热镦挤送料机械手

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机械原理课程设计热墩机械手

机械原理课程设计热墩机械手

机械原理课程设计热墩机械手机械原理课程设计说明书——热镦挤送料机械手B指导老师:温亚莲设计者:李霞学号:20109046班级:机电3班目录第一章设计题目及要求 (1)1.1 设计题目简介 (1)1.2 设计数据及要求 (2)1.3 设计任务与提示 (2)第二章热镦挤送料机械手摆臂的设计 (5)2.1 机械手上下摆臂设计方案A (5)2.2 机械手上下摆臂设计方案B (6)2.3 机械手上下摆臂设计方案C (6)2.4 摆臂方案的确定 (7)第三章热镦挤送料机械手回转装置设计 (8)3.1 回转装置设计方案A (8)3.2 回转装置设计方案B (8)3.3 回转装置设计方案C (9)3.4 驱动装置的选择 (10)3.4.1 常用电动机的结构特征 (10)3.4.2 选定电动机的容量 (10)3.5 回转装置方案的确定 (11)3.6 循环图的拟定及运动路线图 (11)第四章热镦挤送料机械手方案的确定与计算 (13)4.1 拟订的方案 (13)4.2 最终方案的确定与说明 (15)4.3 方案的计算 (16)第五章相关建模过程及仿真 (19)第六章设计总结 (22)第七章参考文献 (22)第一章设计题目及要求1.1 设计题目简介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1为机械手的外观图。

图1:机械手的外观图1.2 设计数据及要求表11.3 设计任务与提示设计任务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;2. 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。

机械原理课程设计-----热镦挤送料机械手的设计综述

机械原理课程设计-----热镦挤送料机械手的设计综述

机械原理课程设计设计说明书设计题目:热镦挤送料机械手的设计起止日期:2008 年 6 月18日至2008 年6月23日学生姓名班级机设0xx班学号064051xxxxx成绩指导教师(签字)机械工程学院(部)年月目录设计任务书 (3)1.工作原理和工艺动作分解 (5)2.工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (6)3.执行机构选型 (6)4.方案评价 (7)5.动系统的速比和变速机构 (9)6.机构运动简图 (9)7.机构组合 (12)8.各个构件的动作顺序 (12)9.凸轮设计 (13)9.参考资料 (22)10.设计总结 (22)课程设计任务书2007 —2008 学年第2 学期机械工程学院学院(系、部)机械设计专业机设062 班级课程名称:机械原理课程设计设计题目:热镦挤送料机械手的设计完成期限:自2008 年 6 月18至 6 月23日共 1 周指导教师(签字):年月日系(教研室)主任(签字):年月日1.工作原理和工艺动作分解(1)夹料机构:靠平面连杆机构做间歇的直线往复运动。

运动循环图如下:(2)送料机构:送料机构由2种动作的组合,一是间歇的回转运动,二是做上下摆动。

运动循环图如下:(3)夹料机构:通过凸轮对手臂上平面连杆机构的控制来调整手指间的间隙从而达到对物料的夹紧和松开。

运动循环图如下:(4)送料机构:当料被抓紧后,通过凸轮对连杆一端的位置的改变进行对杆的摆角进行调整,从而实现对物料的拿起和放下的动作。

手臂的回转通过回转机构进行实现。

(5)转动送料机构:通过来回的回转110度,这到运动的目的,同时又要注意满足机构动作的相互配合。

此机构运动循环图如下:2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位,以利于设计、装配和调试。

其整体运动循环图如下:3.执行机构选型2.表3.2 机构选用表功能执行构件工艺动作执行机构设计矩阵夹料机构手指直线往复运动凸轮机构A1摆动机构手臂上下摆动凸轮机构A2回转机构手臂回转齿轮机构A3夹料机构与摆动机构:根据动作要求,由表2.1设计实例库A3、A1={a31,a41,a42,a11,a51},由于机构要具有停歇功能,且要进行运动变换,故选择直动从动件盘形凸轮。

热镦挤送料机械手课程设计

热镦挤送料机械手课程设计

热镦挤送料机械手课程设计热镦挤送料机械手是一种用于热镦挤压生产线上的自动化设备,它具有高效、精准的特点。

本文将探讨热镦挤送料机械手的课程设计。

热镦挤压是一种金属加工方法,通过在高温下将金属材料挤压成特定形状。

在热镦挤压生产线上,热镦挤送料机械手起到了关键的作用。

它能够将金属材料从储料架上取下,并准确地送入热镦挤压机中进行加工。

因此,热镦挤送料机械手的设计至关重要。

我们需要确定热镦挤送料机械手的基本参数。

根据生产线的要求,我们需要考虑机械手的负载能力、工作范围、速度等。

负载能力应能够满足挤压机的要求,工作范围应能够覆盖整个挤压机工作区域,速度应能够保证生产效率。

在确定这些参数后,我们可以开始进行机械手的设计。

我们需要选择合适的机械结构。

热镦挤送料机械手通常采用多自由度机械结构,以实现复杂的运动轨迹。

对于挤压机上下料的过程,我们可以采用多关节机械手,它能够实现多方向运动,并能够精确控制位置和姿态。

此外,我们还可以考虑使用气动或电动执行机构,以实现更精准的控制。

然后,我们需要设计机械手的控制系统。

控制系统应能够准确地控制机械手的运动,并保证其稳定性和安全性。

在设计控制系统时,我们可以采用传统的PID控制算法,也可以使用现代的自适应控制算法。

此外,我们还需要考虑机械手与挤压机之间的协作,以确保二者之间的同步运动。

我们需要考虑机械手的安全性和可靠性。

挤压生产线通常是高温、高速、高载荷的工作环境,因此机械手需要具备耐高温、耐磨损、抗震动等特性。

此外,我们还需要设计相应的安全保护装置,以防止意外事故的发生。

热镦挤送料机械手的课程设计需要考虑机械手的基本参数、机械结构、控制系统以及安全性和可靠性等方面。

在设计过程中,我们需要充分考虑生产线的要求,并结合现代控制技术和工程材料的特性,以实现高效、精准的热镦挤压生产。

通过合理的设计和优化,热镦挤送料机械手将成为热镦挤压生产线上不可或缺的重要设备。

热镦机的工作原理

热镦机的工作原理

热镦机的工作原理热镦机是一种用于金属加工的设备,主要用于对金属材料进行加热、锻造和成型。

热镦机的工作原理是利用热能和力学力进行金属材料的变形和塑性成形。

热镦机主要由加热系统、锻造系统和控制系统组成。

加热系统负责加热金属材料,使其达到可塑性变形的温度;锻造系统负责施加力量,将加热后的金属材料进行塑性变形和形状改变;控制系统则用于控制加热和锻造过程,确保工件的质量。

在工作时,首先将待加工的金属材料放置在热镦机的工作台上,并使其与加热系统接触。

然后通过控制系统设置加热温度,启动加热系统对金属材料进行加热。

加热系统通常采用电阻加热或电磁感应加热的方式,通过加热将金属材料的温度提高至其可塑性变形的温度。

当金属材料达到设定温度后,热镦机的锻造系统开始工作。

锻造系统通常由压头、液压系统和模具组成。

压头负责施加力量,将加热后的金属材料进行塑性变形和形状改变;液压系统则负责提供加压力量;模具则用于限制金属材料的形状。

在锻造过程中,压头通过液压系统施加力量,使金属材料在模具的作用下发生塑性变形。

金属材料受到外力作用时,其晶界滑移、再结晶和晶粒细化等金属塑性形变机制发生,从而改变其形态和尺寸。

通过改变压力和时间,可以实现对金属材料的不同形状和尺寸的加工。

在加热和锻造过程中,控制系统起着关键的作用。

控制系统可以通过感应器检测金属材料的温度变化,根据设定温度和时间进行控制。

通过控制加热温度、保温时间和压力大小等参数,可以实现对工件的精确加工控制,从而保证工件的质量和尺寸精度。

总结来说,热镦机的工作原理是利用热能和力学力进行金属材料的变形和塑性成形。

通过加热系统将金属材料加热至其可塑性变形的温度,再通过锻造系统施加力量,使金属材料在模具的作用下发生塑性变形,从而实现对金属材料的加工和成形。

控制系统通过控制加热温度、保温时间和压力大小等参数,实现对工件的精确加工控制,保证工件的质量和尺寸精度。

热镦机的工作原理在金属制造行业中得到广泛应用,为金属零件的生产提供了高效、精确和可靠的加工手段。

热镦挤送料手课程设计说明书

热镦挤送料手课程设计说明书

机械原理课程设计题目热镦挤送料机械手学院机电工程学院专业年级机械工程及自动化二○○一二年六月机械原理课程设计任务书一、设计题目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。

二、工作原理及工艺动作过程:机械手夹送圆柱形镦料,手指夹料,再通过凸轮或连杆机构使手臂上摆15°,然后手臂水平回转120°,到达指定点手臂下摆15°,手指张开放料;手臂再上摆,水平反转,下摆,同时手指张开,准备夹料,往复这些运动。

三、原始数据及设计要求: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/minA 2 25 120 685 15 15 1450B 2.5 27.5 110 690 17.5 12.5 1450C 3 30 100 700 20 10 960D 1.5 22.5 105 600 17.5 15 960E 1 15 110 500 15 20 1440四、设计方案提示: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计。

五、设计的主要任务1.机械手一般包括连杆机构、凸轮机构和齿轮机构。

2.设计传动系统并确定其传动比分配。

3.设计平面连杆机构。

对所设计的平面连杆机构进行速度、加速度分析,绘制运动线图。

4.设计凸轮机构。

按各凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律,确定基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径。

热镦挤送料机械手 机械原理课程设计说明书

热镦挤送料机械手  机械原理课程设计说明书

为了培养面向21世纪知识经济时代的科技人才,国家进行了课程体制改革,而机械原理课程设计能够培养机械类专业学生的创新能力,今天我们设计的热墩挤送料机械手,由于机械手能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手主要由手部和运动机构组成。

手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。

运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。

运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度,选择何时的自由度作出合适的机械手以满足生产的要求,简便了工作。

目录一、总设计要求……………………………………..1、设计题目………………………………………..2、设计任务……………………………………….二、功能分解…………………………………………三、选用的机构…………………………….四、机构的运动循环图…………………………….五、原动件的选择…………………………….六、传动比的分配…………………………….七、主要机构介绍…………………………….1、齿轮设计…………………………….2、对心直动滚子推杆盘形凸轮机构……………3、不完全齿轮机构设计…………………….八、设计方案的评价…………………………….九、总结…………………………….十、参考文献…………………………….一、总设计要求1、设计题目设计二自由度关节式热镦挤送料机械手,由电动机驱动,夹送圆柱形墩料,往40t墩头机送料。

以方案A为例,它的动作顺序是:手指夹料,手臂上摆12度,手臂水平回转120度,于管下摆15度,手指张开放料;手臂再上摆,水平反转,下摆,同时手指张开,准备夹料。

热镦挤送料机械手

热镦挤送料机械手

目录1 设计题目及其要求 (1)2 题目分析 (1)2.1 设计思路 (1)2.2 热镦挤送料机械手工艺动作流程 (1)3初步方案 (2)3.1 基本参数 (2)3.2 运动循环图 (2)3.3 机械系统运动转换功能图 (3)3.4 拟订的方案 (3)4 主要执行机构方案设计 (4)4.1 机械手上下摆动动作的设计 (4)4.2 手臂回转机构的选择设计 (4)4.3 传动类型的选择 (5)4.4 机械驱动装置选择 (5)4.4.1 电动机系列的选择选择 (5)4.4..2 选定电动机的容量 (6)5系统设计数据处理 (7)5.1数据处理 (7)总结 (9)参考文献 (10)设计内容计算说明结论1设计题目及其要求热镦挤送料机械手,它是有电动机驱动,通过机械手的动作,夹送圆柱形镦料,往40t镦头机送料。

机械手的手臂的上下摆动有凸轮摇杆机构实现,机械手的水平回转有间隙机构实现。

具体的动作顺序:手指夹料,手臂上摆15°,手臂水平回转120°,手臂下摆15°,手指张开放料;手臂再上摆,水平反转,下摆,同时手指张开,准备夹料。

热镦挤送机械手能实现最大抓重为2kg,最大直径为25mm的圆柱形镦料。

2题目分析2.1设计思路(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过程。

(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。

2.2热镦挤送料机械手工艺动作流程热镦挤送料机械手手指夹料工件挤送手指放料手臂上下摆动手臂水平回转由凸轮连杆机构实现,并在休程角手臂不动由不完全齿轮机构实现间隙运动,使手臂水平回转3初步方案3.1基本参数最大抓重 2kg手指夹持工件最大直径/mm 25mm手臂回转角度/(°) 120°手臂回转半径/mm 685mm手臂上下摆动角度/(°) 15°送料频率/(次/min) 15次/min 电动机转速(r/min) 1450r/min3.2运动循环图表3-1运动循环图机械手上摆15°停止下摆15°停止上摆15°下摆15°转台停止水平回转120°停止停止水平反转120°停止凸轮连杆转角150°180°330°360°150°(第二周)180°总体设计方案图3.3机械系统运动转换功能图机械手水平回动减速电机机械手上下摆动运动分解3.4拟订的方案由电动机提供动力源,通过皮带轮传动,并分两路。

棒料搬运机械手设计

棒料搬运机械手设计

摘要在社会不断发展的今天,机器人在工业现场中的应用也越来越广泛,用机器的力量代替人力,而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。

近十几年来,机器人的开发不仅越来越优化,而且涵盖了许多领域,应用的范畴十分广阔。

在工业上,自动控制系统有着广泛的应用,如工业自动化机床控制,计算机系统,机器人等。

而工业机器人是相对较新的电子设备,它正开始改变现代化工业面貌。

本设计的机械手是基于提高劳动生产率、产品质量和经济效益,减轻工人劳动强度而设计的。

在某些劳动条件极其恶劣的条件下,工人难以用手工工作,可用本机械手代替人力劳动。

本设计为四自由度圆柱坐标型工业机械手,其工作方向为两个直线方向和两个旋转方向。

本设计中的四自由度棒料搬运机械手,主要是针对质量少于2KG的圆形棒料的搬运。

通过气爪手指的不同选择可满足直径小于60mm的棒料的搬运。

在控制器的作用下,机械手执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线并把工件翻转过来这一简单的动作。

关键词:四自由度;机械手;搬运;工业机器人IAbstractToday that develop continuously in the society, The robot are more and more Using at industry scene application. Replaces the manpower with the machine strength, It‘s the historical development tendency that liberates the humanity from the arduous physical labor.In the recent several years, the robot development not only more and more optimizes, but also moreover has covered many domains.Industrially, automatic control systems are found in numerous applications, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry.This paper design for enhances the labor productivity, product quality, economic efficiency and reduces the worker labor intensity. Some job working at extremely bad environment, that people can’t work in hand, so the robots can replace worker to do it.This scheme introduced a cylindrical robot for four degree of freedom. It is composed of two linear axes and two rotary axis currentThis paper mainly use at the transporting of circular good material that quality is short to2KG. The different fingernail finger was Choice for transporting the good material that diameter is smaller than 60mm.Under controller function the robot move the components from one assembly line to other assembly line and turn over it in space, perform relatively simple takes.Key words: four degrees of freedom; robot; transporting; Industrial robotII目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (VII)1 绪论.............................................................................................................. 错误!未定义书签。

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热镦挤送料机械手学生姓名:指导教师:摘要送料机械手主要用于机床和生产线中的上下料工作,热镦挤送料机械手主要由动力装置、传动部分、执行机构三部分组成,其中执行机构为设计的主要内容。

在本次设计中,该设计通过减速器变速将动力传动到执行机构中,再有执行机构来控制机械手运动。

执行机构的选择,要分析各种机构对运动的影响,综合分析各种类型的机构来确定适合机械手运动的机构,通过分析得出结论,由凸轮连杆机构来控制机械手的上下15度摆动,由不完全齿轮和齿轮齿条机构来控制机械手的左右回转。

关键词:执行机构凸轮不完全齿轮1 绪论1.1 课题研究的目的和意义21世纪是科技高度发达的时代,人们的消费力不断增加。

市场对质量可靠性能卓越的产品的需求大量增加,为满足市场需求,各个企业工厂不断建成现代化生产线,通过智能机器人来代替人力去快速高效的生产。

各种高效率的机械手可以满足工厂的生产需求,还可以克服恶劣环境完成工作。

机械机械手的优势十分明显.机械手作业的准确性和不同环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展空间。

它不但能代替部分人工操作,还能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸。

同时,它还能操作必要的工具进行焊接和装配,它高效不间断地工作在各种复杂环境中,从而极大改善了工人的劳动条件,显著提高了劳动生产率,加快了工业生产机械化和自动化的步伐,所以机械手的研制很有必要。

热镦挤送料机械手,该设计全面综合的运用了机械设计专业学生在大学本科阶段所学的各门专业课的知识,将这些专业课程的理论和实际进行了一次重要实践。

锻炼了我们查询资料自我学习的能力,培养了我们创新设计能力。

该设计综合运用了CAD、PORE等软件,使我们对这些制图软件能熟悉运用。

毕业设计是大学四年中的最后一次课题设计,也是最为重要的一次设计,是对我们大学四年的综合考量。

毕业设计考验的不是单一的一门知识,而是我们大学四年所学的综合运用。

我选择的题目是热镦挤送料机械手,该设计全面综合的运用了机械设计专业学生在大学本科阶段所学的各门专业课的知识,将这些专业课程的理论和实际知识进行了一次重要实践。

综合运用了CAD、PORE等软件,是我们对这些制图软件能熟悉运用。

机械手对工业的发展有着重要的意义。

它的运用,使得在恶劣环境中的生产工作得以继续进行。

它可以模仿人的手部动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作,可用来搬运物体,成在各个不同环境中的工作。

在工业生产中,机械手的应用随处可见,无论是组合机床,还是流水线生产,都可以运用机械手来进行上下料的工作。

因此,进行机械手的研究是很有必要的1.2 机械手介绍机械手应用范围十分广泛,它常应用与机械制造、电子、冶金、轻重工业中,机械手是工业机器人的一种,它是在工业机器人的基础之上发展起来的。

机械手的种类很多,常见的有液压式、电动式、气动式和机械式机械手。

我们所设计的机械手为机械式。

机械手的主要部件为手部和运动机构,运动机构用来控制的各种动作,使机械手完成上下摆动、左右回转、伸缩、摆动等等运动。

手部是根据所要抓取的物体的形状、材质、大小、重量等因素来设计的。

机械手的自由度影响机械手的灵活性、通用性,通常机械手自由度为4-5个,一般的专用的机械手由2-3个自由度。

机械手通常用作机床、生产线等工作场合的上下料、换刀等工作。

机械手的特点是工作时间长,工作精度高,抗干扰能力强,可以在恶劣环境中工作。

因此,机械手的未来发展方向为代替人工进行长时间重复高精通的工作,同时替代人工在环境恶劣,高温有毒等环境中工作。

机械手的模块化同时也是它的发展趋势,通过模块化处理,可以使机械手快速响应,完成不同的工作。

随着时间的发展,机械手会变得越来越先进,逐步向智能化、模块化发展。

1.3 总体设计要求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 t 镦头机送料。

它的动作顺序是:手指夹料,手臂上摆l5°,手臂水平回转l20°,手臂下摆l5°,手指张开放料;手臂再上摆,水平反转,下摆,同时手指张开,准备夹料。

主要要求完成对手臂上下摆动以及水平回转的机械运动设计。

图1.1为机械手的外观图,技术参数为最大抓重2kg,手臂夹持工件最大直径25mm,手臂回转半径685mm,送料频率15次/min,电机转速1450r/min。

设计热镦剂送料机械手驱动机构使热镦机送料机械手完成上下摆动和水平回转运动,设计传动系统并确定其传动比分配。

设计连杆机构并进行速度、加速度分析。

凸轮连杆机构的设计计算:选择从动件的运动规律,确定基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径。

减速器部分齿轮机构的设计计算、校核计算。

绘制热镦剂送料机械手的总体装配图;绘制热镦剂送料机械手的主要零件图;1.4 说明书主要内容说明书的主要内容为:第一章主要介绍课题研究的意义以及课题要求,第二章介绍运动过程,对机械手的运动过程和动作顺序进行了解分析计算。

第三章主要介绍机械手部分,机械手的动过过程为水平回转运动水平反转运动上摆和下摆四种运动,它们由凸轮连杆机构来完成手臂的上下摆动,由不完全齿轮齿条来完成手臂回转。

第四章对减速器部分的设计计算和校核计算。

第五章对机械手执行机构的设计计算。

计算出主要执行机构中凸轮和不完全齿轮的形状和大小。

第六章对热镦机送料机械手进行整体的分析计算。

附参考资料图1-12 运动过程分解2.1 运动周期计算由毕业设计任务书总体设计要求可知,机械手送料频率为15次/min,电机转速为1450r/min,通过简单计算可知,每周期运动时间为4秒钟,这4s可进行如下分配:机械手手指夹料(0.4s)——机械手手臂上摆15度(0.4s)——机械手手臂水平回转120度(0.8s)——机械手手臂下摆(0.4s)——机械手手指张开放料(0.4s)——机械手手臂上摆15度(0.4s)——机械手手臂水平反转120度(0.8s)——机械手手臂下摆15度(0.4s)2.2机械手圆形运动循环图通过运动周期计算绘制圆形运动循环图。

运动循环图是在机械协调设计中所需要用到的重要的图形文件。

它能更好的说明运动过程,可以描述各个执行机构之间的运动顺序、相互之间既协调又制约的动作关系。

运动循环图的常见类型有直线型、圆形、直角坐标式等类型,在这里,我们使用圆形运动循环图,它可以更加直观更形象的描绘出机械手水平运动与上下摆动的运动关系,即在平动时水平停止,在进行上下摆动式水平方向静止,两者互相不干扰。

图2-1 圆形循环图3 机构功能分解热镦挤送料机械手的构成由原动机、传动部分、执行部分三部分组成,功能关系由下表所示:表3-13.1 驱动装置的选择电动机的种类很多,可以分为直流电动机和交流电动机两大类,我们所使用的电动机的工作环境实在工厂,所用为交流电,选用的电动机为交流电动机。

交流电动机可分为三相同步电机和三相异步电机。

三相交流异步电动的机结构比较简单,而且它价格低廉,在日常中维护方便,所以它在工业生产中得到上广泛的应用。

Y系列的电动机是全封闭的自扇冷式的三相异步电动机。

它的特点是性能好,噪音较低,同时具有高效率震动小的优点。

这使它适用于不易爆炸不易燃且没有腐蚀性气体的工作环境中,如在机床、运输机、搅拌机的机器上面。

课题中所设计的热镦挤送料机械手的工作环境实在工厂中,它的工作电压为380V,频率为50HZ,电机转速为1450r/min,所以选择同步转速为1500r/min。

机械手最大抓重2kg,所需功率不大,所以通过查询机械设计手册可以优先选择Y112M-4型号电动机来作为机械手的原动机,完成要求的工作动作。

电动机参数:表3-23.2 传动类型的选择带传动特点:带传动有传送比较平稳,噪声较小,能进行一定的缓冲吸振的优点,但是带传动的承载能力比较低。

传递相同的转矩时要比其他机构的尺寸大,通常将带传动放在传动系统的高速级。

齿轮传动特点:齿轮传动有着工作可靠,使用寿命长,瞬时传动比为常数,传动效率高等优点,但它的成本也高,在精度低的时候,震动和噪声比较大,不宜用于轴间距大传动。

链传动特点:链传动没有滑动并且不需很大的张紧力,作用在轴上的载荷较小,效率高,它的缺点是只能用于平行间的传动,瞬时速度不均匀,工作时有噪声,费用较高。

摩擦轮传动特点:摩擦轮优点在于制造简单,在过载时可以发生打滑从而防止机器中重要零件的损坏,可以实现无级变速,但它的缺点也较为明显,那就是传动效率较低,传动比不能保证,而且寿命较低,它必须采用压紧装置时才能使用。

蜗杆传动特点:它的优点在于工作平稳、没有噪声、结构较为紧凑、冲击小,它的优点还有结构尺寸小、重量轻、零件数目少。

缺点是效率低,结构复杂,制造材料较贵,制造较难对这五种传动方式进行对比,考虑热镦挤送料机械手的结构、工作环境和所需力等方面的要求综合选择带传动和齿轮传动,电动机通过带轮将转矩传递到减速器,通过减速器减速达到需要的转速带动机械手的水平回转运动和上下摆动。

3.3 手臂上下摆动的设计与选择根据设计总体要求可以知道机械手上下摆动15度,为完成所需要的动作,需要设计机构来驱动机械手实现运动要求,可是实现上下运动的机构很多,有凸轮机构,铰链四杆机构,曲柄滑块机构,螺杆等机构,下面,设计几种方案来完成手臂的上下摆动运动。

方案一:凸轮连杆机构凸轮是具有曲线轮廓的构件,它的运动可以通过高副接触传递给从动件,是从动件运动,它的运动状态可以是连续的,也可以是不连续的。

因为凸轮具有这样的特点,所以凸轮连杆机构可直接驱动从动件进行上下运动,进而使机械手手臂上下摇动。

而凸轮连杆机构具有结构简单、便于计算、成本低廉的优点。

但是它也存在缺点,那就是具有一定程度的冲击。

考虑到机械手最大抓重为2kg,工作强度不大,冲击也较小,所以该结构可以完成上下摆动动作。

如图3-1所示,为凸轮连杆机构。

图3-1 凸轮+连杆方案二:圆柱凸轮机构+连杆圆柱凸轮是将移动凸轮卷成圆柱体衍化而来,它是空间运动。

通过圆柱凸轮的不断转动,使连杆上下摆动,进而驱动机械手运动。

该方案结构较为复杂,圆柱凸轮成本较高,计算较为麻烦。

可以完成机械手的上下摆动。

如图3-2所示,圆柱凸轮机构转动拉动连杆使其完成摆动15度的动作。

图3-2 圆柱凸轮+摇杆方案三曲柄滑块+曲柄摇杆通过偏心转动带动连杆运动,再由连杆拉动滑块,从而完成从动件的间歇上下摆动。

使机械手完成要求的上下摆动15度的要求。

该结构结构简单。

图3-3 曲柄滑块+曲柄摇杆综合对比3种机构,考虑机械手设计总体要求,选择方案一比较合适。

3.4 手臂水平回转的设计与选择手臂的水平回转运动与手臂上下摆动不同时进行,环形运动循环图清晰明了的表述了两种运动的工作时间。

手臂水平放下的回转可以通过多种机构完成,如不完全齿轮机构,不完全齿轮+曲柄滑块+齿轮齿条机构,棘轮机构等,通过综合考虑,设计以下几种方案:方案一:不完全齿轮+曲柄滑块+齿轮齿条经过减速器将动力传动到不完全齿轮处驱动其转动,因为是不完全齿轮,可以通过设计有齿区域占整个齿轮区域的比例来调节改变间歇时间,齿轮转动带动连杆前后移动,拉动齿条移动。

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