2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書</p><p><b>  六自由度機(jī)械手</b></p><p>  河南科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院</p><p>  專業(yè) 機(jī)械工程與自動化 </p><p>  指導(dǎo)老師: 李友亞</p><p><b>  2010.6.

2、16</b></p><p><b>  前言</b></p><p>  在工資水平較低的中國,制造業(yè)盡管仍屬于勞動力密集型,機(jī)械手的使用已經(jīng)越來越普及。那些電子和汽車業(yè)的歐美跨國公司很早就在它們設(shè)在中國的工廠中引進(jìn)了自動化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化是那些分布在工業(yè)密集的華南、華東沿海地區(qū)的中國本土制造廠也開始對機(jī)械手表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣,因?yàn)樗麄円鎸と肆?/p>

3、失率高,以及交貨周期縮短帶來的挑戰(zhàn)。</p><p>  機(jī)械手可以確保運(yùn)轉(zhuǎn)周期的一貫性,提高品質(zhì)。另外,讓機(jī)械手取代普通工人從模具中取出零件不僅穩(wěn)定,而且也更加安全。同時,不斷發(fā)展的模具技術(shù)也為機(jī)械手提供了更多的市場機(jī)會。</p><p>  可見隨著科技的進(jìn)步,市場的發(fā)展,機(jī)械手的廣泛應(yīng)用已漸趨可能,在未來的制造業(yè)中,越來越多的機(jī)械手將被應(yīng)用,越來越好的機(jī)械手將被創(chuàng)造,毫不夸張地說,機(jī)

4、械手是人類是走向先進(jìn)制造的一個標(biāo)志,是人類走向現(xiàn)代化、高科技進(jìn)步的一個象征。 因此如何設(shè)計出一個功能強(qiáng)大,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的機(jī)械手變成了迫在眉睫的問題。</p><p><b>  目錄</b></p><p>  設(shè)計要求和功能分析 4</p><p>  基座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核 5

5、</p><p>  液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計和強(qiáng)度校核 8</p><p>  左右搖擺機(jī)構(gòu)零件設(shè)計和強(qiáng)度校核 11</p><p>  連腕部俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計和強(qiáng)度校核 14</p><p>  旋轉(zhuǎn)和夾緊機(jī)構(gòu)零件設(shè)計和強(qiáng)度校核 19</p><p>  機(jī)

6、構(gòu)各自由度的連接過程 25</p><p>  設(shè)計特色 28</p><p>  心得體會 28</p><p>  參考文獻(xiàn) 30</p&

7、gt;<p>  任務(wù)分工 31</p><p>  附錄(零件及裝配圖) 31</p><p><b>  設(shè)計要求</b></p><p>  該機(jī)械臂用于物流生產(chǎn)線上物品的抓取和易位。整個機(jī)械臂安裝在一個回轉(zhuǎn)支座上,回轉(zhuǎn)角度范

8、圍為360度;小臂相對于大臂可擺動,擺動范圍為60-120度;小臂末端的手腕也可以擺動,擺動范圍為-60度到+60度;手腕的末端安裝一機(jī)械手,機(jī)械手具有開閉能力,用于直徑30-45mm工件的抓取,工件長度350mm,重量8kg。</p><p><b>  功能分析</b></p><p>  系統(tǒng)共有6個自由度,分別是夾緊、旋轉(zhuǎn)、俯仰(1)、左右搖擺、俯仰(2)及基

9、座的回轉(zhuǎn)。</p><p>  基座的回轉(zhuǎn)自由度可以進(jìn)行360度的回轉(zhuǎn);與基座相連的俯仰機(jī)構(gòu)(包含液壓缸)可進(jìn)行俯仰動作,幅度較大,可以滿足60-120度的俯仰要求,與此相連部分為左右搖擺機(jī)構(gòu),能夠完成-60~60度的左右來回擺動,接著下去的是俯仰機(jī)構(gòu),與搖擺機(jī)構(gòu)內(nèi)部類似,亦可完成-60~60度的上下俯仰動作,最后的是旋轉(zhuǎn)部分與手指部分,旋轉(zhuǎn)部分可以正反旋轉(zhuǎn),手指部分通過在手腕上滑槽來控制收放動作。機(jī)構(gòu)采用液壓控

10、制各自由度的動作,簡單方便且功率大,各自由度之間相互聯(lián)系且獨(dú)立,動作時互不干涉。</p><p>  基座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核</p><p>  液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計及強(qiáng)度校核</p><p>  左右搖擺機(jī)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度校核</p><p>  連腕部俯仰機(jī)構(gòu)零件設(shè)計及強(qiáng)度校核</p><p>  旋轉(zhuǎn)和夾緊

11、的設(shè)計及強(qiáng)度校核</p><p>  一.機(jī)械手指部基座與回轉(zhuǎn)體的螺栓連接</p><p>  將前部指部和輪胎簡化為一簡支梁結(jié)構(gòu),在其質(zhì)心處受到一集中力。</p><p><b>  機(jī)構(gòu)簡圖:</b></p><p>  二.手部旋轉(zhuǎn)液壓缸葉片與夾緊缸連接螺釘?shù)脑O(shè)計</p><p>  手部旋

12、轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)液壓缸剖視圖:</p><p>  備注:葉片寬度b=110mm</p><p>  三.機(jī)械手指部設(shè)計及夾緊力計算</p><p>  機(jī)械手指部機(jī)構(gòu)簡圖:</p><p>  機(jī)械手指部夾緊力的計算</p><p>  機(jī)構(gòu)各自由度的連接過程</p><p>  1.手指和活塞(Fin

13、ger and piston)</p><p>  2.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(ratatable institution)</p><p>  3. 俯仰機(jī)構(gòu)(swing_institution)</p><p>  4.搖擺機(jī)構(gòu)(Waver_institution)</p><p>  5.液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)(hydraulic_pressure_Pitc

14、hing)</p><p>  6.總裝(Total Assembling)</p><p><b>  設(shè)計特色</b></p><p>  該機(jī)構(gòu)是一個六自由度的工業(yè)機(jī)械手,能完成夾緊、旋轉(zhuǎn)、俯仰、搖擺以及回轉(zhuǎn)動作,可用于工業(yè)流水線上的操作。我們主要針對設(shè)計的是在轎車生產(chǎn)過程中,后車箱備胎的放置,機(jī)構(gòu)簡便、效率高,可控范圍大,沉重量大,基座

15、運(yùn)用齒輪傳動,效率高,強(qiáng)度大,液壓泵俯仰機(jī)構(gòu)承載性強(qiáng),可調(diào)角度大,回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)都是-60度到60度。機(jī)構(gòu)所用零件便于加工,標(biāo)準(zhǔn)件較多,便于機(jī)構(gòu)的組裝,相應(yīng)的成本也不高。</p><p><b>  心得體會</b></p><p>  從開學(xué)時接受設(shè)計任務(wù)到現(xiàn)在的即將答辯,不知不覺已經(jīng)過去了三個多月了,這三個月我們小組五人都在交流溝通中進(jìn)步著,每一周的設(shè)計進(jìn)程,

16、我們都十分用心的去做,雖然我們上學(xué)期做了機(jī)械原理的課程設(shè)計,但是涉及到的只是機(jī)構(gòu)的選擇,而這一次更多的是對機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的校驗(yàn)和工程圖的繪制,難免會有些紕漏,在設(shè)計時,我們本著互相探討,共同設(shè)計的原則,在許多方面取得了成績。</p><p>  雖然課程設(shè)計的題目是開學(xué)時布置的,可是那時候機(jī)械零件的課程還沒學(xué)習(xí),而且工程圖的繪制也沒有學(xué)習(xí),因此相對來說,進(jìn)程并不是很快,我們只是在機(jī)構(gòu)的選擇和機(jī)械手的原理上進(jìn)行探討。隨著

17、時間的推移,尤其是在12周工程圖的課程結(jié)束后,我們開始全面的行動起來。</p><p>  雖然設(shè)計是通過我們五個人最終確定的,但設(shè)計的實(shí)施我們卻有著明確的分工,我們每個人負(fù)責(zé)一個自由度的三維實(shí)體建模、零件圖的繪制以及相應(yīng)文檔的整理,李晶負(fù)責(zé)夾緊和旋轉(zhuǎn)自由度,童幸和彭敏勤負(fù)責(zé)俯仰(連腕部)和左右搖擺自由度的設(shè)計,李然負(fù)責(zé)俯仰(含液壓泵)機(jī)構(gòu)自由度的設(shè)計,潘楷負(fù)責(zé)最后底座回轉(zhuǎn)自由度的設(shè)計。而部件圖由李晶繪制,ppt

18、由彭敏勤和潘楷制作,童幸負(fù)責(zé)最后的設(shè)計說明書的制作。</p><p>  我們機(jī)械手的原型來自于寶馬汽車制造過程中安放輪胎的機(jī)械手,但是我們也有所改動,左右搖擺和俯仰機(jī)構(gòu)的位置變換了一下,這樣看上去更加實(shí)用和美觀。接下來是機(jī)構(gòu)內(nèi)部的設(shè)計,我們在圖書館找到了相應(yīng)的書籍—工業(yè)機(jī)械手,考慮到安放輪胎的機(jī)械手功率相對比較大,我們選擇用液壓控制來實(shí)行機(jī)構(gòu)的動作。在參考資料的過程中,由于書中機(jī)構(gòu)相對介紹的不夠詳細(xì),因此我們花

19、了很大力氣去消化,終于明白了原理。隨后是零件的計算和選擇,雖然我們學(xué)習(xí)了機(jī)械零件的課程,但是真正應(yīng)用到實(shí)際中還是有很大的難度,對于不同連接位置的螺釘、銷,要滿足不同性質(zhì)的強(qiáng)度條件,計算繁瑣而且枯燥,但是最終我們還是克服了困難,把所有重要零件進(jìn)行了校驗(yàn),并最終得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。下一步是三維的實(shí)體建模,有了上一步的數(shù)據(jù)后,三維的建模就容易多了,我們使用的UG建模,UG建模比較容易,而且圖像非常直觀,而且還有標(biāo)準(zhǔn)零件庫,為最后的裝配圖的繪制做出

20、了很大的貢獻(xiàn)。零件圖的繪制又是一個難點(diǎn),我們學(xué)過UG,但是工程圖卻沒有學(xué)習(xí)過,本來我們打算用CAD繪圖,但是我們的機(jī)構(gòu)內(nèi)部極其復(fù)雜,因此我們決定直接用UG導(dǎo)出來的方法得到最后的零件圖。而最后每個人各自數(shù)據(jù)的整理已經(jīng)最后</p><p>  答辯馬上就要到來了,我們的設(shè)計也快結(jié)束了,當(dāng)我們看著最后的成果,內(nèi)心不禁澎湃,我們看到的在設(shè)計的過程中,每個人的刻苦,每個人的努力,每個人的盡力而為。在設(shè)計的過程中我看到了te

21、amwork的強(qiáng)大和重要性,沒有合作的精神,就不可能會有最后的成功,李晶在繪圖經(jīng)常到凌晨兩三點(diǎn),而李然則經(jīng)常在旁邊陪他一起繪圖;彭敏勤和童幸經(jīng)常在一起計算,一方面是由于兩人設(shè)計的機(jī)構(gòu)相似,更重要的是在計算過程中,兩個人在一起更能避免錯誤的產(chǎn)生,潘楷和彭敏勤聯(lián)手完成的ppt也非常完美。雖然這學(xué)期的設(shè)計就此結(jié)束,但是我們在這個過程中學(xué)習(xí)到的東西卻不會忘記,在下學(xué)期的機(jī)電課程設(shè)計中,相信這學(xué)期的設(shè)計一定會有很大的幫助。</p>

22、<p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  1.<<機(jī)械設(shè)計手冊>>第四版第2卷 主編:成大先 化學(xué)工業(yè)出版社 2002.1</p><p>  2.<<工業(yè)機(jī)械手設(shè)計基礎(chǔ)>> 天津大學(xué)<<工業(yè)機(jī)械手設(shè)計基礎(chǔ)>>編寫組編 </p><p

23、>  天津科學(xué)技術(shù)出版社 1980.8</p><p>  3.<<機(jī)械手及其應(yīng)用>> 王承義 機(jī)械工業(yè)出版社 1981.6</p><p>  4.<<機(jī)械設(shè)計與理論>> 主編:李柱國 編者:高雪官 許敏等 科學(xué)出版社</p><p><b>  2003.8</

24、b></p><p>  5.<<現(xiàn)代機(jī)械工程圖學(xué)>> 蔣壽偉 強(qiáng)敏德 蔣 丹 高等教育出版社 1999.6</p><p>  6.<<液壓與氣壓傳動>> 章洪甲 王積偉 黃誼 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.6</p><p>  6.<<UGNX CAD快速入門指導(dǎo)>>

25、 洪如謹(jǐn) 陳炎 清華大學(xué)出版社 2003.3</p><p>  7.<<UGNX 高級開發(fā)實(shí)例>> 曾向陽 謝國明 王學(xué)平 電子工業(yè)出版社</p><p><b>  2004.1</b></p><p><b>  任務(wù)分工</b></p><p> 

26、 李 樂:前三個自由度的機(jī)構(gòu)設(shè)計及其零件的校核驗(yàn)算;UG三維建模裝配;零件圖,裝配圖的繪制;前三個自由度的文檔整理</p><p>  李 想:手臂俯仰機(jī)構(gòu)的設(shè)計和校驗(yàn);UG三維建模;及該自由度的文檔整理</p><p>  張 良:手部左右搖擺機(jī)構(gòu)自由度的設(shè)計和校驗(yàn);UG三維建模,零件圖的繪制;</p><p>  該自由度的文檔整理;最后設(shè)計說明書的匯總整

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