TOC\o"1-2"\h\z\u設(shè)計任務(wù)書 31執(zhí)行機構(gòu)的選擇 41.1升降、擺動、伸縮機構(gòu)的選擇 51.2 升降機構(gòu)、伸縮機構(gòu) 61.3夾持機構(gòu)的選擇 72傳動方案的確定 82.1傳動類型的確定及傳動簡圖 82.2確定總傳動比 83電動機的確定 93.1電動機容量的確定 103.2電動機轉(zhuǎn)速的確定 114總體方案的確定 124.1機械手系統(tǒng)運動簡圖 124.2機械手運動循環(huán)圖 125凸輪尺寸設(shè)計 136設(shè)計體會與小結(jié) 157參考文獻 16設(shè)計任務(wù)書設(shè)計的目的械設(shè)計課程設(shè)計是為機械類專業(yè)和近機械類專業(yè)的學生在學完機械設(shè)計及同類課程以后所設(shè)置的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是第一次對學生進行全面的，規(guī)范的機械設(shè)計訓練。其主要目的是：培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓練學生綜合運用機械設(shè)計課程和其他選修課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展學生有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械設(shè)計，使學生掌握一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正面的工程大合集思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學的工程設(shè)計能力。課程設(shè)計的實踐中對學生進行設(shè)計基礎(chǔ)技能的訓練，培養(yǎng)學生查閱和使用標準規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計算、繪圖、數(shù)據(jù)處理、計算機輔助設(shè)計等方面的能力。設(shè)計的任務(wù)械設(shè)計械手從工件架上抓起工件，然后送人工作臺進行加工。機械手完成以下動作：水平面內(nèi)轉(zhuǎn)30度，上升100mm，前進50mm；機械手的夾持器還有夾緊和放松動作。原始數(shù)據(jù)機械手工作頻率：20r/min升降0.3kw，擺動0.1kw，伸縮0.1kw，夾持0.2kw。設(shè)計內(nèi)容原動方案的選擇和確定傳動方案的分析和擬定電動機的選擇繪制運動簡圖和運動循環(huán)圖機構(gòu)的設(shè)計設(shè)計計算說明書的整理和編寫總結(jié)和答辯1執(zhí)行機構(gòu)的選擇升降、擺動、伸縮機構(gòu)的選擇由《機械原理》教材中凸輪的特點:凸輪回轉(zhuǎn)一周從動件依次作升-停-降-停4個動作。從動件的行程h有推程和回程。凸輪輪廓曲線決定于位移曲線的形狀。在某些機械中，位移曲線由工藝過程決定，但一般情況下只有行程和對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角根據(jù)工作需要決定，而曲線的形狀則由設(shè)計者選定，可以有多種運動規(guī)律。等速運動規(guī)律因有速度突變，會產(chǎn)生強烈的剛性沖擊，只適用于低速。等加速-等減速和余弦加速度也有加速度突變,會引起柔性沖擊，只適用于中、低速。凸輪優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計方便，可實現(xiàn)從動件任意預期運動。只要適當?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預期的運動規(guī)律，而且響應(yīng)快速，機構(gòu)簡單緊湊。綜合上述，考慮到機械手需要先進行轉(zhuǎn)動30度，然后升高10cm，前進5cm，最后要原路返回，并且要有休止，我們選用了3個凸輪機構(gòu)來完成所以動作。1.1擺動機構(gòu)齒條齒輪7凸輪1齒輪6齒輪4齒輪3齒輪5齒條齒輪7凸輪1齒輪6齒輪4齒輪3齒輪5圖1擺動機構(gòu)如圖1所示，擺動機構(gòu)主要由齒輪3、齒輪4、齒輪5、齒輪6，齒條、不完全齒輪7，凸輪1構(gòu)成。齒輪3與軸1固連，齒輪4與齒輪3配合，實現(xiàn)變速。齒輪5與齒輪4固連，齒輪6與齒輪5配合，實現(xiàn)變速。凸輪與齒輪齒條配合實現(xiàn)30度擺動。齒條與凸輪1的滾子固連，實現(xiàn)齒輪7的轉(zhuǎn)動。原本考慮用四桿機構(gòu)實現(xiàn)30度角的擺動，但考慮到四桿機構(gòu)有急回，來回的角度不一樣，因此選用了齒輪齒條以及凸輪機構(gòu)。1.2升降機構(gòu)、伸縮機構(gòu)錐齒輪2’錐齒輪1’底盤軸1錐齒輪2錐齒輪1底盤軸1軸2凸輪3齒輪1齒輪2凸輪2凸輪2圖2升降，收縮機構(gòu)如圖2所示，升降，收縮機構(gòu)由錐齒輪1’，追齒輪2錐齒輪1’與錐齒輪2’配合變速變向，齒輪1與齒輪2配合，滿足軸2的轉(zhuǎn)速（與軸2固連），齒輪2與齒輪1配合（與錐齒輪1固連），凸輪2控制機械手升降，凸輪3控制機械手伸縮。1.3夾持機構(gòu)的選擇擋塊定爪彈簧動爪擋塊定爪彈簧動爪圖3夾持機構(gòu)如圖3所示，夾持機構(gòu)由彈簧，擋塊，定爪，動爪組成。開始時動爪和定爪將工件夾住。當機械手帶著工件運動到一定位置時，機械手的動爪受擋塊的壓迫將工件松開，于是工件便落下來。2傳動方案的確定2.1傳動類型的確定及傳動簡圖傳動類型一般為齒輪傳動，鏈傳動和帶傳動。齒輪傳動齒輪傳動就是利用主動軸、從動軸上的齒輪之間的嚙合，來傳遞動力和運動的一種機械傳動方式。齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動高效和使用壽命長久等優(yōu)點，且在所有機械傳動方式中，應(yīng)用范圍最廣，是機械傳動的主角。齒輪傳動特點是傳動平穩(wěn)可靠、傳動比精度高、工作效率好、使用壽命長。齒輪傳動的使用功率、轉(zhuǎn)速和尺寸的范圍都很寬，如傳遞功率的選擇范圍就能從幾瓦跨越到幾十萬千瓦，而轉(zhuǎn)速最高可達到300m/s，尺寸則能從毫米單位擴展到二十多米。鏈傳動的傳動比大，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；但是僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易等特點，在近代機械傳動中應(yīng)用十分廣泛。錐齒輪的特點是：壽命長，高負荷承載力，耐化學和腐蝕性強，降噪和減震，重量輕，成本低，易于成型，潤滑性好，最重要的是，它可以實現(xiàn)兩個垂直軸的傳動，而一般圓柱齒輪只能用于平行軸。綜合上述特點，考慮減小噪聲、振動，工作條件等方面的要求，選用V帶傳動、齒條傳動、齒輪傳動。如圖4所示：圖4總傳動簡圖2.2確定總傳動比表一機械手主要零件及其主要參數(shù)名稱符號直齒輪3直齒輪4直齒輪1、5直齒輪2、6不完全齒輪7錐齒輪2錐齒輪1帶輪1帶輪2模數(shù)m332.52.5533齒數(shù)Z24722496487224分度圓直徑d722166024024021672100200水平擺動：i=2*3*4=（R帶2/R帶1）*（Z4/Z3）*（Z6/Z5）=（200/100）*（72/24）*（96/24）=24升降、收縮：i=2*3*4=（R帶2/R帶1）*（Z2’/Z1’）*（Z2/Z1）=（200/100）*（72/24）*（96/24）=243電動機的確定3.1電動機容量的確定電動機是機器中運動和動力的來源，其種類很多，有電動機、內(nèi)機、蒸汽機、水輪機、氣輪機、液動機等。電動機結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護容易，一般機械上大多數(shù)是均采用電動機驅(qū)動。電動機的容量選得合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費。電機的容量的主要由電動機的運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。表2簡單傳動機構(gòu)和運動副的效率表3其他機構(gòu)的效率1凸輪機構(gòu)2棘輪機構(gòu)3槽輪機構(gòu)4不完全齒輪機構(gòu)5聯(lián)軸器0.95-0.970.95-0.970.95-0.97

0.96-0.98

0.95-0.99由表2及表3選定各個機構(gòu)的傳動效率，如表4：凸輪直齒輪聯(lián)軸器錐齒V帶0.960.980.960.980.95表4已定各個機構(gòu)的效率計算過程如下:原始數(shù)據(jù)：機械手工作頻率：20r/min升降0.3kw，擺動0.1kw，伸縮0.1kw，夾持0.2kw。升降、收縮的效率η1=0.96×0.98×0.98×0.95×0.96=0.8408功率P1=（0.3+0.1）/0.8408kw=0.476kw擺動的效率：η2=0.98×0.96×0.98×0.95×0.96=0.8204功率P2=0.1/0.8204kw=0.129kw夾持的功率：P3=0.2kw總效率：P總=P1+P2+P3=0.77kw所需電動機的功率P=0.85kw3.2電動機轉(zhuǎn)速的確定總的傳動比i總=24，機械手工作頻率：20r/min，因此電動機的轉(zhuǎn)速n=24×20=480r/min。4總體方案的確定4.1機械手系統(tǒng)運動簡圖\4.2機械手運動循環(huán)圖如圖5所示：圖5機械手系統(tǒng)運動循環(huán)圖5凸輪尺寸設(shè)計如圖所示凸輪2凸輪3凸輪1凸輪2和凸輪3的位置關(guān)系：凸輪2和凸輪3必須是如上圖所示位置關(guān)系，以便保證機構(gòu)能順利的實現(xiàn)運動。6設(shè)計體會與小結(jié)接觸機械原理這門課程一學期了，而這學期才是我真正感受到了一個學習機械的樂趣以及枯燥，被那些機械器件、機件組合而成的機器所吸引，尤其是汽車、機器人、航天飛機等機械技術(shù)所震撼，感慨機械工作者的偉大，。然而這種激動就在接近本學期結(jié)束之時，終于實現(xiàn)了，我們迎來了第一堂機械課程設(shè)計。近一個星期的機械原理課程設(shè)計結(jié)束了，在這次實踐的過程中學到了一些除技能以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機制,最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化.在社會這樣一個大群體里面,溝通自然是為人處世的基本,如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ド钏己腕w會.在實習設(shè)計當中依靠與被依靠對我的觸及很大,有些人很有責任感,把這樣一種事情當成是自己的重要任務(wù),并為之付出了很大的努力,不斷的思考自己所遇到的問題.而有些人則不以為然,總覺得自己的弱勢…..其實在生活中這樣的事情也是很多的,當我們面對很多問題的時候所采取的具體行動也是不同的,這當然也會影響我們的結(jié)果.很多時候問題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問題的心態(tài),而不是看我們過去的能力到底有多強,那是一種態(tài)度的端正和目的的明確,只有這樣把自己身置于具體的問題之中,我們才能更好的解決問題.在這種相互協(xié)調(diào)合作的過程中,口角的斗爭在所難免,關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚奶幚碛龅降姆制?而不是一味的計較和埋怨.這不僅僅是在類似于這樣的協(xié)調(diào)當中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力,面對分歧大家要消除誤解,相互理解,增進了解,達到諒解…..