机械原理课程设计

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1、机械原理课程设计热镦机送料机器手B学生姓名：袁波学生学号：20097739指导老师：温亚连13第一部分电机输出部分4第二部分机械送料手摇摆运动的设计4方案一4方案二5第三部分机械手的点头运动12第四部分心得体会12第五部分参考资料1313机械原理设计任务书学生姓名袁波班级09机制1班学号20097739设计题目：热镦挤送料机械手一、设计题目简介图5机械手的外观图设计二自由度关节式热镦挤送料机械手，由电动机驱动，夹送圆柱形镦料，往40吨镦头机送料。以方案A为例，它的动作顺序是：手指夹料，手臂上摆15º，手臂水平回转120º，手臂下摆15º，手指张开放料。手臂

2、再上摆，水平反转，下摆，同时手指张开，准备夹料。主要要求完成手臂上下摆动以及水平回转的机械运动设计。图5为机械手的外观图。二、 设计数据与要求方案号最大抓重kg手指夹持工件最大直径mm手臂回转角度（º）手臂回转半径mm手臂上下摆动角度（º）送料频率次/min电动机转速r/minB3301007002010960 三、 设计任务1.至少提出可行的两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计；132.设计传动系统并确定其传动比分配。3.图纸上画出步进送料机的机构运动方案简图和运动循环图。4.对平面连杆机构进行尺度综合，并进行运动分析；验证输出构

3、件的轨迹是否满足设计要求；求出机构中输出件的速度、加速度；画出机构运动线图。5.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。6.编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。7.在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。四、设计提示1.机械手主要由手臂上下摆动机构、手臂回转机构组成。工件水平或垂直放置。设计时可以不考虑手指夹料的工艺动作。2.此机械手为空间机构，确定设计方案后应计算空间自由度。3.此机械手可按闭环传动链设

4、计。完成日期：2011年12月1日指导教师温亚连13第一部分电机输出部分本部分，我对电机的输出进行了设置，因为我的送料机器手要实现两个方向的运动，所以我要做的就是把点击的输出方向改成两个方向传导，我应用了齿轮机构来实现其两个方向速度的传导。如下图所示。这个结构中，我用中间的较大的轮作为主动轮，两个较小的轮作为从动轮，进行送料机器手的两个运动。齿轮间我们用内花键连接，实现三个齿轮的运动。第二部分机械送料手摇摆运动的设计机械手实现左右摆动运动结果设计，在我的题中可以看到，我要实现左右100度的摆动，在实现其运动的情况，我进行了两个方案的设计：方案一运用齿条齿轮

5、机构，通过齿条的往复运动，实现齿轮的100度的转动，在这个方案中，我得到的结构简图如图所示：13上图可以看出，我们通过主动轮的运动，带动齿条的往复运动，齿条去带动齿轮的回转运动，这样可以实现送料机器手的往复运动，但是本结构中有一个很大的缺陷，就是齿轮的受力地方太少，一直都是在100度转动，这样对齿轮的磨损很大，所以本结构我没有采用，我进行了我的第二个方案的设计。方案二在方案二的设计中，我参考了四连杆机构中的曲柄摇杆机构，但是曲柄摇杆机构它有急回特性，我们这个结构中，希望他实现往返运动，但是不希望他有急回特性，所以说，我这个结构是一个曲柄摇杆机构的变形，我通

6、过多加一个杆，开实现.方案具体情况如下图所示。本结构中，我们通过圆盘为主动件，圆盘上一个连杆，与摇杆的连杆铰接在一起，再铰接点的地方，用滑块固定，这样就可以实现我们要求的100度的转动了，通过方案一和方案二的比较，我觉得方案二根据有可行性，他对送料机器手的工艺要求更低，制造更加方便，所以我选择方案二作为我100度转动的最终方案。然后我对方案二进行了运动学分析。我运用的软件是我们学期限选课所学习的simpack。首先，我先对我所需要的结构进行了简单建模，建模结果如图所示13该图中，绿色的杆为我们的主动件，红色的杆是我们的机器手，黄色的杆是我们的连杆1，该连杆

7、和蓝色杆的铰接点，是只能在Y轴上运动的，就形成了我们的滑块，这个结构可以进行运动学分析：它在X方向的速度线图如下图所示：13在Y方向的速度线图：13在X方向上的加速度线图：13在Y方向的加速度线图13X方向的位移线图：13Y方向的位移线图：我通过对上面曲线的分析，发现该运动的速度曲线较为平滑，加速度没有突破的很厉害的，位移曲线是平滑的，说明我所设计的机构能够正常的运转，不会发生较大的冲级，不会发生很大的负载，能正常的使用。证明我所设计的机构符合要求。13对本机械手机构的自由度的计算：F=3×N-2×pl-ph=3×5-2×7-0=1第三部分机械手的点头运动

8、机械手的第二个运动，上下点头20度。在这个运动中，我经过多方面的考