玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】,說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真,玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】,玩具,關(guān)閉,試驗(yàn),實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì),說(shuō)明書,仿單,cad,proe,仿真
南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
(用外文寫)
外文出處： Power Machines and Equipments
附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
譯文語(yǔ)句通順，內(nèi)容完整，專業(yè)術(shù)語(yǔ)表達(dá)正確，較準(zhǔn)確的體現(xiàn)了原文的精神并符合中文的習(xí)慣，格式符合規(guī)范，基本達(dá)到外文翻譯的要求。
簽名：
2010 年 3 月25 日
注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。
附件1：外文資料翻譯譯文
中國(guó)機(jī)械技術(shù)概況
中國(guó)是世界上機(jī)械發(fā)展最早的國(guó)家之一。中國(guó)的機(jī)械工程技術(shù)不但歷史悠久，而且成就十分輝煌，不僅對(duì)中國(guó)的物質(zhì)文化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用，而且對(duì)世界技術(shù)文明的進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn).傳統(tǒng)機(jī)械方面，我國(guó)在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)都領(lǐng)先于世界。到了近代由于特別是從18世紀(jì)初到19世紀(jì)40年代，由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)等諸多原因，我國(guó)的機(jī)械行業(yè)發(fā)展停滯不前，在這100多年的時(shí)間里正是西方資產(chǎn)階級(jí)政治革命和產(chǎn)業(yè)革命時(shí)期，機(jī)械科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了中國(guó)的水平。這樣，中國(guó)機(jī)械的發(fā)展水平與西方的差距急劇拉大，到十九世紀(jì)中期已經(jīng)落后西方一百多年。
新中國(guó)建立后特別是近三十年來(lái)，我國(guó)的機(jī)械科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度很快。向機(jī)械產(chǎn)品大型化，精密化、自動(dòng)化和成套化的趨勢(shì)發(fā)展。在有些方面已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)了世界先進(jìn)水平?？偟膩?lái)說(shuō)，就目前而言中國(guó)機(jī)械科學(xué)技術(shù)的成就是巨大的，發(fā)展速度之快，水平之高也是前所未有的。這一時(shí)期還沒有結(jié)束，我國(guó)的機(jī)械科學(xué)技術(shù)還將向更高的水平發(fā)展。只要我們能夠采取正確的方針、政策、用好科技發(fā)展規(guī)律并勇于創(chuàng)新，我國(guó)的機(jī)械工業(yè)和機(jī)械科技一定能夠振興，重新引領(lǐng)世界機(jī)械工業(yè)發(fā)展潮流。上世紀(jì)60年代以前，我國(guó)小型夯實(shí)機(jī)械非常缺乏，很多小型場(chǎng)地的夯實(shí)基本上采用人工夯實(shí)。
上世紀(jì)60年代初期，長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究所與北京建筑工程學(xué)院等單位合作，在群眾性技術(shù)革新成果的基礎(chǔ)上總結(jié)發(fā)明了具有中國(guó)特色的蛙式夯實(shí)機(jī)，1962年獲國(guó)家科技發(fā)明獎(jiǎng)。蛙式夯實(shí)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修、使用方便，很快成為我國(guó)60年代夯實(shí)機(jī)械的主導(dǎo)產(chǎn)品。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)蛙式夯實(shí)機(jī)累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到50000多臺(tái)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。70年代以后，蛙式夯實(shí)機(jī)逐漸被性能更先進(jìn)的振動(dòng)沖擊夯和振動(dòng)平板夯所替代，目前蛙式夯實(shí)機(jī)已經(jīng)很少，基本被淘汰。
1964年，長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究所開發(fā)了HB120型內(nèi)燃式夯實(shí)機(jī)，開始由上海工程機(jī)械廠生產(chǎn)，后來(lái)主要由津市洞庭工程機(jī)械廠生產(chǎn)，年產(chǎn)量200臺(tái)左右。80年代，內(nèi)燃式夯實(shí)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量有較大提高，曾出口東南亞和非洲地區(qū)。90年代以后，內(nèi)燃式夯實(shí)機(jī)產(chǎn)銷售量也在逐漸減少，目前只有少數(shù)小型民營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)。
1977年，長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究所和柳州市建筑機(jī)械廠開發(fā)了我國(guó)第一臺(tái)HZR250型和HZR70型振動(dòng)平板夯，這兩種產(chǎn)品分別于1979 年和1982年通過(guò)了由建設(shè)部組織的鑒定。隨后義烏建筑機(jī)械廠、四平建筑機(jī)械廠、安陽(yáng)振動(dòng)器廠、津市洞庭工程機(jī)械廠等多家企業(yè)都開始生產(chǎn)振動(dòng)平板夯。1986年長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究所又開發(fā)了較大的HZR450型振動(dòng)平板夯。上世紀(jì)90年代以后，振動(dòng)平板夯在我國(guó)有了較快的發(fā)展，產(chǎn)品品種、規(guī)格和生產(chǎn)企業(yè)增多，國(guó)外的振動(dòng)平板夯陸續(xù)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。
1983年，長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究所和湖北振動(dòng)器廠聯(lián)合開發(fā)了我國(guó)第一臺(tái)HZR70型振動(dòng)沖擊夯，1984年通過(guò)了由建設(shè)部組織的鑒定，1985年獲建設(shè)部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。由于振動(dòng)沖擊夯具有壓實(shí)效果好、生產(chǎn)率高、體積和重量小、輕便靈活等突出特點(diǎn)，深受用戶歡迎，得到了迅速的推廣使用，并很快發(fā)展到資江機(jī)器廠、新鄉(xiāng)第三機(jī)床廠和津市洞庭工程機(jī)械廠等幾十家企業(yè)生產(chǎn)。振動(dòng)沖擊夯雖然比振動(dòng)平板夯開發(fā)晚，但發(fā)展速度、產(chǎn)銷量和使用廣泛性比振動(dòng)平板夯大得多，目前已成為我國(guó)夯實(shí)機(jī)械中產(chǎn)銷量最大的主導(dǎo)產(chǎn)品。上世紀(jì)90年代以后，國(guó)外的振動(dòng)平板夯陸續(xù)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。
振動(dòng)沖擊夯和振動(dòng)平板夯在我國(guó)的成功開發(fā)，不僅為我國(guó)建設(shè)施工部門提供了性能先進(jìn)的夯實(shí)機(jī)械，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而且使我國(guó)夯實(shí)機(jī)械技術(shù)向前跨進(jìn)了一大步，縮短了與世界先進(jìn)水平的差距，促進(jìn)了我國(guó)壓實(shí)機(jī)械的發(fā)展。
就機(jī)械加工而言：
熱加工 鑄造 據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，在北京平谷、昌平、房山等處曾出土了公元前16世紀(jì)(商代)的青銅禮器。 明永樂(lè)年間(1403～1424年)，北京制造出享譽(yù)世界的明永樂(lè)大銅鐘(46.5噸)和鐘樓大銅鐘(63噸)及鐵鐘(25噸)，采用分爐熔化、地坑造型和陶范法鑄造。 20世紀(jì)50年代以前，北京在鑄造上采用粘土砂手工造型。1955年，北京第一機(jī)床廠開始采用漏模造型、雙面模型型板及鐵型板和標(biāo)準(zhǔn)砂箱造型。1965年，開始采用塑料模型。 1980 年，北京市機(jī)電研究院與北京瑪鋼廠研制成功工頻無(wú)芯塞桿底注式保溫澆注電爐。1982年，該院與北京機(jī)床鑄造二廠研究成功沖天爐風(fēng)口吹氧技術(shù)。 1985～1988年，北京機(jī)床研究所試驗(yàn)成功浮動(dòng)端面密封環(huán)的壓力鑄造工藝。
鍛壓 1959年，北京第二通用機(jī)械廠(后改名北京重型機(jī)器廠)建成2500噸水壓機(jī)。1971年，該廠制造出6000噸水壓機(jī)，這是當(dāng)時(shí)北京最大的鍛壓設(shè)備。 1968～1979年，北京起重機(jī)器廠先后采用300噸油壓機(jī)和2000噸油壓機(jī)制造出起重機(jī)吊臂和大型覆蓋件。 80年代，北京市機(jī)電研究院和北京市模具中心研制出一系列高精度多工位沖裁模具，接近或達(dá)到進(jìn)口模具水平，改變了北京精密沖裁模具依賴進(jìn)口的局面。
熱處理 1949年前，北京已采用電爐、鹽溶爐、熱電偶等手段進(jìn)行零件退火、回火、淬火、正火、調(diào)質(zhì)、滲碳等熱處理。 1956年，北京第一機(jī)床廠開始采用高頻感應(yīng)淬火。1961年，北京第二機(jī)床廠開始采用氣體氮化淬火。1969年，北京量具刃具廠開始采用光亮淬火。 1978年，北京機(jī)床研究所研究完成機(jī)床導(dǎo)軌表面接觸淬火工藝及設(shè)備、淬火質(zhì)量檢查技術(shù)條件的研究。1979年，鐵道科學(xué)研究院和中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所等合作完成大功率柴油機(jī)缸套表面的激光改性處理的研究。 1979年，北京市機(jī)電研究院研制成功千瓦級(jí)二氧化碳激光器，并于80年代初分別應(yīng)用于汽缸套和郵票印刷設(shè)備的激光熱處理。其中，清華大學(xué)、北京市機(jī)電研究院、北京郵票廠共同完成郵票廠七色機(jī)打孔器表面激光強(qiáng)化研究。 1984～1990年，北京市熱處理研究所研究成功真空熱處理、氣體滲碳微機(jī)控制技術(shù)(與北京航空航天大學(xué)合作)、稀土軟氮化、粉末冶金制品表面強(qiáng)化、煤油加甲醇小滴量法微機(jī)可控滲碳、固體滲硼、滲碳過(guò)程微機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)及跟蹤控制系統(tǒng)等熱處理新技術(shù)，并應(yīng)用于生產(chǎn)。 焊接與切割 1949年，北京已有氣焊、電弧焊及氧乙炔火焰切割等手工作業(yè)。 1963年，北京金屬結(jié)構(gòu)廠與一機(jī)部機(jī)械科學(xué)研究院合作開發(fā)出鎢極氬弧焊，并實(shí)現(xiàn)了氮?dú)獾入x子切割不銹鋼。1964年，用直流鎢極氬弧焊及焊絲合金化技術(shù)解決了核工業(yè)用傾斜式電解糟純鎳焊接。 1966年，北京金屬結(jié)構(gòu)廠開發(fā)出了使被焊球體旋轉(zhuǎn)的埋弧自動(dòng)焊。1968年，該廠開始以液化石油氣代替乙炔切割。 80年代初，清華大學(xué)發(fā)明了新型MIG焊接電弧控制法，在控制電弧技術(shù)上取得突破。 80年代初，北京城建設(shè)計(jì)院等完成液化石油氣移動(dòng)式氣壓焊軌技術(shù)的研究和應(yīng)用。 1990年，北京金屬結(jié)構(gòu)廠開始采用數(shù)控精密切割和具有光電跟蹤及數(shù)控尋蹤讀入自動(dòng)編程的大功率等離子切割技術(shù)。
附件2：外文原文
Chinese mechanical engineering technology
China is the world's first national machinery development. Chinese mechanical engineering technology not only has a long history and splendid achievements in Chinese is not only the material culture and social economic development plays an important role in the world, and to promote the progress of civilization, technology has made great contribution to Chinese traditional machine. And in a long period ahead in the world. In modern times, especially from the early 18th century, due to the nineteen forties, due to the economic and social reasons, such as the China machinery industry, stagnation, in the 100 years is western bourgeois political revolution and industrial revolution, mechanical science and technology is developing rapidly, and far more than the level of China. So, China mechanical development level and the western gap widens, sharply to the 19th century middle behind western one hundred years.
After the founding of new China, especially in the past 30 years, our country's mechanical science and technology development speed. To the mechanical product large-scale, precision, automation and discusses the trend of development. In some aspects has reached or exceeded the world advanced level. Generally speaking, currently China mechanical science and technology achievement is huge, developing fast, high level of unprecedented. In this period, China has no end of mechanical science and technology will develop to a higher level. As long as we can adopt the correct policy, with good technology development and innovation, our machinery industry and mechanical technology can revitalize, leading to the development trend of mechanical industry.
Just small ramming machinery:
In the 1960s, China mechanical very small tamp lack, many small venues ramming basically USES artificial ramming.
Early 1960s, changsha construction machinery institute and Beijing architectural engineering institute, etc., the technical innovation achievements in mass on the basis of summing up Chinese characteristic invented the breaststroke ramming machine, 1962 exceeded national science and technology. The breaststroke ramming machine structure is simple, easy to use and maintenance in 1960s, soon became the dominant products to consolidate machinery. According to not complete count breaststroke tamp cumulative yield reached more than 50,000 machine, in the economic development of our country has played an important role. Since 1970's, the breaststroke ramming machine was gradually more advanced performance of vibration shock ram and vibrating plate ram, now replaced by laying machine has rarely breaststroke, basically be eliminated.
In 1964, changsha construction machinery institute HB120 developed movable type, type of Shanghai began laying machine, engineering machine production mainly by tianjin municipal later, annual production engineering machinery dongting about 200. In the 1980s, movable type ramming machine product quality has increased greatly, have exported to southeast Asia and Africa. Since 1990s, internal-combustion type ramming machine production sales, and gradually decreased in only a few small private enterprise production.
In 1977, changsha construction machinery factory buildings and developed in liuzhou HZR250 type and the HZR70 type vibrating plate ram, these two kinds of products in 1979 and 1982 passed by the ministry of construction of the organization. Then yiwu building construction machinery factory, siping, anyang vibrators factory, tianjin municipal engineering machinery dongting and other enterprises have started producing vibrating plate ram. In 1986, changsha construction machinery research and develop a larger HZR450 type of vibrating plate ram. Since 1990s, vibrating plate ram in our country has developed very quickly, varieties of products, specifications and increase production enterprises, foreign vibrating plate ram gradually to enter the Chinese market.
In 1983, changsha construction machinery institute and the joint development of hubei vibration in the first HZR70 type vibration shock ramming, 1984, passed by the ministry of construction, organization construction technology progress in 1985 won prizes. Due to the vibration impact compaction result has good ramming, productivity, high volume and weight of small, lightweight flexible outstanding characteristics, deeply user etc, obtained a rapid promotion, and soon ZiJiang development to the factory, xinxiang municipal engineering machine tool plant and tianjin dozens of dongting production factory etc. Vibration shock ramming although than vibrating plate ram, but later development speed of development, production and use of extensive than vibrating plate ram, has become the largest in China in the ramming machinery products. Since 1990s, foreign vibrating plate ram gradually to enter the Chinese market.
Vibration shock ramming and vibrating plate ram the successful development in our country, not only for our construction department provides advanced performance of mechanical, laying have achieved good economic benefit and social benefit, and make our ramming mechanical technology into a big step forward, shorten the gap with the advanced world level, promoting the development of compaction machine.
The mechanical processing:
According to the archaeological discovery, hot-working casting in Beijing pinggu, changping and so have proved that the 16th century BC shang dynasty (bronze objects. Ming yongle (1403-1424 years), Beijing produce world-renowned Ming yongle great 3-ton bell made (46.5 tons) and tower (63 tons of great 3-ton bell made of iron clock (25) and the furnace of melting, pit TaoFan model and method of casting. In the 1950s, Beijing based on clay sand castings in manual. In 1955, Beijing first machine tool plant began using leakage mould modelling, double-sided model and iron plate type plate and standard sand box modelling. In 1965, start using plastic model. In 1980, the institute and Beijing municipal electrical factory has successfully developed line frequency coreless bathroom plug stem bottom note type electric insulation casting. In 1982, hospital and Beijing the casting machine research cupola tuyere oxygen blowing technology. 1985-1988, Beijing institute of machine of floating end face seal ring by die successful test pressure casting process.
In 1959, Beijing second metalforming machinery general factory changed (Beijing) built 2500 ton heavy-duty hydraulic press. In 1971, the factory produced 6,000 tons, which is then Beijing hydrtesting biggest metalforming equipment. 1968-1979, Beijing hoisting machine factory has 300 tons of using hydraulic press 2000 tons and create crane and large panel. In the 1980s, Beijing institute of electrical and developed a series of Beijing mould centre high-precision cutting die, the multistage close to or to import mould level, changed Beijing precision punching moulds dependence on imports.
Before 1949, Beijing has heat treatment furnace, salt dissolved by thermocouples means furnace, quenching and tempering, parts of annealing, normalizing, quenching and tempering, carburizing and etc. In 1956, Beijing first began using high-frequency quenching machine tool plant. In 1961, the Beijing second machine tool plant began using gas nitriding quenching. In 1969, the following enterprise by Beijing gage start light quenching. In 1978, the complete machine tool research institute of Beijing guide surface contact quenching process and equipment, quenching condition of quality inspection. In 1979, scientific research institute of China academy of railway and mechanical institute of high-power diesel engine cylinder collaboration of surface modification of laser. In 1979, Beijing institute of electrical carbon dioxide laser is developed, and the kilowatt in early 1980s respectively applied in cylinder and stamp printing equipments of laser treatment. Among them, tsinghua university, Beijing, Beijing institute of electrical YouPiaoChang jointly completed YouPiaoChang seven color machine DaKongQi laser surface strengthening research. From 1984 to 1990, Beijing institute of vacuum heat treatment research, gas carburizing microcomputer control technology (Beijing university of aeronautics &astronautics and cooperation), rare earth soft nitriding, powder metallurgy
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 34 頁(yè) 共 34 頁(yè)
目 錄
第1章 緒論 …………………………………………………………………………2
1.1 機(jī)器手概述………………………………………………………………………2
1.2 機(jī)器手的歷史、現(xiàn)狀……………………………………………………………4
1.3 機(jī)器手的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………………………5
第2章 玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算 ………………………6
2.1電機(jī)的選擇 ……………………………………………………………………6
2.2 一級(jí)減速器（蝸輪蝸桿減速器）………………………………………………6
2.3 二級(jí)減速器（V帶減速器）……………………………………………………16
2.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各桿應(yīng)力計(jì)算 ……………………………………………………17
2.4.1 曲柄參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………… 17
2.4.2 連桿參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………… 18
2.4.3 擺桿參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………… 19
第3章 玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………20
3.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)整體組裝結(jié)構(gòu)……………………………………………………… 20
3.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)個(gè)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………… 21
3.2.1 機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 21
3.2.2 曲柄的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 22
3.2.3 連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 23
3.2.4 擺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 24
3.2.5伸縮手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………… 26
3.2.6連接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………… 27
3.2.7總裝配三維實(shí)體圖………………………………………………………… 29
第4章 總結(jié)…………………………………………………………………………30
4.1 所完成的工作………………………………………………………………… 30
4.2 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)……………………………………………………………………… 30
4.3 誤差分析……………………………………………………………………… 30
4.4 可以繼續(xù)探索的方向………………………………………………………… 31
致 謝…………………………………………………………………………………31
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 33
第1章 緒論
1.1機(jī)器手概述
在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法；程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用，為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ)。
“工業(yè)機(jī)器人”（Industrial Robot）：多數(shù)是指程序可變（編）的獨(dú)立的自動(dòng)抓取、搬運(yùn)工件、操作工具的裝置（國(guó)內(nèi)稱作工業(yè)機(jī)器人或通用機(jī)器人）。
機(jī)器人是一種具有人體上肢的部分功能，工作程序固定的自動(dòng)化裝置。機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢(shì)，但功能較少，適應(yīng)性較差。目前我國(guó)常把具有上述特點(diǎn)的機(jī)器人稱為專用機(jī)器人，而把工業(yè)機(jī)械人稱為通用機(jī)器人。
簡(jiǎn)而言之，機(jī)器人就是用機(jī)器代替人手，把工件由某個(gè)地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工。
機(jī)器人一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機(jī)器人，也即本文所研究的對(duì)象。它是一種獨(dú)立的、不附屬于某一主機(jī)的裝置，可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。它是除具備普通機(jī)械的物理性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機(jī)（Manipulator）。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)器人來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類是專業(yè)機(jī)器人，主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上，用以解決機(jī)床上下料和工件傳送。這種機(jī)器人在國(guó)外通常被稱之為“Mechanical Hand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。
機(jī)器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型，其中關(guān)節(jié)型機(jī)器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對(duì)工作空間最大，甚至能繞過(guò)基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點(diǎn)，成為機(jī)器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些著名機(jī)器人的本體部分都采用這種機(jī)構(gòu)形式的機(jī)器人。
要機(jī)器人像人一樣拿取東西，最簡(jiǎn)單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動(dòng)機(jī)構(gòu)——執(zhí)行機(jī)構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動(dòng)作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機(jī)器人的性能。一般而言，機(jī)器人通常就是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成，如圖 1-1 所示。
圖1-1 機(jī)器人的一般組成
對(duì)于現(xiàn)代智能機(jī)器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語(yǔ)言識(shí)別裝置等。目前研究主要集中在賦予機(jī)器人“眼睛”，使它能識(shí)別物體和躲避障礙物，以及機(jī)器人的觸覺裝置。機(jī)器人的這些組成部分并不是各自獨(dú)立的，或者說(shuō)并不是簡(jiǎn)單的疊加在一起，從而構(gòu)成一個(gè)機(jī)器人的。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人所期望實(shí)現(xiàn)的功能，機(jī)器人的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關(guān)系如圖1-2 所示。
圖1-2 機(jī)器人各組成部分之間的關(guān)系
機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。有的文獻(xiàn)則把機(jī)器人分為機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī)(Manipulator)，相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。
1.2 機(jī)器手的歷史、現(xiàn)狀
機(jī)器人首先是從美國(guó)開始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)器人。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。
日本是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家。自1969年從美國(guó)引進(jìn)兩種典型機(jī)器人后，大力從事機(jī)器人的研究。
目前工業(yè)機(jī)器人大部分還屬于第一代，主要依靠人工進(jìn)行控制；控制方式則為開環(huán)式，沒有識(shí)別能力；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代機(jī)器人正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息進(jìn)行反饋，使機(jī)器人具有感覺機(jī)能。
第三代機(jī)器人（機(jī)器人）則能獨(dú)立地完成工作過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System) 和柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell) 中的重要一環(huán)。
隨著工業(yè)機(jī)器人研究制造和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，國(guó)際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍，歐美各國(guó)和其他國(guó)家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開展很多。國(guó)際工業(yè)機(jī)器人會(huì)議ISIR決定每年召開一次會(huì)議，討論和研究機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用問(wèn)題。
目前，工業(yè)機(jī)器人主要用于裝卸、搬運(yùn)、焊接、鑄鍛和熱處理等方面，無(wú)論數(shù)量、品種和性能方面還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。使用工業(yè)機(jī)器人代替人工操作的，主要是在危險(xiǎn)作業(yè)（廣義的）、多粉塵、高溫、噪聲、工作空間狹小等不適于人工作業(yè)的環(huán)境。
在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要應(yīng)用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先制訂的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但還不具備傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時(shí)，就將引起零部件甚至機(jī)器人本身的損壞。
隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，針對(duì)于上述各個(gè)領(lǐng)域的機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用和研究對(duì)系統(tǒng)本身也提出越來(lái)越多的要求。制造業(yè)要求機(jī)器人系統(tǒng)具有更大的柔性和更強(qiáng)大的編程環(huán)境，適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和多品種、小批量的生產(chǎn)過(guò)程。計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）要求機(jī)器人系統(tǒng)能和車間中的其它自動(dòng)化設(shè)備集成在一起。研究人員為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和智能水平，要求機(jī)器人系統(tǒng)具有開放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。然而，目前商品化的機(jī)器人系統(tǒng)多采用封閉結(jié)構(gòu)的專用控制器，一般采用專用計(jì)算機(jī)作為上層主控計(jì)算機(jī)，使用專用機(jī)器人語(yǔ)言作為離線編程工具，采用專用微處理器，并將控制算法固化在EPROM中，這種專用系統(tǒng)很難（或不可能）集成外部硬件和軟件。修改封閉系統(tǒng)的代價(jià)是非常昂貴的，如果不進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，多數(shù)情況下技術(shù)上是不可能的。解決這些問(wèn)題的根本辦法是研究和使用具有開放結(jié)構(gòu)的機(jī)器人系統(tǒng)。
美國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：
（1）1963-1967年為試驗(yàn)定型階段。1963-1966年， 萬(wàn)能自動(dòng)化公司制造的工業(yè)機(jī)器人供用戶做工藝試驗(yàn)。1967年，該公司生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人定型為1900型。
（2）1968-1970年為實(shí)際應(yīng)用階段。這一時(shí)期，工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)進(jìn)入應(yīng)用階段，例如，美國(guó)通用汽車公司1968年訂購(gòu)了68臺(tái)工業(yè)機(jī)器人；1969年該公司又自行研制出SAM新工業(yè)機(jī)器人，并用21組成電焊小汽車車身的焊接自動(dòng)線；又如，美國(guó)克萊斯勒汽車公司32條沖壓自動(dòng)線上的448臺(tái)沖床都用工業(yè)機(jī)器人傳遞工件。
（3）1970年至今一直處于推廣應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展階段。1970-1972年，工業(yè)機(jī)器人處于技術(shù)發(fā)展階段。1970年4月美國(guó)在伊利斯工學(xué)院研究所召開了第一屆全國(guó)工業(yè)機(jī)器人會(huì)議。據(jù)當(dāng)時(shí)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)大約200臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，工作時(shí)間共達(dá)60萬(wàn)小時(shí)以上，與此同時(shí)，出現(xiàn)了所謂了高級(jí)機(jī)器人，例如：森德斯蘭德公司（Sundstrand）發(fā)明了用小型計(jì)算機(jī)控制50臺(tái)機(jī)器人的系統(tǒng)。又如，萬(wàn)能自動(dòng)公司制成了由25臺(tái)機(jī)器人組成的汽車車輪生產(chǎn)自動(dòng)線。麻省理工學(xué)院研制了具有有“手眼”系統(tǒng)的高識(shí)別能力微型機(jī)器人。
“Versatran”和“Unimate”型機(jī)器人為藍(lán)本開始進(jìn)行研制的。就日本來(lái)說(shuō)，1967年，日本豐田織機(jī)公司 引進(jìn)美國(guó)的“Versatran”,川崎重工公司引進(jìn)“Unimate”，并獲得迅速發(fā)展。通過(guò)引進(jìn)技術(shù)、仿制、改造創(chuàng)新。很快研制出國(guó)產(chǎn)化機(jī)器人，技術(shù)水平很快趕上美國(guó)并超過(guò)其他國(guó)家。經(jīng)過(guò)大約10年的實(shí)用化時(shí)期以后，從1980年開始進(jìn)入廣泛的普及時(shí)代。
我國(guó)雖然開始研制工業(yè)機(jī)器人僅比日本晚5-6年，但是由于種種原因，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展比較慢。目前我國(guó)已開始有計(jì)劃地從國(guó)外引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，通過(guò)引進(jìn)、仿制、改造、創(chuàng)新，工業(yè)機(jī)器人將會(huì)獲得快速的發(fā)展。
1.3機(jī)器手的發(fā)展趨勢(shì)
隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的提高，機(jī)器人設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力進(jìn)一步得到加強(qiáng)，尤其當(dāng)機(jī)器人的生產(chǎn)與柔性化制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而改變目前機(jī)械制造的人工操作狀態(tài)，提高了生產(chǎn)效率。
就目前來(lái)看，總的來(lái)說(shuō)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：
提高運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)精度，減少重量和占用空間，加速機(jī)器人功能部件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，將機(jī)器人的各個(gè)機(jī)械模塊、控制模塊、檢測(cè)模塊組成結(jié)構(gòu)不同的機(jī)器人；
開發(fā)各種新型結(jié)構(gòu)用于不同類型的場(chǎng)合，如開發(fā)微動(dòng)機(jī)構(gòu)用以保證精度；開發(fā)多關(guān)節(jié)多自由度的手臂和手指；開發(fā)各類行走機(jī)器人，以適應(yīng)不同的場(chǎng)合；
研制各類傳感器及檢測(cè)元器件，如，觸覺、視覺、聽覺、味覺、和測(cè)距傳感器等，用傳感器獲得工作對(duì)象周圍的外界環(huán)境信息、位置信息、狀態(tài)信息以完成模式識(shí)別、狀態(tài)檢測(cè)。并采用專家系統(tǒng)進(jìn)行問(wèn)題求解、動(dòng)作規(guī)劃，同時(shí)，越來(lái)越多的系統(tǒng)采用微機(jī)進(jìn)行控制。
第2章 玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算
2.1電機(jī)的選擇
蝸桿的傳動(dòng)比，蝸桿為下置式：
故電動(dòng)機(jī)可取轉(zhuǎn)速范圍為，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750r/min，所以選型號(hào)Y160L-8，滿載轉(zhuǎn)速為720r/min。其主要技術(shù)參數(shù)見下表 2-1。
表 1 Y160L-8的技術(shù)參數(shù)
型號(hào)
功率（kW）
轉(zhuǎn)速
（）
效率
（％）
功率因數(shù)
）
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
堵轉(zhuǎn)電流
最大轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
額定電流
額定轉(zhuǎn)矩
Y160L-8
7.5
720
86
0.75
2.0
5.5
2.0
2.2一級(jí)減速器（蝸輪蝸桿減速器）
總傳動(dòng)比:
蝸桿采用45鋼，表面硬度45HRC以上，蝸輪材料采用ZCuSn1091，砂型鑄造。
⑴ 許用接觸應(yīng)力
式中，t－工作壽命，h，取180000
根據(jù)N由簡(jiǎn)明機(jī)械手冊(cè)圖6-5-56查得 =1.1.許用接觸應(yīng)力=··=220×0.87×1.1=210.54MPA
由圖6-5-55查得=0.87
⑵ 計(jì)算蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩 T2
⑶ 計(jì)算渦輪蝸桿的中心距a
使用系數(shù):查表6-6-51得
彈性系數(shù)：根據(jù)蝸輪副材料查表6-6-55得，
壽命系數(shù)：
接觸系數(shù)：由曲線圖表6-6-67得：
接觸疲勞極限：由表6-5-67得：
解除疲勞安全系數(shù)
中心距：
取a＝220mm
⑷ 蝸桿尺寸
蝸桿頭數(shù)：
蝸輪齒數(shù)：
模數(shù)：
，取m＝5
分度圓直徑：
查表 五 取標(biāo)準(zhǔn)值
表 2 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的m和d1搭配值
m(mm)
d1(mm)
m(mm)
d1(mm)
m(mm)
d1(mm)
m(mm)
d1(mm)
1
18
2.5
(22.4)
4
40
6.3
(80)
1.25
20
28
(50)
112
22.4
（35.5）
71
8
（63）
1.6
20
45
5
(40)
80
28
3.15
（28）
50
(100)
2
(18)
35.5
(63)
140
22.4
（45）
90
10
(71)
(28)
56
6.3
(50)
90
35.5
4
（31.5）
63
(112)
齒頂圓直徑：
齒根圓直徑：
蝸桿齒寬：
蝸桿模數(shù)增長(zhǎng)20mm所以b1=119mm
蝸桿導(dǎo)程角：
，
⑸ 蝸輪尺寸
分度圓直徑：
齒頂圓直徑：
齒根圓直徑：
外圓直徑：
蝸輪齒寬：
蝸桿圓周速度：
相對(duì)滑動(dòng)速度：
當(dāng)量摩擦系數(shù)：由表6-5-67查得
螺距：
圖 2-1 渦輪事實(shí)物圖
2.2.1 蝸輪減速器的校核
2.2.1.1 蝸桿的強(qiáng)度校核
⑴ 接觸應(yīng)力強(qiáng)度
最大接觸應(yīng)力：
故所以合格
蝸桿軸擾度驗(yàn)算：
軸慣性矩
允許蝸桿擾度
蝸桿軸擾度
故渦輪軸撓度合格
蝸桿軸聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩
選取LT6彈性套柱銷聯(lián)軸器,d軸孔＝40mm，L1＝84mm，L=112mm
鍵
蝸桿軸的校核：
圖 七 蝸桿軸的彎扭矩圖
蝸桿上的轉(zhuǎn)矩
作用在蝸桿和蝸輪上的力
圓周力：
軸向力：
徑向力：
垂直面上的支承反力：
水平面的支承反力：
繪垂直面的彎矩圖：
繪水平面的彎矩圖：
求合成彎矩：
該軸所受扭矩為：
按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
2.2.1.2 蝸輪軸的強(qiáng)度校
蝸輪軸的校核：
圖 2-4 蝸輪軸的彎扭矩圖
垂直面上的支承反力：
水平面的支承反力：
繪垂直面的彎矩圖：
繪水平面的彎矩圖：
求合成彎矩：
該軸所受扭矩為
按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：
故，渦輪軸的強(qiáng)度滿足條件
2.2.2 渦輪軸健的校核
選取LT6彈性套柱銷聯(lián)軸器,d軸孔＝40mm，L1＝86mm，L=114mm
鍵
蝸桿軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩
選取LX6型彈性柱銷聯(lián)軸器，
蝸桿軸上零件的周向定位：
蝸輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為70mm，蝸輪與軸的配合
半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合，軸承與軸的周向定位是過(guò)渡配合保證的，選軸的直徑公差為s6。
查表 六 得=120MPa
表 3 健連接的許用壓力
許用擠壓應(yīng)力許用壓力
連接工作方式
健、軸的材料
載荷性質(zhì)
靜載荷
輕微沖擊
沖擊
靜連接
鋼
120～150
100～120
60～90
鑄鐵
70～80
50～60
30～45
動(dòng)連接
鋼
50
40
30
2.3二級(jí)減速器（V帶減速器）
2.3.1 大輪與小輪直徑的確定
選定的電機(jī)的轉(zhuǎn)速為720轉(zhuǎn)/分，一級(jí)減速器的傳動(dòng)比為36，為達(dá)到試驗(yàn)機(jī)的曲柄轉(zhuǎn)速為4轉(zhuǎn)/分。故二級(jí)減速器選擇傳動(dòng)比為5的帶傳動(dòng)減速器。
i =D1D2
帶型 小帶輪基準(zhǔn)直徑 小帶輪在720（r/min）的轉(zhuǎn)速
Z型 50（mm） 0.09
故選大輪直徑為250mm
2.3.2 中心距的計(jì)算
對(duì)于V帶傳動(dòng)，中心距a一般可初取a0，為
0.7D1+D2
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