來回110的運動時間將運動過程時間分解：機構(gòu)在回轉(zhuǎn)和上下擺動的所需時間相同，即為3/2=1.5s于是可分解為如下四個時間段及其對應(yīng)動作：（1） 下擺15 t1=0.75s （2） 上擺15送料 t2=0.75s（3） 水平回轉(zhuǎn)110送料 t3=0.75s（4） 下擺15送料 t4=0.75s（5） 上擺15送料 t5=0.7

13、5s（6） 水平回轉(zhuǎn)110返回 t6=0.75s（備注：抓料及放料過程的時間不計）參數(shù)：電動機的轉(zhuǎn)速：1440r/min=24r/s 熱鐓擠送料機械手的齒輪傳動分為兩部分：左邊的帶動凸輪上下15擺動 ；右邊為帶動連桿滑塊機構(gòu)使得水平回轉(zhuǎn)110可以實現(xiàn) 傳動比計算：（1）左邊：凸輪周期為0.75s n凸=4/3r/s n電動機=24r/sn電動機/ n凸=18：1又18=2*3*3即可設(shè)計為一條鏈中齒數(shù)為以下幾組：10和20的嚙合；10和30的嚙合；10和30的嚙合（2）右邊：曲柄滑塊機構(gòu)周期為0.75s同理可得n電動機/ n曲柄 =18：1公式完全齒輪 完全齒輪完全齒輪完全齒輪完全齒輪完全齒輪完全齒輪不完全齒輪Z1020103030202030Mm=2=20。Dd=mz2040206060404060Dada=(z+2ha