简易机械手的设计-课程设计

机构运动简图
运动循环图
凸轮的轮廓
前进后退机构凸轮运动分析
升降机构凸轮运动分析
伸缩前进机构运动模型
升降机构运动模型
摆动机构运动模型
致谢
感谢指导老师和同学们在此次课程设计对我们的帮助，
谢谢！
简易机械手的设计
设计任务
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：
(1) 水平面内转30度，上升100mm，前进50mm
(2) 机械手的夹持器还有夹紧和放松动作
原始数据：
(1) 机械手工作频率：20r/min (2) 升降 0.3kw，摆动 0.1kw，伸缩 0.1kw，夹持 0.2kw
比较：第二个方案较好。考虑到所实现的机械手是循环运动，不可变更
作时间等并不影响，并且结构简单，寿命较长，能够准确地实现前进后退 求，推杆运动时间与静止时间也比较好控制。
升降机构
方案一： 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 优点：结构简单，传力较小，利用四杆机构的特性，凸轮不 用太大 缺点：效率过低，转动副容易磨损
带传动:具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维 护容易等特点
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
综合上述特点，考虑减小噪声、振动，工作条件等方面的要求，选用皮带轮传动、齿条传动、 齿轮传动。
前进后退机构
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： 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，从而使工作杆前进。 优点：结构简单紧凑，传力较小，能很好的实现休止。 缺点：不能变更动作时间，角度。
方案二： 皮带轮传动给蜗轮蜗杆从而使凸轮转动，设计合理的凸轮轮 廓 优点：结构简单，传力较小，运动灵活，能很好的控制上升 的高度和间歇配合 缺点：结构简单但不紧凑，凸轮尺寸过大精度不高
比较：第一个方案较好。与第二个方案相比，
利用四杆机构的特性，解决方案二中凸轮过大的问题， 并且结构简单，传力较小。
摆动机构
比较：方案二较好，通过用凸轮代替曲柄滑块机构，解决齿条无法往复运
夹持机构
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Байду номын сангаас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。
确定传动方案
齿轮传动：具有结构紧凑、传动高效和使用寿命长久等优点，齿轮传动特点是传动平稳可靠、传动比精度高、工作效 率好、使用寿命长。齿轮传动的使用功率、转速和尺寸的范围都很宽，如传递功率的选择范围就能从几瓦跨越到几十 万千瓦 链传动：传动比大，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；但是仅能用于两平行轴间的传动， 成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动 中。
方案一： 曲柄滑块机构推动齿条运动从而带动齿轮上的固接杆实现转动 因为杆件不能够转180°，齿条不能往复运动，不能实现循环功能， 所以此方案不成立。
方案二： 通过皮带轮传动给凸轮使齿条有间歇地运动，从而带 动齿轮转动，再带动齿轮上的固接杆以实现转动30° 的设计目标
动的问题，实现循环运动的设计目标。