第一章绪论 (1)
1.1选题背景及目的 (1)
1.2轧钢生产在国民经济中的主要地位与作用 (1)
1.3国内外轧钢机械的发展状况 (1)
1.3.1粗轧机的发展 (2)
1.3.2带钢热连轧机发展 (2)
1.3.3线材轧机的发展 (3)
1.3.4 短应力线轧机 (3)
1.4轧机压下装置的分类和特点 (5)
1.4.1电动压下装置 (5)
1.4.2手动压下装置 (6)
1.4.3双压下装置 (6)
1.4.4全液压压下装置 (8)
1.5电动压下装置经常发生的事故及解决措施 (9)
1.5.1压下螺丝的阻塞事故 (9)
1.5.2压下螺丝的自动旋松 (9)
第二章方案选择 (10)
2.1轧制过程基本参数 (11)
2.1.1简单轧制过程 (11)
2.2.2轧制过程变形区及其参数 (12)
第三章力能参数的计算 (14)
3.1轧制力能参数 (14)
3.1.1计算第一道次轧制力 (14)
3.1.2 计算第二道次轧制力 (15)
3.1.3 计算第三道次轧制力 (17)
3.1.4计算第四道次轧制力 (18)
3.1.5计算第五道次轧制力 (20)
3.2电机容量的选择 (21)
3.3压下螺丝与螺母的设计计算 (23)
3.3.1 压下螺丝的设计计算 (23)
3.3.2 压下螺母的结构尺寸设计 (24)
3.4齿轮设计计算 (25)
3.4.1选精度等级、材料及齿数 (25)
3.4.2按齿面接触强度设计 (26)
3.4.3按齿根弯曲强度设计 (28)
3.4.4几何尺寸的计算 (29)
第四章主要零件的强度校核 (30)
4.1圆锥齿轮轴的强度校核 (30)
4.2轴承使用寿命的校核 (32)
第五章润滑与维护 (34)
5.1润滑 (34)
5.2维护 (36)
5.2.1轧机主传动装置维护 (36)
5.2.2在轧机维护中应用故障诊断技术 (36)
总结 (39)
致谢 (40)
参考文献 (41)
第一章绪论
1.1 选题背景及目的
随着国民经济的发展，需要更多数量、更多品种、更高质量的型钢，特别是大型型材。为满足这一需要，型钢轧机的发展不外于两个，一是改造旧轧机；二是更新设备，采用新技术和新工艺在旧型钢轧机上逐渐完善及工艺改进，这是我国改造挖潜以少花钱多办事见效快的新方针，是节约经济的客观需要。
大学生活即将结束，为了检验我们的所学是否能够真正应用到实际当中，使我们认识到作为一个合格的设计人员应该具备的基本素质，学校为我们安排了这次毕业设计。用半年时间完成一个设计方案。轧机是现代钢厂中最常见的一种冶金设备。因此,轧机设备的好坏对轧钢厂的效益有很大的影响。我们的任务是通过所学的理论知识设计一台两辊轧机。因为实际条件有限，我们的设计只是经过相关理论与经验公式的推导来设计我们所选的冶金设备,经过理论校核检验是否达到设计要求。
1.2轧钢生产在国民经济中的主要地位与作用
轧钢生产是将钢锭及连续铸坯轧制成材的生产环节。用轧制的方法生产钢材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现自动化等优点。钢材的生产方法有轧制、锻造、挤压、拉拔等。用轧制方法得到的钢材，具有生产过程连续性、生产效率高、品种多、质量好、易与机械化、自动化等优点，因此得到广泛的应用。目前，约有90﹪的钢都是经过轧制成材的。有色金属成材，主要也用轧制的方法。
轧钢生产在国民经济中所起的作用是十分显著的。钢铁工业生产中，除少量的钢用铸造或铸造方法制成零件外，炼钢厂生产的钢锭与连铸坯有85～90％以上要经过轧钢车间轧成各种钢材，供应国民经济各部门。可见在现代钢铁企业中，作为使钢成材的轧钢生产，在整个国民经济中占据着异常重要的地位，对促进我国经济快速发展起十分重要的作用。1.3国内外轧钢机械的发展状况
十九世纪中叶轧钢机械只是轧制一些熟铁条的小型轧机，设备简陋，产量不高；有的轧机是用原始的水轮来驱动。大上个世纪五十年代以后，钢的产量大增；各先进工业国的铁路建设与远洋航运的发展，蒸汽驱动的中型、大型轧机先后出现了。上个世纪的电气化使功
率更大的粗轧机迅速发展起来。上个纪50～70年代，由于汽车、石油、天然气的运输，电器电子工业与食品罐头工业的发展，钢材生产是以薄板占优势为特征的。
总的来说，轧钢机械向着大型、连续、高速和计算机控制方向发展。
1.3.1粗轧机的发展
在发展连铸的同时，国外仍在新建后扩建粗轧机，以扩大开坯能力。这是由于开坯机具有产品化灵活，便于实现自动化等优点，如日本1969年有三台板坯粗轧机和一台方坯粗轧机投入生产。
至1970年止，世界上有粗轧机达200多台。拥有粗轧机最多的国家为美国达130台，日本42台，绝大部分为二辊可逆式轧机，开坯能力达3亿吨以上。七十年代的粗轧机直径增大到1500毫米。
我国拥有1000毫米以上大型粗轧机七套，还有750～850毫米小型粗轧机八套,主要于合金钢厂,为数不多的650毫米轧机是中小钢厂的主要开坯设备。1959年我国开始自行设计制造开坯机，已制成的开坯机有700、750、825、850/650、1150等毫米粗轧机。
粗轧机将向着万能式板坯轧机，重型化发展，并且缩短轧机辅助机械工作时间发展。
1.3.2带钢热连轧机发展
带钢热轧机分为连续式带钢热轧机、四辊及多辊可逆式轧机、炉卷轧机和行星式轧机等。
带钢热连轧机分为全连轧、1/2连轧和3/4连轧机。
带钢连续式热轧机主要是生产1.0～16（20）毫米的热钢板卷的，其生产的品种以普通炭钢为主。
在世界上美国首先在1926年采用了热连轧板机，这台轧机安装在哥伦比亚钢铁公司，轧机规格为1030毫米，是1/2连轧，只是有一个粗轧机架，是近代热连轧机的雏形。
四十年代以前，带钢热连轧机，几乎全部集中在美国。
1961～1971年，美国新建了11台辊身长度为1473毫米以上的热连轧机，称为“第二代轧机”。第二代轧机具有轧制速度高、产量高、自动话程度高的特点。
我国从1966～1970年开始发展热连轧板机，1700毫米3/4热连轧板机以投产，其他规格的热连轧板机还有1450毫米半连轧、1450毫米全连轧、750毫米全连轧等。
这些年来，薄钢板的生产比重日趋增加，这是现代轧钢生产发展的一个趋势。热轧钢板是汽车、造船、桥梁、电机、化工等工业不可缺少的原料，也是冷轧机的坯料，随着焊管、冷弯型钢的发展，钢板的需要量日益增长。
现代带钢热连轧机发展趋势是提高产量、扩大品种、提高精度、提高自动化程度。采取的主要措施有：提高轧制速度、加大带卷和坯料重量、建造宽辊身的全连轧、粗轧机架近距离布置、采用快速换辊装置、提高产品精度和轧机刚度、采用板厚自动控制系统、精轧机轧辊辊型控制、采用计算机控制。
90年代以来，钢铁生产短流程迅速开发和推广，薄板坯连铸连轧工艺的出现，正在改变着传统的热轧机市场。自1987年7月第一套薄板坯连铸连轧生产线在美国纽柯公司投产以来，到1997年已建成的有33套。连铸连轧技术是将钢的凝固成型与变形成型两个工序衔接起来，将连铸坯在热状态下继续送入精轧机组，直接轧制成带卷产品。德国西马克公司的CSP技术、德马克公司的ISP技术、奥钢联开发的Conroll技术等都有用户采用。
1.3.3线材轧机的发展
近些年来，国外线材生产是稳定的，线材产量的7～8%。用线材轧机常生产5～12.7毫米的圆形断面轧材。
为了提高线材的质量和产量，六十年代发展了无机架轧机、预应力轧机、Y型轧机、步进式加热炉等新型轧制线材设备。轧机的轴承广泛采用滚动轴承或油膜轴承。线材直径公差可达±0.1～±0.3毫米。
20世纪70年代，摩根无扭高速线材精轧机组有很大发展，投产的以达160多套。目前，高速线材轧机的机型可概括为三辊式、45°、15°、75°和平-立交替式四种。
1.3.4 短应力线轧机
1.提高轧机刚性的途径
提高轧机的刚性是获得高精度产品，减少轧制废品和工艺事故，稳定工艺参数，提高轧机作业率和产品成材率，尤其是提高轧制速度的必备条件。提高轧机刚性也正是实现轧机机械化及电子计算机控制自动化生产的先决条件，因为轧制程序的稳定及生产过程的自控，必须有稳定的工艺及准确稳定的指令，高速线材轧机更是如此。
提高轧机刚性的途径有：1）增加轧辊尺寸和机架断面尺寸。但这会使工作机座结构庞大，增加设备重量和制造困难，而且，机座刚度不仅仅决定于机架断面积的增加，也与机架的结构和几何尺寸有关。随着轧辊直径和机架断面积的增加，机架高度也相应增加，这就影响了机座刚度的进一步提高。2）改善各承载件的材质，结构及加工精度，以提高工作机座的配合精度。3）减少承载件的配合面。4）缩短辊身长度。5）缩短应力线长度。6）施加预应力等。
这里所说的应力线是轧机在轧制过程中，轧制力所引起的内力沿各承载零件分布的应力回线，与一般力学中的应力概念有所不同。故短应力线轧机是指应力回线缩短了的轧机，是一种高刚度轧机。
2、短应力线轧机的发展概况
意大利波米尼法雅尔公司（PominiFarrel）研制的“红环”轧机也是属于短应力线轧机。我国在研制短应力线轧机方面起步较晚，开始于70年代末期，80年代初期，但发展速度较快。1981年北京科技大学成功地研制出了国内第一架新型短应力线轧一“GY-1”型短应力线轧机，如图1-1所示。该轧机首先在四川蛾眉型钢厂、大冶钢厂、贵阳钢厂投产，因其具有投资少，上马快，见效快、容易掌握、调整方便、成材率高等优点，很快在全国80多个厂家得到推广应用。轧机类型也从“GY-1”型发展到到“GY-2”型“GY-3”型、“GY-4”型短应力线轧机。
在“GY”型短应力线轧机投产之后，由河北冶金厅研制的“HB”型短应力线轧机。四川威远钢厂研制的“CW-1”型短应力线轧机和北京冶金设备研究院研制的“SY”型短应力线轧机相继投入生产。特别是“SY”轧机在设计、加工制造和服务一条龙的经营指导思想下，发展速度很快，在全国已有几十家企业投入生产。
3.短应力线轧机的主要特点
1)最短的应力线保证了高刚度。这种轧机不用预应力，也不靠增大截面尺寸来提高轧机刚度而是通过尽量缩短应力线来提高轧机刚度。在所有轧机中这种轧机的应力线是最短的，轧机的配合面也是最少的，轧机轴承座具有较大刚度。
2)预调性能好。在压下螺母、球面垫与轴承之间装有密压头，与轧制负荷指示器相连，能经常测得轧制负荷，因此可模拟生产条件，在换辊前预调辊缝。换辊后生产的第一，第二根钢即可保证为合格品，减少了试轧废品，提高了成材率，克服了旧轧机一边试轧，一边调整，造成试轧废品多的问题，这一点对于高级合金钢尤其具有经济价值。
3)实现了对称调整。连接四个轴承座的四根拉杆上有正反丝扣，实现了相对于轧制线的对称调整，保证了轧制线固定不变。从而使得导位装置的调整、安装、维护都很方便，
减少了操作事故和工艺事故，提高了成材率和作业率。
4)整体换辊，减少了换辊时间，短应力线轧机都备有二套以上的辊组。一套使用，另一套预装。换辊时，将旧辊组取下，换上新辊组，只需几分钟时间，大量的工作都在生产线以外的预装间去完成，从而减少了在生产线上的换辊时间，提高了作业率。
5)轴承和轴承座受力情况好，提高轴承寿命。本轧机由于取消了集中载荷的压下螺丝，使轴承受力均匀，应力降低，包角增大，轴承寿命较现有轧机（预应力或其他形式）有显著提高。
综合上述，轧钢生产技术七十年代的发展特点是，板带比重大，焊管多于无缝管；向高速、大型、连续化、自动化方向发展；提高质量，扩大品种以及低成本能耗。改造轧机，挖掘潜力；大量采用新工艺新技术。
1.4 轧机压下装置的分类和特点
1.4.1电动压下装置
电动压下装置是轧钢机调整机构中最常见的一种压下装置。按轧辊调整的距离、速度及精度又可将压下装置分为快速和慢速两种压下装置。
1）快速电动压下装置:
一般常用在上轧辊调节距离大、调节速度快以及调节精度要求不高的轧机上,如初轧机、板坯轧机、中厚板轧机及万能轧机上。在这些类型的轧机上由于上辊的调整距离大、压下十分频繁,要求有较高的压下速度以免影响轧制生产率，所以采用快速电动压下装置是必要的。
常采用的快速电动压下装置有两种类型：
一种是由法兰盘的立式电动机通过圆柱齿轮减速器带动压下螺丝。两个压下螺丝是由两台带法兰盘的立式电动机通过圆柱齿轮减速机构传动的。因此采用这种传动系统启动迅速、传动效率高、造价低,但存在着加大了机座的总高度,增加了厂房高度基本建设投资等缺点。另外为了实现压下螺丝的单独调整,中间介轮可以由液压缸控制,使其与压下螺丝啮合或脱离。其结构简图如图1—1所示。
1
2
3
4
6
5
1－制动器2-立式电动机3－减速机4－压下螺母5－压下螺丝6－离合器
图1.1立式电机—圆柱齿轮传动的电动压下装置
另一种快速电动压下装置由两台卧式电动机通过三个圆柱齿轮和两对蜗轮蜗杆减速机构来带动两个压下螺丝，通过离合可以实现压下螺丝的单独调整。这种快速电动压下装置的特点是：结构紧凑、机座总体高度低、基建投资下降,但传动效率低、造价高。因此多用在一些压下要求速度不高的初轧机上。
2）慢速电动压下装置:
这种调整装置多用于上辊调节距离在100～200毫米以下，调节速度小于1～0.2mm/s，但调节精度要求高的薄板、带材轧机上。在这种压下机构中，由于传速比i要求很大（最大可以达到i=1500～2000）,同时又要求能带钢压下。因此，压下装置的设计是比较复杂的。
1.4.2手动压下装置
这种压下装置结构简单、造价低,但工人的劳动条件差、强度大,因此常用在生产效率低的轧机上。
1.4.3双压下装置
为了控制板厚偏差在规定的范围内，在现代化的板、带材成品机座的压下装置中,分成了精调与粗调两个部分。其中精调装置是用来首先给定原始辊缝的,.而精调装置是用来在轧制过程中随着板、带材坯料厚度、轧制力及成品厚度的变化,随时对辊缝进行微量调节校正的。
1）电动双压下装置
由于电动双压下装置的反应灵敏度差,所以仅用于精度低的热轧板带成品轧机上。在这种压下装置中精调与粗调系统都是由电动机通过机械的减速机构来传动压下螺丝的,因此传动系统的惯性力很大,从而使调整辊缝的校正讯号传递滞后现象很严重,所以无法满足高精度的板厚公差要求。由于以上原因,目前很少采用这种板厚自动调节系统。其简图如图1—2所示。
2
1－精调电动机2－粗调电动机
图1.2 电动双压下装置简图
2）电-液双压下调整装置
第一种电动双压下调整装置,它的粗调为一般的电动压下机构,通过电动压下系统带动压下螺丝在空载的情况下给定原始辊缝.而精调通过液压缸推动齿条带动扇形齿轮,使压下螺母转动,但用于压下螺丝在电动机压下机构的锁紧条件下而不能转动,其结果只能使压下螺丝上下移动实现了辊缝的微调。
第二种,电-液双压下机构,粗调为一般的电动压下机构,而精调是用液压缸直接代替了压下螺丝与螺母。通常液压缸放在精调压下螺丝与上轴承座之间或下横梁与下轴承座之间。该装置的特点是精调装置的结构简单而紧凑,消除了机械惯性力,从而大大缩短了调节信号滞后现象,减少了压下螺丝与螺母的磨损,提高了精度机构的效率。它的调节灵敏度比一般电动压下要快10倍以上。因此大大提高了板材的轧制精度,广泛的用在现代化的冷、热成品带钢轧机上。
电-液双压下装置与电动双压下装置相比有以下特点：结构紧凑,精调部分传动零件减少使传动惯性力下降，因此，调节讯号滞后现象减轻,而灵敏度增加。但仍保留着机械传动零件，所以仍存在着惯性力以及传动间隙对精度灵敏度的影响，使调整精度还不够高。
1.4.4全液压压下装置
所谓全液压压下装置就是取消了传统的电动压下机构,其辊缝的调节均由液压缸来完成。其系统示意图如图1—3所示。
全液压压下装置的特点:
(1)惯性力小、动作快、灵敏度高,因此可以得到高精度的板带材,其厚度偏差可以控制到小于成品厚度1%,而且缩短了板带材的超差部分长度,提高了轧件成品率,节约了金属,提高了产品质量,并降低了成本。
(2)结构紧凑,降低了机座的总体高度,减少了厂房投资，同时提高了传动效率。
(3)采用液压系统可以使卡钢迅速脱开,有利于处理卡钢事故,避免了轧件对轧辊的刮伤。
(4)可以实现轧辊快速提升,便于快速换辊,提高了轧机的有效作业效率,增加了轧机的产量。
(5)压下系统复杂,工作条件要求高,有些元件制造困难、成本高、维护保养要求很严格以保证精度。
1—电位器2—传给另一机架的迅号3—位移调节放大器4—放大器5—伺服阀
6—位移传感器7—测厚仪8—测压仪9—力—位移转换元件10—选择开关
11—压力传感器12—柱塞缸13—压力比较器C
—调节系数装置
P
图1.3 全液压压下系统示意图
1.5电动压下装置经常发生的事故及解决措施
1.5.1压下螺丝的阻塞事故
由于初轧机、板坯轧机和厚板轧机的电动压下装置压下行程大、速度快、动作频繁，而且是不带钢压下，所以常常由于操作失误、压下量过大等原因产生卡钢、“坐辊”或压下螺丝超限提升而发生压下螺丝无法退回的事故。这时上辊不能移动，电机无法启动，轧机不能正常工作。
为了处理堵塞事故，很多轧机都专门设置了压下螺丝的回松机构。
1.5.2压下螺丝的自动旋松
压下螺丝的自动松问题主要发生在初轧机上，尤其是采用立式电动机压下时，问题尤为严重，已停止转动的压下螺丝自动旋松，使辊缝值变动，造成轧件厚薄不均，严重影响轧件质量。
目前防止压下螺丝自动旋松的主要办法是加大螺丝的摩擦力矩。这可以两方面入手，一是加大压下螺丝止推轴颈的直径，并且在球面垫上开孔。二是适当增加螺丝直径。
第二章方案选择
习惯上把不“带钢”的压下装置称为快速压下装置。这种装置多用在可逆热轧机上，如初轧机、板坯轧机、中厚板轧机、连轧机组的可逆式粗轧机组等。按照传动的布置形式，快速电动压下装置有两种方案：一种是由台卧式电动机来驱动两个压下螺丝的升降，另一种是由两台立式电动机来驱动两个压下螺丝的升降。
第一种方案采用卧式电动机，传动轴与压下螺丝垂直交叉布置的形式，这种形式中常见的布局是圆柱齿轮和蜗轮副联合传动压下螺丝。它的特点是能够采用普通卧式电动机，机构较紧凑。在采用球面蜗轮副或平面蜗轮副后，传动效率显著提高，因此在压下速度不太快板坯轧机上经常采用这种布置形式。如图2.1所示。
122
3
1－制动器 2－电动机
图2.1卧式电动机传动压下装置的配置方案
第二种方案是采用立式电动机，传动轴与压下螺丝平衡布置的形式，压下装置的两台立式电动机通过圆柱齿轮减速机来传动压下螺丝，这种布置形式可使每个压下螺丝单独调整。因此这种传动系统具有启动迅速、传动效率高、造价低。因为1100初轧机的压下装置要求具有以上特点，因此本次设计采用第二种方案。
11
33
2
1—电动机 2—小惰轮 3—大惰轮
图2.2 立式电机传动压下装置的配置方案
在毕业设计中，本人对压下系统中的指针传递装置进行了改进，原结构中一端采用双列圆柱滚子轴承，另一端采用单列圆柱滚子轴承。其主要缺点是不能承受轴向力。经计算校核采用一对圆锥滚子轴承完全可以替代原方案，改进后的主要优点是：（1）可以承受一定的轴向力，从而保证了该装置工作的可靠性。（2）便于安装、拆卸，减轻了维修工作量，同时降低了成本。
2.1轧制过程基本参数
2.1.1简单轧制过程
在一般的轧制过程中，轧件只是在一对工作辊中受到压力而产生塑性变形。为了研究，一般都以简单的（即理想的）轧制过程作为研究的开端。具有下列条件的轧制过程称为简单轧制过程：1）两个轧辊都驱动；2）两个轧辊直径相等；3）两个轧辊转速相同；4）被轧金属作等速运动；5）被轧金属上除轧辊施加的力以外，无任何其它作用力；6）被轧金属的机械性质是均匀的。
由前确定的方案可知，此计算即可按照简单轧制计算。
2.2.2轧制过程变形区及其参数
变形区是指轧件在轧制过程中直接与轧辊相接触而发生变形的那个区域，如图 2.3所示。其基本参数为：
图2.3 变形区几何图形
10h h 、——轧制前、后轧件的高度（厚度），mm ；
m h ——轧制前后轧件的平均高度，mm ，2
1
0h h h m +=； h ?——压下量（绝对压下量），mm ，h h h 10-=?；
0b 、1b ——轧制前、后轧件的宽度，mm ；
b ?——宽展量（绝对宽展量），mm ，b b b 01-=?；
L 0、L 1——轧制前、后轧件长度，mm ；
α——咬入角（变形区所对应的轧辊中心角），D
h ?-=1cos α； l ——接触弧水平投影长度，mm ，可近似认为h R l ?=
；
β——临界角（中性角）；
D、R——轧辊直径、半径，mm。
第三章 力能参数的计算
3.1轧制力能参数
典型钢件：20#
化学成份：C=0.20%，Mn=1.0%，Cr=1.2%，Ti=0.07%
3.1.1计算第一道次轧制力
（1） 计算压下量mm h h h 7031038010=-=-=?
（2） 计算接触弧水平投影长度 mm h R l 62.200702
1150=?=?= （3） 计算轧制后轧件的平均高度 m m h h h m 3452
310380210=+=+=
（4） 计算外区应力状态的影响系数 4.0-???? ??=m
h l n σ4.034562.200-??? ??=240.1=
（5） 计算变形速度 因为258.0345
62.200<==m h l 。所以采用粘着理论计算00355.0310
380ln 62.2005.3ln 10===h h l v u r m （6） 计算相对压下量 %4.18%100380
70%1000=?=??=h h ε （7） 计算平均变形程度131.0%3.1211ln 11ln
=-=-=m m r ε 其中%3.12%4.183
232=?==εεm （8） 计算20#的变形阻力
r u t K K K ??=60σ
查《轧钢机械》表2-2得20#变形阻力公式系数值
321.3=A 609.2-=B 133.0-=C 210.0=D 454.1=E 390.0=N MPa 8.1550=σ 323.11000
27310501000273=+=+=
t T 1） 变形温度影响系数 ()BT A K t +=exp ()[]323.1609.2321.3exp ?-+=877.0=
2） 变形速度影响系数
DT C u u K +??
? ??=10323.1210.0133.01000355.0?+-??? ??=316.0=
3） 变形程度影响系数 ()4.014.0m N m r r E r E K --??? ??= ()4
.0131.01454.14.0131.0454.1390.0?--??? ??=792.0= 792.0316.0877.08.155???=σMPa 196.34=
（9） 根据采用采利柯夫计算接触弧上的平均压力
σσ"=n p m 15.1196.3424.115.1??=MPa 764.48=
（10） 计算轧制力
F p P m =62.2002
380383764.48?+?=kN 227.3732= 3.1.2 计算第二道次轧制力
（1） 计算压下量mm h 40=?
（2） 计算接触弧水平投影长度mm h R l 66.151402
1150=?=?= （3） 计算轧制后轧件的平均高度mm h h h m 2902
270310210=+=+=
（4） 计算外区应力状态的影响系数
4.0-???? ??="m h l n σ
4.029066.151-??? ??=296.1= （5） 计算变形速度 因为252.0290
66.151<==m h l 。所以采用粘着理论计算 10ln h h l v u r m =
270310ln 66.1515.3?=00319.0= （6） 计算相对压下量 %1000
??=h h ε%10031040?=%9.12= （7） 计算平均变形程度 m m r ε-=11ln
%6.811ln -=090.0= 其中%6.8%9.123
232=?==εεm （8） 计算20#的变形阻力
r u t K K K ??=60σ
查《轧钢机械》表2-2得20#变形阻力公式系数值
321.3=A 609.2-=B 133.0-=C 210.0=D 454.1=E 390.0=N MPa 8.1550=σ 318.11000
27310451000273=+=+=
t T 1） 变形温度影响系数 ()BT A K t +=exp ()[]318.1609.2321.3exp ?-+=889.0=
2） 变形速度影响系数
DT C u u K +??? ??=10318.1210.0133.01000355.0?+-??? ??=312.0=
3） 变形程度影响系数
()4.014.0m N m r r E r E K --??? ??=()4
.0090.01454.14.0090.0454.1390.0?--??? ??=711.0= MPa 725.30711.0312.0889.08.155=???=σ
（9） 根据采用采利柯夫计算接触弧上的平均压力
σσ"=n p m 15.1725.30296.115.1??=MPa 793.45=
（10） 计算轧制力
F p P m =66.1512
388386793.45?+?=kN 701.2687= 3.1.3 计算第三道次轧制力
（1） 计算压下量mm h 30=?
（2） 计算接触弧水平投影长度mm h R l 34.131302
1150=?=?= （3） 计算轧制后轧件的平均高度mm h h h m 2552
240270210=+=+=
（4） 计算外区应力状态的影响系数 4.0-???
? ??="m h l n σ4.025534.131-??? ??=304.1= （5） 计算变形速度 因为2515.0255
34.131<==m h l 。所以采用粘着理论计算00314.0240
270ln 34.1315.3ln 10===h h l v u r m （6） 计算相对压下量 %1000
??=h h ε%10027030?=%1.11= （7） 计算平均变形程度 m m r ε-=11ln
%4.711ln -=077.0= 其中%4.7%1.113
232=?==εεm （8） 计算20#的变形阻力
r u t K K K ??=60σ
查《轧钢机械》表2-2得20#变形阻力公式系数值
321.3=A 609.2-=B 133.0-=C 210.0=D 454.1=E 390.0=N MPa 8.1550=σ 313.11000
27310401000273=+=+=
t T 1） 变形温度影响系数 ()BT A K t +=exp ()[]313.1609.2321.3exp ?-+=901.0=
2）变形速度影响系数
DT C u u K +??? ??=10313.1210.0133.01000314.0?+-??? ??=316.0=
3）变形程度影响系数
()4.014.0m N m r r E r E K --??? ??=()4
.0077.01454.14.0070.0454.1390.0?--??? ???=677.0= MPa 044.30677.0316.0901.08.155=???=σ
（9） 根据采用采利柯夫计算接触弧上的平均压力
σσ"=n p m 15.1044.30304.115.1??=MPa 055.45=
（10） 计算轧制力
F p P m =34.1312
390388793.45?+?=kN 622.2339= 3.1.4计算第四道次轧制力
（1） 计算压下量mm h 78=?
（2） 计算接触弧水平投影长度mm h R l 78.211782
1150=?=?= （3） 计算轧制后轧件的平均高度m m h h h m 3492
310388210=+=+=
（4） 计算外区应力状态的影响系数 4.0-???
? ??="m h l n σ4.034978.211-??? ??=22.1=
（5） 计算变形速度
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，改善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。目前，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，研制开发适合我国国情、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，推进我国温室农业作物生产机械化和自动化进程，特别是我国“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，尤其是应用于花卉、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 20 世纪初期部分国家开始出现移栽机具。三十年代出现移栽装置或移栽器代替人工取苗。五十年代移栽的生产技术研究，研制出了不同结构的半自动移栽机。八十年代，半自动移栽机已在欧美国家的农业生产中广泛被使用，培育穴盘苗、移栽作物等，实现了制造机械、播种机械、移栽机等各种机械配套使用。到90年代,有关部门加强从育苗到栽植整个系统的研究,使育苗和栽植有机地结合,研制出多种全自动移栽机,如日本90年代初将穴盘苗自动移栽机列为农业机械急需开发的项目,日本农机研究所联合三家农机公司,于1993年至1995年期间开发出了三种型号的全自动移栽机（图1-1～1-3）,可移栽穴盘苗或纸钵苗,主要
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
机械工程学院2011 年毕业设计工作计划 2011 年机械工程学院将有 3 个本科及相应的专升本专业、 2 个专科专业共774名毕业生参加毕业设计工作。人员分布情况见下表： 班级人数学历辅导员 09 材料成型（专升本）15本科 09 汽车服务工程（专升本）96本科李航 合计111 09 机制（专升本）214本科 吴长谦合计214 07 级机械设计制造及其自动化116本科 07 级材料成型及控制工程81本科 张静 07 级汽车服务工程63本科 合计260 06 机械制造（五年制）383+2 08 级机电一体化技术151专科冯利民 合计189 总人数774 为搞好此次毕业设计工作，根据安阳工学院教务处下发的《安阳工学院毕业 设计（论文）工作规程》精神，特制定如下工作计划：一、目的和要求 1．目的 毕业设计（论文）是高等学校人才培养计划中的重要组成部分，是教学过程中最后一个重要的教学环节，是人才培养质量的重要体现。毕业设计（论文）的目的 是培养学生综合运用所学基础理论、专业知识及基本技能来分析和解决实际问题的能力。 2．要求 要求学生在指导教师的指导下，独立完成一项给定的毕业设计（论文）任务，撰写符合要求的毕业设计说明书或毕业论文。具体地说，在知识要求方面，应综合运用多学科的知识与技能，分析并解决实际问题，使得理论认识深化、知识领
域扩展、专业技能延伸；在能力培养方面，学生应学会依据课题的任务，进行资 料的调研、收集、加工与整理，正确使用工具书，掌握从事科学研究的基本方法 和撰写技术文件的能力，掌握实验及测试的基本方法，提高分析和解决工程实际 问题的能力；在综合素质要求方面，培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的 工作作风，树立正确的工程观点、生产观点、经济观点和全局观点。 二、组织机构 成立“机械工程学院2011 毕业设计工作领导小组” ，成员如下： 1、毕业设计工作小组 组长：张勇教授负责全面工作 副组长：苗晓鹏副教授负责日常管理工作 成员：朱艳芳教授负责 07 机制本科 116 名学生、 08 机电一体化专科 50 名学生的管理工作；（合计： 166 人） 鲍雅萍教授负责 07 材料 81 名学生、09 材料专升本 15 名学生、 负责 09 机制专升本 36 名学生、 08 机电一体化专 科 50 名学生的管理工作（合计： 132 人）； 王俊昌副教授负责 07 汽车 63 名学生、 09 汽车专升本 96 名学生 的管理工作（合计： 159 人）； 赵成钢副教授负责 09 机制专升本 105 名学生、 08 机电一体化专 科 51 名学生的管理工作（合计： 156 人）； 王曙光教授负责 09 机制专升本 73 名学生、 06 机制（五年制） 38 名学生的管理工作（合计： 111 人）； 2、资格审查工作小组 组长：康国强副教授负责资格审查的全面工作； 副组长：张新红负责学生成绩的审查和毕业设计资料的归档工作； 牛东亚负责日常工作； 成员：张静负责 07机制本科的管理工作； 吴长谦负责 09机制专升本的管理工作； 李航负责 09材料、 09 汽车专升本的管理工作； 冯利民负责 08 级机电一体化、 06 机制（五年制）的管理 工作；
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)
机械工程学院毕业设计（论文） 管理规范 毕业设计（论文）教学是实现本科培养目标的重要环节。毕业设计（论文）是学生毕业前的最后学习阶段，是学习的深化与升华的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是对学生创新思维、综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业及学位资格论证的重要依据；是衡量教育质量和办学效益的重要评价内容。 为提高毕业设计（论文）教学质量，加强毕业设计（论文）教学管理，提高学生毕业设计（论文）质量，经学院教学管理委员会讨论，制定该管理规范。 1毕业设计（论文）基本要求与成果形式 1.1 毕业设计（论文）教学基本要求 1.1.1主要任务 1）工程设计类学生应在指导教师的指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确地绘制机械与电气工程图纸或独立地撰写一份毕业设计（论文）论文。侧重于计算机测控系统的设计、试验以及嵌入式计算机、工控计算机在机电系统中应用的论文，还应绘制有关图表。 2）工业设计类学生应在指导教师的指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计任务书，并正确地绘制产品设计创意草图、产品电脑效果图、产品工程图及制作产品模型，以上都通过展板体现出来；并要求做出幻灯片以便于毕业设计（论文）答辩的演示。 3）工业工程类学生应在指导教师的指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确地绘制机械图纸或独立地撰写一份毕业设计（论文）。 1.1.2知识要求 学生在毕业设计（论文）工作中，应综合运用多专业的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、研究与实践，使得理论知识深化、知识领域扩展、专业技能延伸。1.1.3能力培养要求 1）工程设计类学生应会依据课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理,学会正确使用工具书；熟悉有关的工程设计的程序、方法与技术规范；锻炼工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的能力；掌握实验、测试等科学研究的基本方法;提高分析与解决实际问题的能力。 2）工业设计类学生应会依据课题任务，进行市场调研，资料的收集、加工与整理；培养学生掌握有关的设计创意方法，产品设计的程序、方法，提高产品设计创意、表现、效果
摘要 随着微电子技术、传感器技术、控制技术和机械制造工艺水平的飞速发展，机器人的应用领域逐步从汽车拓展到其它领域。在各种类型的机器人中，模拟人体手臂而构成的关节型机器人，具有结构紧凑、所占空间小、运动空间大等优点，是应用最为广泛的机器人之一。尤其由柔性关节组成的柔性仿生机器人在服务机器人及康复机器人领域中的应用和需求越来越突出。 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 With the development of microelectronic technology, sensor technology, the rapid development of control technology and machinery manufacturing technology level, the application of robots gradually expanded from cars to other fields. In all types of robots, the articulated robot arm simulation human form, has the advantages of compact structure, small occupied space, large moving space, is one of the most widely used robots. Especially flexible biomimetic robot composed of flexible joint in the field of service robot and rehabilitation robot application and demand more and more prominent. 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
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)
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)
（201 届） 本科毕业设计（论文）资料（机械工程学院理工类） 题目名 称： 学院 （部）： 专 业： 学生姓 名： 班 级： 学号指导教师姓名：职称 助教职称的填写在第二 行；如只有一位指导教师理工类专业格式参 考规范，打印时请 题目名称如果只有一行文字则去掉第二行，如有三
职称 最终评定成绩： 湖南工业大学教务处 201 届 本科毕业设计（论文）资料 第一部分 本科毕业设计（论文）（201 届） 本科毕业设计（论文） 题 目 名 称： 学 院（部）： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 职称 理工类专业格式参 考规范，打印时请 去掉此框！！ 助教职称的填写在第二 行；如只有一位指导教师 则去掉第二行，如有三位教师，则再添加一行。
(注： )
湖南工业大学 本科毕业论文（设计） 诚信声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《……》是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。 作者签名： 日期：年月日
摘 要 （空一行） ××××××××××××××××（小四号宋体，行距20磅，首行缩进2字符）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。（要求400字左右） （1）用精炼、概括的语言来表达，每项内容不宜展开论证或说明，要客观陈述，不宜加主观评价； （2）结果和结论性字句是摘要的重点，在文字论述上要多些，以加深读者的印象； （3）要独立成文，选词用语要避免与全文尤其是前言和结论部分雷同； （4）摘要中不宜使用公式、图表，不标注引用文献编号。避免将摘要写成目录式的内容介绍 （空1行） 关键词：×××，×××，×××（小四号宋体，单倍行距，最后一个关键词后面无 标点符号） （小四号黑体） 关键词是供检索用的主题词条，应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条(参照相应的技术术语标准)。关键词一般列3~5个，按词条的外延层次排列（外延大的在前面）。 （三号黑体居中，段前0.5行，段后0.5行，单倍行距）
液压机械手设计毕业设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
一、引言 1.1机械 液压通用机械手，就其本质上来说，属于工业机器人的范畴，机器人学是近几十年来迅速发展起来的一门综合学科。它集中了机械工程、电子工程、计算机科学、自动控制以及人工智能等多种学科的最新研究成果，体现了光机电一体化技术的最新成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一，也是我国科技界跟踪国际高技术发展的重要课题。 “机械手”（Machanical Hand）：多数指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装臵（国内一般称作机械手或专用机械手）。如自动线、自动机的上下料，加工中心的自动换到的自动化装臵。 1.2机械手特点、结构与研究意义 1.2.1机器人的特点 机器人的主要特点体现在它的通用性和适应性等方面。 1.通用性 机器人的通用性指具有执行不同功能和完成多样简单任务的实际能力；通用性也意味着，机器人是可变的几何结构。或者说在机械结构上允许机器人执行不同的任务或以不同的方式完成同一工作。 2.适应性 机器人的适应性是指具有对环境的自适应能力，及机器人能够自主执行实现经规划的中间任务，而不管执行过程中所发生的没有预计到的环境变化。 1.2.2机器人的系统结构 一个机器人系统一般由四个相互作用的部分组成，即机械手、环境、任务和控制器。 工业机器人的本体机械系统即为通常的机械手装臵，他由肩、臂、腕、机身或行走机构组成，组合为一个相互依赖的运动机构。 环境即指机器人所处的周围状态，环境不仅由机和条件决定，而且有环境和它所包含的每个事物的全部自然特性决定。 机器人体系结构中的任务一般定义为环境的两种状态（初始状态和目标状态）间的差别，必须用适当的程序语言来描述，并能为计算机所理解。 机器人控制器一般为控制计算机，接收来自传感器的信号，对其进行数据处理，并按照预存信息，即机器人的状态及环境情况等，生成控制信号来驱动机器人的各个关节运动。
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