機車軸承座自動上下料專用機構設計【含15張CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 長春工程學院 2020屆畢業(yè)設計（論文）指導教師資格及題目審批表 指導教師姓名 于博 所在單位 機電學院 指導教師職稱 講師 所學專業(yè) 機械電子工程 設計（論文）題目 機車軸承座自動上下料專用機構 題 目 類 型 設計 √ 題 目 來 源 科 研 實驗室建設 論文 工程生產(chǎn) √ 自 擬 題目真實性程度 真實 √ 題目新舊 新題 √ 難度 等級 難 √ 一般 模擬 舊題 較難 設計（論文）地點 校內 √ 設計（論文）時間 自03月 11 日 至06 月15日 校外 概要： 題目來源：題目機車軸承座自動上下料專用機構設計來源于長春某研究所科研項目，是應用專業(yè)知識完成的一臺非標測試試驗臺結構設計。 設計目的：機車軸承座自動上下料專用機構結構較為復雜，設計總體難度較大，完成該畢業(yè)設計題目應具備三維軟件應用能力。本次畢業(yè)設計要求學生能夠熟練運用CATIA軟件輔助設計一套機車軸承座自動上下料專用機構。通過該設計，使學生在設備總體方案設計、機械結構設計、電控系統(tǒng)設計以及零件強度計算、編寫技術文件、查閱文獻和設計軟件應用能力方面受到一次綜合訓練，達到鞏固和綜合運用所學知識，掌握正確設計思想與方法，培養(yǎng)學生的工程應用能力。 可行性：此設計來源于生產(chǎn)實踐，專業(yè)性很強，要求：（1）學生必須掌握《機械制圖》、《機械精度設計基礎》、《機械制造技術基礎》、《工藝與工裝設計》等基本知識，熟悉CATIA或其他三維設計軟件；（2）學生應收集相關設計資料，包括：機車軸承座自動上下料專用機構的有關圖冊、測試試驗臺設計標準等；（3）學生應到有關企業(yè)進行調研，使設計的機車軸承座自動上下料專用機構結構具更具有實用性。 技術路線：（1）機車軸承座自動上下料專用機構結構的工作原理分析；（2）機車軸承座自動上下料專用機構的組成結構分析；（3）機車軸承座自動上下料專用機構的工藝參數(shù)分析；（4）機車軸承座自動上下料專用機構結構的結構設計；（5）關鍵零部件的選擇與校核；（6）繪制總裝圖和零件工作圖；（7）撰寫畢業(yè)設計論文。 復雜工程問題界定 （1）必須運用深入的工程原理，經(jīng)過分析才可能得到解決； （2）設計多方面的技術、工程和其它因素，并可能相互有一定沖突； （3）需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性； （4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的； （5）問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)工程實踐的標準和規(guī)范中； （6）問題相關各方利益不完全一致； （7）具有較高的綜合性，包含多個相互關聯(lián)的子問題。 畢業(yè)設計解決的復雜問題分析及具體實施方法： 針對特征1：本設計需要針對給出的技術要求，利用非標試驗臺設計的理論分析，根據(jù)其結構的特點和要求，擬定總體結構方案，并在開題報告和說明書中寫出方案的對比分析及結果。 實施方法：開題報告、說明書方案論證部分 針對特征2：在設計過程中需要根據(jù)設計要求來給出設計方案，但是，在方案的選擇上存在多種可行性，如零件的加工精度和經(jīng)濟性等技術和工程因素之間都存在著一定的沖突。 實施方法：參考資料、說明書 針對特征3：在設計過程中需要利用非標試驗臺設計標準的相關要求，在將總體設計方案變成實際結構的設計過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性，在設計過程中設法優(yōu)化結構。 實施方法：參考資料、三維軟件 、說明書和圖紙 針對特征7：在本設計過程中，綜合應用機械制圖，機械精度設計基礎，機械制造技術基礎、工藝與工裝設計、三維計算機輔助設計，現(xiàn)代工具如電腦，互聯(lián)網(wǎng)等多種工具和技術的使用。 實施方法： 設計說明書和圖紙 系部意見： 教研室主任簽字： 2020年3 月 5 日 企業(yè)專家意見： 企業(yè)專家簽字： 年 月 日 學院（系）審查意見： 院長（系主任）簽字： 2020年3 月 6日 本畢業(yè)設計題目內容對應畢業(yè)設計課程目標情況說明 課程目標1 在開題和說明書的完成過程中需要查找資料，弄清機車軸承座自動上下料專用機構的工作原理和性能測試參數(shù)，搜集試驗臺的典型結構，為完成總體方案設計提供知識儲備，通過設計方案對比分析，擬定和完成解決方案。 參考文獻，方案原理、畢業(yè)設計任務、審題表、畢業(yè)設計說明書。 課程目標2 根據(jù)測試要求，提出多種可行方案，通過個方案對比分析，確定課題最終實施方案。 開題報告、畢業(yè)設計說明書。 課程目標3 在機車軸承座自動上下料專用機構設計中，學生需要依照的國家標準應用理論創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、技術創(chuàng)新等來完成機車軸承座自動上下料專用機構的總體結構設計。 畢業(yè)設計說明書 圖紙 建模 課程目標4 在理解和分析機車軸承座自動上下料專用機構要求的前提下，考慮設計的安全可靠，零件耐磨、耐用、制造方便等，同時，要考慮經(jīng)濟因素，為課題提供最優(yōu)設計方案。 畢業(yè)設計說明書 課程目標5 利用 CATIA軟件完成機車軸承座自動上下料專用機構的建模和裝配，在裝配過程中進行干涉驗證，對設計中出現(xiàn)的結構問題進行分析和優(yōu)化。 設計說明書 圖紙 課程目標6 利用知網(wǎng)等計算機和互聯(lián)網(wǎng)工具等現(xiàn)代信息技術進行設計文獻檢索，獲取與畢業(yè)設計內容相關的資料。 利用 AutoCAD、CATIA 現(xiàn)代技術工具完成圖紙的繪制。 課程目標7 在說明書和開題報告的完成過程中，優(yōu)化機車軸承座自動上下料專用機構結構，理解機車軸承座自動上下料專用機構設計的實際應用的意義。 開題報告、說明書 課程目標8 從企業(yè)實際項目研發(fā)的角度，理解環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等產(chǎn)業(yè)政策對設計的影響并依照發(fā)展規(guī)律對設計做出修改。 畢業(yè)設計說明書 課程目標9 使用 office 組件撰寫技術報告，在畢業(yè)設計過程中通過專業(yè)術語與指導教師進行交流，闡述設計內容，與指導老師交流設計不明了的地方，聽取指導老師指導。 撰寫開題報告、畢業(yè)設計答辯 PPT、答辯發(fā)言 課程目標10 翻譯與畢業(yè)設計內容切實相關的專業(yè)技術文件，文獻，在設計說明書撰寫過程中翻譯摘要，以準確的語言進行具有使用外語進行跨學科的專業(yè)技術文件翻譯、書寫的能力。并能理解不同區(qū)域、國家、文化對知識和能力的影響和要求，具有跟隨國際技術發(fā)展趨勢、研究熱點的能力。 外文翻譯，設計說明書中英文摘要 課程目標11 在說明書中專有一節(jié)，寫有關設計題目的項目管理、質量管理、經(jīng)濟成本核算分析內容。 畢業(yè)設計說明書 課程目標12 對于在設計過程中，項目所需要的專業(yè)知識和能力，軟件使用能力，非標自動化產(chǎn)品的設計創(chuàng)新能力。 畢業(yè)設計說明書 課程目標13 使用互聯(lián)網(wǎng)、書籍、媒體學習設計相關知識或查找相關資料，自主學習，提高自身專業(yè)業(yè)務水平。 畢業(yè)設計說明書，設計成果 備注：1.此表由擬擔任畢業(yè)設計（論文）指導工作的教師填寫，每個題目填報一張表，一式兩份； 2.部分分項填寫時，只在對應項內打“√”即可； 3.表中真實題目是指在學校、生產(chǎn)、科研及其它單位實際立項的課題； 4.指導教師如果是外聘，應在所在單位欄中加注（外聘）字樣； 5.在畢業(yè)設計（論文）工作開始前，各院（系）將此表匯總，報教務處備案。 CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢業(yè)設計任務書 論文題目： 機車軸承座自動上下料專用機構 學生姓名： 郭 靖 學院名稱： 長春工程學院機電工程學院 專業(yè)名稱： 機械設計制造及其自動化 班級名稱： 機制1646 學 號： 1622421611 指導教師： 于 博 教師職稱: 講 師 學 歷： 博 士 2020年3月8日 長春工程學院 畢業(yè)設計任務書 機電工程 學院 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 2020 屆 題 目 機車軸承座自動上下料治安用機構 專業(yè)班級 機制1646 學生姓名 郭靖 指導老師 于博 任務書下發(fā)日期 2020-3-11 設計截止日期 2020-6-15 難度系數(shù) 較難 畢業(yè)設計（論文）的主要內容： 運用CATIA軟件進行機車軸承座自動上下料專用機構，完成試驗臺總裝圖和若干零件圖的繪制。 要求學生能夠按期圓滿完成畢業(yè)設計任務，設計的機車軸承座自動上下料專用機構結構合理，設計計算方法正確，圖紙完備，符合機械制圖國家標準，說明書內容完整，符合技術用語要求，條理清楚，譯文準確。 設計完成: 1. 機車軸承座自動上下料專用機構分析，包括：分析機車軸承座自動上下料專用機構的具體組成結構、關鍵部件的連接形式和機車軸承座自動上下料專用機構的性能要求； 2. 機車軸承座自動上下料專用機構總體結構設計，包括：機車軸承座自動上下料專用機構的待測件裝夾部分結構設計、試驗臺的總體結構設計和相應檢測元件或傳感器的選型分析； 3. 機車軸承座自動上下料專用機構設計的有關計算，包括：組成零件的實際尺寸、板材厚度、受力分析校核等； 4. 機車軸承座自動上下料專用機構裝配圖和零件工作圖的繪制。 本畢業(yè)設計 內容 對應畢業(yè)設計課程 目標情況說明 課程目標 1：在開題和說明書的完成過程中需要查找資料，弄清機車軸承座自動上下料專用機構的工作原理和性能測試參數(shù)，搜集試驗臺的典型結構，為完成總體方案設計提供知識儲備，通過設計方案對比分析，擬定和完成解決方案。 參考文獻，方案原理、畢業(yè)設計任務、審題表、畢業(yè)設計說明書。 課程目標 2：根據(jù)測試要求，提出多種可行方案，通過個方案對比分析，確定課題最終實施方案。 開題報告、畢業(yè)設計說明書。 課程目標 3：在機車軸承座自動上下料專用機構設計中，學生需要依照的國家標準應用理論創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、技術創(chuàng)新等來完成機車軸承座自動上下料專用機構的總體結構設計。 畢業(yè)設計說明書 圖紙 建模 課程目標 4：在理解和分析機車軸承座自動上下料專用機構要求的前提下，考慮設計的安全可靠，零件耐磨、耐用、制造方便等，同時，要考慮經(jīng)濟因素，為課題提供最優(yōu)設計方案。 畢業(yè)設計說明書 課程目標 5：利用 CATIA軟件完成機車軸承座自動上下料專用機構的建模和裝配，在裝配過程中進行干涉驗證，對設計中出現(xiàn)的結構問題進行分析和優(yōu)化。 設計說明書 圖紙 課程目標 6：利用知網(wǎng)等計算機和互聯(lián)網(wǎng)工具等現(xiàn)代信息技術進行設計文獻檢索，獲取與畢業(yè)設計內容相關的資料。 利用 AutoCAD、CATIA 現(xiàn)代技術工具完成圖紙的繪制。 課程目標 7：在說明書和開題報告的完成過程中，優(yōu)化機車軸承座自動上下料專用機構，理解機車軸承座自動上下料專用機構設計的實際應用的意義。 開題報告、說明書 課程目標 8：從企業(yè)實際項目研發(fā)的角度，理解環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等產(chǎn)業(yè)政策對設計的影響并依照發(fā)展規(guī)律對設計做出修改。 畢業(yè)設計說明書 課程目標 9：使用 office 組件撰寫技術報告，在畢業(yè)設計過程中通過專業(yè)術語與指導教師進行交流，闡述設計內容，與指導老師交流設計不明了的地方，聽取指導老師指導。 撰寫開題報告、畢業(yè)設計答辯 PPT、答辯發(fā)言 課程目標 10：翻譯與畢業(yè)設計內容切實相關的專業(yè)技術文件，文獻，在設計說明書撰寫過程中翻譯摘要，以準確的語言進行具有使用外語進行跨學科的專業(yè)技術文件翻譯、書寫的能力。并能理解不同區(qū)域、國家、文化對知識和能力的影響和要求，具有跟隨國際技術發(fā)展趨勢、研究熱點的能力。 外文翻譯，設計說明書中英文摘要 課程目標 11：在說明書中專有一節(jié)，寫有關設計題目的項目管理、質量管理、經(jīng)濟成本核算分析內容。 畢業(yè)設計說明書 課程目標 12：對于在設計過程中，項目所需要的專業(yè)知識和能力，軟件使用能力，非標自動化產(chǎn)品的設計創(chuàng)新能力。 畢業(yè)設計說明書 課程目標 13：使用互聯(lián)網(wǎng)、書籍、媒體學習設計相關知識或查找相關資料，自主學習，提高自身專業(yè)業(yè)務水平。 畢業(yè)設計說明書，設計成果 畢業(yè)設計（論文）的主要設計要求與技術參數(shù): 運用3D軟件CATIA完成機車軸承座自動上下料專用機構組成結構、工作原理、工藝參數(shù)分析和安全操作規(guī)程研究，并要求完成機車軸承座自動上下料專用機構主要零部件及相關部件的結構設計，同時完成關鍵零部件的選擇與校核工作，機車軸承座自動上下料專用機構方案設計合理可行，樣機結構緊湊，工件最大尺寸440mm*92mm*290mm；最大工作范圍：最大起升高度70mm，最大轉彎角度90°，最大水平移動距離400mm；機械手的自由度為4個自由度；裝料高度1100mm。 畢業(yè)設計（論文）的成果要求: 學生應完成的畢業(yè)設計內容：開題報告一份（不少于3000字）；完成機車軸承座自動上下料專用機構總裝配圖一張和零件圖若干，設計總繪圖量不少于折合成A0幅面圖紙3張，均計算機繪圖；設計計算說明書一份（不少于1.5萬字，正文頁數(shù)不少于30頁）；譯文一份（與畢業(yè)設計題目相關，原文單詞不少于3000）。 主要參考文獻： [1]孫恒，陳作模主編.機械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2001 [2]陳白寧,段智敏,劉文波主編.機電傳動控制.沈陽:東北大學出版社,2002 [3]鄧則名主編.電器與可編程控制器應用技術.北京:機械工業(yè)出版社,2002. [4]王炳實主編.機床電氣控制.北京:機械工業(yè)出版社,2001. [5]鐘肇新主編.可編程控制器原理及應用.廣州:華南理工大學出版社,2000 [6]張秉榮,章劍青主編.工程力學.北京:機械工業(yè)出版社,2000. [7]哈爾濱工業(yè)大學 強錫富主編.傳感器.第三版.北京：機械工業(yè)出版社，2001.5 [8]黃長藝，嚴普強主編.機械工程測試技術基礎.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2001.1 任務書編制教師（簽章）： 2020年 3 月 7 日 教研室審核意見: 教研室主任(簽章): 2020 年 3 月 8 日 學院審核意見: 學院院長(簽章): 2020 年 3 月 8 日 備注 CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 開題報告 設計題目： 機車軸承座自動上下料專用機構 學生姓名： 郭靖 　 學院名稱： 　 長春工程學院國際教育學院 專業(yè)名稱： 機械設計制造及其自動化 班級名稱： 　 機制1646 學 號： 　 1622421611 　 指導教師： 于博 　 教師職稱 : 講師 學 歷： 博士 　　 2020年3月11日 １.課題論證 1.1機車軸承座自動上下料專用機構結構設計研究的目的與意義 隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展,自動化程度的迅速提高,實現(xiàn)工件的裝卸、轉向、輸送等作業(yè)的自動化，已越來越引起人們的重視。在工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。生產(chǎn)中應用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率；可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 意義：（1）提高工人勞動生產(chǎn)率,顯著減輕工人的勞動強度；(2)工作穩(wěn)定可靠，運轉噪聲小，不會損傷工人，使用壽命長；(3)結構簡單緊湊，最大限度采用標準化零部件，通用性好，易于制造，成本低。 1.2文獻綜述（相關課題國內外研究的現(xiàn)狀） 1.2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀 國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制某種智能的機械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作出相應的變更。如位置發(fā)生稍許偏差時，即能更正并自行檢測，重點是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定的成績。視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學測距儀以及微型計算機。工作是電視照相機將物體形象變成視頻信號，然后送給計算機。觸覺功能實在機械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。手的抓力通過裝在手指內的壓力敏感元件來控制。從根本改變目前機械制造的人工操作狀態(tài)。 　1.2.2國內發(fā)展現(xiàn)狀 近幾年來,隨著自動化工業(yè)的不斷發(fā)展,機械手也將隨之壯大起來.在未來幾年里它的發(fā)展趨勢如下: 1.工業(yè)機械手性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)。 2.機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機械手整機;國外已有模塊化裝配機械手產(chǎn)品問市。 3.工業(yè)機械手控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡化;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構:大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 4.傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機械手還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機械手則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。 5.虛擬現(xiàn)實技術在機械手中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機械手操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機械手。 6.當代遙控機械手系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機械手的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機械手走出實驗室進入實用化階段。 那么中國作為制造業(yè)大國，要實現(xiàn)制造業(yè)自動化必然缺不了機械手的應用，機械手市場前景開闊為工業(yè)的制造生產(chǎn)帶來變化的不僅僅是機械手使用的現(xiàn)代化生產(chǎn)技術，而且隨之而來的現(xiàn)代化管理模式也改變了企業(yè)的生機和活力和市場競爭力。機械手的應用對于企業(yè)調整產(chǎn)業(yè)結構，升級轉型，是一個良好的契機 1.3課題研究的內容、總體方案及技術路線、進度安排等 1.3.1 設計內容： 機車軸承座自動上下料專用機構是對專業(yè)知識的應用設計，同時是訓練學生對整體設計所考慮的綜合因素的思維方式，既要滿足條件，又能高效的應用，滿足工人的需求。同時，通過本次設計也對自己大學幾年來的專業(yè)課知識作了系統(tǒng)的復習，加深了理解。 1.3.2 設計要求： 夾緊可靠、靈活，松放平穩(wěn)，定位可靠。 1.3.3 參數(shù)要求： 1. 工件重量約為75Kg； 2. 工件最大尺寸（長，寬，高）：440×92×290mm； 3. 最大操作范圍：提升高度為70mm，轉動角度為90°，水平移動為400mm； 4. 機械手的自由度數(shù)為4（夾緊/松開，升降，移動，回轉） 5．裝料高度：1100mm； 1.3.4 總體方案設計： 因為此次設計是一個機車軸承座自動上下料專用機構，所以要設計手部、臂部和機身各部分，臂部就要用到夾緊缸升降缸和回轉缸，夾起工件后就要進行移動所以還要設計移動杠，還有齒輪軸滑板，導軌等，還要確定手部的形狀，以便于夾起工件，根據(jù)所學的知識進行缸體等各部分的計算，計算完成后校核和繪圖。 在手臂伸縮運動中，為了是手臂移動的距離和速度有定值的增加，可以采用齒輪齒條傳動的增倍機構。移動缸中滑板的移動就是通過齒輪齒條增倍機構來實現(xiàn)的。如圖1示為其運動原理圖，活塞桿1驅動齒輪2運動時帶動運動齒條3移動，它相當于以固定齒條4和運動齒輪2的嚙合點P為支點，象杠桿一樣推動運動齒條3作增倍的移動，如圖中的相似三角形所示。運動齒條3的運動與齒輪的直徑無關，而與活塞桿1的移動距離(或速度)成兩倍的關系 圖1增倍機構原理圖 滑板的主要功能是支撐夾緊缸、升降缸和回轉缸的重量,并帶動手臂和工件在導軌上水平移動。 導軌的作用是承受滑板和滑板上機械手的重量,并對滑板的平移運動導向。為了使滑板帶動機械手平移時運動平穩(wěn)，選用兩根導軌對稱布置。 1.3.5 技術路線； （1）機車軸承座自動上下料專用機構的工作原理分析； （2）機車軸承座自動上下料專用機構的工藝參數(shù)分析； （3）機車軸承座自動上下料專用機構的結構設計； （4）關鍵零部件的選擇； （5）繪制總裝圖和零件結構圖。 1.3.6 進度計劃　 　 時間 　　　　　　　　　　　　設計任務及要求 第1～2周 分析、查閱資料，熟悉設備技術要求、背景，學習與畢業(yè)設計相關知識，做好前期準備工作，撰寫開題報告 和外文翻譯。準備開題報告答辯PPT 第3～4周 總體方案設計，并進行機身各部分的有關計算，對機身各部分進行設計，確定總體尺寸。 第5周 繪制結構草圖，計算并校核有關尺寸。 第6～8周 三維設計 第9周 繪制一張Ａ0的裝配圖。 第10周 手繪一張Ａ1的工程圖，計算機繪制3張A0的工程圖。 第11周 檢查設計，修改完善設計。 第12周 整理編寫設計說明書，交指導老師審定，制作答辯提綱，設計定稿，打印，準備畢業(yè)設計答辯。 第13周 進行畢業(yè)設計答辯。 1.4 解決存在的問題 （1）原理樣機的可行性； （2）密封裝置要嚴格滿足條件； （3）夾緊要達到要求； （4）定位要準確。 1.5 參考文獻 [1]孫恒，陳作模主編.機械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2001 [2]陳白寧,段智敏,劉文波主編.機電傳動控制.沈陽:東北大學出版社,2002 [3]鄧則名主編.電器與可編程控制器應用技術.北京:機械工業(yè)出版社,2002. [4]王炳實主編.機床電氣控制.北京:機械工業(yè)出版社,2001. [5]鐘肇新主編.可編程控制器原理及應用.廣州:華南理工大學出版社,2000 [6]張秉榮,章劍青主編.工程力學.北京:機械工業(yè)出版社,2000. [7]哈爾濱工業(yè)大學 強錫富主編.傳感器.第三版.北京：機械工業(yè)出版社，2001.5 [8]黃長藝，嚴普強主編.機械工程測試技術基礎.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2001.1 2、答辯組論證結論 （1）方案可行，技術路線清晰 □ （2）方案可行，技術路線基本清晰 □ （3）方案基本可行，技術路線不很清晰 □ （4）方案和技術路線不很清晰 □ （5）方案和技術路線不清晰 □ 3、指導教師意見： 教研室主任意見： 指導教師（簽名）： 教研室主任（簽名）： 年 月 日 年 月 日 CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 機車軸承座自動上下料專用機構 Special mechanism for automatic loading and unloading of locomotive bearing seat · 設計題目： 機車軸承座自動上下料專用機構 學生姓名： 郭 靖 學院名稱： 長春工程學院國際教育學院 專業(yè)名稱： 機械設計制造及其自動化 班級名稱： 機制1646班 學 號： 1622421611 指導教師： 于 博 教師職稱： 講 師 完成時間： 2020年6月4日 2020年6月4日 畢業(yè)設計（論文） 機車軸承座自動上下料專用機構 Special mechanism for automatic loading and unloading of locomotive bearing seat 設計題目： 機車軸承座自動上下料專用機構 學生姓名： 郭 靖 學院名稱： 長春工程學院國際教育學院 專業(yè)名稱： 機械設計制造及其自動化 班級名稱： 機制1646班 學 號： 1622421611 指導教師： 于 博 教師職稱： 講 師 完成時間： 2020年6月4日 長 春 工 程 學 院 目錄 摘要 1 緒論 4 1. 課題論證 4 1.1機車軸承座自動上下料專用機構結構設計研究的目的與意義 4 1.2文獻綜述 4 1.2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀 4 1.2.2國內發(fā)展現(xiàn)狀 4 第1章 自動上下料機構的設計 6 第2章 機械手總體設計 7 2.1 手臂設計 7 2.1.1 夾緊液壓缸的計算 7 2.1.2 升降液壓缸計算 8 2.1.3 回轉液壓缸計算 10 2.2 機身其他部位計算 11 2.2.1 移動缸計算 11 2.2.2 齒輪軸計算 13 2.2.3 滑板計算： 15 2.2.4導軌計算： 17 2.3 機械手手部計算 19 2.3.1 手部選型 19 2.3.2 計算手指夾緊力 19 2.2.3 計算手指驅動力 19 2.3.4 手部結構強度校核 20 第3章 液壓傳動系統(tǒng)簡單說明 23 3.1本次設計液壓系統(tǒng)組成： 23 3.2 液壓缸結構設計： 23 3.3設計參數(shù) 24 3.3.1 確定機械手的動作順序 24 3.3.2 主要設計參數(shù)確定 25 3.4 輔助設備的選擇 25 3.4.1油管及接頭配件 25 3.4.2 機油濾清器 25 3.4.3存油的油箱 26 結束語 26 參考文獻與附錄 27 摘要 本設計主題是一種用于機車軸承座自動裝卸的特殊機制。工業(yè)水平日漸上升并不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)趨于自動化。，解放人力的同時又帶來許多機遇，在這個階段，自動化生產(chǎn)顯然已經(jīng)成為人類追求的目標，并且現(xiàn)在已經(jīng)慢慢實現(xiàn)，出來了許多機器人，如汽車加工中的機械手，本次設計也是一類機械手機器人，主要作用于機車軸承座生產(chǎn)中實現(xiàn)工件的自動上下料，翻轉等一系列的動作，在加工過程中實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。 本次設計的過程中所要完成的任務很多，要繪制該機械手的總體裝配圖及部裝圖和非標零件圖，同時還要整理所設計部分的計算說明書。 設計時，首先要選擇機械手的驅動方式，這里我選擇液壓系統(tǒng)驅動，因為該機械手是4自由度的機械手，4個自由度分別為夾緊/松開，升降和回轉。因此，夾緊液壓缸，提升液壓缸和旋轉液壓缸的設計。 所以該機械手不但滿足這4個自由的動作，它還可以確?？煽孔ト?，平穩(wěn)靈活的傳送以及準確的定位。同時還要進行液壓系統(tǒng)的簡單設計，液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢非常明顯，體積小，重量輕；高剛性，高精度和快速響應；驅動力大，適合直接驅動重物；速度范圍寬，速度控制方式多樣；自潤滑，自冷卻，壽命長；容易實現(xiàn)安全保護。 設計的目的是在滿足要求的前提下盡可能的符合實際的工作情況和安全情況，在工作車間的工作狀況會導致某些動作的危險，還要考慮到機械手的成本，所以要從結構設計和運動學分析上解決問題，以實現(xiàn)本次設計的最終要求。 關鍵詞：自動上下料；機械手；液壓系統(tǒng)。 Abstract This design theme is a special mechanism for automatic loading and unloading of locomotive bearing seats. With the continuous improvement of industrial level, industrial production tends to be automated. At the same time, the liberation of manpower brings many opportunities. At this stage, automated production has obviously become the goal pursued by mankind, and has now been slowly realized. Many robots, such as robots in automobile processing, have come out. The manipulator robot is mainly used to realize the automatic loading and unloading and turning of the workpiece in the production of locomotive bearing seats, and to realize automatic production during the processing process. There are many tasks to be completed in the design process. The general assembly drawing, part assembly drawing and non-standard part drawing of the manipulator must be drawn. At the same time, the calculation instructions of the designed part must be collated. When designing, we must first select the driving method of the manipulator. Here I choose the hydraulic system to drive, because the manipulator is a 4 degree of freedom manipulator, and the 4 degrees of freedom are clamping / unclamping, lifting and rotating. Therefore, the design of clamping hydraulic cylinder, lifting hydraulic cylinder and rotating hydraulic cylinder. Therefore, the manipulator not only satisfies these four free movements, it can also ensure reliable grasping, smooth and flexible transmission and accurate positioning. At the same time, a simple design of the hydraulic system is also required. The hydraulic system is a little obvious, small and light; large rigidity, high precision and fast response; large driving force, suitable for direct driving of heavy loads; wide speed range, speed control mode Diversity; self-lubrication, self-cooling and long life; easy to achieve safety protection. The purpose of the design is to conform to the actual working conditions and safety conditions as much as possible on the premise of meeting the requirements. The working conditions in the workshop will cause certain actions to be dangerous. The cost of the manipulator must also be considered. Kinematics analysis to solve the problem to achieve the final requirements of this design. Keywords: manipulator; automatic loading and unloading; hydraulic system. 緒論 1. 課題論證 1.1機車軸承座自動上下料專用機構結構設計研究的目的與意義 隨著中國工業(yè)化的飛速發(fā)展，自動化程度迅速提高，并且工件裝卸和運輸?shù)淖詣踊艿皆絹碓蕉嗟年P注。工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱作工業(yè)機械手。在實際生產(chǎn)中提高了生產(chǎn)水平和生產(chǎn)率；勞動強度顯著減輕，產(chǎn)品質量得到了保證，并且實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。 1.2文獻綜述 1.2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀 上世紀40年代，美國在原子能實驗中用機械手搬運放射性材料，50年代初，機械手被廣泛應用，但更多用于人類不能工作的工作環(huán)境中，如高溫和污染嚴重的環(huán)境中，一直到60年代第一臺工業(yè)機械手才別制造出來，但此機械手主要用于車床中，70年代，機械手才在工業(yè)中推廣起來，并逐步實現(xiàn)商品化，進入到20世紀90年代，出現(xiàn)了能實現(xiàn)更多復雜動作的機械手，以此來滿足工作需求，但一些復雜的操作就需要有一定智能的機械手來參與工作，所以偏智能的機械手迅速發(fā)展，并且國外的機械手向著智能方向不斷的進步和發(fā)展。 1.2.2國內發(fā)展現(xiàn)狀 近年來，隨著自動化行業(yè)的不斷發(fā)展，機器人也將得到發(fā)展。未來幾年，其發(fā)展趨勢如下： 1.性能的日漸提高如：高速;高精度;高可靠性;操作和維護方便。 2模塊化和可重構的的趨勢發(fā)展。 3.機械手控制系統(tǒng)開放式控制器，能實現(xiàn)設備之間的互通如電腦，方便使用并且可以連接網(wǎng)絡使其更標準化，因為是模塊化結構的設計，大大提高了它的可靠性。 4.傳感器的作用越來越重要。增加了許多傳感，如視覺，聲音，觸覺等。并實現(xiàn)了多傳感器的相互融合。 5.在不斷的發(fā)展中控制的方式多樣化起來，現(xiàn)在可以實現(xiàn)遠程操控，遙控加自身自主系統(tǒng)的共同控制，使其“智能”脫離了實驗室。 作為中國的主要制造國，機械手的應用對于實現(xiàn)制造自動化至關重要。機械手的廣闊市場前景不僅改變了機械手使用的現(xiàn)代生產(chǎn)技術，而且?guī)砹斯I(yè)制造和生產(chǎn)的變化。 雖然我們的起點比一些發(fā)達國家要低，但我國正在不斷縮小我們和其他國家的距離，并不斷走向強大。 第1章 自動上下料機構的設計 自動上下料的專用機構，用于機車軸承座生產(chǎn)線，夾緊工件后并將工件一定高度的提升，在將其旋轉和移動位置。 其主要技術指標如下： 1. 工件重量約為75Kg； 2. 工件最大尺寸：440mm×92mm×290mm（有關詳細信息，請參見零件圖）； 3. 最大工作范圍：最大起升高度70mm，最大轉彎角度90°，最大水平移動距離400mm； 4. 機械手的自由度數(shù)：4個自由度分別為夾緊或松開，升降，移動和回轉。 5．裝料高度：1100mm； 6．性能要求：可靠靈活的夾緊，穩(wěn)定的釋放和可靠的定位 此處設計使用圓柱坐標式機械手。夾爪的夾或松，手臂的上升和降落，縱向的回轉和移位。 根據(jù)實際選擇，液壓傳動處理器滿足了我們的要求：其主要優(yōu)點是：可以獲得更大的生產(chǎn)能力，更小的傳動速度，響應速度，并且易于控制輸出功率和運動速度，并且可以實現(xiàn)更高的定位精度 。 通過夾緊液壓缸，抬起液壓缸，移動液壓缸并旋轉液壓缸來控制緊固，拆卸，提升，向前和向后旋轉。 第2章 機械手總體設計 2.1 手臂設計 2.1.1 夾緊液壓缸的計算 1.選型：根據(jù)實際應用情況，選擇雙作用單活塞桿液壓缸 2.各部分計算： （1）內徑D和活塞桿直徑d的決定： 查《工業(yè)機械手圖冊》中表37.5-3和37.5-5，P1=5Mpa，P2=0.3Mpa。所以D取78mm 查《工業(yè)機械手圖冊》中表37.5-8，取標準值D為80mm。 查《工業(yè)機械手圖冊》中表37.5-6取d/D=0.45，因此d=36mm。 （2）外徑和外壁厚計算： 本次設計屬于中低壓系統(tǒng)，液壓缸的外壁厚只能按經(jīng)驗選取δ=20mm。所以外徑D1=120mm。 （3）缸蓋厚度計算： 一般都為平底缸蓋, 并且缸蓋無孔，用以下公式進行計算： 式中：t為缸蓋有效厚度(mm)； D2為 缸蓋止口內徑(mm)；D2=80mm； 為缸蓋材料的許用應力,其材料為HT200, =25。 mm t取20mm。 （4）最小導向長度計算: 通用液壓缸的最小導向長度應確保滿足以下要求: 式中：L——液壓缸的最大行程； D——液壓缸的內徑。 則 H≥
=41.5mm； 所以H=70mm。 B通常取B=（0.6～1.0）D ； 所以寬度B這里取B=50mm。 （5）工作行程計算： 工作行程可以選取最大工作量， 所以工作行程就是活塞從夾緊到松開的所行走的最大距離，并且由于工作行程較小，因此可以將其指定為35 mm。 （6）缸體長度的選用： 夾緊液壓缸夾緊的長度：L = 30 + 50 + 20 + 20 + 15 = 135mm。 2.1.2 升降液壓缸計算 1.選型：雙作用活塞桿液壓缸。 2.參數(shù)的確定： （1） 內徑D和活塞桿直徑d計算： 查《工業(yè)機械手圖冊》中表37.5-3，37.5-5查得，P1=2MPa，P2=0.3MPa。所以D取126mm。 查《工業(yè)機械手圖冊》中表37.5-8，取標準值D為 130mm。 查《工業(yè)機械手圖冊》中表37.5-6取d/D=0.45，因此d = 110mm。 （2）外徑和外壁厚計算： 所屬中低壓系統(tǒng)，液壓缸壁厚只能按經(jīng)驗選取δ=20mm。所以外徑D1 = D= 2δ = 130 +2 × 20 = 170mm。進油口和出油口上有一個凸臺，內徑分別為130 mm和200 mm，請參閱零件圖。 (3)工作行程計算： 工作行程就是最大起升高度70mm。 (4)缸蓋厚度計算： 缸蓋上有和缸體相通小孔,所以t必須按有孔計算，計算結果取整。 由公式(2.11) 式中： t—缸蓋有效厚度(mm)； D2—缸蓋止口內徑(mm)；取D2 = 110mm d0——缸蓋孔的直徑(mm)； d0 = 16mm ——缸蓋材料的許用應力,其材料為HT200, =25。 則 mm 最后結果t取整數(shù)為18mm。 (5)最小導向長度計算： 應當滿足公式: 　 式中： L—液壓缸最大工作行程； D——液壓缸的內徑。 則H≥=58.5mm 所以H取136mm。 活塞寬度B通常取為B =（0.6?1.0）D, 所以升降缸的活塞寬度這里取B=90mm。 (6)缸體長度計算： 因此，提升缸的長度：L = 20 + 70 + 90 + 30 + 136 = 346mm。 2.1.3 回轉液壓缸計算 1． 液壓缸各尺寸計算： (1) 液壓缸工作壓力計算： 工作壓力最初選用P = 4。 (2) 缸體內徑D計算： 式中 ——作用在動片上的外負載力矩；= 650 ——驅動力矩； ——回轉缸的機械效率；取=0.90 則驅動力矩 液壓缸內徑 …………………………………2.23 式中 P——回轉缸工作壓力； P = 4 b——動片寬度； b=25mm d——輸出軸與動片聯(lián)接處的直徑； d = 120mm 則170mm 則回轉缸內徑D：D=170mm。 (3) 外徑和外壁厚計算： 因為回轉缸體和升降缸體是連在一起的,要滿足此情況,所以它們外徑尺寸相同。 所以D1=220mm，壁厚為25mm，所用公式如下： (4) 定片尺寸計算： 固定板的四分之一圓具有大的圓半徑85和小的圓半徑60，在兩側均具有徑向凹槽，并且可以與外圓端面上的三角形凹槽連通，這適合于通過壓力油 在啟動過程中。 當它擺動到末端時，它也可以在起到緩沖作用。 固定件固定在旋轉液壓缸的缸體上，并且固定件和缸體通過圓柱銷和具有六角套筒的螺釘頭連接在一起。 (5) 動片尺寸計算： 回轉缸的主要是讓機械手臂轉動90度，因此，移動部分的形狀為180°半圓弧，外徑為85 mm，內徑為60 mm，寬度為25 mm，與固定部分的尺寸相同。 活動件固定在推動軸一起旋轉的滑塊蓋上。 為了使油平穩(wěn)流動，轉子的側面還設有三角形凹槽和徑向凹槽。 回轉缸缸體長度無特殊條件,但應該符合條件的前提下，它不應該過于長或過于短，所以缸體長度選取140mm。 (6) 定動片長度計算： 活動件和固定件的長度必須等于液壓缸體的長度減去液壓缸體和用于提升的液壓缸的連續(xù)部分的長度以及延伸到缸體的缸蓋的長度。所以L = 140 - 20 - 20 = 100mm。 (7) 缸蓋厚度計算： 最開始厚度為20mm，隨后要校核擠壓強度。 重量:N 擠壓強度0.04 缸蓋的材料是HT200,其許用應力 = 25； 可見,符合缸蓋的擠壓強度要求。 所以缸蓋厚度：20mm。 2.2 機身其他部位計算 2.2.1 移動缸計算 1．液壓缸各尺寸計算： (1)工作壓力計算： 移動缸的工作壓力最初選用=3。 (2)內徑D和活塞桿d計算： P===15080N 式中：F-作用在活塞上的總機械負載，F(xiàn) = 14330N； P——作用在活塞上的實際工作載荷； ——液壓缸的機械效率，通常=0.9?0.97,取=0.95 又公式得: P= 則液壓缸內徑mm 工作壓力=3,所以=0.5 則活塞桿直徑d：d=0.5D= 40mm。 (3) 外徑和外壁厚計算： 內徑D與壁厚δ之比D/δ≤10,使用以下公式計算: 式中： Py——試驗壓力，一般為最大工作壓力的（1.25?1.5）倍, 取Py = 1.3P = 1.3×3 = 3.9； ——缸筒材料的許用應力, 材料為45鋼,其許用應力 = 115 。 則 15.2mm，結果取整； 所以壁厚δ=16mm； 所以缸筒外徑 80 + 16 × 2 = 112mm。 (4)工作行程計算： 移動缸推動滑板和滑板上的手臂作平行運動，因此工作行程為400mm。但是，此處應使用齒輪和齒條傳動倍增機構，因此對于活塞桿和活動氣缸，它們的工作行程將減少2倍，實際上僅為200mm。 (5)缸蓋厚度計算： 缸蓋上有和缸體相通的小孔,所以t必須按有孔計算，結果取整數(shù)。 則 19.3mm 所以取整數(shù)t=20mm。 (6)最小導向長度計算： 應符合下面公式: 　 則 H≥= 50mm 這里H取60mm； 活塞的寬度B通常取為B =（0.6?1.0）D，因此這里的移動缸取B = 50mm。 (7)液壓缸體長度確定： 然后缸體長度L = 200 + 50 + 20 + 20 = 290mm。 2.2.2 齒輪軸計算 在臂的伸縮運動中，臂的距離和運動速度增加保持一個恒定值，磁珠就要使用齒輪齒條增倍機構。 滑板在移動中的移動是通過齒輪齒條增倍機構實現(xiàn)的。 如圖2-1所示，下圖為它的運動原理。 當活塞桿1運動以驅動齒輪2與齒條3嚙合時，齒條3運動，這相當于齒條4的錨定點P和作為支點的運動齒輪2，并像杠桿一樣推動它。機架3移動了多少， 齒條3的移動與齒輪的直徑?jīng)]有關系，和活塞桿1的移動距離和速度有影響。 1．齒輪軸材質選擇： 在齒輪和齒條傳動過程中沒有特殊要求。但要方便制造和使用，選用了軟齒輪。齒輪軸的材質使用45鋼就可以，但我們要對其進行調質處理。最后硬度為220?250HBS，在計算中取240HBS。 2. 齒輪軸主要尺寸計算： 3．齒輪軸結構設計： 齒輪軸大致為兩部分：部分驅動齒條，另一部分聯(lián)接到活塞桿。傳動部分做成齒輪形狀。有關特定尺寸，請參見上面的計算部分。連接部分做成軸形，運動缸活塞桿上的孔間隙配合。下端用三個小圓螺母弄到一起。它與框架的高度可以通過環(huán)來調節(jié)。 4．齒條的計算： 根據(jù)機架的移動狀態(tài)，它可以分為兩種類型：移動機架和固定機架。運動框架固定在滑板上，一起移動。齒條是導軌上固定的，齒輪在上面來回滾動，并且?guī)育X條和滑板一起運動。兩個齒條都嚙合一個齒輪，所以他們是相同的。齒條和齒輪材料為45鋼并經(jīng)過標準化處理。硬度為162-217 HBS，計算中使用200HBS。 齒條的整體長度L是根據(jù)其水平運動的距離S，齒輪的齒頂圓直徑da和儲備量y進行計算的。即L=mm,取長度L = 400mm。 然后是齒數(shù)：，取Z = 31。 對其寬度b??并沒有特殊要求，但是為了提高齒條的強度并確保運動的穩(wěn)定性，齒條的寬度略大于齒輪的寬度，b = 35mm。根據(jù)需要取厚度h = 20mm。 2.2.3 滑板計算： 材質為HT200，鑄坯。 1． 滑板主體結構設計： 由于滑板需要通過導軌平移，因此有必要在兩端形成孔以與導軌配合?；逯涡D缸，提升缸和夾緊缸。 2. 滑板主要尺寸計算： （1） 滑板的長度、寬度、高度的計算： 依據(jù)實際情況，最初選型外部尺寸為380×600×120mm。 （2） 板上小孔尺寸計算： 因為滑板在導軌上移動，所以孔的大小就要根據(jù)導軌直徑計算。上面選型導軌的材料是45鋼，其尺寸為60mmh9，在滑板上間隙配合的孔的尺寸最初確定為60mmh9?；迮c回轉缸蓋之間的連接處，銑出了半徑為128M，深度為20mm的圓孔，安裝方便。 （3）滑板彎曲強度： 滑板中點產(chǎn)生最大彎矩，如圖2-2： 彎矩 式中 G—滑板的重量； G=1877N b—滑板的寬度。 b=600mm 則 矩形截面的彎曲截面系數(shù)為： 式中 l——滑板的長度； l=380mm； h——滑板的高度。 h=120mm； 則 ； 0.31 ； 滑板材質為HT200，其允許應力= 25 。 顯然,滑板強度符合要求。 2.2.4導軌計算： 1． 對稱地布置了兩個導軌。一根導軌被加工成固定架，另一根導軌被加工成普通的光滑桿導軌 2． 導軌材質選擇： 導軌無特殊要求，作正火處理的45鋼，硬度為162～217HBS。 3． 導軌結構計算： (1) 導軌零件裝配圖的準備： 導軌上的部件包括滑板，活動套，圓螺母，墊片和支架，從左端依次安裝，活動套 槍管，圓螺母，墊片和支架從右端開始按順序組裝。 (2) 根據(jù)導軌上各部分的長度和機械手的水平移動距離確定導軌的長度： 因此,導軌的總長度:L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7 + L8 + L9 + L10 = 160 + 50 + 10 + 300 + 400 + 360 + 290 + 10 + 50 + 150= 1780mm； 兩個導軌的長度L和直徑d相同，即光桿導軌的長度L = 1780 mm，直徑d = 60 mm。 (3)導軌彎曲強度校核： 在導軌的中點產(chǎn)生最大的彎矩.由圖2-3可得: 由公式彎矩 式中：G—滑板和機械手及工件的重量；G = G1 + G2 + G3 = 1877 + (70+50) × 9.8 = 3053 N L—導軌長度。 L = 1700 mm； 則 導軌的圓形截面的彎曲截面系數(shù)為： 式中 d—導軌圓形截面的直徑； d = 60mm； 則 導軌材質為45鋼,其許用應力= 270 。 顯然,導軌的強度符合要求。 2.3 機械手手部計算 2.3.1 手部選型 依據(jù)工件的形狀，大小，重量，材料和表面，選擇旋轉兩指手。 2.3.2 計算手指夾緊力 水平放置的工件的夾緊力的計算方法如下： 則 2.2.3 計算手指驅動力 由于使用夾緊缸來驅動手指進行夾緊和釋放，因此選擇連桿來驅動手是合理的 理論上的計算： 2. 實際上的計算: 然后≥10290
N； 結果取 = 17200N。 2.3.4 手部結構強度校核 1. 夾爪剪切強度及擠壓強度的校核： 45鋼做成夾爪，伸長率δ>5%，是塑性材料。 其許用應力： 式中：σs—屈服點,45鋼的屈服點σs = 360 ； n—安全系數(shù)，n=1.5。 那么45鋼的許用應力：[σ] = 360 / 1.5 = 270； 則許用剪切應力為 [τ]=（0.6?0.8）[σ] = 162?216,取 [τ] = 200； 許用擠壓應力為[τ] =（1.7?2.0）[σ] = 459?540,，[τ] = 500。 夾爪剪應力計算： 式中：FQ——剪切面上的剪切力（N）； A——剪切平面面積 然后τ=≈21.5＜[τ] = 200,因此夾爪的剪切強度符合要求。 夾爪擠壓應力計算： 式中：Fjy——擠壓面上的擠壓力（N）； Ajy-擠出表面的計算面積（mm）。 則=＜[]= 500,因此夾爪的擠壓強度符合要求。 2. 絞鏈剪切強度校核： 絞鏈材質為45鋼,其許用應力[τ] = 200 ； 絞鏈的剪應力：τ= ≤ [τ] ； 則τ=＜[τ] = 200,因此絞鏈的剪切強度符合要求。 3. 夾爪外套剪切強度及擠壓強度校核： 夾爪的外套材質為45鋼,其許用切應力[τ] = 200,許用擠壓應力[] = 500 夾爪外套剪應力計算： 。 則τ=＜[τ] = 200,因此夾爪外套的剪切強度符合要求。 夾套的擠壓應力為=≤ [] 則= ＜ [] = 500,因此夾套的擠壓強度符合要求。 4. 銷軸選擇： 銷軸材質為35鋼,其許用應力：； σs為屈服點,35鋼的屈服點σs= 315 ； 所以35鋼的許用應力：[σ]=== 210 其許用剪切應力為[τ]=（0.6?0.8）[σ] = 126?168,取[τ] = 150 。 允許的擠壓應力為[] =（1.7?2.0）[σ] = 357?420,取[] = 400 。 連接夾爪套和銷軸的剪應力條件為 則τ=≤[τ] = 150 d ≥ 16mm。 為了增加強度，d = 20 mm，應在下面檢查抗壓強度。 擠壓應力條件為 因此，銷的抗壓強度滿足要求。 按照相同的方法，可以獲得連接爪和鉸鏈銷之間的直徑d ＝ 20mm，以及連桿和鉸鏈銷之間的直徑d ＝ 20mm。 有關手的特定形狀和尺寸，請參閱零件圖。 設計總結的專用機械手不僅可以滿足工作要求，并且結構滿足要求使用可靠，零件方便找尋，使用起來方便快捷，非常適合生產(chǎn)實踐。 第3章 液壓傳動系統(tǒng)簡單說明 液壓系統(tǒng)設計的大概流程： 1． 確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2． 工況分析，計算系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3． 制定最初的方案，擬定其系統(tǒng)的原理圖； 4． 選擇液壓元件； 5． 液壓系統(tǒng)的性能驗算 6． 繪制工作圖，編制技術文件 3.1本次設計液壓系統(tǒng)組成： 液壓系統(tǒng)由兩部分組成：縱向進給液壓缸和回轉馬達。液壓油從缸中流出，進入濾油器，進入液壓泵。液壓泵泵送的機油調節(jié)通過溢流閥的壓力。壓力調節(jié)結果可通過壓力表找到。為防止機油壓力不足，請用蓄能器加壓。通過單向閥后，油路分為三個部分，分別進入提升液壓缸部分，預定位壓力缸部分和液壓馬達。 3.2 液壓缸結構設計： 確定了液壓缸主要尺寸之后，進行整個的零件結構設計。主要包含：缸體和缸蓋的連結結構，活塞桿和活塞的連結結構，活塞桿導向部的結構，及其密封，緩沖，排氣和液壓缸的安裝等。因為工作環(huán)境的不一樣，結構也不一樣。要根據(jù)實際情況進行設計。 (1)缸體和缸蓋的連接方式： 本次設計靠法蘭連接。在缸體上加工出均勻分布的法蘭孔，并用螺釘固定到端蓋。該連接結構簡單，便于加工，組裝和拆卸。 (2)活塞和活塞桿連接： 活塞和活塞桿之間的連接主要有兩種類型：螺紋連接和卡扣連接。此設計使用螺紋連接。這種連接方法可以將活塞固定在活塞桿上，并使活塞在缸中上下移動。該方法機制簡單，便于零件加工和裝載。 (3)活塞桿導向部分設計： 活塞桿結構包括活塞桿的桿和端蓋之間的連接以及密封，防塵和鎖定。描述的導向套筒可以做成與端蓋一體的直接導向套筒，另外也可以制成與端蓋分離的導向套筒。后一種導套在損壞后更換更簡單方便，被廣泛運用。導向套筒的位置能安裝在密封環(huán)的內部或外部。在工程的機械中，通常采用安裝在內部的結構以方便導套的潤滑。而且油壓通常安裝在外部。在高壓下進行使用時，密封環(huán)能用足夠的油壓并打開唇緣，以此來提高密封性能。 為了使結構簡單，此設計使用O形圈密封。 (4)活塞和活塞桿密封圈的選擇： 在活塞和活塞桿上選擇密封環(huán)時，要根據(jù)密封件的實際位置，并承受的壓力，溫度和速度范圍來選擇密封環(huán)型號。此處用O形圈密封。 (5)液壓缸緩沖裝置： 為了確保安全，就要設計緩沖裝置，并在行程結束處安裝緩沖裝置，保證在工作時的安全。 (6)液壓缸排氣裝置： 液壓傳動系統(tǒng)在某處會與空氣混合，并讓整個環(huán)境不穩(wěn)定，引起了振動，爬行或前沖。在嚴重的情況下，系統(tǒng)將無法正常運行。因此，在設計液壓缸時，必須考慮排氣問題。如果液壓缸沒有設置排氣裝置，就要將進油口和出油口安裝在液壓缸的最高處，讓其空氣從液壓缸中率先排出。 3.3設計參數(shù) 3.3.1 確定機械手的動作順序 動作方向：停在工件上等待物料要夾?。雌鹗嘉恢茫鷻C械手開始下降→抓到工件準備工作→機械手開始上升準備工作→機械手開始縱向移動準備工作→機械手旋轉90°→機械手下降→手指釋放工件到指定位置→機器人手臂上升→機械手回轉90°手臂縱向返回相應位置→等待卸載（動作周期結束并準備開始下一次運動）。 上述動作全部由PLC控制系統(tǒng)發(fā)出，以控制相應的電磁換向閥，這是通過根據(jù)程序順序執(zhí)行來實現(xiàn)的。 3.3.2 主要設計參數(shù)確定 根據(jù)其最大工作范圍，確定工作時手臂的速度及其輸出力，進行液壓缸所需的油流量及其工作壓力。 任務要求機械手提升70mm；可以轉90°；水平運動為400mm，但由于倍增機制，活塞桿實際走了200mm。但為了機械手運動更加穩(wěn)定，在進行運動中速度就不能過大。最初確定速度如下： (1) 手臂的提升速度為17.5mm / s，為1.05m / min，完成整個提升過程需要4秒鐘； (2) 手臂的旋轉速度為30°/ s，花費3秒完成整個旋轉過程； (3) 手臂的水平移動速度為50mm / s，即3m / min。由于采用了倍增機構，運動缸的活塞桿相應的運動速度為25mm / s，完成整個水平運動過程需要8s。 (4) 夾緊或松開工件的時間大約就需要2s和1.5s。 3.4 輔助設備的選擇 3.4.1油管及接頭配件 1.油管：要根據(jù)實際液壓系統(tǒng)的最大工作壓力來進行油管的選擇。我們設計中選擇軟管進行連接。 2.管接頭：油管之間或油管其他元件之間的聯(lián)接是液壓系統(tǒng)中設計時最令人頭疼和迷糊的工作。并且需要非常細心的操作，出色的性能，簡單的結構，易于安裝的裝置以及方便的油回收。螺紋連接是機械手管最常用的連接方法。 3.4.2 機油濾清器 在液壓系統(tǒng)運動中，油的清潔是非常重要的。因為油不干凈的話可能會導致刮擦，磨損甚至運動部件被卡住，阻塞節(jié)氣門間隙以及節(jié)氣門和緩沖裝置的小孔，影響液壓機械手工作是否準確，如果過重會導致?lián)p壞和故障。 機油濾清器的類型很多。在此，選擇網(wǎng)狀濾油器，該濾油器就要安裝在吸油管的入口處。主要是是保護油泵，讓其避免吸入大量的雜質，防止元件的損壞。 3.4.3存油的油箱 油箱用于存儲油，從而使油消散熱量并沉淀下來。起動能力不能太小，當整個液壓系統(tǒng)裝滿時，最小值應能夠存儲容積，并且應該有一定的余量。 結束語 畢業(yè)設計是專業(yè)本科學習中理論與實踐之間重要且概括的聯(lián)系。這是我四年來的最后一次設計，也是四年來老師的教學，同學的幫助，尤其是設計期間，我才明白自己其實還有很多的不足，讓我對所學的專業(yè)有了更深刻的印象，這期間也讓我收獲許許多多，也感到這4年時間過的很快。 雖然這次設計有很多不足，但是我已經(jīng)用我所能作到的最大努力來完成他，不知多些個日夜來思考，來修補終于要迎來它見面的時候。 在這期間，我的畢設導師在疫情期間也不曾忘記輔導我們，盡心盡力，克服重重困難，我不知道前面的路會有怎么樣的困難，只想自己一步一個腳印的走下去。 最后，這是我最后一次上交我的作業(yè)了，感謝這4年以后大家對我的幫助，離開學校就是新的生活，是我另一個起點，預祝大家前程似錦。 參考文獻與附錄 [1] 《機械設計課程設計》第一版.鞏云鵬,田萬祿，張祖立主編.沈陽：東北大學出版 社,2000 [2]《工業(yè)機械手圖冊》編寫組編.工業(yè)機械手圖冊.北京:機械工業(yè)出版社,1993 [3] 《機械設計課程設計手冊》.吳宗澤,羅圣國主編.北京:高等教育出版社,1996 [4] 《機械設計基礎》.劉會英,于春生主編.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,1997 [5] 《液壓傳動設計手冊》.上海煤礦機械研究所編.上海:上海人民出版社,1981 [6] 《液壓與氣動技術》.洪英發(fā),程國珩主編.沈陽:東北大學出版社,2000 [7] 《液壓與氣壓傳動》第二版.左健民主編.北京：機械工業(yè)出版社，1999. 10 [8] 《機械原理》第六版.孫恒，陳作模主編.北京：高等教育出版社，2001 [9] 《機電傳動控制》.陳白寧,段智敏,劉文波主編.沈陽:東北大學出版社,2002 [10] 《電器與可編程控制器應用技術》.鄧則名主編.北京:機械工業(yè)出版社,2002 [11] 《機床電氣控制》.王炳實主編.北京:機械工業(yè)出版社,2001 [12] 《可編程控制器原理及應用》.鐘肇新主編.廣州:華南理工大學出版社,2000 [13] 《工程力學》.張秉榮,章劍青主編.北京:機械工業(yè)出版社,2000 [14] 《機械制圖》.吳孝先主編.沈陽:遼寧大學出版社,1995 [15] 《互換性與測量技術基礎》.溫松明主編.長沙:湖南大學出版社,1998 [16] 《金屬工藝學》.許德珠主編.北京:高等教育出版社,1999 [17] 《機械設計》.孫志禮，冷興聚，魏延剛主編.沈陽：東北大學出版社,2000 [18] 《機械設計課程設計》第一版.鞏云鵬,田萬祿，張祖立主編.沈陽：東北大學出版社,2000 [19] 《傳感器》第三版.哈爾濱工業(yè)大學 強錫富主編.北京：機械工業(yè)出版社，2001.5 [20] 《機械工程測試技術基礎》第二版.黃長藝，嚴普強主編.北京：機械工業(yè)出版社，2001.1 [21]Makiko Saito,Nobukazu Takeda. Study of decontamination and maintenance for vehicle manipulator of ITER blanket remote handling system[J]. Fusion Engineering and Design,2020,156. [22]Andrea Mattioni,Yongxin Wu,Yann Le Gorrec. Infinite dimensional model of a double flexible-link manipulator: The Port-Hamiltonian approach[J]. Applied Mathematical Modelling,2020,83. [23]Nicholas Baron,Andrew Philippides,Nicolas Rojas. A robust geometric method of singularity avoidance for kinematically redundant planar parallel robot manipulators[J]. Mechanism and Machine Theory,2020,151. [24]Safa El Hraiech,Ahmed H. Chebbi,Zouhaier Affi,Lotfi Romdhane. Genetic Algorithm Coupled with the Krawczyk Method for Multi-Objective Design Parameters Optimization of the 3-UPU Manipulator[J]. Robotica,2020,38(6). [25]Tomasz Rybus. Point-to-Point Motion Planning of a Free-Floating Space Manipulator Using the Rapidly-Exploring Random Trees (RRT) Method[J]. Robotica,2020,38(6). [25]N.M.H. Norsahperi,K.A. Danapalasingam. An improved optimal integral sliding mode control for uncertain robotic manipulators with reduced tracking error, chattering, and energy consumption[J]. Mechanical Systems and Signal Processing,2020,142.