本科生毕业设计题 目：五自由度机械手结构设计院 （系）： 机械工程学院 班 级： 机电 08-3 姓 名： 田国玉 学 号： 5 指导教师： 陈焕林 教师职称： 讲师 I摘 要本课题设计的多功能机械手为通用机械手，主要由手爪、手腕、手臂、腰部、机座等组成。本机械手机身采用机座式，自动线围绕机座布置。具有腰部旋转、大臂仰俯、中臂仰俯、小臂仰俯和腕部旋转 5 个自由度。本次设计的机械手能对不同物体完成多种动作。工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁，单调的操作。如果没有机械手,那么工人的劳动强度是很高的，有时候还要用行车员工件，生产速度大大延缓，这种情况采用机械手是很有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染环境条件上进行操作。更显其优越性，有着广阔的发展前途。关键词：机械手；关节型；五自由度IIAbstractThe design of multifunctional mechanical hand for universal mechanical hand, mainly by the gripper, wrist, arm, fuselage, and base composition, with feeding, reversal and transposition of a variety of functions, and according to the automatic line with the unified production cycle time and production program completed more action. The mobile phone body adopts the base type, automatic line around the base layout. With the rotation of the waist, arm pitching, pitching arm, wrist rotation and flexion-extension and 5 degrees of freedom. Industrial robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce labor intensity, and improve labor productivity and automation level. Industrial production often appears in the heavy work frequently, handling and long-term operation, if not drab robots that labor intensity is high, sometimes even with employees, driving speed greatly retard, this kind of circumstance using manipulator is very effective. In addition, it can be in high temperature, low temperature, water, the universe, reflective and other toxic, environmental pollution condition on the operation. More show its superiority, has broad prospects. Keywords: mechanical hand； Five degrees of freedom ；Joint typeIII目 录摘 要 .IAbstract .II目 录 .IIICONTENTS.V第 1 章 绪论 .- 1 -1.1 概述 .- 3 -1.2 国内外发展及研究现状 .- 5 -1.2.1 国内外机械手技术的发展 .- 5 -1.2.2 国内外机械手的应用状况 .- 7 -1.3 本文主要内容 .- 8 -第 2 章 关节型机械手总体设计 .- 9 -2.1 基本技术参数 .- 9 -2.1.1 额定负载 .- 9 -2.1.2 工作范围 .- 10 -2.2 机械结构类型的选择 .- 10 -2.2.1 操作机的驱动系统设计 .- 12 -2.2.2 确定关节型机械手手臂的配置形式 .- 13 -2.3 关节型机械手本体结构设计 .- 14 -2.3.1 机械手本体结构的传动设计 .- 14 -2.3.2 所设计机械手本体结构的特点 .- 15 -2.4 本章主要内容 .- 16 -第 3 章 关节型机械手腰部结构设计 .- 17 -3.1 电动机的选择 .- 17 -3.2 传动系统设计 .- 19 -3.3 主要零部件设计计算 .- 20 -3.3.1 计算各轴转速、转矩和输出功率 .- 20 -3.3.2 确定轴的具体尺寸 .- 20 -3.3.3 轴齿轮传动轴校核 .- 21 -3.4 齿轮的设计 .- 25 -3.4.1 选择材料 .- 25 -IV3.4.2 压力角的选择 .- 25 -3.4.3 齿数和模数的选择 .- 25 -3.4.4 齿宽系数 .- 26 -3.4.5 大齿轮的校核 .- 26 -3.5 轴承的设计与选用 .- 29 -3.5.1 轴承选择的原则 .- 29 -3.5.2 轴承的选用与配合 .- 30 -3.5.3 轴承的校核 .- 31 -3.6 本章主要内容 .- 33 -第 4 章 机械手大臂、中臂与小臂的设计 .- 34 -4.1 大臂的设计 .- 34 -4.2 中臂的设计 .- 35 -4.3 小臂的设计 .- 37 -4.4 腕部的设计 .- 38 -4.5 减速机和谐波减速器的选择 .- 40 -4.6 本章主要内容 .- 40 -第 5 章 同步带的选择 .- 41 -5.1 同步带的选择及计算 .- 41 -5.1.1 确定计算功率 .- 41 -5.1.2 选择同步带带型 .- 41 -5.1.3 带轮材料的选择 .- 43 -5.2 本章主要内容 .- 43 -第 6 章 夹持式手部结构 .- 44 -结 论 .- 46 -致 谢 .