数控机床上下料机械手设计大学论文.doc

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1、摘要通过大学本科四年对机械设计制造及其自动化专业的所学知识进行整理，对工业机器人各部分机械结构设计和功能的论述和分析，设计了一种的用于机床上下料的机械手。本设计的主要内容是5R关节型机械手的结构设计，上下料机械手的主要任务是在各个加工工序的数控机床和自动生产线上运送工件，能实现生产工序上下料自动化。针对各个关节处采用独立的电机驱动。各个操作臂由五个转动副串联而成，操作臂包括基座、腰部、手臂、腕部、手爪。并对各关节的伺服电机的选择和传动进行了设计计算，对进行主要零件校核计算。关键词:关节型;机械手;多自由度AbstractThroughfouryearsofundergraduatemecha

2、nicalengineeringandautomationprofessionaltoorganizetheknowledgeofthevariouspartsofindustrialrobotsandmechanicaldesignfeaturesdiscussionandanalysis,designarobotonemachineforloadingandunloading.Themaincontentsofthisdesignisthedesign5Rarticulatedrobot,themaintaskofloadingandunloadingrobotCNCmachinetoo

3、lsinvariousmanufacturingprocessesandautomaticproductionlinedeliveryoftheworkpiece,toachievetheproductionprocessautomationandunloading.Foreachofthejointswithaseparatemotor.Eachoperatingarmbytherotationoffivedeputyinseries,includingthebaseoperatingarm,waist,arm,wrist,gripper.Andeachjointservomotorand

4、driveselectioncarriedoutdesigncalculations,performedthemainpartsofthecheckingcalculation.Keywords：Jointtype;Manipulator;Manydegreesoffreedom目录第一章引言11.1选题背景11.2机械手的发展动态21.3机械手的分类31.4课题研究的意义4第二章机械手结构原理和工作要求分析52.1机械手结构原理及工作要求52.2机械手机构运动分析62.3机械手上下料工作空间轨迹分析8第三章机械手各结构设计103.1手爪的结构设计103.1.1手爪的设计要求103.1.2手

5、爪的分类103.1.3手爪结构的确定103.2手腕的结构设计113.2.1手腕的设计要求113.2.2手腕的结构确定113.3手臂的结构设计113.3.1手臂的设计要求123.3.2大、小手臂的结构123.3.3小臂结构形式的确定123.4基座结构的设计133.4.1基座结构的设计要求133.5小臂后箱体结构设计133.6连杆结构设计13第四章机械手关键轴的校核144.1腕部输入轴的结构144.2腕部输入轴的校核15第五章机械手动力参数的计算175.1伺服电机的选型175.1.1初步估计机械手的质量175.1.2计算各个轴的转速和转矩185.1.3计算伺服电机的功率205.2锥齿轮设计215

6、.2.1齿轮精度、材料215.2.2按齿面接触疲劳强度校核215.2.3按齿根弯曲强度设计225.2.4锥齿轮参数计算235.3同步带轮的设计235.3.1同步齿形带传动计算235.3.2带轮几何尺寸的计算255.4减速器的设计265.4.1减速器减速比的计算265.4.2减速器输出轴径的计算27结论28参考文献29致谢30沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章引言第一章引言1.1选题背景工业机器人是一种新兴的机电一体化生产的工具之一，属于现代化、自动化装备包括机械制造、人工智能、计算机技术、控制、传感器等多种学科的先进技术。由于工业机械手具有各种特性和优点，可以更好的服务于我们的学习和生活

7、。被广泛运用与生物科技和生产制造以及医学技术上等。美国的科学家曾对传统观念上的机器人进行了更深的解读，突破了传统，打破了就观念，提出了机器人不应该仅仅局限于模仿人的形状，只要是可以控制并能够代替人类完成我们生产、生活所需工作即可。随着科技技术的进步，在实际生产制造和我们日常生活中，能简单代替人工完成工作的机器人已经满足不了人类的需求，现代的机器人的发展成为一种拥有人类敏捷反应、分析判断能力和机器本身可在恶劣环