篇一：机械类毕业论文
学院
继续教育学院毕业设计（论文） 题目：机械手的的控制设计院、系(站)：西安工业大学继续教育学科专业： 数控技术应用 学 生： 干活 学 号：指导教师： 2011年12月
摘 要:
工业机械手(人)又称
程序的自动机械手。它是在五十年代末期出现,近年来才迅速发展起来的重要自动化装置,现已成为实现工业自动化的一种重要手段。工业机械手已应用机械制造的多种工艺中以代替人工,并成为机械加工人员所需掌握的生产工具。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
关键词：工业机械手； 机械制造； 自动化； 机械手； PLC;
目 录
摘 要 ........................... 错误！未定义书签。
第1章 绪论 ....................................... 1
1.1 课题背景 .................................... 1
1.2 机械手的定义与分类 ........................... 2
1.3 机械手应用及组成结构 ......................... 2
1.4 机械手的发展趋势 ............................ 3
1.5 总体设计要求 ................................ 4
第2章 PLC的介绍与选择 ............................ 5
2.1 PLC的特点 .................................. 5
2.2 PLC的选型 .................................. 6
2.3 三菱FX系列的结构功能 ........................ 7
第3章 各功能实现形式与控制方式..................... 9
3.1 本机械手模型的机能和特性 ..................... 9
3.2 夹紧机构 .................................... 9
3.3 躯干........................................ 9
3.4 旋转编码盘 ................................. 10
第4章 控制系统设计 ............................... 11
4.1 控制系统硬件设计 ........................... 11
4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 ................. 11
4.1.2 PLC的I/O分配 ......................... 12
4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 ............. 12
4.2 控制系统软件设计 ........................... 13
4.2.1 公用程序 .............................. 13
4.2.2 自动操作程序 .......................... 15
4.2.3手动单步操作程序 ....................... 20
4.2.4 回原位程序 ............................ 22
4.3 PLC程序的上载和下载 ......... 错误！未定义书签。
4.3.1 PLC程序的上载 .......... 错误！未定义书签。
4.3.2 PLC程序的下载 .......... 错误！未定义书签。
第5章 设计小结 ................... 错误！未定义书签。
致 谢 .......................................... 26
参 考 文 献 ....................................... 27
第1章 绪论
1.1 课题背景
随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。
在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。如果机械手发生某些偏离时，会引起零部件甚至机械本身的损坏，但若有了传感反馈自动，机械手就可以根据反馈自行调整。应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。
借助PLC强大的工业处理能力，很容易实现工业生产的自动化。基于此思路设计的机械手，在实现各种要求的工序前提下，大大提高了工业过程的质量，而且大大解放了生产力，改善了工作环境，减轻了劳动强度，节约了成本，提高了生产效率，具有十分重要的意义。
同时，借助组态软件的辅助作用，大大提高了系统的工作效率。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
综上所述，有效地应用机械手是发展机械工业的必然趋势。
1.2 机械手的定义与分类
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识。其一，它能部分代替人工操作；其二，它能按照生产工艺要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三，它能操作必要的机具进行焊接和装配。因此，它能大大地改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到各先进工业国家的重视，并投入了大量的物力和财力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。
机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手，它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定工作。它的特点是除具备普通机械的物理性能外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探测月球、火星等。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用于解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动，除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。本项目要求设计的机械手模型可归为第一类，即通用机械手。
1.3 机械手应用及组成结构
目前工业机械手主要用于流水线传送、焊接、装配、机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面都能满足工业生产发展的需要。
在国内主要是发展各方面的机械手，逐步扩大应用范围，以减轻劳动强度，改善作业条件。在应用专用机械手的同时，相应地发展通用机械手，专用条件还要研制示教机械手、组合机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，以及用于不同类型的夹紧机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不同的典型部件，即可组成不同用途的机械手，即便于设计制造，又便于改换工作，扩大了应用的范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以更好地发挥机械手的作用。
机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统构成。
执行机构包括手部、手臂和躯干。手部装在手臂前端，可以转动、开闭手指。机械手手部的构造系统模仿人的手指，分为无关节、固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指、三指、四指等，其中以二指用得最多。可根据夾持
篇二：机械制造毕业论文
编号80195024兰州工业学院毕业论文设计题目：影响机械加工表面质量的因素及采取的措施院校：机电工程学院 学号：201101102140 姓名： 老师： 张永如 刘立美2014 年 3 月
题目：影响机械加工表面质量的因素及采取的措施摘要： 机械产品的使用性能的提高和使用寿命的增加与组成产品的零件加工质量密切相 关，零件的加工质量是保证产品质量基础。衡量零件加工质量好坏的主要指标有：加工 精度和表面粗糙度。本文主要通过对影响零件表面粗糙度的因素、零件表面层的物理力 学性能（表面冷作硬化、残余应力、金相组织的变化与磨削烧伤） 、表面质量影响零件 使用性能等因素的分析和研究，来提高机械加工表面质量的工艺措施。关键词： 机械加工 表面质量 影响因素控制措施
目录前言.......................................................................1 1.概述......................................................................1 1.1 基本概念..............................................................1 1.1.1 机械加工............................................................1 1.1.2 零件的失效..........................................................1 1.1.3 磨削烧伤............................................................1 1.1.4 表面冷作硬化........................................................2 2.影响工件表面质量的因素....................................................2 2.1 加工过程对表面质量的影响........................................... .....2 2． 1． 1 工艺系统的振动对工件表面质量的影响.................................2 2． 1． 2 刀具几何参数、 材料和刃磨质量对表面质量的影.........................2 2.1.3 切削液对表面质量的影响......................................... ....2 2.1.4 工件材料对表面质量的影响...........................................2 2.1.5 切削条件对工件表面质量的影响......................................3 2.1.6 切削速度对表面粗糙度的影响.........................................3 2.1.7.磨削加工影响表面质量的素......................................... 3 2.1.8 影响工件表面物理机械性能的素......................................4 2.2 使用过程中影响表面质量的因素......................................... 6 2.2.1 耐磨性对表面质量的影响.............................................6 2．2.2 疲劳强度对表面质量的响............................................6 2． 2.3 耐蚀性对表面质量的响...............................................6
3．机械加工表面质量对零件使用性能的影响......................................7 3.1 表面质量对零件耐磨性的影响...........................................7 3.2 表面质量对零件疲劳强度的影响.........................................7 3.3 表面质量对零件耐腐蚀性能的影响.......................................8 3.4 表面质量对零件间配合性质的影响.......................................8 3.5 表面质量对零件其他性能的影响.........................................8 4．控制表面质量的途径.......................................................8 4.1 降低表面粗糙度的加工方法.............................................8 4.2 改善表面物理力学性能的加工方法......................................11 5．提高机械加工工件表面质量的措施.......................................... 12 6．结论.................................................................... 13 7．致谢.....................................................................14 8．参考文献................................................................ 15
前言随着工业技术的飞速发展机械化生产以走进各大小企业， 与之息息相关的就是各式各样 的机器。而机器是由机械零件装配而成,机器的失效是由个别零件的失效而造成的,其根本原 因是零件丧失了其应具备的使用性能。而通过研究与生产实践证明,零件的失效大都从表面 开始,零件表面质量的高低是决定其使用性能好坏的重要因素。因此,正确地理解零件表面质 量内涵,分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺因素,通过改变这些因素从而改善 工件表面质量，提高产品的使用性能及对未来机械行业的发展具有重要的意义。 随着机械行业在社会中占得地位越来越重， 人们对机器的使用要求越来越高， 一些重要 零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，零件表面的任何缺陷,不仅直接影响零件 的工作性能,而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象将进一步加速零件的失效,这一切都 与加工表面质量有很大关系。 一个零件的失效或者突然间损坏， 其原因除了少数因设计不周而强度不够， 或者是由于 偶然的事故引起超负荷而造成了失效或损坏以外， 大多数都是由于磨损、 受到外界环境的腐 蚀或疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳损坏都是发生在零件的表面,或是从零件表面开始的。因 此,加工表面质量将直接影响到零件的使用性能，因而表面质量问题越来越受到各方面的重 视。1.概 述1.1 基本概念1.1.1 机械加工机械加工：广意的机械加工就是凡能用机械手段制造产品的过程；狭意的是用车 床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。1.1.2 零件的失效零件的失效 : 指零件丧失了原有的使用性能。1.1.3 磨削烧伤磨削烧伤:在磨削加工中，由于多数磨粒为负前角切削，磨削温度很高，产生的热量远 远高于切削时的热量，而且磨削热有 60~80%传给工件，所以极容易出现金相组织的转变， 使得表面层金属的硬度和强度下降， 产生残余应力甚至引起显微裂纹， 这种现象称为磨削烧 伤。
篇三：机械设计毕业论文(范本)
黄冈职业技术学院
毕业设计
课题名称:设计螺旋传输机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
系 别 机电工程系
专 业 机电一体化
班 级 机电动机200702班
姓 名 杨国志
学 号 200703011211
指导教师 李杰老师
目 录
第1章、总述 ........................................................................................................................................................ 4
一、机械设计基础毕业设计的目的 ................................................................................................................. 4
二、机械设计基础毕业设计的内容 ................................................................................................................. 4
三、机械设计基础毕业设计的要求 ................................................................................................................. 4
第2章、传动装置的总体设计 ............................................................................................................................. 5
一、减速箱的工作原理..................................................................................................................................... 5
二、电动机的选择 ............................................................................................................................................ 6
三、计算总传动比及分配各级的传动比 ......................................................................................................... 7
四、运动参数及动力参数计算 ......................................................................................................................... 7
第3章、传动零件的设计计算 ............................................................................................................................. 9
一、带轮传动的设计计算................................................................................................................................. 9
二、带轮的安装与维护.................................................................................................................................... 11
第4章、轴的设计计算 ....................................................................................................................................... 12
一、从动轴的设计计算................................................................................................................................... 12
二、从动轴校核轴受力图............................................................................................................................... 13
第5章、滚动轴承的选择及校核计算 ............................................................................................................... 16
一、从动轴滚动轴承的设计 ........................................................................................................................... 16
二、主动轴滚动轴承的设计 ........................................................................................................................... 17
第6章、键联接的选择及校核计算 ................................................................................................................... 18
一、从动轴与齿轮配合处的键 ....................................................................................................................... 18
二、主动轴与齿轮配合处的键 ....................................................................................................................... 19
第7章、润滑的选择........................................................................................................................................... 20
第8章、联轴器及轴承盖的选择 ....................................................................................................................... 21
一、联轴器的选择 .......................................................................................................................................... 21
二、轴承盖的选择 .......................................................................................................................................... 21
第9章、减速器箱体和附件设计 ....................................................................................................................... 22
一、减速器箱体： .......................................................................................................................................... 22
二、附件设计： .............................................................................................................................................. 23
小结 ...................................................................................................................................................................... 26
参考文献 .............................................................................................................................................................. 27
摘要
本次毕业课题设计中的减速机选择的是非标准减速器。一级圆柱齿轮减速机是位于原动机和工作机之间的机械传动装置。机器常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。合理的传动方案不仅应满足工作机的性能要求，而且还要工作可靠、结构简单紧凑加工方便、成本低、传动效率高以及使用和维护方便。
关键词 ：传动装置箱体齿轮低速轴
Abstract The subject of design graduates choose non-standard gear reducer. A cylindrical gear reducer is located between the prime mover and working machine mechanical transmission device. Machines often the original motivation, transmission and work machine of three parts. Sound transmission programs should not only meet the performance requirements of the work machine, but also reliable operation, simple structure, compact and easy processing, low cost, high transmission efficiency, as well as easy to use and maintain. Key words: low-speed gear box gear shaft
第1章、总述
一、机械设计基础毕业设计的目的
（1）培养我们综合运用所学的机械设计课程的知识去解决机械工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。
（2）学习机械设计的一般方法和简单机械传动装置的设计步骤。
（3）进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
二、机械设计基础毕业设计的内容
（1）拟定和分析传动装置的设计方案。
（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数。
（3）进行传动件的设计计算，结构设计，校核轴、轴承、连轴器、键等零部件的强度，选择润滑和密封方式。
（4）绘制减速器装配图。
（5）绘制零件工作图。
（6）编写设计计算说明书，准备答辩。
三、机械设计基础毕业设计的要求
（1） 理论联系实际，力求设计合理，同时鼓励创新。
（2） 认真阅读教材中与课程有关的内容，认真查阅有关资料。
（3） 正确运用课程设计指导书，按步骤进行设计和计算，不要急于求成；按时完成全部设计任务。
第2章、传动装置的总体设计
一、减速箱的工作原理
一级圆柱齿轮减速器是通过装在箱体内的一对啮合齿轮的转动，动力从一轴传至另一轴，实现减速的，如图2-1齿轮减速器结构图所示。动力由电动机通过皮带轮（图中未画出）传送到齿轮轴，然后通过两啮合齿轮（小齿轮带动大齿轮）传送到轴，从而实现减速之目的。由于传动比i = n 1 / n 2 ，则从动轴的转速n 2 = z 1 / z 2×n 1。
减速器有两条轴系——两条装配线，两轴分别由滚动轴承支承在箱体上，采用过渡配合，有较好的同轴度，从而保证齿轮啮合的稳定性。端盖嵌入箱体内，从而确定了轴和轴上零件的轴向位置。装配时只要修磨调整环的厚度，就可使轴向间隙达到设计要求。
1) 运动简图：
1——电动机2——带传动3——联轴器4—— 皮带式输送机
5—— 一级圆柱齿轮减速器
2) 工作条件：皮带式输送机单向运转，有轻微的震动，两班制工作，使用年限5年，
输送机带轮轴转速的允许误差为±5%。小批量生产，每年工作300天。
3) 要求：每人交上说明书一份，装配图一张，零件图二张
输送带（牵引力）F=5KN 滚筒直径D=300mm输送带带速v=1.1m/s