机械5

摘要 随着制造自动化和智能化技术的发展，工业机械手已成为智能化工装置的重要组成部分。在实际应用中，很多功能均由机械手实现。通过选题，确定了本次的设计的题目是“多自由度机械手的结构设计及分析”，本文通过一系列计算，和构思最终设计了一款以电机驱动的多自由度机械手，类型为关节式。本文对机械手大臂，机械手的小臂，底座等进行了设计与分析。而且完成了总体装配图和二维图纸的绘制并进行了动态仿真。对机械手得各零件进行力学计算来选择合适的零件，而且也用了很多计算过程来估算了某些部分的扭矩和功率，选择了合适的电机。最后通过有限元分析对选型的结果进行了核实。 关键词：工业机械手；关节式；动态仿真；有限元分析 目录 摘要II ABSTRACT III 引言6 第1章绪论7 1.1机械手研究的背景及意义7 1.2机械手研究概况8 1.2.1国外研究现状8 1.2.2国内研究现状8 1.3本次课程设计的意义和目的10 第2章机械手总体初步设计10 2.1机械手设计方案10 2.2机械手的传动方案选择11 2.3机械手的抓取及结构特点11 2.4机械手控制方案设计13 第3章机械手零部件结构设计15 3.1大臂部分结构设计分析15 3.1.1大臂外壳设计15 3.1.2大臂电机及减速器选型16 3.2小臂部分设计18 3.2.1小臂结构初步设计18 3.2.2小臂步进电机选择19 3.2.3设计小臂链传动方式20 3.2.4设计小臂带轮主要尺寸22 3.2.5设计小臂锥齿轮传动24 3.2.6小臂部分设计图27 3.3底座设计28 3.3.1底座结构设计28 3.3.2底座电机选择29 3.4手爪设计32 3.5机械手总装配图33 3.6本章小结33 第4章机械手的关键零部件有限元分析34 4.1有限元步骤及使用方法34 4.2机器人主要零部件有限元分析36 4.2.1轴的的有限元分析36 4.2.2圆锥齿轮的有限元分析39 4.3本章小结41 第5章总结与展望43 5.1总结43 5.2展望43 5.3机械手的经济性分析44 参考文献45 致谢47