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

Modified by JEEP on December 26th, 2020.

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 ，摆动 ，伸缩 ，夹持 。

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

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 肖 哲 郑 然

指导教师：陈敏钧 时间：——

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 小结.....................................................................................13 参考文献 (14)

实现平面转角0

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0

30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0

30

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0

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0

30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。

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