【塑料切粒机专用三轴取件机械手结构设计14000字（论文）】

V第2章机械手结构方案设计本次设计的主要机械手为注塑机取件的专门机械手如图(2-1)中所述的，一个产品设计适用于成批或大量生产的、低动态程度和使用单调较多的产品场所。也可以用来操作环境较不好的工作场所。气抓手2-手臂旋转液压缸3-双臂旋转液压缸4-双臂伸缩液压缸5-双臂升降液压缸图2-1为注塑机的取件机械手机械手工作原理:图1抓手是用来抓住物体的；机械手臂的左右延伸运动是由图4延伸液压缸的气缸杆的延伸运动来完成的；机械手臂的下降或者上升运动是由图5机械手臂的上升或下降液压缸的活塞杆的伸缩运动来完成的；机械手臂的回转运动是靠图3机械手臂旋转液压缸的活塞杆的伸缩运动，使活塞杆上的齿条推动齿轮轴旋转运动来完成的；在抓住不同的工件时，也可以通过图2手臂旋转液压缸调整气抓手的夹紧方式来完成。2.1机械手的座标型式为和自由度(1)圆柱坐标形式:手臂既可绕着直角坐标轴的X和Z向旋转，也可绕着Z轴方向旋转，即机械手手臂有三个自由度，手臂伸缩运动，手臂升降运动，手臂回转运动。(2)直角坐标形式:由三条彼此正交的平动轴所构成。机械手臂能够沿直角坐标轴X、Y、Z这三条方向自由移动，即机械手臂能够左右伸缩，前后移动和左右升降。(3)球坐标形式:由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成。机械手臂能够沿直角坐标轴的X方向移动，还能够围绕着Y轴和Z轴线旋转，即机械手臂能够左右摇摆，向前延伸，或前后旋转。(4)多关节式:这些机械手的臂可分大臂和小臂，其大臂与小臂的联系和大臂与机体的联系可绕机械肘摆动，大臂可绕肩部摆动，手臂可上下起落。因为本次设计的机械手手臂具备起落、伸缩和旋转等运动，而手臂也具备了旋转运动，并且抓手能够夹紧和松开因此所设计的机器手臂拥有五个自由度，并且使用了圆柱座标形式。(如图2-2所示)1-直角坐标式2-圆锥坐标系式3-球面坐标系式4-多关节形式图2-2机械手坐标形式图2-3机械手抓取零件2.2机械手的结构方案设计2.2.1手部结构方案设计本次机械手手部结构采用夹持式手部结构。2.2.2手腕结构方案设计手臂通常是用于接通手指与手臂之间的，虽然考虑到了机械手的专用性，但因为这次使用的被抓取工件需要水平放置，所以手臂也需要具备水平旋转性能才满足这个使用条件。所以此设备将手臂设定为旋转装置，带动手臂旋转的是手腕回转液压缸。2.2.3手臂结构方案设计根据此次设计的注塑机取件机械手设计特点，机械手的手臂具有三种自由度，包括双臂的伸出运动、旋转运动以及起落运动。机械手臂的旋转是通过手臂旋转液压缸来推动的，伸缩运动是通过机械手臂伸出液压缸来推动的，起落动作是通过下降液压缸来推动的。所以此次设计的机械手的手臂有三个液压缸。2.3机械手的驱动方案设计经过比较了液压驱动、电机驱动、机械驱动后得知液压缸传动系统的动作快速，无气体污染，阻力损失小和经济性，且制造成本低因此机械手的驱动方法选用了液压传动系统方法。2.3.1四种驱动方式介绍(1)液压驱动它依靠油液的电压而驱使执行机构转动。其主要优点有:抓重能达到几百公斤以上、传动速度均匀、机械结构紧凑、动作敏捷。但由于对密闭设备要求较严，不然产生的气体泄露对机械手的动作效能有较大的限制，且动作不能在高热、低压环境下进行。(2)气压驱动它利用压缩空气来驱使执行机构转动。其最大优点是工作介质种类极简单、动作迅速、构造简单、成本低。不过，也因为空气有热压缩的特点，运行速度的稳定性较差，再加上空气压强较小，更适合于在高速度、轻载、高热和灰尘较多的场合中进行操作。(3)机械驱动它由机器传动系统组织(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇组织等)传动系统。而动能则是由工作机构传送的。它的最大优点是动作精确可靠、操作效率高，且体积较大，操作过程不变形。它通常主要应用在工作机械设备的上、下料。(4)电机驱动即由特别构成的感应马达、直线电机或小功率步进电机直接驱使执行机构操作，由于不需中间的转变机制，因而机器构造大大简化。其中直线电机机械手的运动速率快和行程长，且维修简单和使用方便。虽然该类机械手数量目前还不多，但有一定发展前途。2.3.2气动驱动优缺点(1)液压缸传动控制系统，与电能传动系统、机械设备传动系统、液压传动系统相比有如下优点：①气动动作迅速、调速操作简单、保养简便、不会出现介质的变质、补充等问题。②便于集中供给和远距离运输的控制;由于空气黏度较小，且在管内流体阻力小，因此压强损失较小。③气动系统工作环境适合度较好，尤其在易燃、易爆、多尘埃、强磁、放射、震荡等不良工况环境工作时，安全可靠性高于液压、机械和电气控制系统。④由于空气有可压缩性，既可以进行过载防护，又有利于贮气罐贮存能力，以备急需。⑤以压缩的空气为主要工作介质，很容易获得，节约了购置、贮存、搬运工作介质的费用与麻烦，用后的压缩空气可以直接进入大气环境，既处理简单，又不污染环境。⑥气动元件构造简单，造价低廉，延寿长，便于生产规范化、系统化和通用性化。⑦因排气时气体膨胀，气温迅速下降，可自行降温。⑧与液压传动方式相同，且操作控制简单，很容易实现全自动控制(2)液压缸传动的缺点①运动的平稳性很差，但由于空气压缩程度大，其工作速率受外部影响也较大。②工作电压较低，无法得到很大的传递动力或扭矩。③空气净化过程比较繁琐，因为气源中的所有杂质和蒸汽都需要经过净化处理。④因气体粘度较小，且润滑性不好，因此应设置润滑机构。⑤有较大的噪声污染。2.4液压机械手的设计要求本课题将要完成的主要任务如下:(1)机械手由于是专门用机械手，所以相对于通用机械手而言，它的动作范围小、工作对象简单、机械构造简易、使用安全和费用相对低廉。(2)选择机械手的座标形式与自由度。(3)设计出机械手的各种执行机构，包括:手、腕、臂等各部分的设计工作。为使专用性更强，在手部产品设计了夹持式工具来夹住工件。(4)液压缸传动系统的设计本课题拟设计出机械手的液压缸与变速控制系统，以及气动光电元器件的选用，气动传输电路的设计等，并绘制出气动原理图。2.5注塑机机械手的主要技术参数注塑机机械手的尺寸参数，是说明机械手尺寸和特性的具体技术指标，通常分为如下几方面:(1)夹持工件重量为1公斤，直径为30~70毫米;(2)定位精度为±0.5毫米;(3)自由度数目为5;(4)手臂伸缩为0~355毫米，速度为300毫米/秒;(5)手臂升降为0~75毫米，速度为110毫米/秒:(6)手臂回转为0~180°，速度为360度/秒;(7)坐标形式为圆柱坐标;(8)驱动方式为液压缸驱动;(9)定位方式为机械挡块及行程开关;(10)控制方式为继电器控制(与主机连动);2.6液压系统设计2.6.1液压缸传动系统工作原理图图2.3所述的机器手的液压缸传动系统运行原理图中，它的气源是由真空液压缸缩机(排液压缸力大于0.4~0.6MPa)的快速换头的贮气罐，经水过滤器、调压阀、油雾，通过各并联连接气路的电磁传感器，来调节液压缸力和手部运动。图2-4气动原理图2.6.2液压缸传动的工作原理工作原理:液压缸经由电磁控制阀的转换，而将加压气流入液压缸的不同腔来实现顺序动作。机械手臂的所有动态均由液压缸驱使。包括手臂上升、手臂旋转、手腕回转、手臂的伸出、将气爪夹紧、放松，各自由双输入线圈的二位电磁阀来控制。当电磁阀3YA接通时，机械手臂下落;当降低电磁阀三YA停电时，机械手臂下落并停止动作。只有当上升电磁控制阀4YA接通时，机械手臂才向上;当上升电磁控制阀4YA停电时，机械手臂才向上停下。而手臂伸缩依次由5YA、6YA调节，而机械手臂正反转依次由电磁控制阀1YA、2YA调节，而机械手臂正反转则依次由电磁控制阀9YA、10YA调节。气爪的夹紧/松开依次由电磁阀7YA、8YA调节，当7YA线圈接通时，气抓手夹住;当8YA线圈接通时，气爪松开。而机械手臂的旋转完毕、机械手腕旋转完毕、机械手臂伸缩完毕、气爪的抓紧或松开完毕均由光电开关调节，而机械手臂的上下动完毕则由行程开关调节。

第3章机械结构的设计3.1抓手的选择3.1.1设计概述夹紧装置由三部分组成(1)动力装置——产生夹紧作用力的装置此次设计的机械手手指的动力装置为气动装置。(2)夹合部件——夹合装置的最后执行部件，利用夹合元件与工件受力平面的垂直联系，而实现夹合操作。(3)中间传动机构——位于动力源与夹紧源中间的传动机构，它把原动力以特定的大小与方位传送给夹紧部件。手抓支撑部分固定在手臂上，而传动件、驱动部件及手指则固定在爪部支撑部分上。传动结构为杠杆滑槽结构。将活塞杆的运动变成指开闭运动，它不但可以将活塞杆的运动传达给手指，同时也把这种机构发展成力的倍增机构。如图3-1所述，气抓手是由机械手直接抓住和握紧物件，或夹持的专用工具进行操作活动的机械设备，一般是双指。因为被抓取的工件外形、体积尺寸、材料质量、塑料性质、以及表面情况等的差异，所以机械臂手部构造也是多样的。手部工具可按照其作用原理与构造上的不同，分成机械式夹持装置、吸附型末端致动装置，以及专用工具等三种。通常都安装在与操作机腕部或臂部的机械接口处。图3-1气抓手3.1.2夹紧装置的基本要求(1)在夹紧时，不要损伤工件在夹具中所占据的适当部位。(2)夹力大小要合理，既要保持工件在加工过程中相对位置的稳定性，也要避免由于夹力过大破坏了工件表面以及形成的过大夹紧变形。(3)手指具有一定的开闭角。二指之间打开和紧闭的二个极限区域所夹的角，叫做指部的开闭角。指部的开闭角应确保刀具能顺畅流入或脱开，但如果夹持不同口径的刀具时，则按大口径的刀具参考。对移动型指部则还有开闭范围的规定。(4)夹紧机构动作要安全、省力，且夹紧过程迅速。(5)为提高工件在指部内的夹持精度，并确保各个工件在指部内有正确的相对位移。(6)结构应尽量简单，便于制造和维修。3.1.3夹紧液压缸的夹紧、驱动力的确定1、夹紧力计算指夹在工作物上的夹力是设计工作手部的主要根据，因此需要对其尺寸、方位、功能点等加以分类、测算。通常，夹紧力需要克服因刀具的机械负荷而引起的静载荷(惯性力或惯性力矩)以保证刀具处于良好的夹紧状况。手指对工件的夹紧力度，可按以下方法测算:FN式中:K1——安全系数，根据机械手的操作经验和设计条件而决定，一般为1.2~2.0，即1.5;K2——工件状况系数，首先考察反惯力的影响因素，通过估算最高速率，即可得出工作状况系数K2，K2=1+ag为机械手抓住工件运动时的最高速率(m/s);g为重量加速率。升降速率为V=0.2m/s，而机械手达到最高速率的响应时间则是K3——方位系数，按照手指和刀具尺寸及手指和刀具的差异来选择。K3=0.5f，f即为摩擦关系G—被抓取式工件的实际重量，而此次建筑设计事务所夹持式工件的实际质量是一千克。求得夹紧力FNF取整为44N2、驱动力计算根据驱动力与夹紧力矩相互的关系式:f=2FN可得f=2FN=2得出F为理论计算值实际采取的液压缸驱动力F要超过理论计算数值，再考虑手爪的机械效率n，一般可取0.8~0.9，在此处可取0.85，则:F=取F=104N所以在夹持工件时所需要夹紧液压缸的最大驱动力是100.4N。3.1.4确定液压缸直径与液压缸作用力该设计的液压缸都是单作用液压缸，液压缸产生的推动力:F推=式中:D——活塞直径d——活塞杆直径p——驱动压力F推=据公式计算可得液压缸内径:D=4F液压缸作用力:F由于F液压缸>F实际，所以选用了Festo有限公司的HGR-25-A型气抓手，该气抓手的液压缸口径为25mm，因此符合条件。3.2手腕回转液压缸的选择3.2.1设计概述腕部是连通手部与手臂的部分，其功能为调节及改善手部的位置。机械手的手腕动作通常包括了旋转运动和左右摆动，其构造也较为复杂。因此，在设计中必须注意以下事项:(1)可以由手臂完成的动作尽量不设置手腕。(2)手腕结构尽可能简化。(3)手腕的构造需要紧凑、重量轻，手腕的驱动设备多使用分离式。(4)必须考虑工作条件。(5)注意处理好腕部与手、臂部的连接，包括各个自由度的定位测量、管路的设计和维护、润滑和调整等问题。此外，连接手腕油缸上的管路尽可能在手臂内侧穿过，这样一来手腕上旋转的管路既不会扭曲也不外露，使形状更规整。3.2.2手腕驱动力矩的计算图4-2中所示为手腕受力的示意图，手腕动作的实际运行方式是一个旋转动作。用于手腕旋转操作的设备较多的是旋转液压缸。它结构紧凑，旋转高度为三百六十度，并需要严格密闭。1-工件2-气抓手3-手腕图3-2手腕回转时受力状态手腕旋转时所需要的驱动扭矩，可按下式估算:M式中:M0——驱动力矩;M1——惯性力矩(N.cm);M2——转动零部件载荷不经过手腕转动轴线而引起的偏置力矩(N.cm);M3——手腕传动轴和支承孔等处密封系统的平均冲击扭矩(N.cm);M4——手腕回转油缸的动片，与定片、缸径、端盖等处保护设备的摩擦阻力矩(N.cm);接下来根据以图3.2中所示的手腕受力运动情况，研究了其压力矩的计算结果:1、当手腕加快移动时，所引起的惯性应力M1如果将腕部在起动流程中按等速度加速运动，则手腕在旋转时的角转速为，整个起动流程所用的时候就是∆t，则:M式中:J——指参与手腕旋转运动的部件，对转动轴产生的转动惯量(N.cm.sJ1——指工件对手腕旋转主轴的旋转惯量(N.cm.s假设工件中心和旋转轴并不重叠，其旋转惯量J1J式中:Jc——指工件对过中心轴的转动惯（G1e1ω——当手腕旋转时的角速度(弧度/s);∆t∆φ——指起动过程所转动的角(弧度);手腕旋转件和工件之间的偏差对旋转轴线方向所形成的偏置应力为M偏M式中:G3e3当工件的中心和手腕转动轴重合后，则G13.2.3腕部回转力矩的计算在机械手的手腕旋转运动中，所使用的旋转油缸型式通常是DSM-10-180-P的由叶片驱使的摆动液压缸。摆动与液压缸内的压力P驱动扭矩M的关系是:p=式中:M-回转液压缸驱动力矩;P-回转液压缸工作压力;R-缸体内壁半径;r-输出轴半径;B-动片宽度;上述的驱动扭矩与工作压力关系式都是针对低温腔背压为零的情形下计算的，但假设低温腔具有相应的工作背压，则上式中的p应代以工作压与背压之比值。3.2.4手腕回转缸的尺寸调整与校核尺寸设计:液压缸的直径工程设计为b=61mm，液压缸内径设计为D1=46mm，半径范围R=23mm，轴径为D2=6mm，半径范围R=3mm，液压缸的运转角速率为ω=90°s则力矩:M=尺寸校核:(1)通过计算参与手腕旋转的部分的质量m1=10kg质量密度等效分布于某个半径范围r=50mm的圆盘上，则转动惯量:J=工件的总质量单位是一千克，如果质量布置在长度为l=100mm的棒料上，则转动惯率:J假设工件中心和转动轴并不重合，对长l=100mm的棒材来说，最大偏心距为e1它的转动惯量:J=M以手腕旋转件和工件之间的偏重力对转动轴所形成的偏向力矩为M偏，并考虑用手臂旋转工件重心与转动轴高度重合时，e1=0，当夹持工件的一端时刀具中心脱离了转动轴M手腕转动轴在轴颈处的最大磨擦阻矩为M3，相对滚动轴承f=0.01，相对滑转轴承f=0.1，d1,d2，为手腕旋转轴的轴颈孔径，d1=30mm，d2=20mm，M回转油缸的活动片，与缸径、定片、端盖等处密闭设备之间的磨擦阻力矩M4，与所采用的密衬设备的型式相关，可依据情况加以分析。在此处估计M4是M3M所以:M0M所以，旋转缸型式为DSM-10-180-P的双叶片驱动的摆动液压缸满足了设计条件。3.3手臂伸缩液压缸的选择3.3.1设计概述1)设计时采用突然减小或关闭排气孔来提高排气腔背压以实现缓冲。缓冲装置安装在液压缸内部，即选用缓冲液压缸。2)臂部设计的基本要求①机械手手臂承载能力要好，刚性强，自重轻。②根据受力状况，合理选用轮廓宽度和形状。③为提高支柱强度和合理选择支柱的中心距离。④合理布置作用力的位置和方向。⑤注意结构简化。⑥提高配合精度。⑦手臂运动速度要求高，惯性要求小。⑧手臂动作应该灵活。3.3.2设计参数(1)横行长度:355mm;(2)速度为300mm/s;(3)定位误差:要有定位措施，定位误差小于2mm;(4)缸体与引拔相连推动引拔左右运动，伸缩端并无刚性作用;3.3.3方案设计液压驱动方案伸缩原理:由于横行直径已经超过了355mm，我选用了由济南瑞琪集团液压元件公司设计制造的QGCX系列小型液压缸。它可以使用小气缸，直接实现往复移动。这种液压缸的最大好处是可以节约安装空间，尤其适合在小缸径长行程的工作场所。架构设计:将基体部分做成肋板形与基座连接，以降低了横行部分的总质量，在横向面上采取导轨结构，实现了侧向稳定并承受机手的自重，同时使用了二位五通电磁换向阀，调节横进方向如图3-3所述。图3-3手臂伸缩液压缸3.3.4尺寸校核(1)在校核规格时，只需要校核液压缸内径D1=32mm，且半径R=16mm的液压缸的规格符合使用条件就可，并设定使用压力则驱动力:F=P测定手腕质量为21kg，设计加速度a=6(mF1考察与活塞等的磨擦力，假定磨擦系数k=0.2，F所以:总受力FF0<3.3.5导向装置液压驱动的机械手臂在完成伸缩时，要避免手臂绕轴转动，并保持手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的扭转力矩影响，以提高手臂的刚度，在工程设计机械手臂结构时，就必须使用导向设备。具体的布置形式需要依据原本设计的具体构造和抓取物体重量等各种因素来决定，并且在总体设计和布置方式上还需要尽量减少运动部分的比重和降低对旋转中心的惯量。导向杆设计目前最常使用的设备有单引导杆，双导向杆，四引导杆等，而在本工程设计中常使用单引导杆来提高臂的强度和引导力。3.4用手臂升降液压缸的尺寸设计与校核3.4.1尺寸设计如图三点五所示，此次设计中所选用的液压缸是由济南瑞琪集团液压部件公司设计制造的QGCX系列小型液压缸，液压缸运行直径设计为l=75mm，液压缸体直径设计为D1=20mm，内切圆半径R=10mm，液压缸的运动速度，在加速度时∆t=0.1s，图3-5手臂升降液压缸则驱动力:G3.4.2尺寸校核测定升降液压缸质量为3.5kg，则重力:G=mg=3.5设计加速度a=5(msG考察活塞等的磨擦力，所设计的磨擦力k=0.1Gm所以:总受力GqGq<3.5手臂回转液压缸的尺寸设计与校核3.5.1液压缸选型本次选用型号为QGK1-FB-63-T-180的齿轮齿条摆动式液压缸，该液压缸具有如下特征:(1)体积小，构造新颖，机械性能优异;(2)通过齿轮牙槽骨传动，输送大、小转矩;(3)无需供油润滑，无排放污染物;(4)有角度微调机构，可达到更准确的视角;(5)可装磁力控制器，角度震荡区域可任意调整;(6)采用可调缓冲结构，摆动对行程终点并不影响;(7)各种安装方式、安装简单、使用范围广泛。3.5.2尺寸设计如图3.6所示液压缸的直径设计大小为b=370mm，而液压缸尺寸大小则为D1=63mm，半径范围R=31.5mm，轴径D2=54mm，半径范围R=27mm，液压缸的角转速时ω=1000图3-6手臂回转液压缸则力矩:M=3.5.3尺寸校核测量所有参与手臂旋转运动的机件的总质量为m1=1kg，再分析机件的总质量分配情况，将质量密度等效分布于某个半径范围r=100mm的小圆盘上J=M考虑轴承类型，与油封间的摩擦力，设定一摩擦力k=0.2M总驱动力矩:MM驱<3.5.4液压缸的主要零件材料液压缸筒是受压容器，它和活塞之间形成了摩擦副，它既要有足够的硬度，也要耐磨性好，为提高耐磨性，所以选用无缝钢管。活塞杆是传动的主要零部件，因此需要具有适当的强度、刚度和耐磨。所以活塞杆的材质必须选用不锈钢，并经过表层硬化和镀烙加工，以适应严酷的工况要求。活塞运动时也是传递动能的重要零件，其表层应具备适当的硬度，一般选用LY12硬铝，而液压缸端盖也选用硬铝。选择铝材的主要目的，是为降低液压缸的金属比重。

第4章注塑机械手建模及分析4.1三维软件简介在目前的机械行业中，使用的绘图软件主要有SW，UG、PRO-e、CATIA等，这些绘图软件大同小异，其基本模块都差不多，只是侧重点不一样，对于CATIA主要是用于曲面的绘图，多用于汽车主机厂等这些曲面造型结构设计，UG由于模具绘图模块简单方便而被广泛的应用于模具的绘图中，而SW和PRO-E由于简便的零件作图模块而被广泛的应用在零件绘图中，结合本人大学通过自学完成SW的零件设计模块和装配模块的熟练操作，因此在本次的注塑机械手中选用SW完成零件图和装配图的绘制。如下图4-1为SW的界面截图。图4-1SolidWorks软件截图4.2零部件的建模在SW软件中，对产品进行建模，不但方便，又十分的简洁，利用里面的草图建模命令，就可以把零件的草图绘制出来，进行完全固定之后，再经过拉伸或者是旋转、扫描等命令操作，建模就成功了。下面机械夹持装置结构图，就是这样操作进行建模的，这样的操作很简单，并且建模的尺寸用的都是实际的尺寸，建模的时候先确定一个面是作图平面，然后利用里面的草图建模命令，就可以把零件的草图绘制出来，并且绘制的尺寸就是这次设计中的尺寸，再从草图命令中退出来。然后进行拉伸或者是翻转、扫描等命令操作，然后进行零件图的特征设定，如果零件太复杂，就需要再一次展开草图，然后完成上边所说的动作，直到可以构建起它的基本特征，还有，关于常见的标准件零件，在软件中直接可以找到标准件库这个命令就可以了，接下来进行拖放，最后选定所有的标品，就能够形成对它的三维建模，这样可以使建模的时间减少。一些常见的零部件也可以用这样的方式进行建模。图4-2抓手的三维模型图4-3底座的三维模型图4-4底板的三维模型在SW中为了减少设计者的设计工作，对于一些标准件，例如轴承、电动机、螺栓、螺母以及其他的标准件而言，可以直接在标准库里进行调用，只需要根据设计要求对其参数进行调整即可满足要求。4.3装配体绘制当注塑机械手的所有零件完成后，则需要通过SW的装配模块将这些零件按照一定的顺序和配合关系完成整体装配，在本次关于注塑机械手的装配采用原则为自下而上的进行装配，首先完成将机架固定，其次将其他机构依次通过同心、接触、垂直等命令装配上，在对注塑机械手零件装配成总装图过程中，需要注意的是是否存在约束不当或者欠约束以及过约束等，下图为本次的注塑机械手的装配图。图4-5三维模型4.4二维图纸的绘制进行零件设计以及三维图形的装配，接下来便是使用UG的工程绘图模块进行机械结构装配图及其核心零件的二维图的绘制工作，而关于工程图纸的绘制工作，其绘图顺序通常是先选定每一个要做为二维图形的零件，之后再点击转成工程绘图，并选定图纸比例规格以及图样大小，一般而言零件图选定A1\A2\A3\A4图纸就可以满足要求，之后再按照自身的需求选取需要的视图，通常都是使用标准三视图作为二维图样的绘制，并且在标准三视图的基础上按照自己需求也会添加正等测图以及剖视图等，之后再完成图样的基本尺寸设置、公差精度设置，以及其余的形位公差精度的标注。图4-6二维图4.5零件的有限元分析4.5.1SW分析模块介绍SW软件功能非常强大，其不但可以完成零件的建模以及零件的装配，还可以通过分析模块完成零件的有限元分析，本次基于SW分析模块完成以下关键零件的分析，验证其结构是否满足要求，对于SW模块有限元分析以下以底座为例详细说明SW中的有限元分析步骤。4.5.2底座静力学分析1、底座三维模型导入将绘制好的底座支架倒入到SW的Simulation模块中，如下图4.7所示:图4-7底座简化模型文件导入的场景2、材料选择材料的选择较为重要，对于本次课题中底座的材料以合金钢为例，其参数如下图所示，从图中可以合金钢的基本性能参数:图4-8材料选择3、约束载荷定义当我们把前处理的相关工作都做好之后，后面就需要对其进行具体的受力分析以及夹具设计内容。本文中的底座在实际分析的过程中，我们将其假设成静止的模型结构，在分析之前首先将其选择一段的平面为夹具，本文中取底座的上表面作为受力平面，在此选择3000N，(忽略重力)。如下图4-9所示:图4-9底座约束示意图4、分析结果在完成约束加载的情况后我们就可以通过SW的后处理模块对其进行分析计算，进一步通过仿真计算后得出其中相关应力、应变、位移等相关参数，通过对计算后的结果此参数结果分析，观察是否满足产品的要求。如位移是否足够小，不会让系统产生振动，一般来说位移小于总结构尺寸的百分之一的话，就不会产生振动，如果超过此值的话，将会存在危险，如果应力值超过材料的屈服强度，那么材料将会失去作用，整个结构都会损坏。本课题中在求解模块中选用应力、应变、位移等相关参数然后点击求解。(1)应力图图4-10底座应力图(2)位移图图4-11底座位移图(3)应变图图4-12底座支架应变图从对底座进行有限元分析，可以看出当上表面承受3000N的压力，变形量较大，因此不满足使用要求。可从改变底座材料、结构去优化底座。按照以上步骤对中撑支板进行有限元分析得到分析图如下所示:图4-13中撑支板应力图图4-14中撑支板位移图从分析结果看此结构也是存在一定的问题，因此需要进行改善。

总结本对于本次课题的撰写，主要采取注塑机械手作为研究对象，通过注塑机械手的技术参数，完成零件设计以传动设计和零件的计算以及材料的选择，并通过三维软件和二维软件完成草图绘制，并通过分析软件完成锤头的有限元分析使其满足使用要求。1)首先通过知网、网络以及图书馆资源完成和注塑机械手相关的调研工作，主要是对注塑机械手工作原理，结构构造进行了解，并重点了解目前的注塑机械手的国内外技术发展动态，并完成注塑机械手的技术参数以及动力性能参数的搜索并整理;2)其次，根据任务书注塑机械手的技术参数提出了本课题的研究方案，根据任务参数完成注塑机械手的计算，注塑机械手附属零件的结构设计和校核;3)在课题的最后章节，将通过设计任务书算出的注塑机械手以及附属零部件的尺寸，再通过三维制图软件和CAD软件进行图样的绘制，大致过程首先使用三维软件进行零件的建模，接着再通过三维软件进行二维工程图的出图并另存为DWG格式，使用CAD打开完成基本尺寸以及公差、粗糙度等技术参数的标注。在本次关于注塑机械手，主要完成了机械系统方面设计以及图纸的绘制，整体论文撰写还存在一定的不足，未完成控制系统的详细分析，由于知识的缺乏对于机械系统的设计也未能做到详细研究，在以后的学习过程中以及工作道理上会注重个人知识的储备以及实践的能力，增强自己理论知识解决实际问题的能力。

参考文献[1]付永领，张桂英，李军．一种简化的机械手运动学分析方法及其仿真研究[J]．《机床与液压》，2004，(11)：7