机械手机械原理课程设计说明书
机械手-机械原理课程设计说明书
机械原理课程设计说明书设计课题：机械手专业班级：2012级机自05班小组成员：张结荣 201204010523陈庆林 201204010504肖哲 201204010520郑然 201204010525周奕佳 201204010526指导教师：陈敏钧时间：2014.7.14——2014.7.181设计任务书设计项目：机械手的设计工作要求：机械手从工件架上抓起工件，然后送人工作台进行加工。
机械手完成以下动作（2选1）。
（1）水平面内转30度，上升100mm，前进50mm;（2）水平面内转30度，手臂自转90度，前进50mm。
机械手的夹持器还有夹紧和放松动作；机械手工作频率：20/min；升降 0.3kw，摆动 0.1kw，伸缩 0.1kw，夹持 0.2kw。
2执行机构的选择与比较§2-1 转角机构（实现平面转角030功能）方案一实现平面转角030的过程：电机带动不完全齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮运动，与全齿轮固结的四杆机构，使滚子在预先设计好形状的槽内运动，左右运动的极限位置恰好是30度。
机构评价：优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个行程内，机构的平面转角就是30度。
不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物体时留下了工作时间。
缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，最短杆无法做周转运动，导致机构的回程要求齿轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速度方向。
方案二实现平面转角030的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆从而使不完全齿轮，有间歇地带动完全齿轮转动，齿轮通过杆拉动齿条，由齿轮来回往复地带动固接杆转动030机构评价：优点：同样具有结构简单，传力较小运动灵活，造价低准确地实现转角030的要求，可以控制间歇实现循环功能。
缺点：磨损较严重，效率较低，齿轮尺寸过大加工难。
方案三实现平面转角030的过程：使用槽轮实现平面转角30度，只要计算好槽轮的槽数，就能在主动圆盘转360度时，使从动轮转30度。
机构评价：优点：结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能平稳的间歇地进行转位。
机械手设计说明书
1 设计项目名称机械装备项目--机械手课程设计2 设计目的利用设计的机械手夹起形状为正六边体，质量为5kg工件，并运送到工作台。
设计的过程主要解决的问题如下：（1）工件的重量和外形尺寸问题：工件质量5kg，半径在90-110mm范围内。
（2）工件的外形问题：工件的横截面为正六边形，夹紧的过程要解决夹到棱边的问题。
（3）各零部件的工艺问题：零部件应有良好的工艺性，可用最简单，常见的工艺（铸，车，铣，钻等），实现零部件的加工。
（4）整体的稳定性，灵活性保证问题：各部件协调工作，保证装配体的工作稳定：如齿轮齿条配合，连杆配合等的稳定性考虑；保证机械手总体质量小，惯性小，灵活可靠。
3 设计方案说明3.1机械手工作原理图1 拆去底板装配图工作过程：液压缸产生推力，推动齿条来回移动，齿轮与齿条啮合旋转，齿轮带动四连杆转动，连杆推动夹板夹住工件。
3.2结构说明3.2.1执行机构：夹板图2 夹板1）特点夹板在竖直方向上有采用铰接，可自动调整到与工件位置相平行的状态，夹板上有滚花工艺，增大摩擦系数，保证夹起的工件不滑落。
2）尺寸根据工件的外形尺寸，确定夹板长×宽为：80×50，根据经验，采用厚度为5mm的钢板。
3.2.2传动链1、四连杆机构图4 四连杆机构1）特点四连杆机构铰链连接的部分采用滑动轴承，安装尺寸小，润滑方便，四连杆运动摩擦小；连杆机构在未到达死点的位置下工作，机构工作可靠；连杆机构可以保证使夹板平行运动，从而保证夹板与工件表面平行，夹板接触工件时受力均匀，可平稳夹住工件，增强了整体装夹的稳定性。
2）尺寸计算图5 结构简图确定L2：因为机械手要夹紧的工件的范围是90～110mm，故L2＝L1=(110+19×2-40)÷2=54mm留下一定的设计余量，选L2=60mm。
确定L3：为了能够装夹不同高度的工件，同时选择L5=40mm，连杆的长度L3应满足：L3=L5+h=87.5mm，取L3=90mm。
机械手设计说明书doc
机械手设计说明书篇一：机械手设计说明书指导老师：设计合作成员：一、设计项目名称机械手臂手指机构2二、设计目的本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。
手指的动力驱动方式为液压传动。
液压传动的机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。
三、设计要求(1)机械手为专用机械手，适用于夹六菱柱形钢质工件。
(2)选取机械手的座标型式和自由度。
(3)主要设计出机械手的手部机构。
(4)液压传动系统液压缸的选用四、设计方案4.1 机械手基本形式的选择机械手的典型结构一般可分为：回转型（包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种）、移动型（移动型即两手指相对支座作往复运动）和平面平移型。
本设计采用二指回转型手抓。
4.2 机械手的主要部件及运动本机械手的部件有齿轮、齿条、连杆和液压缸等。
主要的运动有直动液压缸驱动齿条的平动、齿轮和齿条的啮合运动、连杆的转动和手抓的平行移动。
4.3 驱动方式的选择本机械手的驱动方案采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便。
4.4 机械手的技术参数列表用途：卸码垛机械手臂抓重：5kg抓取的物体的几何形状：宽度为90～110mm六菱柱形钢质工件机械手自重：小于等于10kg4.5 机械工作原理机械手的夹工件的工作原理框图如图1所示。
图1. 机械手夹工件的工作原理框图该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求，工作要求就是机械手能适应六菱柱形钢质工件不同面的夹持，故带有水平转盘手臂的回转运动。
传动机构采用齿条与齿轮啮合。
本机械通过液压驱动传递动力推动齿条平动，齿条与齿轮啮合将液压缸传来的水平运动转化为齿轮连杆的回转运动。
而齿条与齿轮啮合驱动四连杆转动，四连杆机构使夹板水平移动，完成对工件的夹紧松开。
机械手的整体结构图如图2、图3所示。
手爪部分特点如下表述：1. 机械手手部由手爪（即夹板）和传力机构所构成。
机械手爪能夹宽度尺寸为90～110mm的工件，由于所夹工件是六菱柱形钢质工件，故在竖直方面上夹持会比较方便设计和简化机构，手爪部分可以做成平面夹板，而机构本身应带水平转盘机构以适应不同角度的夹持。
机械手-机械原理课程设计说明书
机械原理课程设计说明书设计课题：机械手专业班级：2012级机自05班小组成员：张结荣 201204010523陈庆林 201204010504肖哲 201204010520郑然 201204010525周奕佳 201204010526指导教师：陈敏钧时间：2014.7.14——2014.7.181设计任务书设计项目：机械手的设计工作要求：机械手从工件架上抓起工件，然后送人工作台进行加工。
机械手完成以下动作（2选1）。
（1）水平面内转30度，上升100mm，前进50mm;（2）水平面内转30度，手臂自转90度，前进50mm。
机械手的夹持器还有夹紧和放松动作；机械手工作频率：20/min；升降 0.3kw，摆动 0.1kw，伸缩 0.1kw，夹持 0.2kw。
2执行机构的选择与比较§2-1 转角机构（实现平面转角030功能）方案一实现平面转角030的过程：电机带动不完全齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮运动，与全齿轮固结的四杆机构，使滚子在预先设计好形状的槽内运动，左右运动的极限位置恰好是30度。
机构评价：优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个行程内，机构的平面转角就是30度。
不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物体时留下了工作时间。
缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，最短杆无法做周转运动，导致机构的回程要求齿轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速度方向。
方案二实现平面转角030的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆从而使不完全齿轮，有间歇地带动完全齿轮转动，齿轮通过杆拉动齿条，由齿轮来回往复地带动固接杆转动030机构评价：优点：同样具有结构简单，传力较小运动灵活，造价低准确地实现转角30的要求，可以控制间歇实现循环功能。
缺点：磨损较严重，效率较低，齿轮尺寸过大加工难。
方案三实现平面转角030的过程：使用槽轮实现平面转角30度，只要计算好槽轮的槽数，就能在主动圆盘转360度时，使从动轮转30度。
机构评价：优点：结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能平稳的间歇地进行转位。
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。
机械原理课程设计说明书
机械原理课程设计说明书一、设计目的。
本课程设计旨在通过对机械原理相关知识的学习和实践，培养学生分析和解决机械工程中实际问题的能力，提高学生的动手能力和创新意识，为将来的工程实践打下坚实的基础。
二、设计内容。
1. 课程设计主题，设计一个简单的机械装置，通过该装置实现特定的功能。
2. 设计要求，装置的设计要求符合机械原理相关知识，能够有效地完成所规定的功能，并且具有一定的创新性和实用性。
3. 设计步骤，包括需求分析、方案设计、零部件选型、装配调试等具体步骤。
4. 设计报告，撰写完整的课程设计报告，包括设计思路、设计过程、关键技术参数、实验结果和分析等内容。
三、设计流程。
1. 需求分析，明确设计的功能和性能要求，分析设计对象的特点和工作环境，为后续的方案设计奠定基础。
2. 方案设计，根据需求分析的结果，提出多种设计方案，并进行比较和评估，选择最合适的方案进行详细设计。
3. 零部件选型，根据所选方案，选择合适的零部件和材料，确保装置的稳定性和可靠性。
4. 装配调试，按照设计要求，将各个零部件进行装配，并进行调试和优化，确保装置能够正常工作。
5. 设计报告，撰写完整的设计报告，包括设计的整个过程和结果，以及对实验数据的分析和总结。
四、设计要求。
1. 设计的装置功能明确，能够有效地完成所规定的任务。
2. 设计具有一定的创新性和实用性，能够解决实际的工程问题。
3. 设计报告内容完整，结构清晰，语言流畅，符合学术规范。
4. 设计过程中要注重安全性和可靠性，确保实验过程中不会造成人身和设备的损害。
五、设计评分标准。
1. 设计方案的创新性和实用性占20%。
2. 设计装置的功能和性能占30%。
3. 设计报告的完整性和规范性占30%。
4. 设计过程中的安全性和可靠性占20%。
六、总结。
通过本次课程设计，学生将能够全面掌握机械原理相关知识，培养了动手能力和创新意识，为将来的工程实践打下了坚实的基础。
同时也提高了学生的团队合作能力和实际问题解决能力，为将来的工作做好了充分的准备。
机械手设计说明书
机械专业课程设计指导老师：设计者：学号：专业班级：设计题目：搬运机械手完成时间：2011年07 月02日目录一、设计任务 (1)1.1 设计任务介绍 (1)1.1.1 课程设计的目的. (1)1.1.2 课程设计的容. (1)1.1.3 课程设计的要求. (1)1.1.4 课程设计的具体任务. (2)1.1.5 研究机械手的意义. (2)1.2 设计任务明细 (3)1.2.1 总体方案的设计. (3)1.2.2 机械系统的设计 (3)二、总体方案设计 (3)2.1 驱动系统 (3)2.2 执行 (4)2.3 控制系统 (4)3.1 机械传动装置的组成及原理 (5)机械手的机械传动装置示意图如下. (5)3.2 滚珠丝杠简介与特点 (5)3.3 滚珠丝杠的设计及选型 (6)3.3.1 螺旋类型及种类. (6)3.3.2 初始条件 (6)3.3.3. 滚珠丝杠副的组成及主要尺寸. (7)3.3.4 计算过程 (7)3.3.5 滚珠丝杠最小轴经校核. (9)3.4 电机选型及联轴器选型 (9)3.4.1 电机选型 (9)3.4.2 联轴器的选择. (9)3.5 键的选择与校核 (10)3.5 轴承的选型与校核 (10)3.5.1 轴承的选型. (10)3.5.2 轴承的校核. (10)3.6 主要联接部位螺栓的校核 (12)3.7 轴承座、机架、导向柱、底座等基本构件的结构设计 (13)四、电气控制系统设计 (13)4.1 控制系统的基本组成 (13)4.2 电气元件的选型 (14)4.2.1 可编程序控制器的选择 (14)4.2.2 步进电机驱动器的选择 (14)4.2.3 步进电机选择与控制 (15)4.3 电气控制电路的设计 (16)4.4 控制程序的设计 (17)4.4.1 机械手搬运流程图 (17)4.4.2 输入/ 输出地址分配 (17)4.4.3 机械手位移控制程序 (18)4.4.4 搬运机械手搬运程序设计. (21)五、课程设计总结 (28)六、参考文献 (29)一、设计任务1.1设计任务介绍1.1.1课程设计的目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
机械手机械课程设计
机械手机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握机械手机械原理，包括齿轮传动、滑轮组和杠杆的应用。
2. 学生能够识别并描述不同类型的机械手机械结构，如固定臂、移动臂和旋转臂。
3. 学生能够运用基本的物理知识，解释机械手机械在生活中的应用。
技能目标：1. 学生能够通过小组合作，设计并制作一个简单的机械手机械结构。
2. 学生能够运用绘图和计算工具，对机械手机械结构进行简单的计算和优化。
3. 学生能够有效地沟通设计思路，通过口头报告和展示，展示他们的设计成果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械工程和科技创新的兴趣，激发他们探索未知的热情。
2. 强化学生的团队合作意识，培养在团队中相互尊重、协同工作的态度。
3. 通过机械手机械的学习，增强学生对生活中工程技术的认识，培养其解决问题的能力和创新思维。
课程性质分析：本课程为机械基础知识入门课程，旨在通过具体案例分析，让学生在动手实践中理解和掌握机械原理。
学生特点分析：考虑到学生所在年级，课程将采用直观教学法和情境教学法，结合学生的好奇心和动手欲望，引导他们主动探索和学习。
教学要求：1. 教师需提供丰富的实例和材料，确保学生能够将理论与实践相结合。
2. 教学过程中注重启发式教学，鼓励学生提问和思考。
3. 对学生的设计作品给予及时的反馈，指导学生进行反思和改进。
二、教学内容本课程教学内容紧密围绕课程目标，结合教材第二章“机械基础”内容，组织以下教学活动：1. 引言：介绍机械手机械在生活中的应用，引发学生对机械原理的兴趣。
2. 理论知识学习：- 齿轮传动原理及其应用。
- 滑轮组的工作原理和计算方法。
- 杠杆的分类和平衡条件。
3. 动手实践：- 分组设计并制作一个简单的机械手机械结构。
- 使用绘图和计算工具进行结构分析和优化。
4. 案例分析：- 分析生活中常见的机械手机械结构，如剪刀、起重机等。
- 探讨机械结构在工程领域的应用和创新。
5. 总结与反思：- 对所学知识进行总结，巩固理解。
机械手课程设计说明书
长春工业大学课程设计说明书课程设计名称《计算机辅助设计与制造》课程设计专业机械制造及自动化班级 110105学生姓名宋柏林宁家麟指导教师孙宝玉2014 年 11月26日1设计任务机器人的应用可以提高劳动生产率和产品质量，改善劳动条件，解决劳动力不足等问题构成。
机械手能模仿人手掌和手臂的某些动作功能，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。
机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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。
机械手是具有模仿人类手功能并可完成各种作业的自动控制设备，这种机器人系统有多关节连结并节允许在平面或三度空间进行运动或使用线性位移移动。
研究开发机械手的意义可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。
二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。
在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。
因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。
2设计分析仿人机械手可实现各自由度的单独运动或联动，能在一定范围内实现复杂的轨迹运动；具有高精度的运动和定位精度，装卸方便、调整容易、工作可靠；可检测各自位置情况；装卸方便、调整容易、工作可靠。
机械手设计说明书 - 制造自动化
1.总体方案设计根据课题设计任务书的要求，确定总体方案：1.抓重：10kg2.坐标形式：圆柱坐标3.自由度：3定为方式：机械挡块（行程开关）。
驱动方式：液压驱动。
控制方式：PLC（可编程序控制）定位精度：±2mm。
机械手的工作原理图如图1-1所示手部1采用夹钳式，具体为单支点回转型夹紧机构。
动力采用单作用液压缸2驱动夹紧，反向则由弹簧复位而松开手指。
手臂的伸缩采用双作用液压缸３驱动，伸缩过程采用双导管导向，在导向的同时，亦起到了一定的支撑作用，大大减少活塞杆的受力。
夹紧缸的压力油经其中一导管进入缸内，此结构能使油管布置更加紧凑。
手臂的回转采用摆动液压缸４驱动，此摆动缸设计成输出轴固定不动，而使缸体转动从而带动整个手臂回转运动。
双作用液压缸5驱动手臂做升降运动图1-1 机械手工作原理图2.手部设计手部（亦称抓取机构）是用来直接握持工件的部件，由于被握持工件的形状、尺寸大小、重量、材料性能、表面处理等的不同，则机械手的手部机构是多种多样的，大部分的手部结构是根据特定的工件要求而设计的（林建龙，王小北，2003）。
常用的手部，按其握持工件的原理，大致可分成夹持式和吸附式两大类。
本设计采用常用的夹钳式手部结构，它是最常见的夹持式结构。
夹钳式手部是由手指、传动机构和驱动装置三部分组成的，它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴、盘和套类零件（殷际英，何广平，2003）。
一般情况下多采用两个手指，少数采用三指或多指。
本设计中的工件是棒料，所以选择较简单的两指结构。
夹钳式手部设计的基本要求：1、应具有适当的夹紧力和驱动力手指握力（夹紧力）大小要合适，力量过大则动力消耗多，结构庞大，不经济，甚至会损坏工件；力量过小则夹持不住或产生松动、脱落。
在确定握力时，除考虑工件总量外，还应考虑传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，亦保证工件夹持安全可靠（杨永清等，2008）。
对于手部的驱动装置来说，应有足够的驱动力。
机械手设计说明书
机械专业课程设计指导老师：设计者：学号：专业班级：设计题目：搬运机械手完成时间：2011年07 月02日目录一、设计任务 (1)1.1 设计任务介绍 (1)1.1.1 课程设计的目的. (1)1.1.2 课程设计的容. (1)1.1.3 课程设计的要求. (1)1.1.4 课程设计的具体任务. (2)1.1.5 研究机械手的意义. (2)1.2 设计任务明细 (3)1.2.1 总体方案的设计. (3)1.2.2 机械系统的设计 (3)二、总体方案设计 (3)2.1 驱动系统 (3)2.2 执行 (4)2.3 控制系统 (4)3.1 机械传动装置的组成及原理 (5)机械手的机械传动装置示意图如下. (5)3.2 滚珠丝杠简介与特点 (5)3.3 滚珠丝杠的设计及选型 (6)3.3.1 螺旋类型及种类. (6)3.3.2 初始条件 (6)3.3.3. 滚珠丝杠副的组成及主要尺寸. (7)3.3.4 计算过程 (7)3.3.5 滚珠丝杠最小轴经校核. (9)3.4 电机选型及联轴器选型 (9)3.4.1 电机选型 (9)3.4.2 联轴器的选择. (9)3.5 键的选择与校核 (10)3.5 轴承的选型与校核 (10)3.5.1 轴承的选型. (10)3.5.2 轴承的校核. (10)3.6 主要联接部位螺栓的校核 (12)3.7 轴承座、机架、导向柱、底座等基本构件的结构设计 (13)四、电气控制系统设计 (13)4.1 控制系统的基本组成 (13)4.2 电气元件的选型 (14)4.2.1 可编程序控制器的选择 (14)4.2.2 步进电机驱动器的选择 (14)4.2.3 步进电机选择与控制 (15)4.3 电气控制电路的设计 (16)4.4 控制程序的设计 (17)4.4.1 机械手搬运流程图 (17)4.4.2 输入/ 输出地址分配 (17)4.4.3 机械手位移控制程序 (18)4.4.4 搬运机械手搬运程序设计. (21)五、课程设计总结 (28)六、参考文献 (29)一、设计任务1.1设计任务介绍1.1.1课程设计的目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
机械手-机械原理课程设计说明书
.机械原理课程设计说明书设计课题：机械手专业班级：2012级机自05班小组成员：张结荣201204010523陈庆林201204010504肖哲201204010520郑然201204010525周奕佳201204010526指导教师：陈敏钧时间：2014.7.14——2014.7.18目录1 设计任务书 (3)2 执行机构的选择与比较 (3)§2-1 转角机构 (3)§2-2 上升机构 (4)§2-3 前进机构 (6)3 传动机构的选择与比较 (5)§3-1 普通传动机构 (5)§3-2 间歇传动机构 (5)4 原动机的选择 (6)5 机械系统运动简图 (9)6 机械系统运动循环图 (10)7 机械手的机构设计 (11)§7-1 上升机构 (11)§7-2 前进机构 (11)§7-3 夹紧放松机构 (12)§7-4 转角机构 (12)§7-5 传动机构 (13)1设计任务书设计项目：机械手的设计工作要求：机械手从工件架上抓起工件，然后送人工作台进行加工。
机械手完成以下动作（2选1）。
（1）水平面内转30度，上升100mm，前进50mm;（2）水平面内转30度，手臂自转90度，前进50mm。
机械手的夹持器还有夹紧和放松动作；机械手工作频率：20/min；升降0.3kw，摆动0.1kw，伸缩0.1kw，夹持0.2kw。
2执行机构的选择与比较§2-1 转角机构（实现平面转角030功能）方案一30的过程：电机带动不完全齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮实现平面转角0运动，与全齿轮固结的四杆机构，使滚子在预先设计好形状的槽内运动，左右运动的极限位置恰好是30度。
机构评价：优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个行程内，机构的平面转角就是30度。
不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物体时留下了工作时间。
缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，最短杆无法做周转运动，导致机构的回程要求齿轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速度方向。
机械原理课程设计机械手
机械原理课程设计 机械手一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的基本结构及其工作原理，理解并描述机械手各部件的功能和相互关系。
2. 使学生了解并掌握机械手运动学的基本概念，如位置、速度和加速度，并能够运用相关公式进行简单计算。
3. 引导学生掌握机械手的动力学原理，包括力的分析、扭矩计算等，并能应用于实际问题。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行机械手结构设计的技能，提高其创新能力和实际操作能力。
2. 培养学生运用数学工具分析机械手运动学和动力学问题的能力，提高解决问题的技能。
3. 培养学生团队合作能力，通过小组讨论、实践操作等形式，共同完成机械手的设计与制作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理和机械设计的兴趣，激发其探索科学技术的热情。
2. 培养学生严谨、务实的科学态度，使其在探究机械手过程中学会尊重事实，注重实证。
3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中关注资源利用和节能环保，培养其社会责任感。
课程性质：本课程为机械原理课程设计，旨在通过实践操作，使学生掌握机械手的基本原理和设计方法。
学生特点：学生为高中年级学生，具有一定的物理和数学基础，思维活跃，动手能力强，但可能对机械原理了解较少。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养其创新精神和实践能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 机械手基本结构及工作原理：- 教材章节：第二章“机械系统的基本构成”- 内容：介绍机械手的基本组成部分，包括执行机构、驱动系统、控制系统等，并通过实例分析其工作原理。
2. 机械手运动学分析：- 教材章节：第三章“运动学基础”- 内容：讲解位置、速度、加速度等基本概念，引导学生运用数学工具分析机械手的运动学问题。
3. 机械手动力学分析：- 教材章节：第四章“动力学基础”- 内容：介绍力的分析、扭矩计算等动力学原理，并结合实例进行计算和分析。
课程设计机械手
课程设计机械手一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的结构组成及其工作原理，理解其应用场景。
2. 使学生了解并掌握机械手的基本动作控制方法，如抓取、搬运等。
3. 帮助学生了解机械手在工业生产、日常生活等领域的实际应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识对机械手进行设计与创新的能力。
2. 提高学生运用编程软件对机械手进行动作编程与控制的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，能就机械手的设计与应用进行讨论。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械手及其相关技术的兴趣，激发学生探索未知、创新实践的欲望。
2. 培养学生关注社会发展，认识到机械手在现代社会中的重要作用，增强学生的社会责任感。
3. 引导学生树立正确的价值观，认识到技术进步对社会生产力的推动作用。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握基础知识的基础上，提高实践操作能力，培养创新思维和团队协作精神。
通过本课程的学习，学生能够具备以下具体学习成果：1. 能够描述机械手的结构、工作原理及应用场景。
2. 能够运用编程软件对机械手进行基本动作编程与控制。
3. 能够参与团队讨论，就机械手的设计与应用提出自己的观点和建议。
4. 能够关注机械手技术的发展，认识到其在社会生产中的价值。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 机械手的结构组成与工作原理- 介绍机械手的各个组成部分，如机械臂、执行器、传感器等。
- 分析机械手的工作原理，包括驱动方式、控制系统等。
2. 机械手的动作控制方法- 讲解机械手的基本动作，如抓取、搬运、旋转等。
- 探讨不同动作的控制方法，如编程控制、传感器控制等。
3. 机械手的实际应用- 分析机械手在工业生产、医疗、家庭等领域的应用案例。
- 讨论机械手在实际应用中存在的问题及解决方案。
4. 机械手设计与创新- 引导学生了解机械手设计的基本原则，如结构优化、功能需求等。
- 鼓励学生进行机械手创新设计，提出自己的设计方案。
机械原理机械手课程设计
目录一、机械手设计要求 (1)1.1、设计题目 (1)1.2、设计任务 (2)二、机械手工作原理及工艺动作流程图 (3)2.1、机械手水平回转动作 (3)2.2、机械手上下摆动动作 (4)2.3、机械手工艺动作流程图 (4)三、机械手运动循环总图及动作时间分配 (5)四、机械手驱动装置及传动类型选择 (6)4.1.1、驱动装置的选择 (6)4.1.2、选定电动机的容量 (6)4.2.1、传动类型的选择 (7)五、机械手传动比分配及主要执行机构 (8)5.1.1、传动比分配 (8)5.2.1、齿轮齿条机构 (8)5.2.2、曲柄滑块机构 (9)5.2.3、不完全齿轮机构 (10)5.2.4、圆柱凸轮连杆机构 (10)六、机械手主要零件及主要参数 (12)七、机械手简易外观3D图及其他参考方案 (13)7.1、简易外观3D图 (13)7.2、其他参考方案 (14)八、总体评价 (15)九、结束语 (15)十、参考文件 (15)一、机械手设计要求1.1设计题目机械手机体底座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。
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。
图为机械手的外观图。
热镦挤送料机械手技术参数见表。
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 25 100 685 20 10 9601.2 设计任务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。
机械原理课程设计(机械手)
综合上述，考虑到机械手需要先进行转动30度，然后升高10cm，前进5 cm，最后要原路返回，并且要有休止，我们选用了3个凸轮机构来完成所以动作。
高等教育出版社2006书是我们时代的生命别林斯基书籍是巨大的力量列宁书是人类进步的阶梯高尔基书籍是人类知识的总统莎士比亚书籍是人类思想的宝库乌申斯基书籍举世之宝梭罗好的书籍是最贵重的珍宝别林斯基书是唯一不死的东西丘特书籍使人们成为宇宙的主人巴甫连柯书中横卧着整个过去的灵魂卡莱尔人的影响短暂而微弱书的影响则广泛而深远普希金人离开了书如同离开空气一样不能生活科洛廖夫书不仅是生活而且是现在过去和未来文化生活的源泉法耶夫书籍把我们引入最美好的社会使我们认识各个时代的伟大智者书籍便是这种改造灵魂的工具
480r/min。
4总体方案的确定
4.1 机械手系统运动简图
\4.2机械手运动循环图
如图5所示：
图5 机械手系统运动循环图
5 凸轮尺寸设计
如图所示
凸轮2
凸轮3
凸轮1
凸轮2和凸轮3的位置关系：
凸轮2和凸轮3必须是如上图所示位置关系，以便保证机构能顺利的实现运动。
6设计体会与小结
接触机械原理这门课程一学期了，而这学期才是我真正感受到了一个学习机械的乐趣以及枯燥，被那些机械器件、机件组合而成的机器所吸引，尤其是汽车、机器人、航天飞机等机械技术所震撼，感慨机械工作者的伟大，。然而这种激动就在接近本学期结束之时，终于实现了，我们迎来了第一堂机械课程设计。
锥齿轮的特点是：寿命长，高负荷承载力，耐化学和腐蚀性强，降噪和减震，重量轻，成本低，易于成型，润滑性好，最重要的是，它可以实现两个垂直轴的传动，而一般圆柱齿轮只能用于平行轴。
机械手课课程设计
机械手课课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解机械手的原理和应用，掌握简单的机械手编程操作，培养学生的动手能力和创新意识。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解机械手的基本原理，包括传感器、执行器等主要部件的作用；了解常见的机械手编程语言和操作方法。
2.技能目标：学生能够使用机械手进行简单的操作，如抓取、放下物体；能够根据任务需求，编写简单的机械手控制程序。
3.情感态度价值观目标：学生通过操作机械手，增强对科技产品的兴趣，培养创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械手的基本原理、编程操作和应用案例。
具体安排如下：1.机械手的基本原理：介绍机械手的主要部件，如传感器、执行器等，并解释它们在机械手操作中的作用。
2.机械手编程操作：教授常见的机械手编程语言和操作方法，让学生能够编写简单的控制程序。
3.机械手应用案例：分析具体的机械手应用案例，让学生了解机械手在不同领域的应用和优势。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：教师讲解机械手的基本原理和编程操作，为学生提供系统的知识结构。
2.讨论法：学生分组讨论机械手的应用案例，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析具体的机械手应用案例，让学生了解机械手在不同领域的应用和优势。
4.实验法：学生动手操作机械手，编写控制程序，培养学生的动手能力和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的机械手教材，为学生提供系统的知识结构。
2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料：制作精美的PPT和教学视频，生动展示机械手的原理和操作。
4.实验设备：准备充足的机械手设备，让学生能够进行实际的操作练习。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。
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（2）水平面内转30度，手臂自转90度，前进50mm。
机械手的夹持器还有夹紧和放松动作；机械手工作频率：20/min；升降 0.3kw，摆动 0.1kw，伸缩 0.1kw，夹持 0.2kw。
2执行机构的选择与比较§2-1 转角机构（实现平面转角030功能）方案一实现平面转角030的过程：电机带动不完全齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮运动，与全齿轮固结的四杆机构，使滚子在预先设计好形状的槽内运动，左右运动的极限位置恰好是30度。
机构评价：优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个行程内，机构的平面转角就是30度。
不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物体时留下了工作时间。
缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，最短杆无法做周转运动，导致机构的回程要求齿轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速度方向。
方案二实现平面转角030的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆从而使不完全齿轮，有间歇地带动完全齿轮转动，齿轮通过杆拉动齿条，由齿轮来回往复地带动固接杆转动030机构评价：优点：同样具有结构简单，传力较小运动灵活，造价低准确地实现转角030的要求，可以控制间歇实现循环功能。
缺点：磨损较严重，效率较低，齿轮尺寸过大加工难。
方案三30的过程：使用槽实现平面转角0轮实现平面转角30度，只要计算好槽轮的槽数，就能在主动圆盘转360度时，使从动轮转30度。
机构评价：优点：结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能平稳的间歇地进行转位。
缺点：传动存在柔性冲击，且是单向的间歇运动，同样要求变速箱改变运动方向。
方案的选择与比较：只有第二个方案能较好的实现对传动系统的功能要求在平面转动上能准确地控制在30度，制造简单方便。
§2-2 上升机构（实现上升100功能要求）方案一实现上升的过程：皮带轮传动，使蜗杆带动蜗轮，蜗轮和齿条配合。
通过控制蜗杆的半径，使转动一周后，使齿条上升100.机构评价：优点：蜗杆的轮齿是连续的螺旋尺，故传动平稳，啮合冲击小。
缺点:啮合齿轮间的相对滑动速度较大，摩擦磨损较大，传动效率较低，易出现发热现象，常用耐磨材料制作，成本高。
方案二实现上升的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆从而使凸轮转动，凸轮通过顶杆推动滑块滑动，从而使工作杆上升100mm。
机构评价：优点：结构简单，传力较小，凸轮不用太大就可以达到所需要的高度。
缺点：效率过低，滑块容易磨损且一旦磨断严重影响上升高度，寿命不高。
对机构进行比较：第二个方案较好，结构简单寿命较长也能够准确地实现上升要求，推杆运动时间与静止时间比较好控制。
§2-3 前进机构（实现前进50mm功能要求）方案一通过皮带轮传动，使全齿轮转动，然后带动曲柄滑块机构，在水平导轨上前进，通过限位卡，固定前进的范围。
优点：运动副皆为低副，底副的两运动副和机架接触，压强小，可承受较大荷载，有利于润滑。
缺点：存在冲击，易损坏。
方案二由于上升功能的机构和前进功能机构一样的，由于上升方案一符合要求，所以前进机构的选择和上升机构一样。
3传动机构的选择与比较§3-1普通传动1.皮带轮传动机构特点：起到缓冲作用，传动平稳无噪声,能缓冲、吸振;过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用.缺点在于皮带易磨损，寿命不长。
2.链传动机构特点：它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小;传递效率较高,一般可达0.95～0.97;链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象;安装和维修要求较高。
3.齿轮传动机构特点：能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;传递的功率和速度范围较大;结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;传动效率高,使用寿命长;齿轮的制造、安装要求较高。
4.蜗轮蜗杆传动机构特点：具有反向自锁的功能，而且相比其它传动具有较大的速比，涡轮蜗杆的输入、输出轴不在同一轴线上，甚至不在同一个平面上。
自身的缺点，那就是涡轮蜗杆的传动效率不够高，精度也不是很高。
传动机构比较：由于电动机处于下方，可保持重心在下，在于齿轮减速器之间安放1皮带轮，这个当然会起到缓冲的作用，效率也挺高的。
电机的转速一般都比较大，由于工作循环为3s/次，所以主轴的转速为180r/min，此时就需要很大的传动比了，齿轮传动一般是在6--7倍之间，不能达到传动要求，所以我们选择用蜗轮蜗杆机构，它的传动比一般在2--70倍之间满足我们所需的传动功能。
选择1皮带轮，4蜗轮蜗杆。
§3-2实现工作时间差的传动机构1.棘轮机构机构特点：结构简单，制造方便运动可靠；而且棘轮轴每次转过角度的大小可以在较大的范围调节。
但是做工时有较大的冲击和噪声而且运动精度较差。
2.槽轮机构机构特点：结构简单外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳地间歇地进行转位，但是因传动时存在柔性冲击。
3.凸轮式简谐运动机构机构特点：只要适当设计出主动凸轮的轮廓，就可使从动盘动载荷小，无刚性冲击和柔性冲击，它具有很高的定位精度，机构紧凑，但是加工精度要求高，造价高。
4.不完全齿轮机构特点：不完全齿轮机构结构简单制造方便工作可靠，设计时从动轮的运动时间和静止时间比例可以在比较大的范围内变化，但是同时啮合时有较大的冲击。
5.凸轮机构机构特点：只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且响应快速机构简单紧凑。
间歇传动机构比较：由于本次传动有较多的间歇运动，运动时间和静止时间要控制得很到位。
从造价和工作循环方面，所以选择4 不完全机构和5 凸轮机构。
4原动机的选择功率要求：升降0.3kw，摆动0.1kw，伸缩0.1kw，夹持0.2kw根据传动效率：P1=0.3/0.94/0.7/0.95kw=0.48kwP2=0.1/0.94/0.7/0.96/0.94kw=0.17kwP3=0.1/0.94/0.7/0.95kw=0.16kwP4=0.2/0.94/0.7/0/95kw=0.32kw总功率：P=0.48kw+0.17kw+0.16kw+0.32kw=1.13kw查表，选择电机Y90L-4，功率1.5kw，转速1400r/min,符合要求。
传动比：n1/n2=5，n2/n3=1，n3/n4=14，n1/n4=70n1=1400r/min, n2=n3=280r/min,n4=20r/min5机械系统运动简图6机械系统运动循环图7机械手的机构设计§7-1 上升机构（上升100mm 的凸轮尺寸设计实际尺寸和图上的比例为3:1） §7-2 前进机构（前进50mm 的凸轮尺寸设计实际尺寸和图上的比例为2:1）§7-3 夹紧放松机构（实现机械手夹紧放松功能）凸轮1轮廓除了在线头所指出不同外其他都是一样的，通过局部轮廓的不同使手轴与手架产生距离差，从而实现夹持动作。
循环开始的时候，机械手松开放入工件。
之后机械手一直夹紧，当转到终点的时候，机械手又张开放下工件，接着又一直夹紧。
由§7-4 转角机构（实现平面转角030的功能）前进机构 静止 静止 静止 前进50 静止 后退50 静止 静止5055.561.166.672.277.883.377.872.266.661.155.55035 41.25 47.5 53.75 60 53.75 47.5 41.5 35压力角020=α，模数1=m不完全齿轮1181=Z ，108611=⨯•=m Z d齿轮2182=Z ，1822==m Z d 齿条63=Z齿轮4724=Z ，7244=•=m Z d 蜗杆的头数25=Z齿轮6286=Z ，2866=•=m Z d 7-5 传动机构（传动机构的尺寸设计）小结：这次的机械原理的课程设计虽然只有短短的五天时间，但这是非常有意义的五天，作为一个机械自动化专业的学生。
我们的共同目标是成为一个优秀的机械工程师。
然而成为一个合格的机械工程师，只靠书本上学到的知识是不够的，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
实践是检验真理的唯一标准，设计刚开始时，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，有些手忙脚乱，不知从何入手。
然后再老师的指导下，和同学们轮1的直径101=d 轮1和轮2传动比为5 涡轮头数23=Z齿轮4的齿数284=Z ，020=α，2844=•=z m d蜗轮蜗杆的传动比14342==Z Z i交流讨论，渐渐地就上手了。
现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，每天早起晚睡，到处查资料，你想抄袭或者胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。
在整个设计中我懂得了许多东西，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的可能不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，为我真正走进社会奠定了基础。
同时，在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间可能有不同的意见，但是因为这些分歧而矛盾就太过愚蠢，我们都是为了把设计做好，尊重和互相学习是必须的。
参考文献：[1]孙桓.机械原理.北京：高等教育出版社.2006。