毕业设计（论文）
题目：自动上下料机械手及主要零部件设计
姓 名：管明亮 学 号： 1465101255680
教育层次： 本科 专 业：机械设计制造及其自动化
分 校：北京路 指导教师： 朱乾隆老师
2016年05月30日
摘要：机械手能代替人工操作，起到减轻工人的劳动强度，节约加工时间，提高
生产效率，降低生产成本的特点。在实用的基础上，对自动上下料机械手的设计，其中分为三个部分，手爪、手腕、直臂。设计手爪为平移型夹持式手爪，传动结构为滑动丝杆。手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动结构为蜗轮蜗杆。直臂传动结构为滚珠丝杆。整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动，结构简单可靠，精度高。
关键词 ：机械手；直臂与夹持部件；Pro/e三维设计；CAD二维设计
Abstract： Mechanical arm can replace manual operation, reduce the labor
intensity of workers,save processing time,improve the production efficiency, reduce the production cost.On the basis of the practical,the design of automatic up-down material manipulator, which is divided into three parts, hand,wrist,armstraight.Design of clamping type hand claw gripper for translation,for
sliding
screw
transmission
structure.Wrist
for
transformation,rotation Angle of 0-180 °,for the worm gear and worm drive structure.Straight arm for the ball screw transmission structure. Integral type manipulator for rectangular coordinates, drive for motor drive,structure simple, reliable and high precision.
Key Word：Mechanical arm; Straight arm and clamping parts; Pro/e 3 d design;
2 d CAD design
目 录
第一章 绪论 ........................................................... 1
1.1前言和意义 ...................................................... 1 1.2 工业机械手的简史 ............................................... 1 1.3 国内外研究现状和趋势 ........................................... 3 1.4 本章小结 ....................................................... 4 第二章 机械手直臂部分的总体设计 ........................................ 5
2.1 执行机构的选择 ................................................. 5 2.2 驱动机构的选择 ................................................. 5 2.3传动结构的选择 .................................................. 6 2.4 机械手的基本形式选择 ........................................... 7 2.5 机械手直臂部分的主要部件及运动 ................................. 8 2.6 机械手的技术参数 ............................................... 9 2.8 本章小结 ...................................................... 10 第三章 机械手手爪的三维设计 ........................................... 11
3.1 手部设计基本要求 .............................................. 11 3.2 典型的手部结构 ................................................ 11 3.3 机械手手爪的设计计算 .......................................... 11
3.3.1选择手爪的类型及夹紧装置 ................................. 11 3.3.2 手爪夹持范围计算 ......................................... 12 3.3.3 滑动丝杠设计 ............................................. 13 3.3.4 直齿轮设计 ............................................... 16 3.3.5电机选型 ................................................. 16 3.4 机械手手爪的三维出图及其主要零部件出图 ........................ 18 3.5 本章小结 ...................................................... 20
第四章 机械手手腕部分的三维设计 ....................................... 21
4.1腕部设计的基本要求 ............................................. 21 4.2 腕部的结构以及选择 ............................................ 21
4.2.1 典型的腕部结构 ........................................... 21 4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 ................................. 22 4.3 腕部的设计计算 ................................................ 22
4.3.1 蜗轮轴的设计计算 ......................................... 22 4.3.2 蜗轮齿轮设计 ............................................. 24 4.3.3 步进电机选型 ............................................. 26 4.4 手腕部分出图及主要零部件出图 .................................. 27 4.5本章小结 ....................................................... 33 第五章 直臂部分的三维设计 ............................................. 34
5.1 手臂的结构的选择及其驱动机构 .................................. 34 5.2 滚珠丝杠设计 .................................................. 34 5.3 锥齿轮设计 .................................................... 37 5.4 电机选型 ...................................................... 40 5.5 机械手直臂部分三维出图及主要零部件出图 ........................ 41 5.6 本章小结 ...................................................... 44 总 结 ............................................................. 45 参考文献 ............................................................. 46 致 谢 ............................................................. 48