自動上下料機械手直臂與夾持部件的三維設(shè)計及主要零部件設(shè)計致謝大學四年就這樣匆匆過去了，在此我想對培養(yǎng)我四年的母校，傳授我知識的老師，陪我一起度過酸甜苦辣的同學、朋友表示衷心的感謝。特別感謝我的畢業(yè)論文指導老師張偉老師，是他悉心指導我完成了這個畢業(yè)設(shè)計。張老師用他淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W之道，精益求精的工作作風感染著我。從選題到答辯，都有張老師的指導，每次遇到問題，張老師都及時地給我們解答，這篇畢業(yè)論文的順利完成，張老師付出了太多，在此，再次向張老師表示崇高的敬意和真摯的感謝。這篇論文的順利完成，也離不開我們機械手設(shè)計小組的各個成員的共同努力。在此，特別感謝我的組長陳述，組員張益、林日玖、金守勇這四位同學，是他們用汗水澆灌了今天的成果。另外，感謝我們班的同學，感謝他們的關(guān)心和幫助。自動上下料機械手直臂與夾持部件的三維設(shè)計及主要零部件設(shè)計摘要：機械手能代替人工操作，起到減輕工人的勞動強度，節(jié)約加工時間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的特點。在實用的基礎(chǔ)上，對自動上下料機械手直臂與夾持部件進行三維設(shè)計，其中分為三個部分，手爪、手腕、直臂。設(shè)計手爪為平移型夾持式手爪，傳動結(jié)構(gòu)為滑動絲桿。手腕為回轉(zhuǎn)型，轉(zhuǎn)動角度為0-180，傳動結(jié)構(gòu)為蝸輪蝸桿。直臂傳動結(jié)構(gòu)為滾珠絲桿。整體機械手為直角坐標型，驅(qū)動均為電機驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單可靠，精度高。關(guān)鍵詞：機械手；直臂與夾持部件；Pro/e三維設(shè)計；CAD二維設(shè)計中圖分類號：TH24目次摘要.I目次.III1緒論.III1.1前言和意義.III1.2工業(yè)機械手的簡史.III1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢.V1.4本章小結(jié).VI2機械手直臂部分的總體設(shè)計.VI2.1執(zhí)行機構(gòu)的選擇.VI2.2驅(qū)動機構(gòu)的選擇.VII2.3傳動結(jié)構(gòu)的選擇.VII2.4機械手的基本形式選擇.IX2.5機械手直臂部分的主要部件及運動.IX2.6機械手的技術(shù)參數(shù).X2.8本章小結(jié).XI3機械手手爪的三維設(shè)計.XII3.1手部設(shè)計基本要求.XII3.2典型的手部結(jié)構(gòu).XII3.3機械手手爪的設(shè)計計算.XII3.3.1選擇手爪的類型及夾緊裝置.XII3.3.2手爪夾持范圍計算.XIII3.3.3滑動絲杠設(shè)計.XIV3.3.4直齒輪設(shè)計.XVI3.3.5電機選型.XVII3.4機械手手爪的三維出圖及其主要零部件出圖.XVIII3.5本章小結(jié).XX4機械手手腕部分的三維設(shè)計.XXI4.1腕部設(shè)計的基本要求.XXI4.2腕部的結(jié)構(gòu)以及選擇.XXI4.2.1典型的腕部結(jié)構(gòu).XXI4.2.2腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)的選擇.XXII4.3腕部的設(shè)計計算.XXII4.3.1蝸輪軸的設(shè)計計算.XXII4.3.2蝸輪齒輪設(shè)計.XXIV4.3.3步進電機選型.XXV4.4手腕部分出圖及主要零部件出圖.XXVI4.5本章小結(jié).XXXII中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）III5直臂部分的三維設(shè)計.XXXIII5.1手臂的結(jié)構(gòu)的選擇及其驅(qū)動機構(gòu).XXXIII5.2滾珠絲杠設(shè)計.XXXIII5.3錐齒輪設(shè)計.XXXVI5.4電機選型.XXXVIII5.5機械手直臂部分三維出圖及主要零部件出圖.XXXIX5.6本章小結(jié).XLII6.總結(jié).XLIII學位論文數(shù)據(jù)集.431緒論1.1前言和意義機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。機械手能代替人類完成危險、重復枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力。機械手越來越廣泛的得到了應用，在機械行業(yè)中它可用于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更普遍。它適應于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應性很強。目前我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，應用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進行機械手的研究設(shè)計是非常有意義的。目前，在國內(nèi)很多工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機床裝卸工件仍由人工完成，勞動強度大、生產(chǎn)效率低。為了提高生產(chǎn)加工的工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應現(xiàn)代自動化大生產(chǎn),針對具體生產(chǎn)工藝,利用機器人技術(shù)，設(shè)計用一臺裝卸機械手代替人工工作，以提高勞動生產(chǎn)率。通過對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)大學本科四年的所學知識進行整合，完成一個特定功能、特殊要求的上下料機械手的設(shè)計，能夠比較好地體現(xiàn)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平，實踐動手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強的針對性和明確的實施目標，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實踐的有機結(jié)合。1.2工業(yè)機械手的簡史現(xiàn)代工業(yè)機械手起源于20世紀50年代初，具有多自由度動作功能的柔性自動化中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）IV產(chǎn)品。機械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。他的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構(gòu)。1962年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。商名為Unimate(即萬能自動)。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標式通用機械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)機械手。1962年美國機械鑄造公司也試驗成功一種叫Versatran機械手，原意是靈活搬運。該機械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機械手發(fā)展的基礎(chǔ)。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學、麻省理工學院聯(lián)合研制一種Unimate-Vic-arm型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于1毫米。美國還十分注意提高機械手的可靠性，改進結(jié)構(gòu)，降低成本。如Unimate公司建立了8年機械手試驗臺，進行各種性能的試驗。準備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由400小時提高到1500小時，精度可提高到0.1毫米。德國機器制造業(yè)是從1970年開始應用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。德國KnKa公司還生產(chǎn)一種點焊機械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種涂漆機械手，采用示教方法編制程序。瑞典安莎公司采用機械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。日本是工業(yè)機械手發(fā)展最快、應用最多的國家。自1969年從美國引進二種典型機械手后，大力研究機械手的研究。據(jù)報道，1979年從事機械手的研究工作的大專院校、研究單位多達50多個。1976年個大學和國家研究部門用在機械手的研究費用42%。1979年日本機械手的產(chǎn)值達443