畢業(yè)答辯-加工中心自動換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)及動態(tài)仿真

論文題目：班級：機(jī)械143班姓名：學(xué)號：加工中心自動換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)及動態(tài)仿真目錄01機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)圖1.自動換刀機(jī)械手機(jī)械手氣缸結(jié)構(gòu)圖2.驅(qū)動氣缸結(jié)構(gòu)機(jī)械手背景及意義背景1.實(shí)現(xiàn)智能制造，是第四次工業(yè)革命的核心之一；2.中國從制造大國走向制造強(qiáng)國，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)；3.自動換刀機(jī)械手是加工中心的核心組成結(jié)構(gòu)。意義1.機(jī)械手的功能是完成刀具在主軸頭和刀庫之間的傳遞和裝卸；2.通過自動換刀裝置，可以減少加工過程中的非切削時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而提升機(jī)床乃至整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)力。機(jī)械手設(shè)計(jì)建?！Y(jié)構(gòu)選擇

機(jī)械手爪傳動方式驅(qū)動方式單臂雙抓齒輪齒條氣壓驅(qū)動特點(diǎn)

1.單臂雙爪式機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單、換刀步驟少；

2.齒輪齒條傳動效率高、精度高、速度快；

3.氣壓傳動結(jié)構(gòu)簡單、輸出力大、氣源易得環(huán)保。機(jī)械手設(shè)計(jì)建?！O(shè)計(jì)計(jì)算

設(shè)計(jì)1.齒輪齒條a.主軸直徑設(shè)計(jì)（最大轉(zhuǎn)矩）b.彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)c.接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)2.定位、裝夾a.定位鍵：在機(jī)械手爪背部設(shè)置一個(gè)定位鍵來確定刀具的位置。b.固定滑塊：在機(jī)械手爪側(cè)端安裝一個(gè)由小型氣缸控制的滑塊來固定刀具。3.手臂選材a.手爪：選用45鋼（具有耐磨性、較高強(qiáng)度、來源方便）b.手臂：選用鋁合金（密度低強(qiáng)度較高、耐腐蝕、）圖3.單臂雙爪式機(jī)械手圖4.齒輪齒條機(jī)械手設(shè)計(jì)建?！＝M裝

1.建模a.線、圓、圓弧、矩形；b.拉伸、旋轉(zhuǎn)、螺紋、圓角、倒角。2.組裝a.圓柱、剛性聯(lián)接；b.配合、角度、插入、平動-轉(zhuǎn)動約束。機(jī)械手設(shè)計(jì)建?！獡Q刀步驟

1.機(jī)械手逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°；2.機(jī)械手手爪抓刀，氣缸驅(qū)動機(jī)械手爪夾緊刀具；3.機(jī)械手向下移動，同時(shí)抽出待換刀具和新刀具；4.機(jī)械手順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，完成刀具換位；5.機(jī)械手向上移動，同時(shí)插入待換刀具和新刀具；6.氣缸驅(qū)動機(jī)械手抓松開新、舊刀具；7.機(jī)械手順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，準(zhǔn)備下一次換到動作。機(jī)械手仿真及分析——動態(tài)仿真圖5.添加約束1.運(yùn)動副a.固定副b.旋轉(zhuǎn)副c.移動副d.齒輪副2.驅(qū)動a.平移驅(qū)動b.STEP函數(shù)機(jī)械手仿真及分析——圖像分析圖6.機(jī)械手爪X、Z、Y位置曲線圖8.驅(qū)動氣缸活塞位置、速度、加速度曲線圖7.機(jī)械手爪角速度、角加速度曲線由圖可知：1.位置、速度變化圖為圓滑的曲線，沒有突變；加速度圖為線性變化。2.機(jī)械手爪最大位移為200mm，最大角速度為2.36rad/s，最大角加速度為3.活塞最大位移為

180mm,最大速度為

0.135m/s,最大加速度為0.54機(jī)械手設(shè)計(jì)總結(jié)總結(jié)1.此次機(jī)械手設(shè)計(jì)主要考慮了其結(jié)構(gòu)、性能、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性，讓我對機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程有了一定的了解；2.在設(shè)計(jì)中用到了Inventor、Adams兩款軟件，讓我掌握了其基本操作；3.自動換刀機(jī)械手通過仿真可知刀對刀換刀時(shí)間為8