摘 要

本課題的主要內(nèi)容是房屋噴涂機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先介紹了國內(nèi)外機械手的發(fā)展情況,分析了設(shè)計開發(fā)房屋噴涂機械手的目的和意義。所設(shè)計的噴涂機械手主要用于房屋表面的噴涂。本設(shè)計的目的是代替工人的勞動，提高工作效率，減少涂料對于工人健康的影響。然后對噴涂機械手的結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，確定了工作原理。對所設(shè)計的機構(gòu)進行了校核，本設(shè)計的機械手具有四個自由度，包括了機械臂的旋轉(zhuǎn)、升降、伸縮、擺動。噴涂機械手主要由底座、升降機構(gòu)、大臂、小臂和旋轉(zhuǎn)臂組成。
在設(shè)計過程中，下列步驟有序進行：
第一，進行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計和原理設(shè)計，并確定了參數(shù)。
第二，著重對機械手的底座的傳動齒輪和軸系進行設(shè)計計算和校核，并驗算了軸承的壽命。
第三，對升降部分的絲桿螺母進行了設(shè)計計算和強度校核，設(shè)計齒輪參數(shù)和運動動力。
第四，設(shè)計齒輪齒條的參數(shù)和運動動力，并對所有臂段的尺寸進行設(shè)計和強度校核。通過計算得到機械手的結(jié)構(gòu)、尺寸和形狀。
第五，利用solidworks軟件進行計算機輔助設(shè)計，實現(xiàn)建模和運動仿真。


關(guān)鍵詞：機械手，齒輪，絲桿螺母，強度 , 建模，運動仿真








ABSTRUCT

The main contents of the topics are the structural design of the spraying manipulator. First introduced manipulator’s development, design and development of housing spraying manipulator of purpose and significance at home and abroad. The spraying manipulator designed mainly used for spraying the surface. The purpose of this design is to use the spraying manipulator to replace the labor of workers, increasing efficiency and reducing coatings for the health of workers affected. And then spraying manipulator structure was designed to determine the working principle. Designed by the institutions of a check, the design of the robot has four degrees of freedom, including the rotation of the arm, movements, stretching, swinging. Spraying manipulator mainly by the base, body movements, big arm, small arm and rotating components.
In the design process, the following steps were in an orderly manner:
First, the overall structure of the design and principles of the design, and to determine the parameters.
Second, focus on the base manipulator and the drive gear shaft design calculations and checking and checking the bearing life.
Third, the movements of the screw nut for the design and calculation and intensity of checking, design parameters and sports gear power.
Fourth, the gear and rack design parameters and dynamic movement, and all the arm of the size of the design and strength check. Through calculated manipulator of the structure, size and shape.
Fifth, use the computer-aided design software solidworks for modeling and simulation.


Key words: manipulator, gear, screw nut, strength, modeling, simulation






目 錄
摘要 I
ABSTRUCT II
1緒論 1
1.１課題的目的及意義 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析和評價 1
1.3機械手的組成和分類 2
1.3.1.一般工業(yè)機械手的組成 3
1.3.2建筑機械手的組成 4
1.3.3機械手分類 5
1.4本章小結(jié) 5
2機械手的總體設(shè)計方案 6
2.1 需求分析 6
2.2機械手基本形式的選擇 6
2.3機械手的主要部件及運動 7
2.4驅(qū)動機構(gòu)的選擇 7
2.5機械手的主要參數(shù) 7
2.6本章小結(jié) 7
3底座設(shè)計 9
3.1底座設(shè)計的設(shè)計要求 9
3.2結(jié)構(gòu)分析 9
3.3設(shè)計計算 9
3.3.1選擇電動機類型 10
3.3.2計算和選擇電動記得容量 10
3.3.3確定電動機的轉(zhuǎn)速 10
3.3.4確定機構(gòu)的總傳動比并分配各級傳動比 10
3.3.5傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 10
3.3.6低速級直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計 11
3.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16
3.4.1（Ⅰ）軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 16
3.4.2（II）軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 17
3.4.3軸的校核 19
3.4.4齒輪軸軸承的校核 23
3.5本章小結(jié) 25
4升降機構(gòu)的設(shè)計和有關(guān)計算 24
4.1升降機構(gòu)設(shè)計的基本要求 24
4.1.1升降機構(gòu)應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕 24
4.1.2減小升降機構(gòu)的慣量 24
4.2結(jié)構(gòu)分析 24
4.3絲桿螺母的設(shè)計計算 25
4.3.1螺紋傳動設(shè)計 25
4.3.2螺紋傳動參數(shù) 28
4.4運動和動力的設(shè)計 29
4.4.1選擇電動機類型 29
4.4.2計算和選擇電動記得容量 29
4.4.3確定電動機的轉(zhuǎn)速 29
4.4.4確定機構(gòu)的總傳動比并分配各級傳動比 29
4.4.5傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 30
4.5確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸 30
4.6齒輪軸的設(shè)計 31
4.6.1（Ⅰ）軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 31
4.6.2（II）軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 32
4.7本章小結(jié) 33
5大臂的設(shè)計 34
5.1 大臂設(shè)計的基本要求 34
5.1.1 臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕 34
5.1.2 臂部運動速度要合適，慣性要小 34
5.1.3手臂動作應(yīng)該靈活 34
5.1.4 手臂運動機構(gòu)的選擇 34
5.2大臂的結(jié)構(gòu)圖 36
5.3齒輪齒條機構(gòu)的設(shè)計計算 35
5.3.1齒輪齒條參數(shù)的確定 35
5.4升降螺母連接部分的設(shè)計及校核 35
5.5大臂的強度校核 36
5.6本章小結(jié) 38
6小臂的設(shè)計 39
6.1臂部設(shè)計的要求 39
6.2小臂的結(jié)構(gòu)圖 39
6.3小臂的強度校核 40
6.4本章小結(jié) 40
7旋轉(zhuǎn)臂的設(shè)計 41
7.1旋轉(zhuǎn)臂設(shè)計的要求 41
7.1.1力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕 41
7.1.2綜合考慮，合理布置 41
7.2結(jié)構(gòu)設(shè)計 41
7.3齒輪參數(shù)的確定 41
7.4本章小結(jié) 42
8計算機輔助設(shè)計 43
8.1Solidworks軟件介紹 43
8.1.1概況 43
8.1.2SolidWorks軟件的運行環(huán)境 44
8.1.3SolidWorks的主要功能模塊 45
8.1.4SolidWorks操作界面 45
8.2零件的三維建模 45
8.2.1概述 45
8.2.2建模過程 46
8.3零件裝配 48
8.3.1概述 48-..