熱墩擠送料機械手的設(shè)計報告書范文

年4月19日熱墩擠送料機械手的設(shè)計報告書文檔僅供參考機械原理課程設(shè)計機械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：熱鐓擠料機機械手A基本參數(shù)：最大抓重1kg，手指夾持工件最大直徑2手臂回轉(zhuǎn)角度120°，手臂回轉(zhuǎn)半徑685mm，手臂上下擺動角度15°，送料頻率15次/min，電動機轉(zhuǎn)速1450設(shè)計人：崔志龍學(xué)院：機械電氣化工程學(xué)院班級：機械14-1學(xué)號：指導(dǎo)老師：蘭海鵬時間：-5-31TOC\o"1-3"\u目錄 .1前言………………………2第1章總體設(shè)計要求 31.1設(shè)計題目1.2.工作原理及其工藝動作過程 31.2工作原理及其工藝動作過程31.3原始數(shù)據(jù)及其設(shè)計要求41.4設(shè)計方案提示41.5設(shè)計任務(wù)5第2章機械手執(zhí)行機構(gòu)和傳動機構(gòu)的方案設(shè)計 52.1手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計 52.2機械手上下擺動動作的設(shè)計62.3機械手的工藝動作流程及時間分配7第3章機械驅(qū)動裝置選擇與設(shè)計 73.1驅(qū)動裝置的選擇 73.1.1常見電動機的結(jié)構(gòu)特征 73.1.2選定電動機的容量 73.2傳動類型選擇…………………….8第4章機構(gòu)總體設(shè)計簡圖及其數(shù)據(jù)的計算84.1機構(gòu)總體設(shè)計簡圖84.2機構(gòu)設(shè)計簡圖數(shù)據(jù)的計算9第5章主要執(zhí)行機構(gòu)的計算 95.1回轉(zhuǎn)機構(gòu)的計算95.2手臂上下擺動機構(gòu)的計算105.3不完全齒輪的設(shè)計實現(xiàn)間歇運動10第六章設(shè)計總結(jié)……………………11第七章參考文獻………11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(jì)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)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)生經(jīng)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、文字表示及設(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)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章總體設(shè)計要求1.1.設(shè)計題目：熱鐓擠送料機械手A1.2.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，再經(jīng)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(zhǔn)備夾料，往復(fù)這些運動。圖1.1機械手的外觀圖1.3.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25㎜（3）手臂回轉(zhuǎn)角度120°（4）手臂回轉(zhuǎn)半徑685㎜（5）手臂上下擺動角度15°（6）送料頻率15次/分（7）電動機轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分圖1.2原始數(shù)據(jù)及其設(shè)計要求1.4.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)計時能夠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。1.5.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。第2章機械手執(zhí)行機構(gòu)和傳動機構(gòu)的方案設(shè)計2.1．手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計方案一：不完全齒輪+曲柄搖桿機構(gòu)方案二：盤形凸輪+曲柄搖桿機構(gòu)2.2．機械手上下擺動動作的設(shè)計方案一：利用空間凹槽+推桿方案二：盤形凸輪+曲柄搖桿機構(gòu)2.3．機械手的工藝動作流程及時間分配送料頻率為15次/min,即每次/4s，這四秒可進行如下分配：手指夾料0.2s手臂上擺15度0.4s手臂回轉(zhuǎn)120度1s手臂下擺15度0.4s手指松開0.2s手臂上擺15度0.4s手臂反轉(zhuǎn)120度1s手臂下擺15度0.4s第3章機械驅(qū)動裝置選擇與設(shè)計3.1.驅(qū)動裝置的選擇選擇電機類型：電動機是機器中運動和動力的來源，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。3.1.1常見電動機的結(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、鐵屑或其它雜物浸入電機內(nèi)部，它是中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。3.1.2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。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Y132S—4型號電動機3.2.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(zhǔn)確、使用壽命長、工作可靠等優(yōu)點，因此適宜在此機構(gòu)之中選擇齒輪傳動作為主傳動系統(tǒng)。第四章機構(gòu)總體設(shè)計簡圖及其數(shù)據(jù)的計算4.1.機構(gòu)總體設(shè)計簡圖4.2.機構(gòu)設(shè)計簡圖數(shù)據(jù)的計算已知電動機的轉(zhuǎn)速為1450r/min，送料頻率為15次/min，即i總=1450/15=96.67i帶=1.5。i總=i帶*（z2/z1）*（z4/z3）*（z6/z5）*（z8/z7）*（z10/z9）*（z12/z11）=1.5*2*2*2*2*2*2=96齒輪1和齒輪2為直齒錐齒輪，其當(dāng)量齒數(shù)分別為z1=18,z2=36；齒輪1和齒輪2的分度圓錐角分別為63度和27度，模數(shù)取1mm，壓力角=20°，ha*=1.0,c*=0.25,hf=1.25。齒輪11為不完全齒輪，其當(dāng)量齒數(shù)為z11=20，其12個齒均勻在0度到216度之間，齒輪12的齒數(shù)z12=24，模數(shù)均取10，壓力角20°，ha*=1,c*=0.25。其余均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，壓力角=20°，取模數(shù)m=1，齒頂高系數(shù)h0*=1，頂隙系數(shù)C*=0.25；z3=z5=z7=z9=18；z4=z6=z8=z10=z12=36；第5章主要執(zhí)行機構(gòu)的計算5.1.回轉(zhuǎn)機構(gòu)的計算經(jīng)過機械原理課程設(shè)計的仿真軟件輸入曲柄長為220mm,搖桿擺角為120度，行程速比系數(shù)=1.5，極位夾角=36度，搖桿長為500mm；得出機架長為916mm5.2.手臂上下擺動機構(gòu)的計算導(dǎo)軌設(shè)計的深度5.3.不完全齒輪的設(shè)計實現(xiàn)間歇運動1處和2處分別為曲柄和連桿共線的地方，在1處和2處搖桿從最近出運動到最遠(yuǎn)處，在其它地方則實現(xiàn)間歇運動。而且在不完全齒輪機構(gòu)上分別裝設(shè)了凸形和凹形圓弧板，以起鎖止弧的作用第六章設(shè)計總結(jié)熱鐓機送料機械手的設(shè)計不但能減輕工人們的作業(yè)強度，而且大大提高了工作效率。在如今強調(diào)效率和質(zhì)量的時代，機械手等產(chǎn)品也廣泛運用在個行各業(yè)之中，為人們的生活水平的提高做出了很大的貢獻。在設(shè)計過程中。在這次的設(shè)計過程中，我掌握了很多設(shè)計知識，學(xué)會了幾個軟件的使用并有所提高。發(fā)現(xiàn)有些東西非常有用，比如AutoCAD，ADAMS的使用。可是也碰到了很多問題，機構(gòu)的功能不能完全掌握，傳動性不明確，運動循環(huán)不清晰以及機構(gòu)不能完美的連貫起來。這些都是最重要也是最難的。經(jīng)過老師的指導(dǎo)和同學(xué)間討論，終于有所收獲，明白了很多。機械學(xué)作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。當(dāng)前，機械學(xué)正與電子電氣，液壓等多種學(xué)科，聯(lián)系更為緊密，