1、熱鐓擠送料機械手設計書設計題目熱鐓擠送料機械手一、設計題目簡介設計二自由度關節式熱鐓擠送料機械手，由電動機驅動，夾送圓柱形鐓料，往40噸鐓頭機送料。以方案A為例，它的動作順序是：手指夾料，手臂上擺150 ,手臂水平回轉120 o ,手臂下擺150，手指開放料。手臂再上擺，水平反轉，下擺，同時手指開，準備 夾料。主要要求完成手臂上下擺動以及水平回轉的機械運動設計。圖5為機械手的外觀圖。設計數據與要求萬案 號最 大 抓 重 kg手指夾持 工件最大 直徑mm手臂回 轉角度(o )手臂 回轉 半徑mm手臂上下 擺動角度(o )送料 頻率 次/min電動機轉 速 r/minB33010070020109

2、60三、設計任務1. 至少提出可行的兩種運動方案，然后進行方案分析評比，選出一種運動方案進行設計；2. 設計傳動系統并確定其傳動比分配。3. 圖紙上畫出步進送料機的機構運動方案簡圖和運動循環圖。4. 對平面連桿機構進行尺度綜合，并進行運動分析；驗證輸出構件的軌跡是否滿足設計要 求；求出機構中輸出件的速度、加速度；畫出機構運動線圖。5. 用軟件（VB MATLAB ADAMS或 SOLIDWORK等均可）對執行機構進行運動仿真，并畫出輸出機構的位移、速度、和加速度線圖。6. 編寫設計計算說明書，其中應包括設計思路、計算及運動模型建立過程以及效果分析等。7. 在機械基礎實驗室應用機構綜合實驗裝置驗

3、證設計方案的可行性。四、設計提示1. 機械手主要由手臂上下擺動機構、手臂回轉機構組成。工件水平或垂直放置。設計時可以不考慮手指夾料的工藝動作。2. 此機械手為空間機構，確定設計方案后應計算空間自由度。3. 此機械手可按閉環傳動鏈設計。完成日期：2011 年12月J_日指導教師溫亞連第一部分電機輸出部分本部分，我對電機的輸出進行了設置，因為我的送料機器手要實現兩個方向的運動，所以我要做的就是把點擊的輸出方向改成兩個方向傳導，我應用了齒輪機構來實現其兩個方向速度的傳導。如下圖所示。這個結構中，我用中間的較大的輪作為主動輪，兩個較小的輪作為從動輪，進行送料機器手的兩個運動。齒輪間我們用花鍵連接，實現

4、三個齒輪的運動。第二部分機械送料手搖擺運動的設計機械手實現左右擺動運動結果設計，在我的題中可以看到，我要實現左右100度的擺動,在實現其運動的情況，我進行了兩個方案的設計：萬案一運用齒條齒輪機構，通過齒條的往復運動，實現齒輪的100度的轉動，在這個方案中， 我得到的結構簡圖如圖所示：上圖可以看出，我們通過主動輪的運動， 帶動齒條的往復運動， 齒條去帶動齒輪的回轉運動，這樣可以實現送料機器手的往復運動，但是本結構中有一個很大的缺陷，就是齒輪的受力地方太少，一直都是在100度轉動，這樣對齒輪的磨損很大，所以本結構我沒有采用， 我進行了我的第二個方案的設計。方案二在方案二的設計中，我參考了四連桿機構

5、中的曲柄搖桿機構，但是曲柄搖桿機構它有 急回特性，我們這個結構中，希望他實現往返運動，但是不希望他有急回特性，所以說，我 這個結構是一個曲柄搖桿機構的變形，我通過多加一個桿，開實現方案具體情況如下圖所示。本結構中，我們通過圓盤為主動件，圓盤上一個連桿，與搖桿的連桿鉸接在一起，再鉸接點的地方，用滑塊固定，這樣就可以實現我們要求的100度的轉動了，通過方案一和方案二的比較，我覺得方案二根據有可行性，他對送料機器手的工藝要求更低，制造更加方便， 所以我選擇方案二作為我100度轉動的最終方案。然后我對方案二進行了運動學分析。我運用的軟件是我們學期限選課所學習的simpack。首先，我先對我所需要的結構

6、進行了簡單 建模，建模結果如圖所示該圖中，綠色的桿為我們的主動件, 1該連桿和藍色桿的鉸接點，是只能在 以進行運動學分析：紅色的桿是我們的機器手，黃色的桿是我們的連桿 Y軸上運動的，就形成了我們的滑塊，這個結構可它在X方向的速度線圖如下圖所示:Page 1di 旳 Jir在Y方向的速度線圖:PageDijgr-pni在X方向上的加速度線圖:Page 1在Y方向的加速度線圖X方向的位移線圖:Y方向的位移線圖:Fag& 1J lau-MkbtJ三我通過對上面曲線的分析， 發現該運動的速度曲線較為平滑，加速度沒有突破的很厲害的，位移曲線是平滑的，說明我所設計的機構能夠正常的運轉，不會發生較大

7、的沖級，不會發生很大的負載，能正常的使用。證明我所設計的機構符合要求。對本機械手機構的自由度的計算：F= 3 X N- 2 Xpl - ph =3 X5 - 2 X 7 - 0=1第三部分機械手的點頭運動機械手的第二個運動，上下點頭20度。在這個運動中，我經過多方面的考慮，發現凸輪機構能夠更好的實現該運動，我設計的簡圖如下所示：YLx該機構中，通過偏心輪的轉動，帶動桿的上線運動，實現我們的點頭運動，但是因為這個為凸輪擺桿機構，其運動情況不好分析，數據不好采集，所以我對該結構進行了少些的改 動，讓其能夠實現數據的采集，如下圖所示：通過對下輪的轉動，帶動滑塊的上下移動，而讓桿進行上下的擺動，該結構

8、能實現我們的20度的轉動，其自由度的計算：F = 3 X 5-2 X6 - 1=2第四部分心得體會這是我們步入大學之后的第一次做課程設計，在這次課程設計中，我們充分利用了所學的機械原理知識，根據設計要求和設計分析，選用'組合成機械系統運動方案，從而設計出結構簡單，制造方便，性能優良，工作可靠的機械系統。這次課程設計，不僅讓我們把自己所 學的知識運用到實際生活中去，設計一些對社會有用的機構，也讓我們深刻體會到團體合作的重要性，因為在以后的學習和工作中，但靠我們自己個人的力量是遠遠不夠的，積聚大家的智慧，才能創造出令人滿意的產品來。在的實習設計過程中，我們發現了許多的問題，在設計的過程中有許多我們平時都不太 重視的東西，也有很多的難題，再這一周多里我們每個人都是互相詢問和幫助，有的不懂我們就會再一起討論問題。 設計的過程中，我們感觸最深的當屬查閱了很多次設計書和指導書。 為了讓自己的設計更