单轴机械手课程设计(三周).doc

专业综合课程设计
一、设计题目
1、题目名称：单轴机械手
2、主要技术参数：电机功率(W) 100W
额定扭矩(N. m 0.32NM
额定转速(rpm) 3000
导程(mm) 3 12
最大线速度(mm/s) 150 600
可搬重量（kg）>
水平 20 5
垂直 4 2

额定动负载

Fvd (N)
224
Fzd (N)
778
Mxd (N-m)
29
MYd (N-m)
11
Mzd (N-m)
11

额定推力(N) 157 80
重复定位精度(mm) 0.02mm
有效行程(mm) 100---8000

负载仲出长度 500mm以内。

位置开关 Omron EE-SX67}3组:十限位，一限位，零点。
结构件材质 铝合金C 6063)，表面阳极化处理
防护等级 IP65。
使用环境 温度0-400 C，湿度85%以下无结露。

二、设计目的
本课程设计运用所学的机械专业的知识进行一次较全面的设计能力的训练，其基本目的是：
1、培养学生应用机械专业的基础理论解决工程实际具体问题的能力。
2、培养学生掌握机械产品设计方法及设计步骤。
3、训练和提高学生对机械产品设计的基本能力：如计算、绘图、应用设计资料、标准和规范、编写技术文件（说明书）等能力。

三、设计要求
要求每位学生在设计过程中，充分发挥自己的独立工作能力及创造能力，
对每个问题都应进行分析、比较，并提出自己的见解，反对盲从，杜绝抄袭。在设计过程中必须做到：
（1） 随时复习教科书、听课笔记及习题。
（2） 及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和
创造性。
（3） 认真计算和制图，保证计算正确和图纸质量。
（4） 按预定计划循序完成任务。
四、设计内容
1、 产品三维图 1张
2、 产品全部零件图 若干张
3、 产品装配图 1张
4、 编写设计说明书 1份
具体包括：
（1） 封皮；
（2） 目录；
（3） 设计题目；
（4） 设计计算；
（5） 对设计后的评价；
（6） 参考文献资料。等等。
五、参考文献
1 、机械零件设计手册；
2 、传感器应用手册；
3 、机械设计禁忌手册；
4 、金属机械加工禁忌手册；
5 、材力、理力、零件等教材。
六、设计进程
1、准备阶段（1天）
（1）搜集资料；
（2）研究题目。
2、方案设计（3天）
3、产品结构设计（三维） （4天）
4、零件图（4天）
5、答辩（3天）
（1）编写整理说明书（2天）
（2）答辩。

七、注意事项
1、设计过程独立完成；
2、设计成果符合要求。

单轴机械手工况参数：
电机功率(W) 100W
额定扭矩(N. m 0.32NM
额定转速(rpm) 3000
导程(mm) 3 12
最大线速度(mm/s) 150 600
可搬重量（kg）>
水平 20 5
垂直 4 2

额定动负载

Fvd (N)
224
Fzd (N)
778
Mxd (N-m)
29
MYd (N-m)
11
Mzd (N-m)
11

额定推力(N) 157 80
重复定位精度(mm) 0.02mm
有效行程(mm) 100---8000

负载仲出长度 500mm以内。

位置开关 Omron EE-SX67}3组:十限位，一限位，零点。
结构件材质 铝合金C 6063)，表面阳极化处理
防护等级 IP65。
使用环境 温度0-400 C，湿度85%以下无结露。

用语说明:
1.润滑脂;
为了让导杆及滚珠丝杆动作流畅而涂抹在接触而上的高粘度油脂。
2.步进马达
通过开环控制，与输入脉冲信号成比例进行角度定位的马达。
3.轴向负载
施加在轴方向上的负载。
4.滚珠丝杆的种类
研磨丝杆:由于是研磨加工丝杆，所以精度高，但是昂贵
滚轧丝杆:由于是滚轧加工丝杆，所以能够大量生产
5.轴向
在滑块移动轴上，前后方向上的角度变动。CMa方向)

6.径向
在滑块移动轴上，左右方向上的角度变动。(Mb方向)

7.刹车
主要用于垂直轴，
8.向心负载
相对于水平滑块，
9.导程
用于在伺服关闭时防止滑块落下。切断电源则刹车变为ONo
在90方向上从上向下的负载。
进给丝杆的导程，是指马达每旋转1周(也就是进给丝杆旋转1周时)所移动的距离。
驱动轴的速度与推力随着导程值的变化而变化。
10.速度
当使用交流伺服马达时，额定转速为3000rpm
也就是1秒50转。此时，如果丝杆导程为20mm，则速度为50转/sx20mm/转=1000 m m/s。
11.推力
导程较大则推力较小，导程较小则推力增大。
12.重复定位精度
向同一点反复进行定位时，停止位置的精度误差。

13.绝对定位精度
在通过坐标值指定的任意定位点上进行定位时，坐标值与实际测量值的差值。

14.可搬运重量
驱动轴的滑块/拉杆能够移动的物品重量。
15.零点
这是一个机械臂上的物理位置点，是驱动轴动作的基准点。驱动轴是以距零点多少个脉
冲计数的方式，记忆所有的移动位置。

学生课程设计说明书撰写要求
编写课程设计说明书是课程设计工作的重要组成部分。课程设计说明书也是设计技术文件之一，它提供了设计理论根据和计算数据，为审核设计的人员查阅。

长春工程学院机电学院
×××课程设计说明书

专业 班
设计题目
学生姓名
指导教师

年 月 日
︱ ︱ ○︱ ︱ ︱ ︱ 装订线︱ ︱ ︱ ︱○ ︱ ︱

一、封面格式
封面格式如图1所示。
二、说明书内容
说明书大致包括以下内容：
(1) 目录（标题及页次）
(2) 设计任务书（应包括设计主要技术参数、成果
要求
和时间安排等）
(3) 方案的分析和拟定
(4) 元器件的选择
(5) 总体设计与计算
图1 说明书封面格式
(6) 传动件的设计计算、标准元件的选择与校核
(7) 其他
(8) 参考资料(资料编号 主要责任者．书名．版本．出版地：出版者，出版年)。举例如下：
长春工程学院机电学院
×××课程设计
学生姓名： 学号：
专 业： 班级：
设计题目
指导教师 成 绩
内装材料
编号
名称
件数
页数
1

2

3

完成日期： 年 月 日

1 邱宣怀主编．机械设计．第4版．北京：高等教育出版社，1997
此外，如对制造、使用有一些必须加以说明的技术要求，例如装配、拆卸、安装和维护等，也可以写入。
三、注意事项
编写计算说明书时应注意以下几点：
(1) 要注意书写工整、简图正确清楚，文字简练。
(2) 计算内容要列出公式，代入数值，写下结果，标明单位，中间运算应省略。
(3) 应编写必要的大小标题，附加必须的插图（如轴的受力分析图等）和表格，写出简短结论 (例如“满足刚度强度要求”，注明重要公式或数据的来源（参考资料的编号和页次）。
图2 文件袋封面格式
(4) 设计说明书采用16开纸书写，加封面（格式如图1）后装订成册。书写格式如表1。
(5) 应认真整理和检查全部图纸和设计说明书，折叠图纸时，标题栏部分朝外，以方便查阅，将图纸与课程设计说明书装入文件袋，所加文件袋封面格式如图2所示。
表1 设计说明书书写格式（计算部分）

长春工程学院机电学院
专业综合课程设计
课程设计说明书

设计题目
专 业
班 级
学生姓名
指导教师
成 绩：

年 月 日

长春工程学院机电学院
专业综合课程设计

学生姓名： 学号：
专 业： 班级：
设计题目：
指导教师： 成 绩：

内 装 材 料
编 号
名 称
件 数
页 数
1

2

3

4

5

6

备注

完成日期： 年 月 日