中国计量学院 现代科技学院 毕业设计（论文）
自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维
设计及主要零部件设计
学生姓名 XXX 学号XXXXXX
学生专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械XX
系 机电 指导教师 XX 副教授
致 谢
大学四年就这样匆匆过去了，在此我想对培养我四年的母校，传授我知识的老师，陪我一起度过酸甜苦辣的同学、朋友表示衷心的感谢。
特别感谢我的毕业论文指导老师张伟老师，是他悉心指导我完成了这个毕业设计。张老师用他渊博的专业知识，严谨的治学之道，精益求精的工作作风感染着我。从选题到答辩，都有张老师的指导，每次遇到问题，张老师都及时地给我们解答，这篇毕业论文的顺利完成，张老师付出了太多，在此，再次向张老师表示崇高的敬意和真挚的感谢。
这篇论文的顺利完成，也离不开我们机械手设计小组的各个成员的共同努力。在此，特别感谢我的组长陈述，组员张益、林日玖、金守勇这四位同学，是他们用汗水浇灌了今天的成果。另外，感谢我们班的同学，感谢他们的关心和帮助。
自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计
I
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直臂与夹持部件进行三维设计，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 中图分类号 ：TH24
II
目次
摘要...............................................................................................................................................................I 目次............................................................................................................................................................III 1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 ...................................................................................................................................... 3 2机械手直臂部分的总体设计 .................................................................................................................. 4
2.1 执行机构的选择 .......................................................................................................................... 4 2.2 驱动机构的选择 .......................................................................................................................... 4 2.3传动结构的选择 ........................................................................................................................... 5 2.4 机械手的基本形式选择 .............................................................................................................. 6 2.5 机械手直臂部分的主要部件及运动 .......................................................................................... 7 2.6 机械手的技术参数 ...................................................................................................................... 8 2.8 本章小结 ...................................................................................................................................... 9 3机械手手爪的三维设计 ........................................................................................................................ 10
3.1 手部设计基本要求 .................................................................................................................... 10 3.2 典型的手部结构 ........................................................................................................................ 10 3.3 机械手手爪的设计计算 ............................................................................................................ 10
3.3.1选择手爪的类型及夹紧装置 .......................................................................................... 10 3.3.2 手爪夹持范围计算 ......................................................................................................... 11 3.3.3 滑动丝杠设计 ................................................................................................................. 12 3.3.4 直齿轮设计 ..................................................................................................................... 14 3.3.5电机选型 .......................................................................................................................... 15 3.4 机械手手爪的三维出图及其主要零部件出图 ........................................................................ 16 3.5 本章小结 .................................................................................................................................... 18 4机械手手腕部分的三维设计 ................................................................................................................ 19
4.1腕部设计的基本要求 ................................................................................................................. 19 4.2 腕部的结构以及选择 ................................................................................................................ 19
4.2.1 典型的腕部结构 ............................................................................................................. 19 4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 ......................................................................................... 20 4.3 腕部的设计计算 ........................................................................................................................ 20
4.3.1 蜗轮轴的设计计算 ......................................................................................................... 20 4.3.2 蜗轮齿轮设计 ................................................................................................................. 22 4.3.3 步进电机选型 ................................................................................................................. 23 4.4 手腕部分出图及主要零部件出图 ............................................................................................ 24 4.5本章小结 ..................................................................................................................................... 30
III