摘要
离心式渣浆泵广泛应用于煤炭、矿山、冶金、电力、水利、交通等部门，主要进行静矿、尾矿、灰渣、泥沙等固体物料的水力输送，但其过流部件的磨损相当严重，其主要破坏形式为过流部件洞穿和变形，过流部件的严重磨损，恶化了泵内流动特性及外特性，缩短了泵的实际使用寿命，使生产效率降低，加大耗能和设备的投资，进而影响生产的发展。因此所设计的渣浆泵中采用多叶片数来减少单个叶片的磨损，适当的增加过流部件的厚度并采用高硬度的耐磨材料来来减小磨损，将叶轮入口的后盖板设计为凸出的、由光滑圆弧组成的轮毂头。采用填料密封来防止高压液体从泵中漏出和防止空气进入泵内并用背叶片来平衡轴向力。本设计详细介绍了渣浆泵的总体结构，工作原理和结构设计。
关键词：叶轮背叶片填料密封
Abstract
The slurry pump is the extensive applying in the coal, mineral mountain, metallurgy, electrical, water conservancy, transportation and so on. It is main to proceed the water power of the static mineral, tail mineral, ash grain, sediment solid material transportation. But its very serious over the abrasion that flow the parts. Its main breakage form is over flow the parts penetrate with transformation. Over serious abrasion that flow the parts，it is worsening the pump inside flows characteristic and outside characteristics, shorting the actual service life of the pump and making production efficiency lower, enlarging consumes the investment of the equipments, and then affecting the development of the production. It adopt many leaf's number to reduce the single abrasion of leaf's slice for this designing slurry pump, also increased combines over the thickness that flow the parts the high degree of hardness in adoption bears to whet the material to come to let up the wear and tear, and empressed an entrance covers plank design as to bulge and smooth hubcap head . Adopted the filler which is sealed completely to prevent the high pressure liquid to leak from the pump with keep air from entering to pump the inside counteract to carry on the back leaf's slice to equilibrium stalk face dint. This design was detailed to introduce the total construction that slurry pump, the work principle designs with the construction.
Key words : impeller auxiliary impeller the filler seals
目录
摘要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
一般部分
第1章概论 (1)
1.1 泵的定义及其用途 (1)
1.2 泵的分类 (1)
1.2.1 叶片式泵 (1)
1.2.2 容积式泵 (1)
1.2.3 特殊类型的泵 (2)
第2章泵的结构设计与计算 (3)
2.1 泵基本参数的确定 (3)
2.1.1 泵吸入口和排除口的确定 (3)
2.1.2 轴径的初步计算 (3)
2.2 叶轮的水力设计 (5)
2.2.1 叶轮的主要参数的选择和计算 (5)
2.3 压水室的设计 (14)
第3章径向力与轴向力的平衡 (20)
3.1 径向力及其平衡 (20)
3.2 轴向力及其分 (21)
3.3 轴向力的平衡 (23)
3.4 用背叶片平衡轴向力 (23)
第4章离心泵主要零部件的强度计算 (25)
4.1 引言 (25)
4.2 叶轮的强度的 (25)
4.2.1 叶轮强度计算 (25)
4.2.2 叶片厚度的计算 (26)
4.2.3 轮毂强度的计算 (27)
4.3 泵体强度的计算 (28)
4.4 泵轴的校核 (29)
4.4.1 按扭转强度校核 (29)
4.4.2 按弯扭合成强度条件计算 (29)
4.4.3 校核轴的强度 (31)
4.4.4 按疲劳强度条件进行精确校核 (31)
4.4.5 按静强度条件进行校核 (35)
4.4.6 轴的刚度校核计算 (35)
4.5 键的校核 (35)
4.5.1 键的剪应力校核 (35)
4.5.2 键的挤压切应力的计算 (36)
第5章渣浆泵零部件的选择 (37)
5.1 选用渣浆泵零部件的重要性 (37)
5.2 轴封结构的选择 (38)
5.2.1 常用的填料 (38)
5.2.2 填料函结构尺寸的确定 (38)
5.2.3 填料密封安装技术要求 (40)
5.3 轴承部件的选择 (40)
5.3.1 滚动轴承的润滑及轴承结 (41)
5.3.2 滚动轴承安装时的问题 (41)
第6章渣浆泵装配及运转的注意事项 (42)
6.1 装配时的注意事项 (42)
6.2 运转时的注意事项 (42)
6.3 维护和保养 (43)
6.3.1 轴封的维护 (43)
6.3.2 叶轮的调节 (43)
6.3.3 轴承组件 (44)
第7章经济分析 (45)
结论 (46)
参考文献 (47)
专题部分
固液两相流离心泵磨损机理和叶轮的设计 (49)
附录1 外文翻译
1.1 外文翻译 (55)
1.2 外文原文 (68)
致谢 (69)
一般部分
第1章概论
1.1泵的定义及其用途
“泵”这个名词本身的意义说明其作用是用来提水，而且在很长的一个时期，这是它的唯一的用途。然而现在，泵的应用范围非常的广泛而且多方面，以致把泵说成是提水的机器就显得很片面。出城市和工业供水外，泵还用于灌溉、水力蓄能、给水、运输。现在有热电厂用泵、船用泵、化工、石油、造纸、泥煤以及其它工业用特殊型式的泵。在很多的机器中，采用泵作为辅助装置，以保证润滑。泵是应用最广泛的的机器之一，而且各种泵的结构是是极为多样的。因此，泵的定义可以说成是把原动机的机械能转换为所抽送液体的能量的机器。
1.2泵的分类
1.2.1叶片式泵
1、叶片式泵
叶片式泵是由装在主轴上的叶轮的作用，给液体
以能量的机器。按其作用原理可作如下分类：
（1）离心泵：离心泵主要是由离心力的作用，给叶轮内的液体以压力能和速度能，进而，在壳体或者导叶内，将其一部分速度能转变成压力能，进行抽送液体的泵。
（2）轴流泵：轴流泵是由叶片的升力作用，给叶轮内液体以压力能和速度能，进而，通常是在导叶内，将其一部分速度能转变为压力能，进行抽送液体的泵。
（3）混流泵：混流泵是介于离心泵和轴流泵之间，它是由离心力和叶片升力的作用，给叶轮内的液体以压力能和速度能，进而，在导叶内，将其一部分速度能转变成压力能，进行抽送液体的泵。
1.2.2容积式泵
1、容积式泵
是由活塞、柱塞、以及转子等的排吸作用，进行抽送液体的机器。容积式泵大致分为往复泵和转子泵。
（1）往复泵：往复泵是由柱塞等的往复运动，进行排送液体。其类型有：活塞泵、柱塞泵和隔膜泵。
（2）转子泵：转子泵是由旋转运动进行排送液体液体的泵。下列泵属于转子泵：齿轮泵、螺杆泵、凸轮泵、滑片泵。
1.2.3特殊类型的泵
1、特殊类型的泵
这类泵是指叶片式泵和容积式泵以外的特殊的泵。主要由以下几种：旋涡泵、空气扬水泵、射流泵、粘性泵、电磁泵.
第2章泵的结构设计与计算
2.1泵基本参数的确定
2.1.1泵吸入口和排除口的确定
1、设计给定的基本参数是转速 n =63m 3/h
2、泵吸入口和排除口的确定
泵吸入口的确定主要取决于吸入管内的流速 V 0 。如果V 0选取过小，则泵的体积增大，并可能影响泵的效率以及造成吸入管堵塞，而V 0选取过大则会影响泵的的吸入性能并使磨损增加。取V 0=3.5m/s
D =0
4V Q π=36005.3634???π=79.8 mm 式中 D ——吸入口径(mm)
Q ——流量(m 3/h)
V 0——吸入管内的流速(m/s)
根据法兰连接取标准入口D =80mm 。
一般来说，低压泵的吸入口径和出口直径是相等的，但是在压力较高时，出于对管路系统投资经济性的考虑，泵的吸入口径大于泵的吐出口径，一般由以下经验公式计算：
D '=(1—0.7)D
式中 D '——吐出口径(mm)
故 D '=80—56
取标准直径65 mm
比转数n s =3.65?n ?Q 0.5/h 0.75
=50
2.1.2轴径的初步计算
根据给定的设计参数确定泵的转速、比转数、级数和结构形式后，必须求出轴径和轮毂直径才能进行水利元件的设计。、
首先求出轴功率，由以下公式：
N e =1000QH γ=1000gQH s ρ=3600
100035638.9106.43?????=2.76kw 式中 H ——扬程(m)
s ρ——介质密度(kg/m 3)
γ ——重度(N/m 3)
N e ——有益功率(kw)
由公式 η=
N
N e ≥62% 式中 η ——传动效率 N ——轴功率(kw)
N ≤ηe
N =62
.076.2=4.45kw 取N=4.45kw
则电动机功率 N d =kN η
式中 N d ——电动机功率(kw)
k ——功率富裕系数，一般k 取1.1 —1.2（功率大使取
小值）
η——传动效率，皮带传动为0.95—0.98，直接传动时为1。
而渣浆泵选用皮带传动，因为可以更换皮带直径来较方便的改变泵的转速，同时防止泵的渣浆体损坏泵。
所以 N d =η
kN =96.05.42.1?=5.56kw (k 取1.2，η取0.96)
从《机械零件》可以查得，可按下式计算泵轴传递的扭力矩 M =n
N d ?97360=148056.597360?=365.76kg ?cm 由扭矩初步计算最小轴径，由材料力学可知
d =3]
[2.0p M ? 式中 [p]——材料的许用切应力(kg ?cm)
d ——最小轴径cm.
由于泵轴的材料为45号钢调质处理，查得许用应力为50—60
MPa,这里取[p]=50MPa
d =3]
[2.0p M ?=35002.076.365?=1.47cm 由于泵在运行中，除了承受扭矩外，还承受由涡室产生的径向力，叶轮自吸及其由静不平衡所引起的离心力，均会使轴产生弯曲，所以按扭矩公式计算的最小轴径并非实际的最小轴径。因此初选轴径35mm 。
2.2叶轮的水力设计
2.2.1叶轮的主要参数的选择和计算
H R 为扬程比，如果用H 表示泵抽送清水时的扬程，H m 表示抽送
固液两相液体时的扬程，则H R =
H
H m ，当泵抽送固液两相液体时，影响泵的因素很多，如泵的流量、转速、叶轮直径、固体浓度、固体颗粒直径、固体密度、固体颗粒粒度分布、混合物的粘性系数等等，但一般认为其中最主要的影响因素有固体浓度、颗粒当量直径和固体密度。几个主要经验公式列于下表2-1：
表 2-1
何希杰给出了BURGESS 公式中的n 的经验公式：
n =(0.21+35
.15d L n )?S 式中 d ——为固体当量直径(mm)
计算得 S =4.4
由公式 S=ρρm
式中 ρ——液相密度
ρm ——固相密度
可得ρm =4.4?103
1、叶轮的进口直径D 0
在叶轮的进口处有
V f -V s =U ei ……………………………( 1 )
式中 V f ——液相速度(m/s)
V s ——固相速度(m/s)
U ei ——临界沉降速度(m/s)
根据瓦斯普提的计算公式可求得：
U ei =di
m si C d g ??-???ρρ3)1(4 ………………( 2 ) 式中 C di ——固体颗粒阻力系数，一般取C di =0.2；
d si ——固体颗粒的当量直径（m ）
d si =C ?C ?D
e ……………………………( 3 )
式中 C ——系数，一般取 C=0.2
D e ——水流当量直径(m)
D e =K Be 3n
Q …………………………………( 4 ) 式中 K Be ——修整系数，K Be =3.5—4.5
取K Be =3.5
将（4）、（3）、代入（2）可解出临界沉降速度U ei .
D e =4?31480
360063?=0.091 d s i =0.22.0??0.094=0.0084
U ei =
2
.013)14.4(0084.08.94??-???=1.37m/s 水的畸变速度V f 可由下式计算 V f =24e f D Q ??π………………………………（ 5 ）
式中Q f —水的流量(m 3/s)
Q f =(1-C v )Q …………………………………( 6 )
将（6）代入（5）可求得V f ,将U ei 、V f 代入（1）可求得固体颗粒速度V s 。
Q f =(1-0.2)?63=50.4
V f =3600
)09.0(4.5042???π=2.02m/s V s = V f -U ei
=2.02-1.37
=0.65m/s
叶轮进口处固体流动的当量直径：
D s =s
V Q ??π4…………………………………( 7 ) 式中 Q s —固体的流量（假定）
Q s =Q-Q f ………………………………………( 8 )
D s =
3600
65.0)4.5063(4??-?π=0.082 叶轮进口处液体流动的当量直径： D f =v f f
V Q ηπ???4……………………………( 9 )
式中 v η—泵的容积效率，可根据比转数n s 和流量Q 查得，v η=0.96，代入（9）
D f =
96
.0360002.214.34.504????=0.0959 叶轮进口直径可用下式计算： D 0 =2
2f s D D +…………………………（ 10 ）
=22)0959.0()082.0(+ =0.127m
圆整取D 0=130mm
2、叶片进口D 1直径可用下式计算
一般情况下，流道中心线上叶片进口直径可用下式进行计算： D 1=kD 0……………………………………（ 11 ）
式中k ——系数，k=0.8—1.0，低比转数叶轮取大值，计算得D 1=114mm 。
3、叶片数 N
一般取取N =3—5，从实际经验来看，为改善渣浆泵的通过性能， 应尽量取N =5。
4、叶轮出口直径D 2 ：
叶轮出口直径D 2的大小不但直接影响泵的扬程，而且对泵的效率也有很大的影响，因为压力室的水力损失大小直接与叶轮出口的绝对速度有关。为了减小压水室的水力损失，应当在在满足设计参数的条件下使叶轮出口的绝对速度最小，并以次来确定叶轮的出口直径D 2。
查资料的经验公式来确定D 2：
对于N =5, D 2=8.91(
100s n )-0.585D u 对于N =4, D 2=9.23(
100s n )-0.474D u 对于N =3, D 2=9.6(100
s n )-0.525D u D u =3
n Q =1480
360063?=0.023m 所设计的渣浆泵的N=5
D 2=8.91(100
50)-0.535 ?0.023 =0.296m
圆整取D 2=300mm
5、叶片的进口宽度b 1出口宽度b 2
渣浆泵叶轮叶片一般作成等宽度叶片，主要考虑固体颗粒的通过性能，为了考虑固体颗粒堵塞流道和减轻磨损，所设计的渣浆泵叶片出口处的宽度b 2略大于b 1，一般b 2可用下式进行计算：
b 2=k b2c
v k C -1)-61 ?3n Q ………………………( 12 ) 式中 k b2—系数，k b2=1.35—1.85，轻型渣浆泵取小值，重型渣浆泵取大值。
k c =C v +(1- C v )f
s V V ? =0.2+(1-0.2) ?
02.265.0 =1.13
b 2=1.5?(13.12.01-)-61 ?3
1480360063?
=36mm
b 1=1.2?36=44mm
6、叶片进口安放角1β
β1=β′+β?
式中 β′——入口液流角
β? ——冲角，一般取5o —10o ,主要考虑提高泵的吸入性能和通过性能。β′可由下式进行计算：
tg β′=111
m u V u V - 式中 u 1 ——计算点液体的圆周速度(m/s)
V u1 ——计算点液体绝对速度的圆周分量(m/s) V m1——计算点液体的轴面速度(m/s)
对于直锥形吸入室V u1=0
u 1=160
D n π =3.140.114148060
?? = 8.83 m/s
V m1=0
111ηφπb D Q 式中 0η—容积效率，一般取0.9—0.95，这里取0.9
1φ—排挤系数，取1φ=1-0.04 N =0.8
所以 V m1 =3600
9.08.044.0114.014.363????? =1.698m/s
tg β′=
83
.8698.1=0.19 所以β′=10o 1β=β′+β?
=10o +15
o = 25o
7、叶片出口安放角2β
在确定叶片出口角时应考虑泵的比转数、对特性曲线形状的要求以及流道的扩散程度等。一般取 2β=20o —30o ,取2β=20o 。
8、叶片包角?
为保证叶片安放角线性变化，或者变化较为平缓，包角?对应不同比转数的泵有不同的最佳值。由两相流理论推导出的计算式在实践中的效果良好，可以满足泵的要求。
?=?o +??
式中 ??=3o —10o
?o =πββ2360ln
22112
?+tg tg r r 式中 r 1 ——叶片出口直径（mm ）
r 2——叶片进口直径(mm)
?o =130o
9、叶片厚度2δ
通常取2δ=2—4mm.取2δ=4mm
计算叶片出口圆周厚度δ：
δ=2δ2222sin 1λβctg + 式中 2λ——叶轮出口轴面截线与流线的夹角，常取2λ=70o —
90o ,取2λ=80o
δ=4o
o
ctg 80sin 20122+ =11.87mm
10、前、后盖板的形状和厚度
叶轮的盖板的磨损较为严重，尤其是后盖板与叶片进口边相交处，暂取前、后板的厚度均为8mm ，设计叶轮入口处前盖板的轴面为一个圆弧，可有效减小脱流，并减小渣浆对后盖板的冲击。叶轮入口后盖板处的形状对减小该处的磨损有明显的影响。高硬度耐磨材料，叶轮入口后盖板应该有凸出的、由光滑圆弧形成的轮毂头。
11、叶片绘图
当叶轮主要几何尺寸确定后，即可进行叶片绘型。叶片采用变角螺旋线型，其特点是数学模型简单，叶片包角可自由选择，并在任意包角下保持叶片角的均匀变化，便于优化设计，其线型符合叶轮中固体的运动的轨迹，损失小，磨损均匀，是目前最新型的圆柱型叶片。其数学表达式：
r=r 1 ]1[112β?θββθtg k tg tg k e
+???? ??+- 式中 k =1ln )(11
212---β?ββtg r r tg tg 1β =25o
2β =20o
r 1 ——叶片出口直径
r 2 ——叶片进口直径
? ——叶片包角
计算得k =0.55
因此 r=57]466.013006.0[155.0+??? ??-k e
θθ
将包角六等分 1θ=21.67o
2θ=43.33o
3θ=65o
4θ=86.67o
5θ=108.33o
分别带入公式得：
1θr =50mm
2θr =58mm
3θr =70mm
4θr =116mm
5 r =148mm
根据以上的数据绘叶片投影如下：
12、背叶片的设计：
（1）背叶片的作用： 背叶片可减小填料处的压力，有利于填料密封，并可以减小泵的轴向力。
（2）背叶片的片数： 背叶片通常取8—13枚，或者为叶片数的两倍，由于叶轮片的数目为5，因此取背叶片的数目为10。
（3）背叶片高度：通常为了保证泵的性能，将前端间隙调至最小，这样，后背叶片与后盖板的间隙增大，为了使后背叶片有较好的密封效果，其高度应较前背叶片大，一般为前叶片的高度的两 片以上。背叶片出口附近的线速度及浓度较高，为了减小该处与对应的前后护板处的磨损，背叶片出口附近有一定的倾斜度，倾斜范
围又叶轮半径的32到叶轮外圆，出口处背叶片的高度为总高度的2
1到3
2。故后背叶片的高度： h 1=(0.2—0.45)b 2
（4）背叶片的形状：设计采用楔形的平面形状。
（5）背叶片的宽度：背叶片的宽度取6mm 。
（6）背叶片的磨损：由于叶片的转动，背叶片的区域内不会出现大颗粒固体，但细小的颗粒浓度随半径增大而增加，所以背叶片的厚度由小半径到大半径递增，背叶片的磨损比叶片磨损轻，可较薄，叶轮前端间隙磨损后，泄露量会增加，前背叶片区域也会出现大颗粒固体，加快背叶片的磨损，所以所设计前背叶片的厚度比厚背叶片的厚度大。
2.3压水室的设计
（1）基圆直径D 3
D 3=（1.05—1.20）D 2
故取D 3=330mm
（2）进口宽度b 3：
b 3 =（b 2+1δ+2δ）+C 1
= (36+8+8+14)+20
= 86mm
式中 1δ，2δ ——叶轮前后板的厚度，包括前后背叶片的厚
度。 C 1 ——系数，C 1=5—20，渣浆泵取大值。
（3）隔舌安放角的设计：
隔舌不仅对泵的性能，而且对护套的抗磨性有显著的影响。隔舌处的渣浆流速较高，渣浆腐蚀性能越强，隔舌距叶轮的距离因该越大，该距离越大，偏离最佳工况时叶轮承受的径向力越小，泵的性能曲线越平坦，高效区越宽，泵的最佳效率越低，在最佳的效率点以下的范围内，隔舌间隙处环流量大，泵在小流量时，隔舌的磨损相当严重，尤其是重型泵，隔舌头部应设计成圆弧状，圆的半径应适当，过小一则不抗磨，二则在变工况时易脱流，过大则效果不好，而且易遭受大颗粒的高速大冲角碰撞，同时产生较大的绕流速度。
（4）涡室断面面积
先求出涡室畸变速度V 3f ，固体颗粒速度V 3s ,然后求出水流过流面积F 3f 和固体过流面积F 3s , 则涡室第Ⅷ断面面积为： F Ⅷ=F 3f + F 3s …………………………………( 1 )
采用等速度法，即涡室各个断面的速度相等，可求出涡室中的介质速度：
V 3=K v3gH 2………………………………( 2 )
=0.5?358.92??
=13.1m/s
由两相流原理得：
232323V V V s f =+………………………………
( 3 ) V 3f -V 3s =u ei …………………………………( 4 )
联立两式 V 3f =9.92m/s
V 3s =8.55m/s
F 3f =92
.936008.0633??=s f V Q =1.4 ?10-3m 2 F 3s =s s V Q 3=55
.836002.063??=0.4?10-3m 2 F Ⅷ=F 3f +F 3s
=1.8 ?10-3 m 2
由于介质从叶轮均匀流出，故断面面积均匀变化。
F 1 =8
7F Ⅷ=1.575?10-3 F 2 =
86F Ⅷ=1.35?10-3 F 3 =
85F Ⅷ=1.125 ?10-3 F 4 =
`84F Ⅷ=0.9?10-3 F 5 =
`83F Ⅷ=0.675?10-3 F 6 =
82F Ⅷ=0.45?10-3
摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人，示教编程，伺服，制动
ABSTRACT In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake
毕业设计（论文）题目：气动机械手的设计 系部：机电工程系 专业：数控技术 班级： ： 学号：
目录 摘要 (3) 第一章前言 1.1机械手概述 (4) 1.2机械手的组成和分类 (4) 1.2.1机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.2.2机械手的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 第二章机械手的设计方案 2.1机械手的坐标型式与自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 2.2机械手的手部结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 2.3机械手的手腕结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 2.4机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.5机械手的驱动方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.6机械手的控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.7机械手的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.8机械手的技术参数列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 第三章手部结构设计 3.1夹持式手部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.1.1手指的形状和分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.1.2设计时考虑的几个问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
A型齿轮泵设计 Graduation Project (Thesis) Harbin University of Commerce X6132milling machine feed system, lifting platform and platform design Student SunMingxing Supervisor Yan Zugen Specialty X6132 milling machine feed system, lifting platform and platform design School Harbin University of Commerce 2012年6月9日
A型齿轮泵设计 1 绪论 1.1机床的用途及性能 X6132、X6132A型万能升降台铣床属于通用机床。主要适用于机械工厂中加工车间、工具车间和维修车间的成批生产、单件、小批生产。 这种铣床可用圆柱铣刀、圆盘铣刀、角度铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种 平面、斜面、沟槽等。如果配以万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件，还可以 扩大机床的加工范围。 X6132、X6132A型铣床的工作台可向左、右各回转45 o当工作台转动一定角度，采用分度头时，可以加工各种螺旋面。 X6132型机床三向进给丝杠为梯形丝杠，X6132A型机床三向进给丝杠为滚珠丝杠。 X6132/1、X6132A/1型数显万能升降台铣床是在X6132、X6132A型万能升降台铣 床的基础上，在纵向、横向增加两个坐标的数字显示装置的一种变型铣床，该铣床 具有普通万能升降台铣床的全部性能外，借助于数字显示装置还能作到加工和测量 同时进行，实现动态位移数字显示，既保证了工件加工质量，又减轻了工人劳动强 度和提高劳动生产率，配上万能铣头还可以进行镗孔加工。 图1-1 X6132卧式铣床整机外形图
第一章引言 1.1 工业机械手概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 气动技术有以下优点: (1)介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便，一般不需设置回收管道和容器:介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题. (2)阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小(一般不卜浇塞仅为油路的千分之 一)，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。 (3)动作迅速，反应灵敏。气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。 (4)能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。 (5)工作环境适应性好。在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。 (6)成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。传统观点认为:由于气体具有可压缩性，因此，在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难(尤其在高速情况下，似乎更难想象)。此外气源工作压力较低，抓举力较小。虽然气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受，而且对于不太复杂的机械手，用气动元件组成的控制系统己被接受，但由于气动机器人这一体系己经取得的一系列重要进展过去介绍得不够，因此在工业自动化领域里，对气动机械手、气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。 1.2 气动机械手的设计要求 1.2.2 课题的设计要求 本课题将要完成的主要任务如下: (1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面相对较广。 (2)选取机械手的座标型式和自由度。
目录 一、泵的用途和适用范围 (1) 二、泵的型式、结构特征与型号 (1) 三、泵的起吊、安装、调整与试运行 (3) 四、常见故障及处理措施 (14) 五、泵的维护保养与拆装 (17) 六、易损件明细表 (23) 七、专用工具明细表 (24) 特别提示 １、必须保证泵轴的转向与泵壳上箭头指示方向一致。电动机试转时必须与泵完全脱开，严禁电动机带动泵轴反向旋转，否则，将导致零件损坏。 ２、采用填料密封的泵，开车前必须按要求填加盘根。 ３、采用机械密封的泵，必须保证轴封水的供应。严禁无水运行，否则机械密封将烧毁。 ４、采用稀油润滑的泵，在开车前应按油标的油位线加油。严禁无油开车，否则，轴承将烧毁。 ５、装泵联轴器或泵皮带轮时，为保护机械密封不致因冲击力受损，必须先打入泵联轴器或泵皮带轮后，才能装入机械密封。否则锺击力有可能导致机械密封动、静环破裂。 ６、顾客现场安装电动机皮带轮，当轴径≥65mm时，应按我厂提供轴端加工图及附件钻孔、攻丝、安装轴端挡圈，以确保皮带轮运行安全。 ７、安装使用前，请详细阅读此说明书。 1
一、泵的用途和适用范围 ZJ系列渣浆泵是新型高效节能抗磨蚀泵。该系列泵在水力设计、结构设计以及所用耐磨材料上，综合应用了国内外同类产品的优点并加以创新，具有高效节能、振动小、噪声低、运行可靠、使用寿命长、维修方便等特点，泵的综合性能居国内领先水平，大部分泵的效率指标居国际先进水平。可广泛用于电力、冶金、煤炭、建材等行业输送含有固体颗粒的浆体。如火电厂水力除灰、冶金选矿厂矿浆输送、洗煤厂煤浆及重介输送等。其允许输送的最大浆体重量浓度Cw为：灰（渣）浆和煤浆45%；矿浆和重介60%。 一、泵的型式、结构特征与型号 ZJ系列渣浆泵的型式分两大类，一类是ZJ型，为卧式轴向吸入单级单吸离心式渣浆泵；另一类是ZJL型，为立式轴向吸入单级单吸离心式渣浆泵。 1.ZJ型渣浆泵的结构特征与型号 (1)ZJ型渣浆泵的结构特征 ①泵头部分 ZJ型渣浆泵的泵头部分包括泵壳、叶轮和轴封装臵。泵头与托架用螺栓联结。根据需要，泵的出水口位臵可按45°间隔旋转八个不同的角度安装使用。 ZJ型渣浆泵的泵壳为双层壳体结构。外层为金属泵壳（前泵壳、后泵壳），其材料通常为HT200或QT500-7；内层壳体可用高铬合金铸铁制做（包括涡壳、前护板、后护板），或用橡胶制作（包括前涡壳、后涡壳）。 9
天津机电职业技术学院毕业综合实践报告 专业电气自动化 班级电气自动化三班
目录 1 机械手的基本介绍 (1) 1.1 机械手的基本结构组成 (1) 1.1.1 气动手爪 (1) 1.1.2 伸缩气缸 (1) 1.1.3 回转气缸及垫板 (2) 1.1.4 提升气缸 (2) 1.2 直线运动传动组件 (2) 1.3 气动控制回路 (3) 2 传感器部分 (5) 2.1 传感器简介 (5) 2.2 磁性开关 (5) 2.3 光电传感器和光纤传感器 (5) 3 伺服电机应用 (7) 3.1 伺服系统 (7) 3.2 交流伺服系统的位置控制模式 (8) 3.3 接线 (10) 3.4 伺服驱动器的参数设置与调整 (10) 3.4.1 参数设置方式操作说明 (11) 3.4.2 面板操作说明： (11) 3.4.3 部分参数说明 (11) 3.5 最大速度（MAX_SPEED）和启动/停止速度（SS_SPEED）12 3.6 移动包络 (13) 4 PLC程序编写 (15) 4.1 PLC的选型和I/O接线 (15) 4.2 伺服电机驱动器参数设置 (15) 4.3 编写和调试PLC控制程序 (16) 4.4 初态检查复位子程序和回原点子程序 (19) 4.5 急停处理子程序 (20) 个人收获 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 致谢 (28)
1 机械手的基本介绍 1.1 机械手的基本结构组成 1.1.1 气动手爪 用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件。由一个二位五通双向电控阀控制。见图 1-1 图 1-1 气动手爪 1.1.2 伸缩气缸 用于驱动手臂伸出缩回。由一个二位五通单向电控阀控制。见图 1-2 图 1-2 伸缩气缸
河北工业大学 毕业设计说明书作者：薛松学号：060387 学院：机械工程学院 系(专业)：机械设计制造及其自动化 题目：发动机吊装、码盘系统设计 指导者：陈子顺高级工程师 评阅者： 2010年6月2日
目次 1引言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 本课题国内外研究现状和发展趋势 (1) 1.3 课题的主要研究内容 (1) 1.3.1 本课题的研究对象 (1) 1.3.2 本课题的研究范围 (1) 1.3.3 本课题的具体内容要求 (2) 1.3.4 工作要求 (2) 1.3.5 最终成果 (2) 2 设计工作流程 (2) 2.1 总体设计 (2) 2.1.1 最大起重量确定 (2) 2.1.2 起升高度的选择 (2) 2.1.3 电动葫芦的选型 (3) 2.1.4 起重机构跨距的确定 (3) 2.1.5 行走机构的传动 (3) 2.1.6 动力的输入 (3) 2.1.7 安全装置的设计 (3) 2.2 起重机构主梁的设计 (4) 2.2.1 主梁及架体钢结构的设计 (4) 2.2.2 力学性能的分析 (4) 2.2.3 载荷计算 (4) 2.3 控制电路的设计 (4) 2.4 设计的整体思路 (5) 3 构件的设计选型 (6) 3.1 已知构件尺寸的确定 (6) 3.2 电动葫芦选型 (6) 3.3 电动葫芦轨道梁设计 (7) 3.3.1 小车摆放方案的确定 (7) 3.3.2 电动葫芦轨道梁整体结构尺寸的初定 (9) 3.3.3 电动葫芦轨道梁的轨道材料选型 (10) 3.4 大车轨道梁设计 (10)
3.4.1 大车轨道梁整体结构尺寸的初定 (10) 3.4.2 大车轨道梁的立柱材料尺寸选型 (10) 4 构件的力学性能分析 (11) 4.1 电动葫芦轨道梁的强度、刚度、动载荷稳定性校核 (11) 4.1.1 电动葫芦轨道梁受力分析 (11) 4.1.2 电动葫芦轨道梁强度校核 (13) 4.1.3 电动葫芦轨道梁刚度校核 (13) 4.2 大车轨道梁的强度、刚度、动载荷稳定性校核 (14) 4.2.1 大车轨道梁受力分析 (14) 4.2.2 大车轨道梁强度校核 (16) 4.2.3 大车轨道梁刚度校核 (16) 4.3 立柱尺寸的确定与稳定性分析 (17) 4.3.1 立柱的选材与尺寸确定 (17) 4.3.2 立柱的压杆稳定性校核 (17) 4.3.3 立柱承受动载荷的稳定性校核 (18) 4.4 大车的行走机构设计 (19) 4.4.1 电动机的选型 (19) 4.4.2 大车轨道轮的选型 (20) 4.4.3 减速器的选型 (21) 4.4.4 传动齿轮的设计与校核 (21) 4.4.5 轴校核 (24) 4.4.6 轴承的选型 (24) 5 系统的电路控制设计 (24) 6 基于TRIZ 理论的电动葫芦轨道梁的优化方案设计 (25) 6.1 TRIZ理论简述 (26) 6.2 TRIZ理论的应用 (26) 6.3 由发明原理进行设计方案的确定 (27) 结论 (28) 参考文献 (30) 致谢 (31)
目录 一、概述 (2) 二、特点 (2) 三、型号和表示方法 (3) 四、工作原理 (3) 五、结构说明 (3) 六、装配和拆卸 (4) 七、设备安装 (5) 八、运转 (6) 九、维护保养 (7) 十、故障分析 (9) 附录1（耐磨材料选择表） 附录2（密封型式选择表） 附录3（泵传动方式选择）
一、概述 1、本系列渣浆泵系高效节能、单级、单吸、悬臂式离心泵，用来输送含有固体颗粒的磨蚀性或腐蚀性浆体。广泛用电力、矿山、冶金、煤炭、建材、化工、食品、水利及污水处理等行业。其固液混合体的最大重量浓度：灰浆为45%，矿浆为60%。 2、本系列泵有50多个基本型号，通过变速可获得300多种性能供用户选择。 3、过流部件材质应根据输送浆体的物理（颗粒组成、粒径、形状、硬度、浓度）和化学（酸、碱、油）特性而定。（各种材质及特点可通过附录1查得） 4、泵的传动方式有直联传动和皮带传动两种形式，共分为DC、HC、CR、CL、ZV、CV等多种方式。（详见附录3）从原动机方向看，泵为顺时针方向旋转。 二、特点 针对渣浆泵的三大技术难题：寿命短、密封难、能耗大，我厂通过技术攻关设计制造了独具特点的ZJA及ZJLA系列两相流渣浆泵。由于两相流渣浆泵的水利设计充分考虑了固液流场的运动情况，所以在渣浆输送时能保持良好的性能。其技术特点如下：（1）高效节能：一般的杂质泵输送浆体时，其效率总是下降的，而且浓度越高，粒径越大，降低的幅度也越大。而二相流渣浆泵输送浆体时，其效 率一般高于清水。这是因为泵的水力设计是以固液二相流场设计的，对 清水和渣浆的输送来讲，更适应渣浆的输送。这一降一升，二相流泵的 运行效率提高了3~10%。所以二相流泵具有新的能量转换规律。 （2）耐磨蚀、使用寿命延长：一般杂质泵输送浆体时，固体发生的主要是撞击磨损，水泵的汽蚀性能随着流量的加大而恶化。而二相流渣浆泵的流 道设计符合固体流场的变化规律，固体沿着叶轮型线运动，叶轮发生的 主要是磨擦磨损，泵的汽蚀性能随着流量的加大变化比较平稳，所以二 相流泵具有新的磨损规律。在同样条件下，二相流泵的使用寿命比一般 杂质泵长1~3倍。 （3）节水，适合高浓度输送：一般的杂质泵，随着浆体浓度的提高，性能逐渐恶化。而二相流泵的水力设计充分考虑了固体（包括浓度、粒径、形 状等）的运动情况，在输送高浓度（一般重量浓度γG可达60~70%）渣 浆时仍具有良好的水力性能，满足工艺流程对高浓度的要求。故二相流 泵适合输送高浓度浆体的要求。
Equation Chapter 1 Section 1(1.1) 本科毕业设计说明书 题目抓件液压机械手设计 姓名Design of hydraulic manipulator for grasping 谢百松学号20051103006 专业机械设计制造及其自动化 指导教师肖新棉职称副教授 中国·武汉 二○○九年五月
分类号密级华中农业大学本科毕业设计说明书 抓件液压机械手设计 Design of hydraulic manipulator for grasping 学生姓名：谢百松 学生学号：20051103006 学生专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：肖新棉副教授 华中农业大学工程技术学院 二○○九年五月
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 前言 (2) 1.总体方案设计 (2) 2.手部设计 (3) 2.1 确定手部结构 (4) 2.2 手部受力分析 (4) 2.3 手部夹紧力的计算 (5) 2.4 手抓夹持误差分析与计算 (6) 2.5 手部夹紧缸的设计计算 (6) 2.5.1 夹紧缸主要尺寸的计算 (6) 2.5.2 缸体结构及验算 (7) 2.5.3 缸筒两端部的计算 (8) 2.5.4 缸筒加工工艺要求 (10) 2.5.5 活塞与活塞杆的设计计算 (10) 3.臂部设计 (12) 3.1 臂部设计基本要求 (12) 3.2 臂部结构的确定 (12) 3.3 臂部设计计算 (12) 3.3.1 水平伸缩缸的设计计算 (12) 3.3.2 升降缸的设计计算 (14) 3.3.3 手臂回转液压缸的设计计算 (15) 4.液压系统设计 (16) 4.1 系统参数的计算 (16) 4.1.1 确定系统工作压力 (16) 4.1.2 各个液压缸流量的计算 (16) 4.2设计液压系统图 (17) 4.3 选择液压元件 (19) 4.3.1泵和电机的选择 (19) 4.3.2 选择液压控制阀和辅助元件 (19) 4.4根据动作要求编制电磁铁动作顺序表 (20) 5.控制系统设计 (21) 5.1 确定输入、输出点数，画出接口端子分配图 (21) 5.2 画出梯形图 (21) 5.3 按梯形图编写指令语句 (23) 6. 总结 (24) 参考文献 (25) 致谢 (26)
目录 第一章绪论 1.1 项目的技术背景与研究意义 1.2 取苗装置的国内外研究现状 1.2.1 国外取苗装置的研究现状 1.2.2 国内取苗装置的研究现状 1.3 论文的研究目标与研究内容 1.4 论文研究的技术路线 第二章穴盘苗自动移栽机机械手整机方案设计 2.1 穴盘苗自动移栽机机械手工作原理和结构分析2.2利用UG建立样机模型 第三章穴盘苗自动移栽机取苗装置的结构设计 3.1 取苗机构的基本构成 基本结构 ( 1) 机械手 ( 2) 穴盘定位平台 ( 3) 驱动系统 ( 4) 控制系统 PLC程序 ( 5) 底座 3.2 取苗机构的工作原理 第四章穴盘苗自动移栽机送苗装置的设计要求分析 1 穴盘育苗及穴盘的选择 2 送苗装置的工作原理和结构组成 3 送苗机构的控制系统 第五章取苗装置的实验研究 1. 取苗装置影响因素分析
2 影响取苗成功率的因素 3 取苗装置手臂角度的实验分析第六章总结与展望 1 全文总结 2 研究展望结束语参考文献致谢
第一章绪论 1.1 项目的技术背景与研究意义 随着社会进步和人民生活水平的提高, 设施农业已成为国民经济中的支柱产业, 温室蔬菜、花卉及棉花生产对发展农村经济, 增加农民收入, 丰富人民的菜篮子, 改进人民生活具有举足轻重的作用。穴盘苗移栽是近年才兴起的种植新技术, 它具有缩短生育期, 提早成熟, 提高棉花单产, 具有广阔的推广前景。过去几年温室大棚育出成品苗向大田移栽, 全部是靠人工移栽。穴盘苗自动移栽技术是温室蔬菜或花卉生产实现工厂化和自动化而采用的一种重要的种植方式。当前, 国内穴盘苗移栽的取苗、喂苗环节主要靠手工完成, 劳动强度大, 作业效率低, 不能满足规模化生产的需要, 从而制约了蔬菜生产的发展。因此, 研制开发适合中国国情、结构简单、价格低廉、性能稳定可靠的中小型穴盘苗自动移栽机迫在眉睫, 而移栽机械手是温室穴盘苗移栽自动化的关键部分, 能够完成” 穴盘定位—自动送苗—钵苗抓取—钵苗投放” 这一系列连续动作, 其性能直接影响移栽机的移栽质量。穴盘苗移栽机械手的研究对实现实现温室穴盘苗移栽生产过程自动化、减轻穴盘苗移栽作业的劳动强度、提高作物移栽质量, 推进中国温室农业作物生产机械化和自动化进程, 特别是中国” 十二五”农业发展规划的顺利实施具有重大意义。 1.2 取苗装置的国内外研究现状 国外穴盘苗移栽机取苗装置的技术较成熟, 而且大部分机型开始投入使用, 特别是应用于花卉、蔬菜等经济价值高的作物的大面积移栽, 具有很好的经济价值。国内的研究主要集中在各大高校及科研院所, 且大部分的研究成果只是样机的试制, 尚没有成型的机型投入生产应用。 1.2.1 国外取苗装置研究现状
机电工程学院 《专业综合课程设计》 说明书 课题名称：简易机械手机械机构设计 学生姓名：沈柳根学号：20110611119 专业：机械电子工程班级：11机电 成绩：指导教师签字： 2015年1月5日
摘要 简易机械手是工业机械手的简化，功能相似，而工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。工业机械手设计是机械制造、机械设计和机械电子工程等专业的一个重要教学环节，是学完技术基础课及有关专业课以后的一次专业课程内容得综合设计。通过设计提高学生的机械分析与综合能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计的能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法。 通过对于气动机械手的设计，展现了各个相关学科知识在这里的整合，有利于理解专业知识。 关键词：简易机械手；结构设计；气动
目录 摘要....................................................... 错误！未定义书签。 1 设计任务介绍及意义 (1) 1.1设计任务意义： (1) 1.2设计任务要求介绍： (1) 2 总体方案设计 (3) 2.1 结构分析 (3) 2.3 设计简介 (3) 3 机械传动结构设计 (5) 3.1传动结构总体设计 (5) 3.2手指气缸的设计 (6) 3.3纵向气缸的设计 (12) 3.4横向气缸的设计 (13) 4最终图纸 (15) 4.1装配图 (15) 5 总结 (16) 参考文献 (17)
毕业设计论文题目：气动机械手的设计 设计人： 指导教师： 所属院系： 专业班级： 2014年11月10日
第1章前言 1.1工业机械手概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很
机械毕业设计说明书 【篇一：机械类毕业设计说明书】 河北工业大学 毕业设计说明书 作者：杲宁学号： 090365 学院：机械工程学院 系(专业)：机械设计制造及其自动化 题目：药板装盒机结构设计 指导者：张建辉副教授 (姓名)(专业技术职务) 评阅者： (姓名)(专业技术职务) 2013年 6 月 4 日 毕业设计（论文）中文摘要 毕业设计（论文）外文摘要 ? 目录 1 引言（或绪论）???????????????????????? 1 1.1课题研究的目的与意义?????????????????????? 1 1.2 本课题国内外研究现状和发展趋势????????????????? 1 1.3 本课题主要研究内容??????????????????????? 3 1.4 药板装盒机工艺流程分析????????????????????? 3 2 总体方案确定??????????????????????????4 3 药板装盒机详细结构设计 ????????????????????6 3.1 总体结构组成及其工作原理???????????????????? 7 3.2 主要技术参数的确定??????????????????????? 10 结 论 ???????????????????????????????20 参考文献??????????????????????????????21 致谢??????????????????????????????22 【篇二：机械制造毕业设计说明书模板】 （中文题目） （二号、黑体、居中，段后空一行）
摘要（小四号、黑体）：离心式压缩机在国民生产中占有重要地位。可用于化肥、制药、制氧及长距离气体增压输送等装置。本次设计 的主要工作包括：确定合成氨工段循环离心压缩机的结构形式、主 体结构尺寸，并确定主要零、部件的结构尺寸及其选型。首先进行 强度和稳定性计算，主要进行了筒体、端盖的壁厚计算、水压试验 应力校核以及叶轮、轴的强度校核。其次，对这些零部件进行结构 设计。整个设计过程都是依据设计规范和标准进行的，设计结果满 足工程设计要求。关键词（小四号、黑体）：离心压缩机；叶轮； 结构设计；应力校核；转子轴（英文题目） .engineering design results meet the design requirements. key words: centrifugal compressor； impeller； structural design；stress check；rotor shaft 目录 1 前言 (1) 1.1本次毕业设计课题的目的、意义 (1) 1.2 合成氨工艺简介 (1) 2 离心式压缩机概况 (3) 2.1离心压缩机的优缺点 (3) 2.2离心压缩机的结构组成 (3) 2.3离心压缩机的发展趋势 (4) 3 离心式压缩机选型及计算依据 (5) 3.1离心式压缩机的气动热力学 (5) 3.1.1连续方程 (5) 4 离心压缩机设计和选型计算 (7) 4.1工艺条件 (7) 4.2容积多变指数和压缩性系数的计算 (7) 4.2.1确定混合气体的分子量和气体常数 (7) 4.2.2容积多变指数和压缩系数的确定 (8) 4.3离心压缩机的热力计算 (8) 4.3.1压缩机级数确定 (8) 5 结论 (10) 符号说明 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)
韶关市职工大学韶关市第二技师学院 毕业论文 题目:三菱plc控制机械手设计系统 系别：电气自动化工程系专业系别：14电气自动化双高 学生姓名：饶金荣 学号：42 指导教师：王建军老师 温惠萍老师 李集祥老师
摘要 可编程序控制器(PLC)是近年来发展极为迅速，应用面极广，以微处理器为核心，集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置。PLC的广泛应用，已经给生产带来许多的好处，它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、可靠性好、性能价格比高等特点，已在工业控制的各个领域得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力工具。比如plc控制的机械手在搬运工件方面的应用，以前一直采用人工搬运物料，不仅工人的劳动强度大，安全性差，而且效率低。本文分析了机械手和PLC之后，我们采用PLC控制的机械手进行物件的搬运来代替人力。 本文基于汇川公司的PLC，提出了PLC控制工件传送机械手PLC控制系统的设计方法。重点研究了实验开发系统的工作原理、硬件部分的主要构成，以及硬件部分的设计、安装调试和实验应用开发。讨论了汇川PLC指令系统、编程语言和程序设计方法，分析了汇川PLC专用编程软件在本系统中具体应用， 关键词：机械手，PLC，
第一章概述 1.1 PLC产生、定义及发展趋势 1.1.1 PLC(可编程逻辑控制器)的产生 PLC(可编程逻辑控制器)是20世纪60年代末期逐步发展起来的一种 以计算机技术为基础的新型工业控制装置。近几年来，PLC技术在各种工业过程控制、生产自动线控制及各类机电一体化设备控制中得到极其广泛的应用，成为工业自动化领域中的一项十分重要的应用技术。 在PLC出现以前，继电器控制曾得到广泛应用，在机电设备和工业过程控制领域中占有主导地位。但是继电器控制系统有明显的缺点；体积大，可靠性低，故障查找困难，特别是因为它是由硬接线逻辑构成的系统，造成了接线复杂，容易出故障，对生产工艺变化的适应性较差。 20世纪60年代未，美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，试图寻找一种新的生产线控制方法，使之尽可能地减少重新设计继电器控制系统的工作量以及尽量地减少控制系统 硬连接线的数量，以降低生产成本，缩短制造周期，减少生产线的故障率，从而有效地提高生产效率。当时，电子计算机的硬件己经基本完备，其主要功能是通过软件来实现的，因此具有灵活性、通用性等优点，但价格相对来说比较昂贵，于是他们想到了把继电器控制系统简单易懂、操作方便、价格便宜的长处与计算机灵活、通用的优点结合起来，用来制造一种新型的工业控制装置，并进而采用招标的方式，首先是美国数字设备公司(DEC)研制出符合上述想法的工业控制装置，命名为可编程逻辑控制器，即PLC( Programmable Logic Controller)。1969年，第一台PLC在GM公司汽车生产线上首次运行，成功地取代了沿用多年的继电器控制系统，尽管当时的PLC功能仅具有逻辑控制、定时、计数等功能，但却标志着一种新型装置问世。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，20世纪70年代中期又出现了微处理器和微型计算机，这些新技术很快也被用到PLC之中，使
本科毕业论文 题目：三自由度圆柱坐标型工业机器人设计 学院：机械工程学院 专业：机械制造（辅修） 年级：2009 姓名：李介博 指导教师：赵华洋 完成日期：2012.04.03
三自由度圆柱坐标型工业机器人设计 摘要：在工业上，随着自动控制系统广泛的应用，工业自动化机床控制、计算机系统、机器人等高科技技术也得到了长足的发展。其中工业机器人是相对较新的电子设备，它综合应用了机械电子自动控制等先进技术以及物理生物等学科的基础知识，因而能实现机械化与自动化的有机结合而广泛应用与工业生产的各个部门，逐步的改变现代化工业面貌。 工业机器人是一种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。主要用在自动加工线和柔性制造系统中传递和装卸的工件或夹具。工业机器人以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运更重的东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。 本设计为三自由度圆柱坐标型工业机器人，其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。在控制器的作用下，它可执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作，本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。 关键词：三自由度；圆柱坐标；工业机器人；自动化
Three degrees of freedom cylindrical coordinate industrial robot design Abstract: In industry, along with the automatic control system of a wide range of applications, industrial automation machine control, computer systems, robots and other high-tech technology are also got rapid progress. Including industrial robot is relatively new electronic equipment, it comprehensive application of mechanical and electronic automatic control and other advanced technology and physics biological sciences foundation knowledge, and can therefore realize mechanization and automation organically and is widely used in industrial production of various sectors, gradually change modern industrial outlook. Industrial robot is a body independent of freedom movements, the program can be more flexible changes, can arbitrary positioning, high automation automatic operate machinery. Mainly used in automatic processing lines and flexible manufacturing system transfer and loading and unloading work piece or fixture. Industrial robot arm with rigid high for the subject than people, can have faster movement speed, can carry more weight, and positioning accuracy quite high, and it may, according to the signals, automatic external to operate. This scheme introduced a cylindrical robot for three degree of freedom. It is composed of two linear axes and one rotary axis current control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple tasks. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work. Key words: three degrees of freedom; cylindrical; industrial robot; automation
河北工业大学2010届本科毕业论文 河北工业大学 毕业设计说明书 作者：学号：123 学院：机械学院 系(专业)：机械设计制造及其自动化题目：箱体输送及转向系统设计 指导者： 评阅者： 2013年 6月 10日
目次 1引言 (1) 2链式输送机概述 (1) 2.1 链式输送机的应用 (1) 2.2 链式输送机的分类 (2) 2.3 链式输送机的特点 (2) 2.4 链式输送机的发展趋势 (2) 2.5 链式输送机的工作原理 (3) 3 系统总体方案确定 (3) 4 链式输送机的设计计算 (4) 4.1 已知原始数据及工作条件 (4) 4.2 链条设计 (4) 4.3 电动机的选型 (5) 4.4链条计算 (6) 4.5 链轮方案设计 (7) 4.6 张紧装置 (9) 5 转向装置概述 (11) 6 转向装置设计 (12) 6.1 电机的选型 (12) 6.2 辊子的选型 (12) 6.3 气缸的选型 (13) 7控制技术 (14) 7.1 PLC概述 (14) 7.2 PLC的选型原则 (15) 8 系统其余部件的选型 (16) 8.1 光电开关 (16) 8.2 杯脚 (16) 结论 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19)
1引言 输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。[1] 链式输送机是利用链条牵引、承载，或由链条上安装的板条、金属网带、辊道等承载物料的输送机。 本课题就是实现箱体输送及转向的自动化问题，因为一般输送机都是直线传动，要实现90度转向，必须设计一种转向装置以及控制系统，这对企业生产的自动化、输送机的应用范围有着十分重要的意义。选择链式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。 2 链式输送机概述 2．1 链式输送机的应用 链式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。[2,3]连续运输机可分为： 1．具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机、自动扶梯及架空索道等； 2．不具有挠性牵引物件的输送机，如螺旋输送机、振动输送机等； 3．管道输送机(流体输送)，如气力输送装置和液力输送管道。