精密机械结构

精密机械结构（精选12篇）

精密机械结构 篇1

0 引言

随着我国经济的迅速发展, 人们的生活水平不断提高, 我国的城市化程度也不断上升, 而经济和社会的迅速发展使得土地资源越来越紧缺。在这种情况下, 我国各地的高层建筑层出不穷, 而除此之外, 商场、办公楼、医院、学校和居民住宅等建筑的楼层也逐渐提高。这使得电梯的使用成为了必然[1]。而只有电梯的正常运行才能保证人们日常生活的水平和质量。因此, 探讨电梯的机械装置与结构就十分的必要, 而这也将会为整个电梯系统的运行以及节能优化提供依据。

1 电梯

在我们的日常生活中, 电梯的使用随处可见, 不管是商场的扶梯, 住宅楼的电梯还是地铁站的扶梯, 都属于本文所说的电梯。为对电梯进行深入的了解, 本文首先介绍电梯的基本概念和分类。

1.1 电梯的基本概念

由于电梯在我们的生活中随处可见, 不同的人会对电梯有不同的理解, 根据电梯的用途和特性理解, 电梯的概念有广义和狭义的两种。狭义的来说, 电梯是指建筑内在不同楼层之间, 有动力驱动的运送人员或货物的机械装置[2]。

但是从广义的方面进行理解, 电梯是由动力驱动的沿固定轨道运行的, 在两个位置之间能够运送货物, 人员等的装置。狭义的电梯概念不包括扶梯和电动人行道。而广义的电梯则包含了所有具有上述功能的机械装置。举例来说, 广义的电梯还应包括缆车和传送带, 而这两种装置显然不属于我们传统意义上理解的电梯。

1.2 电梯的分类

由于广义概念上的电梯种类繁多, 为便于理解, 我们需要对其进行分类。按照电梯的运行速度可将其分为4个层次, 分别是超高速, 高速, 快速和低俗。低俗指的是运行速度在1m/s以下的电梯, 这种电梯的速度较慢, 但是载重可以相应的增加, 因而一般用于载货电梯;快速电梯的速度在1—2m/s之间, 这种电梯的速度一般, 因而一般用于层数较少的建筑中, 且大多是载客用途;高速电梯的速度范围是2—4m/s, 这种电梯速度较快, 用于一般地高层建筑, 如商场和办公楼里。最后, 超高速电梯的速度在4m/s以上, 常用于高层建筑指定楼层的载客梯, 例如, 楼层数较多的办公大楼里将整个大楼的楼层划分成几组, 规定每组使用一个或几个电梯, 这就使得电梯的运行和使用更为高效, 为人们提供更快捷的服务。

除了电梯速度, 还可以根据电梯的用途进行分类。常用的几种分类有, 载客电梯, 观光梯, 载货梯, 医用电梯还有施工电梯等等。

2 电梯的组成系统

电梯是一个高度自动化和集成化的机械装置, 而电梯结构有时有几个系统组成, 只有这几个系统之间能够相互配合, 电梯系统才能够正常运行。下文将主要介绍轿厢式电梯结构的组成系统[3]。

2.1 门系统

电梯的门系统的主要功能就是把轿厢内空间和外界隔开, 并保证电梯的乘坐人员和施工维修人员的安全。为保证这一目标, 必须要确保在电梯的运行过程中, 电梯的各道门是关闭的状态, 并且当电梯门打开时, 必须确保内层们先开, 外层们后开, 而且还需要注意的是电梯的轿厢如果不在某一楼层, 或者是电梯的轿厢位置没有和外部楼层对准, 那么这层的外门绝对不能打开, 以免发生坠亡或夹断人员的伤亡事故的发生。

此外, 门系统还要安装有感应装置, 当有遮挡是电梯门不能关闭, 防止发生意外。

2.2 曳引系统

曳引系统是指在电梯井内牵引轿厢来回运动到达指定楼层的系统, 包括了导向部分, 限速部分, 动力部分和钢索。其中, 动力部分是有牵引电机提供动力, 经过导向轮或牵引轮等由钢索拉动并牵引轿厢在电梯井内上下运动。曳引系统是整个电梯结构的动力部分。

2.3 轿厢系统

轿厢是电梯运行中人员和货物所在的位置, 它受曳引系统的拉动进行运动。轿厢内部结构可分为厢顶, 箱体和厢底。厢顶要安装有照明装置, 通风空调装置等。而厢底要安装有重量感应装置, 一旦超重, 要有警报声, 防止因超重在电梯运行过程中发生意外。厢体除了要有楼层选择装置还要有求救装置, 一旦电梯发生意外, 有人员被困, 可以通过求救装置对外求救。此外, 电梯轿厢的厢体的强度还要达到要求, 并且在运行过程中要保证水平。

2.4 导向系统

导向系统要保证轿厢在电梯井内能够正确按照预定路线平稳运行, 减少厢体的震动。并且当电梯运行发生意外时, 还要能够把轿厢及时卡死, 避免轿厢突然坠落发生危险, 保证乘客安全。

2.5 重量平衡系统

重量平衡装置的作用是在电梯运行过程中对电梯以及乘客或者货物的重量进行平衡, 保证电梯的平稳运行。配重系统的重量要和电梯的最大负重匹配, 达到最优化的效果。而且当楼层太高时, 由于钢索的自身重量的存在, 还需要有补偿重量进行重量的补偿。

电梯结构的各个系统不仅要能够保证自身的正常运行, 他们之间还要相互配合, 进行最优化的组合, 达到最优化效应。

3 电梯的机械装置

电梯作为经常运送人员的机械装置, 人员的安全性必须保证, 为达到这一目的, 除了以上的系统, 还需要有辅助的机械装置。

为了避免电梯运行过程中发生突然坠落等安全事故, 电梯必须要安装限速减速装置以及卡钳。当电梯的速度太大, 超过一定数值时, 限速减速装置就要发挥作用, 此时卡钳要把厢体固定在钢索轨道上。当安全警报解除时, 这些装置的作用才会接触。当所有的装置已经没用时, 缓冲装置就要发挥最后一道保护, 尽量耗散掉坠落过程中的能量, 减少坠落或者冲顶中的伤亡率。

4 总结

根据本文以上的探讨与研究, 我们可以看出电梯的机械结构虽然在外行人看来并不复杂, 但是电梯的实际应用中使用的自动化技术都比较先进, 其机电化的程度很高, 对控制水平的要求较高。虽然电梯在我国的使用已有多年, 但是电梯运行发生意外造成人员伤亡的事故时有发生, 而且在日常生活中电梯的故障也经常发生, 给我们的日常工作和生活带来了不便。因此, 我们要对这些问题采取相应的应对措施, 不断改善和优化电梯的机械装置和结构, 保证电梯的安全运行和可靠性, 在保证乘客的人身生命财产安全的基础上, 为人们的生活提供便利。

摘要：随着我国经济的迅速发展, 我国的城市化步伐不断加快, 高层建筑的建造越来越常见。而除此之外, 由于土地资源的紧张, 无论是办公建筑, 商业建筑还是居民住宅的层数都越来越高, 因此电梯的使用也就越来越显得重要。在这种情况下, 对电梯的了解也就越来越重要。本文将简要介绍电梯的基本概念与分类, 电梯结构中的各组成系统, 以及其机械装置与结构, 这将为电梯系统的研究与优化提供依据。

关键词：电梯,机械装置,结构

参考文献

[1]段九君.浅谈电梯的机械结构及相关问题[J].科技创新与应用.2014 (33) .

[2]霍汝东.浅议电梯的机械装置及机械结构[J].装备制造技术.2010 (07) .

[3]沈强.电梯的机械结构及其相关问题分析[J].科技创新与应用.2013 (23) .

精密机械结构 篇2

铸造加工属于成型加工，通常是将熔化了的金属液体注入沙箱的型腔内，待金属液体冷却凝固后，去除 型沙，即获得铸件，为了保证零件质量，便于加工制造，需对铸件的一些工艺结构提出要求 (1) 起模斜度为了便于将模样从砂型中取出(起模)，型腔应有适当的斜度，因此铸件表面沿拔模或脱模方向有一斜度(一般不大于3°)。当这种斜度无特殊要求时，图上可以不表示，如图1(a)所示;但需注明斜度时，则必须画出斜度并加以标注，如图1(b)所示。

图1 铸造工艺结构

(2) 铸造圆角

为了避免浇注时铁水将砂型转角处冲毁，或在铸件转角处产生裂纹，零件上相邻表面的相交处均应 以圆角过渡，如图2(b)所示。铸造圆交的半径大小一般为3～5mm，可在图纸的右上角集中标注“未注圆 角R3～5”

图2 铸造圆角

(3) 铸件壁厚

铸件的壁厚若相差过大，浇铸后凝固过程中易造成缩孔、变形和裂纹，如图2和图2(a)所示，

因此 ，铸件的壁厚应基本均匀，如图2(b)所示;或逐渐地过渡，如图2(c)所示 (4) 凸台和凹坑

装配时为了使螺栓、螺母、垫圈等紧固件或其它零件与相邻铸件表面接触良好，并减少加工面积， 或为了使钻孔时钻头不致偏斜或折断，常在铸件上制出凸台，凹坑或锪平等结构，如图5所示。

图3 凸台和凹坑

(5) 凹槽

为了减少加工面积，又能获得良好的接触表面，常将箱座类铸件的底面做成凹槽，如图4所示。

图4 凹槽

(6) 肋

为了增强铸件的强度和刚性，铸件上常带有一薄板，称之为肋，如图5所示。

图5 肋

(7)过渡线

精密机械结构 篇3

关键词：数控机床；上下料机械手；机械结构设计

随着科技的发展，社会对于生产活动的生产效率和生产过程的安全性都提出了更高的要求。机械手在数控机床上的有效应用，不仅大大的提高了生产效率和生产活动的安全性，同时还形成了一条完全自动化和无人化的生产线。对于机械手的结构设计的研究和应用一直以来也是人们关注的重点。

一、数控机床机械手发展现状

在我国，人们越来越重视对于新技术的研究和开发，对于数控机床机械手的机械结构设计的研究力度也在不断的加大。现阶段我国的数控机床机械手的发展现状大致可以总结为以下四点：

第一，现阶段我国的机械架构正在向模块化和可重构化发展；第二，作为机械手体系发展的一个主要方向，PC机的开放型控制器的研发也在不断研究和革新中，其发展也将使数控机床的机械手得到进一步完善，不断的向网络化和标准化发展，并强化器件集成度，使架构设计更为精巧，模块化架构也得以很好的应用，这些进展也将使数控机床的机械手体系的安全性和可靠性得到大幅度的提升，也会使机械手的维修和防护变得更为的便捷易操作；第三，是对机械手的传感器进行了完善和更新，传感器对于机械手整个体系而言十分的重要，当下，除了运用传统的速度传感器、位置传感器，先进的视觉传感器、听觉传感器、触觉传感器也被引进机械手整个体系当中，使机械手的智能化程度越来越高；第四，是机械手装配、焊接方面的发展，模块化、系统化和标准化是其发展和推进的方向。

二、机械手的结构设计

工业机械手的结构形式主要有4种：直角坐标结构、圆柱坐标结构、球坐标结构和关节型结构。

圆柱坐标机械手需要依靠1个回转运动及2个直线运动来实现它的空间运动，圆柱状的工作空间是其主要的特点。相对而言，这种机械手构造简单、精确度较高，经常被用来做搬运之用。图1为机械手模拟工作布局图，该机械手可以根据实际操作的需要进行3种不同的运动，其中手臂的伸缩和立柱升降为直线运动，另一个为手臂的回转运动，因此其自由度数目为3。综合考虑，为满足数控机床的设计要求，我们选择圆柱坐标式机械手，原因在于圆柱坐标机械手结构简单，精确度较高，且工作范围相对较大。

三、机械手各部件的设计

（一）机械手手爪结构设计

手爪是用来进行操作及作业的装置，其种类很多，根据操作及作业方式的不同，分为搬运用、加工用、测量用手爪等。机械手手爪是根据机械手作业要求来设计的，在满足作业要求的前提下，机械手手爪还要具有体积小、重量轻、结构紧凑、通用性强等特点，同时要便于安装和维修，易于实现计算机控制。结合具体的工作情况，本设计采用连杆杠杆式手爪。连杆杠杆式手爪在活塞的推力作用下，连杆和杠杆使手爪产生夹紧（放松）运动。由于杠杆的力放大作用，这种手爪有可能产生较大的夹紧力，其通常与弹簧联合使用。手爪的具体结构形式如图1所示。

图1 机械手末端执行手爪结构图

（二）机械手手腕结构设计

机械手手腕是机械手操作机的最末端，与手爪相连接，它与机械手手臂配合，使手爪作空间运动，完成所需要的作业动作。因此要求手腕设计应尽量小巧轻盈，结构紧凑。一根据作业需要，设计机械手手腕的自由度。一般情况下，自由度数目愈多，腕部的灵活性愈高，对作业的适应能力也愈强。但自由度的增加，必然会使腕部结构更复杂，控制更困难，成本也会相应增加。因此，手腕的自由度数应根据实际作业要求来确定。为保证工作时力的傳递和运动的连贯，腕部结构要有足够的强度和刚度。要设有可靠的传动间隙调整机构，以减小空回间隙，提高传动精度。手腕各关节轴转动要有限位开关，并设置硬限位，以防止超限造成机械损坏。通过对数控机床上下料作业的具体分析，考虑数控机床加工的具体形式及对机械手上下料作业的具体要求，在满足系统工艺要求的前提下提高安全性和可靠性，为使机械手的结构尽量简单，降低控制难度，本设计手腕不增加自由度，实践证明这是完全能满足作业要求的，3个自由度来实现机床的上下料完全足够。具体的手腕（手臂、手爪连接梁）结构如图2所示。

图2：手腕（手臂、手爪连接梁）结构

（三）机械手手臂结构设计

机械手手臂在工作时要承受一定的载荷，且其运动本身具有一定的速度，其工作空间的形状和大小与机械手手臂的长度、手臂关节的转动范围有密切的关系，因此手臂尺寸设计应满足其工作空间要求。同时，为了提高机械手的运动速度与控制精度，应在保证机械手手臂有足够强度和刚度的条件下，尽可能在结构上、材料上设法减轻手臂的重量；为提高机械手手臂运动的响应速度、减小电机负载，机械手手臂相对其关节回转轴应尽可能在重量上平衡；还要尽可能使机械手手臂各关节轴相互平行，相互垂直的轴则要尽可能相交于一点，这样可以使机械手运动学正逆运算简化，有利于机械手的控制。由于机械手手臂运动为直线运动，且考虑到搬运工件重量、机械手动态性能及运动的稳定性、安全性和较高的刚度要求，因此选择液压驱动方式。液压驱动方式是利用液压系统进行控制，传动刚度大！可实现连续位置控制。其通过液压缸直接驱动，液压缸既是驱动元件，又是执行运动件，因此不用再额外设计执行件。液压缸可实现直线运动，控制简单，易于实现计算机的控制。因控制和具体工作的要求，机械手手臂的结构不能太大，若仅仅通过增大液压缸的直径来提高刚度，是不能满足系统刚度要求的。所以，在设计时另外增设了导杆机构，小臂增设了2个导杆，与活塞杆一起构成等边三角形的截面形式，尽量提高其刚度；大臂增设了4个导杆，呈正四边形布置，为减小质量，各个导杆均采用空心结构。增设导杆能显著提高机械手的运动刚度和稳定性，较好地解决了结构稳定性的问题。

（四）机械手手臂的平衡机构设计

关节机械手手臂一般都需要平衡装置，以减小驱动器的负荷，缩短启动时间。弹簧平衡机构简单、造价低、工作可靠、平衡效果好、易维修，应用广泛。本机械手采用圆柱坐标式结构，而且在手臂的结构设计以及整个机械手的设计和布局中都重点考虑了机械手手臂的平衡问题，通过合理布局，优化设计结构，使得手臂本身尽可能达到平衡。若实际工作中平衡结果不满意，则设置弹簧平衡机构进行平衡。

结束语

保作为机械手的重要组成部分，机械手的机械结构的设计对于机械手的工作性能、用途和经济性都有不同程度的影响。因此必须重视机械手的机械结构的设计工作，并进行深入的研究，确保能够更为科学合理的对机械手进行结构设计。

参考文献：

[1] 吕鹏飞.浅议数控机床上下料机械手的机械结构设计[J].机电信息，2013.

机械密封结构设计研究 篇4

机械密封是根据设备输送的物料性质, 压力, 粘度, 温度和设备的转速来设计的, 高温, 有毒物质可设计双端面机械密封。机械密封系统最常用的材料为不锈钢、无氧铜与铝材质, 使用不锈钢法兰配上无氧铜垫圈来作为接合密封方法, 是最简单且可靠的方式。通常先加热烘烤机械密封系统至约200°C, 维持4小时以上, 加热烘烤时, 使用粗抽帮助与涡轮分子帮助抽气, 降温后改以离子帮助抽气, 可达10-10Torr.的机械密封气压值。但在使用有铝合金法兰或非圆形法兰的场合时, 就要特别注意小心相关锁紧扭力与安装步骤, 否则易有漏气现象。使用铝合金法兰在降温时, 因铝的热膨胀系数大且散热快, 此时最易导致漏气现象。而非圆形法兰最常使用于大型的矩形开口机械密封系统, 由于矩形开口面积大, 真空力大, 法兰面易有变形产生, 且不像圆形法兰的加工纹路沿圆周方向, 大型的矩形开口比较容易有漏路径产生, 造成漏气现象。本文主要介绍应用于机械密封系统体常用的密封方式, 特别是有铝法兰或大型矩形开口机械密封系统的情形下, 目前比较实用的密封方法。

1 机械密封的结构设计的类型

1.1 不锈钢机械设备腔体

就不锈钢机械设备腔体而言, 使用ConFlat型式的不锈钢法兰是最常用的密封方式, 通常称呼CF法兰。两个不锈钢CF法兰配上中间使用OFHC平垫片, 烘烤温度通常加热至200°C左右, 持续加温几小时, 从4小时到72小时均有人使用, 这和腔体干净度与需求的最后真空度有关, 如无特别需求, 可最高温持续8小时。另一种判断方式是最高温持续4小时以上, 此时再根据真空气压是否已经持续下降1小时以上, 且均在10-6Torr.以下, 通常能达到机械密封状态。

由于一般表面的摩擦系数约0.1~0.2, 可见在同样的锁紧扭力下, 螺丝所承受的张力有两倍的差异。较准确的锁紧方式是CF法兰刀口压入OFHC平垫片的深度, 但实务上较不实际, 使用锁紧扭力以上即可实现上述要求。虽然比某些厂商提供的锁紧扭力小, 但仍可满足密封的需求, 螺丝的应力也大约维持在降伏强度范围, 当然上述所提的计算的摩擦系数是指螺丝有加上垫片的情况。另外, 螺丝锁紧的顺序也会影响密封品质, 约需3次以上渐进增加扭力至所需扭力值, 且须对称锁螺丝, CF厂商型录均有说明, 不在此赘述。常用SUSCF法兰/OFHC平垫片/SUSCF法兰的组合, 可重复烘烤至250°C不会有漏气。

1.2 铝合金机械设备腔体

铝合金机械设备腔体使用铝CF法兰对接时, 因为铝材较软, 铝刀口部分须镀一层碳化钛 (TiC) 或氮化铬 (CrN) 等, 以加强硬度, 并使用软质的铝垫片, 螺丝也必须以例Al2XXX系列高强度材质的铝螺丝, 锁紧扭力较不锈钢螺丝锁紧力低。烘烤150°C降温至接近室温时需再锁紧, 否则易漏气, 可降温至约50°C时, 此时建议扭力再锁紧一次螺丝。由于目前制造厂商太少, 取得较不易, 不建议此种方式。, 由于Bi-Metal法兰方式是由铝与不锈钢爆接而成, 因此即可根据前述不锈钢CF法兰的使用方式来实现密封。

2 机械密封结构设计的方式

2.1 铝法兰与不锈钢法兰的密封方式

铝合金机械设备腔体有时受到限制, 无法使用Bi-Metal法兰方式, 此时可考虑铝法兰与不锈钢法兰接合的密封方式, 垫片可使用Helicoflex或Diamonds hapegasket。然而, Helicoflex价格较高, 使用Helicoflex除表面加工要Ra 0.4~0.8μm的粗糙度外, 平坦度 (flatness) 最好也要1/1000以下, 也不可有径向刮纹, 虽可重复使用, 但法兰面若未处理好, 比较难密封。使用Diamonds hapegasket, 刀尖采用90度角, 相关接触面的表面粗糙度Ra 0.4~0.8μm, 价格经济且可靠性良好。Al2xxxx系列法兰、Diamonds hape铝6xxxx系列垫片与SUS法兰的组合, 相对硬度包括HB130、HB55、HB150, 可重复烘烤150°C不会有漏气。Al6xxxx系列法兰、Diamondshape铝1050垫片与SUS法兰的组合, 相对硬度包括HB95、HB32、HB150, 需烘烤150°C降温至接近室温时需再锁紧, 否则易漏气, 如烘烤至200°C。需注意的是, 烘烤过程中会出现铝垫片易有黏在法兰上现象, 这是由于铝1050-H14垫片太软, 但如使用较硬的铝垫片时, 也有可能伤到铝法兰表面。

2.2 大型矩形开口机械设备的密封方式

大型矩形开口机械密封系统虽可使用Helicoflex等前面所提到的方式, 但因非圆形, 转角处加工技术要求较高, 且加工开口大, 受真空力时, 法兰面易有变形产生, 容易产生漏气现象。目前最经济简单的方式是采用Wire的方式, 采用四条纯铝线, 在四个角落处, 铝线交叉重叠即可。

使用这种纯铝Wire的步骤为:法兰接合表面粗糙度Ra 0.4~0.8μm;腔体长边先拉紧固定Wire;腔体短边再拉紧固定Wire;盖上法兰时, 注意wire很轻、软, 位置不可偏离密合面;用手稍微锁紧螺丝;从10Nm扭力开始锁螺丝, 每锁完一轮螺丝后, 增加5Nm扭力继续锁下一轮;前两轮采用锁圆形法兰的对称锁方式;第三轮起, 先顺时针顺序锁螺丝, 再逆时针顺序锁螺丝, 依此类推, 最终达到50Nm扭力, 不可超过55Nm扭力;检查四个角落的法兰间隙, 如和中间的法兰间隙差太多;先测漏, 如角落有漏气现象, 可再锁四个角落的那一个螺丝, 边锁紧边测漏。

3 结束语

法兰的密封接触表面, 其表面粗糙度以Ra 0.4~0.8μm为佳, 但有些铝CF法兰厂商加工至Ra 0.2μm以下, 甚至Ra 0.02μm, 加工痕迹需沿垫片圆周方向。Al/SUS法兰或SUS/SUS法兰对接, 只要有一侧是铝法兰, 密封垫片就要使用铝垫片, 但只要有一侧是不锈钢法兰, 螺丝就必须使用不锈钢螺丝。只要有使用铝材的密封组合, 烘烤的高温以150°C为准, 降温至接近室温时, 最好再检查锁紧一次。法兰尽量使用不锈钢材质, 铝合金机械密封系统体最好也搭配使用Bi-MetalAl/SUS法兰使用。

螺丝的锁紧扭力是以所使用的垫片材质来决定, 因摩擦系数影响法兰密合力道很大, 一般均需用螺丝垫片以避免锁紧扭力差距太大, 且不能光以扭力扳手施予建议的扭力即保证密封力道正确, 有时还是要辅以垫片压缩的情形来判定。铝螺丝只使用于铝法兰对铝法兰的情形下, 可使用高强度铝合金Al2024-T4制造铝螺丝, 特别是表面要再电镀处理, 以减少摩擦力。Diamonds hape铝垫片是经济与可靠的应用方式, 特别使用于铝合金机械密封系统无法用特别处理的铝法兰或Bi-Metal法兰的情况。铝Wire则是目前经济、简单与可靠的密封大型机械设备密封系统的采用方式。

摘要：机械密封结构的设计对于机械设备的安全运行具有十分重要的作用, 文章首先对机械密封结构设计的相关理念进行了概述, 进而探讨了机械密封结构设计的类型与方式。

关键词：机械,密封,结构设计,要项,方式

参考文献

[1]蒋伟华.基于O形橡胶圈密封的高压容器设计和研究[D].浙江大学, 2006.

[2]王保森.基于ANSYS的油封唇口接触压力的有限元分析[D].北京化工大学, 2006.

[3]谭晶, 杨卫民, 丁玉梅, 杨维章, 鲁选才, 唐斌.O形橡胶密封圈密封性能的有限元分析[J].润滑与密封, 2006 (9) .

精密机械结构 篇5

课程考核是教学评价的重要手段，在整个教学活动中起着非常重要的作用：检测学生对基本知识掌握程度；督促学生学习，引导学生重视知识的积累；及时发现教学中的问题，找出原因并及时进行教学理念和方式的改进，进一步提高课堂的教学质量。从目前看，部分高职院校的机械结构分析与设计课程都会在教学内容及教学方法等方面进行改革，但仍沿用传统的课程考核方式。考核形式单一，题目类型主要是客观题（填空、选择、判断、计算题与简答题），方式主要是笔试，实践能力和创新能力考核涉及很少。成绩评定一般平时成绩占30％，期末成绩占70％。平时以出勤和提问为主，期末考试仅凭一张试卷。

这样的考试有其局限性，主要表现为：

第一，期末考试的时间和内容十分有限，无法全面概括学到的所有知识，进而也就无法对学生的学习情况进行一次全面的检测，存在片面性。

第二，由于平时成绩在总成绩中所占的比重过小，导致学生对平时成绩不重视，主要表现为逃课和不认真上课。

第三，期末考试成绩在总成绩中所占的比重过大，导致学生上课不认真，考前做突击，这样不仅无法提高教学质量，还容易助长学生侥幸和投机的心理，无法实现学校培养高素质学生的目标，偏离了课程考试本来目的。因此，学校应根据原有考试中存在的问题，结合实际情况进行改革，注重学生学习成效的考核，减少期末考试成绩在总成绩中所占的比重，并通过项目的完成增加学生实践动手能力及职业素质养成等方面的考核，使学生转变对考试的认识，尽量做到从应试教育到能力教育的转变。

二、改革课程考核内容

机械结构分析与设计课程以职业能力培养和职业素养养成为总体目标，在培养学生较强工程意识及创新能力的同时，强化先修课程，培养学生从无限的知识系统中汲取和提炼所需知识的能力。通过本课程学习，使学生可以从整体上了解机械的传动原理，认识机械系统的结构组成，能识别各个机械的零部件及其作用，并且会分析各种传动机构的特点以及其适用场合。培养学生的创新能力以及设计一般复杂程度的机械传动结构的能力。通过小组协作完成项目任务等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。基于机械结构分析与设计课程的教学目标，课程教学评价采用了终结性评价和过程性评价相结合的方式。终结性评价用于考查学生对基本知识的掌握情况，可以通过笔试、口试等方式进行考核。

为着重考核学生综合运用知识分析问题、解决问题的能力，进一步强化学生的语言表达能力，培养学生良好的心理素质，通过改革考试方式，逐步推动教学手段与方法的变革、教学内容的创新，不断提高学校的教学水平和教学质量，除了笔试之外，增设了课程口试环节。过程性评价主要用于在项目实施的过程中，从学生参与项目教学的态度、在项目教学活动中所获得的体验、学习及工作方法与技能的掌握情况等方面来进行考查评价。考核权重设计为总评成绩100分，平时成绩占20％，项目成绩占40％，期末考核成绩占30％，口试成绩占10％。改革后的考核方式突出课程教学过程性考核，由多种考核方式构成，时间与空间按需设定的多次考核综合评定成绩的课程考试模式。

三、具体实施

机械结构分析与设计课程开设的时间跨度为两个学期。课程教学项目的设计以生产和生活中的典型机械的分析与设计为载体，内容包括3个教学项目：机械中的常用机构分析；机械系统结构分析及拆装；机械传动装置及零部件设计。

考核从三方面进行：

一是理论知识点的考核。理论教学的内容采用课堂提问、阶段性考核和综合考核等多种方法，可以是闭卷、开卷、半开卷、面试、综合型设计大作业等形式或多种形式相结合。

二是实践环节的考核。在每一次实验中通过现场操作、分析报告、面试等形式来考查学生对实验设备的应用能力、实际动手能力以及实验结果的分析综合能力。

三是综合能力训练的考核。量化评分每一个设计阶段学生的设计能力，全面跟踪学生的学习态度，随时掌握学生在每一个设计阶段的实际表现，逐步提高学生对课程综合能力训练的重视度，保证课程综合能力训练的质量。

通信终端精密结构件市场发展动态 篇6

关键词：通信终端；结构件；市场

信息技术是当今世界经济社会发展的重要驱动力，电子信息产业是国民经济的战略性、基础性和先导性支柱产业，对于促进社会就业、拉动经济增长、调整产业结构、转变发展方式和维护国家安全具有十分重要的作用。我国电子信息产业实现持续快速发展，特别是进入21世纪以来，产业规模、产业结构、技术水平得到大幅提升。

国家从“十一五”规划开始就强力支持电子信息相关产业的发展，给相关产业链带了持续发展的动力。最新的“十二五”规划更进一步指出：

* 加快提高产品研发和工业设计能力，积极发展笔记本电脑、高端服务器、大容量存储设备、工业控制计算机等重点产品，构建以设计为核心、以制造为基础，关键部件配套能力强的计算机产业体系，支持彩电企业与芯片设计、显示模组企业的纵向整合，促进整机企业的强强联合，加大创新投入，提高国际竞争力。这些政策带动了计算机的蓬勃发展。推进视听产业数字化转型。

* 加快4C(计算机、通信、消费电子、内容)融合，促进数字家庭产品和新型消费电子产品大发展。推进体制机制创新，加快模拟电视向数字电视过渡，推动全国有线、地面、卫星互为补充的数字化广播电视网络建设，丰富数字节目资源，推动高清节目播出，促进数字电视普及，带动数字演播室设备、发射设备、卫星接收设备的升级换代，加快电影数字化进程，实现视听产业链的整体升级，这些政策带动了数字媒体、电视机、机顶盒等市场的快速增长。

规划对整个电子信息行业有着极大的推动作用，也给相关的元件、器件行业进步带来了发展良机，无论是计算机、电视机、还是机顶盒都会使用到电磁屏蔽件、滑轨、转轴、USB连接器、HDMI等各种精密结构件等。随着微电子技术的发展，消费终端如手机、数码产品的集成度越来越高，而其尺寸和重量却在大幅下降，要求其内部的各种元件越来越小。例如，手机和数码产品配套的连接器也朝着超小型化、薄型化发展，连接器的引线间距已降低到0.3mm左右。全球每年有上億台电视、电脑、DVD、手机的消费量，中国作为电视手机等的生产大国，对高精密结构件的消费采购非常巨大，这也给中国的精密结构件加工企业提供了发展契机。因此，精密冲压模具，尤其是与电子信息产业密切相关的小型精密五金高速连续冲压模具被列为发展重点。

不同电子产品所使用的高精密结构件的数量不一致，如表1所示。比如手机按照型号不同，可能使用1-2个电磁屏蔽件，使用1个USB连接器，或者1个HDMI-D连接器，电视机在LED电视及不同的电视上所配备的连接器也不一样。

若单独考虑手机，由于智能机与非智能机不同，智能机所用的结构件更复杂，功能更多。平均计算，单个手机使用结构件的数量会随着智能机的渗透率增长而增长，预计未来全球手机所消耗的结构件会在2014年突破120亿只，如图表1、图表2所示。

普通通信产品与智能终端所使用的结构件产品复杂度、功能有一定差异，价格也因原材料及精度有所不同，但平均每件结构件价格在2元左右，按照平均价格估算，未来全球结构件产值规模如图表3所示。

中国是世界的电子通信产品生产大国，尽管过去这些零组件的生产和加工技术由日本、台湾等企业掌握，但随着我国精加工技术的不断提高，高精密结构件加工产业环节不断向我国转移。目前中国结构件产值规模如图表4所示。富士康、泰科等公司发展非常迅速，在大陆所建厂产量占据了市场较大份额。随着国内企业在冲压速度，自动化程度，冲制产品精度等指标的不断提高，加上国家政策的大力扶持，已经培养成长出一批技术力量强、规模实力大的企业。为下游客户提供优质高端的高精密结构件，在与国际企业的竞争中展现出竞争优势。

机械零件结构设计研究 篇7

机械零件设计过程中,需对其强度进行科学的计算,对零件的几何结构、联接方式等进行优化,充分考虑该机械零件加工、表面处理工艺的要求,只有这样才能确保结构设计的科学性、实用性。

1机械零件结构设计概述

对于机械零件而言,根据不同的设计方法生产出来的结构也不尽相同,比如在材料、毛坯选择上,应当根据材料价值和特性进行选择,充分利用机械零件材料自身的性能;同时,还要注意利用代用材料。如果只是制造毛坯,则制造难度就会明显降低;切削加工过程中,选用切削加工费用低的方法;机械零件结构设计过程中,要求结构应当便于装夹和定位,并且适用于标准刀具以及量具,适合标注尺寸等。

2机械零件结构设计中存在的问题

在机械零件结构设计过程中,存在着多方面的影响因素,这在很大程度上增大了设计难度。现以螺栓、螺杆的结构设计为例,具体分析如下:

(1)在设计螺栓联接结构的过程中,没有留出相应的安装空间,如图1所示。在机械零件结构设计过程中,应当重点考虑操作的简便性、安全可靠性,图1所示结构因留存的螺栓安装空间相对较小,实际装拆操作过程中,严重影响了螺栓的装入、拔出,给装配人员操作施工带来了难度。

(2)螺杆结构受弯矩时,荷载就会落在螺纹上。为确保螺纹连接质量及其性能的有效发挥,螺纹连接主体受弯矩时,应当注意改善结构设计方案,以此来保证机械零件设计的安全实用性。然而,实际设计过程中也存在着一些误差或者不足,如图2所示,螺纹荷载过大时,会对螺纹产生影响,进而影响装配性能。

3机械零件结构设计原则

基于以上对机械零件结构设计内容、存在问题的分析,笔者认为在实际设计过程中,应当坚持以下几个方面的原则:

(1)应当满足机械零件的应用要求。在结构设计过程中,机械零件应当可以有效实现预定的指标;同时,还要确保设计出来的机械零件可有效完成任务,满足强度、刚度、精确度以及使用寿命的要求,同时还要确保该机械零件结构在使用过程中的安全可靠性。

(2)应当有效满足经济性要求。对于机械零件结构设计而言,其经济性实际上是一个综合性的指标,全面体现在设计、制造和应用全过程。其中,设计与制造经济性,主要体现在设计、制造过程中的成本有效控制;应用过程中的经济性,主要表现在高生产率、高效率等方面,同时还要求维护费用较低。这些都是设计过程中应当充分考虑的问题。

(3)应当关注机械设备操作人员的安全。机械零件结构设计过程中,应当注意技术安全问题,最大限度地去改善操作人员的劳动条件、强度;同时,还要注意机械零件结构外形的美观度,并能有效满足特殊要求,比如机床在长期应用中的精度、大型机械的运输方便性等。

4机械零件结构设计方法

在机械零件结构设计过程中,可采取以下几种方法:

(1)理论设计法。主要是根据现有的、已掌握的理论和实践经验,进行创造性设计的方法。在此过程中,会用到理论力学、机械原理、材料力学和金属学等方面的知识。应用理论设计法进行机械零件结构设计时,首先要进行设计计算,即在机械零件尺寸最终决定前,以载荷情况为基础,通过计算公式得出零件几何尺寸。在设计计算过程中,主要需了解荷载状况、零件工作情况以及材料的性能,同时也要把握好应力分布规律。比如,受拉伸载荷直杆剖面面积计算过程中,可引用材料力学方面的知识和公式:

式中,F为直杆剖面面积;P为直杆承受拉伸载荷;[σ]p为直杆材料许用拉伸应力。

校核计算通常应用于应力分布规律相对比较复杂但可以用材料力学公式表示出来的机械零件结构设计过程中,也可应用于应力分布规律虽简单但计算数据需在零件尺寸已知情况下才能决定的情况。比如,轴、弹簧设计过程中,有经验的设计者虽然已经具备设计计算条件,但为简化计算程序,通常也根据现有资料进行粗略估计、结构设计,采用校核法进行计算。实践中可以看到,由于理论设计法是在材料性能、应力分布规律已经阐明和确定的条件下所进行的设计活动,所以可以视其为一种较为科学、先进的设计方法。

(2)经验设计法。即实际设计过程中,根据某类机械零件现有设计、应用经验,总结出经验公式,根据设计人员自身的设计经验,选一类比法进行设计。虽然该种方法没有较为详尽的理论科学分析依据,但也具有科学统计性特点,因此应用价值也比较大。实践中可以看到,因该种方法是基于通过实践总结出来的经验,所以它经得起实践检验。比如,机架以及变速箱设计过程中,经验设计法便可在理论设计的基础上加以应用和实现,实际上它是理论设计的初级方法。

(3)模型实验设计法。结构设计过程中,对于巨大、结构相对比较复杂的机械零件而言,目前的理论知识和技术尚难以对其进行详尽分析,此时建议采用模型实验设计法。即将初步设计的机械零部件制作成模型,通过实验对其进行适当的修改。从实践来看,该种设计方法可借助实验来弥补理论之不足,并且可消除经验设计法中的不科学、不合理之处。在此过程中,需要强调的是,该种设计方法是理论和实践相结合的具体体现,设计人员进行的是创造性的工作,必须与科学分析紧密联系在一起;任何脱离实际或是忽视理论的设计,都会给设计工作带来不良影响,甚至造成不可挽回的损失。

5结语

通信终端精密结构件市场总览 篇8

资料来源:中国电子元件行业协会

资料来源:中国电子元件行业协会

无论是计算机、电视机、还是机顶盒都会使用到电磁屏蔽件、滑轨、转轴、USB连接器、HDMI等各种精密结构件等。

随着微电子技术的发展, 消费终端如手机、数码产品的集成度越来越高, 而其尺寸和重量却在大师幅下降, 要求其内部的各种元件越来越小。例如, 手机和数码产品配套的连接器也朝着超小型化、薄型化发展, 连接器的引线间距已降低到0.3mm左右。中国是世界的电子通信产品生产大国, 尽管过去这些零组件的生产和加工技术由日本、台湾等企业掌握, 但随着我国精加工技术的不断提高, 高精密结构件加工产业环节不断向我国转移, 我国在各类智能终端及电子产品市场取得了较好发展, 我国在通信终端精密结构件领域也将取得更大的进步。

全球每年有上亿台电视、电脑、DVD、手机的消费量, 中国作为电视手机等的生产大国, 对高精密结构件的消费采购非常巨大, 这也给中国的精密结构件加工企业提供了发展契机。普通通信产品与智能终端所使用的结构件产品复杂度、功能有一定差异, 价格也因原材料及精度有所不同, 但平均每件结构件价格在2元左右, 按照平均价格估算, 未来全球结构件产值规模如下, 如表1。

党中央在“十七大”中首次将信息化与工业化、城镇化、市场化、国际化并列为我国经济发展的新任务, 提出要大力推进信息化和工业化融合。目前, 各部门、各地方正积极将这一精神落实到具体的领域, 有利于加快产业改造传统产业的步伐, 为产业的发展创造新的巨大空间。国家日益重视和谐社会建设和区域协调发展, 将为中西部地区和农村信息化发展创造更好的环境, 并在增强低收入人口购买力上提供更多的支持, 中小城市和乡镇农村的市场前景看好。各类电子产品及智能终端特别是高清平板电视的市场需求持续增长;新技术的不断应用, 新的移动通信设备和终端市场前景看好, 特别是3G技术的商用、手机智能化、新兴增值业务的出现等, 将拉动国内手机用户的增长, 如表2。

论电梯的机械结构及相关问题 篇9

1 关于机械结构各系统问题的分析

1.1 轿厢系统

轿厢系统主要包括轿厢体和轿厢架部分。其中, 轿厢体由轿底、轿门、轿顶和轿壁构成, 轿底主要作用在于支撑轿体, 其前端设置了轿门地坎, 在地坎部位设有光滑的挡板, 并配置有称重装置, 一旦出现超重问题, 则会触发报警器;轿顶一般设有安装、检修使用的照明、操作相关设备和安全窗, 如果出现紧急情况, 电梯用户能通过安全窗进入轿厢;轿壁是轿底与轿顶的连接部分, 其背面设有加强筋, 可最大限度地提升机械强度。

1.2 门系统

电梯机械结构系统中, 门系统一般包括轿门、厅门、门保护装置和开关门系统。门系统的设置可有效防止电梯用户在等候电梯过程中发生井道坠落事故。同时, 不会发生厢内人员与井道互相碰撞的现象, 避免了一部分安全事故的发生。电梯在实际使用过程中, 以确保其稳定性和安全性为核心。电梯启动前, 轿门与厅门间需保持关闭状态, 且厅门必须设置门锁, 确保厅门在除了用钥匙打开的情况下始终关闭。

1.3 曳引系统

曳引系统由曳引机、限速轮、曳引钢索和导向轮组成。其中, 曳引机属于电梯的动力装置, 按照电机差异性划分, 曳引机又可分为交流和直流两种类型;按照速度划分, 曳引机可分为低速、快速、高速和超高速四种类型;按照减速方式的差异性曳划分, 引机分为齿轮与无齿两种类型;按照结构形式又可分为立式和卧式两种类型。

电梯轿厢悬挂于曳引轮之上, 在曳引机驱动的作用下曳引轮可带动电梯轿厢运作。

1.4 导向系统

导向系统由导轨架、导轨和导靴三部分组成, 它的主要作用在于确保轿厢根据正确的线路在井道中运行, 同时, 避免在运行过程中出现频率较快的振动现象。一旦有紧急问题发生, 轿厢会停止运行, 在导轨上被卡死, 避免出现电梯坠落事故, 以进一步提高电梯的安全性。电梯导轨可对升、降方向进行准确控制, 电梯的导向系统能对轿厢水平移动进行精确控制, 确保井道中对重与轿厢处于合理的位置和运行状态。此外, 在井道中, 一般设有4根导轨, 轿厢与对重架导向各两根。在导轨固定工作过程中, 通常采用螺母、螺栓和压道板等相关设备。

1.5 重量平衡系统

重量平衡系统包括对重、补偿绳、补偿缆和补偿装置等, 在导向轮和曳引轮的牵引作用下, 用于对重的钢丝绳与轿厢直接相连。在系统的整体运行中, 该系统能实现轿厢负载与电梯的平衡。在对重量值的配置过程中, 必须严格遵守电梯的额定载重要求, 从而确保电梯系统始终处于稳定、顺畅的运行状态。一旦电梯曳引高度>30 m, 则曳引的钢丝绳差重会在很大程度上影响电梯系统运行的稳定性和平衡性。因此, 补偿链和补偿缆等相关装置的设置十分必要。

2 电梯结构的安全性

通常而言, 电梯事故从类型上可分为冲顶、蹲底、门系统事故、溜梯及其他种类。蹲底和冲顶分别是指电梯下坠至底部和电梯冲至井道顶部;溜梯是指在电梯门没有彻底关闭的情况下突然下落, 溜梯事故发生后极易导致蹲底发生。电梯的停止和停止状态的保持均由制动器实现, 制动器的性能与电梯安全有着紧密的联系。因此, 上述各类电梯事故的发生与制动器故障有密切的联系。

制动器故障主要有2方面的原因:1电气故障。在电梯运行的情况下, 由两个以上的电气装置对制动器电流进行切断, 一旦电梯运行停止, 其中一台接触仪器的主要接触点被打开, 直至下一次运行方向出现变化, 因此, 需有效防止电梯再次运行, 一旦电气装置出现故障, 导致切断不及时, 则极容易导致电梯事故发生。2机械故障。如果电梯的相关机械出现磨损或锈蚀等情况, 则制动力矩会受到影响, 易造成电梯事故。

由于电梯由很多零部件组装而成, 加之电梯在安装验收后便会进入高强度的运行过程, 长此以往, 电梯的一些零部件会出现磨损、老化、变形, 进而在运行过程中出现故障, 无法实现电梯设计中的基本功能。因此, 及时更换零部件有利于电梯功能的实现。在安装、维保工作中, 一定要遵循国家出台的相关技术规范。

3 结束语

电梯的机械结构应用的是较为先进的自动化技术, 且其机电一体化程度很高, 但因电梯出现意外导致人员伤亡的恶性事故时有发生。因此, 必须采取相应的对策, 合理改善电梯的机械结构, 科学提升电梯在使用过程中的安全性能, 从而保障广大电梯用户的人身安全。

参考文献

[1]霍汝东.浅议电梯的机械装置及机械结构[J].装备制造技术, 2010 (07) .

气动机械手的结构设计 篇10

1 机械手结构设计

为了使该机械手在实际应用中有着更强的通用性, 这里将该机械手设计为可更换式手部结构, 以期在实际应用中能够按照实际需要更换结构。

1.1 小臂升降设计

小臂升降模块的作用是将模拟刀具从刀架槽中插入或提出。对其的设计需要考虑气缸内径、气缸的耗气量以及小臂升降气缸计算三个重点部分。

1.1.1 气缸内径的确定

由初始工作压力以及工作载荷的相对关系, 可以根据式 (1) 将缸径D计算出来。

其中, D为气缸的内径, F代表活塞推力, P代表初始压力, 通常情况下P= (0.46-1) MPa, η=0.29-0.51, 取值与速度呈相反的趋势。对于气缸的动态性能则没有特殊严格苛刻的要求。

1.1.2 气缸耗气量

气缸的耗气量与气缸的行程S、直径D、换向阀到气缸管道的容积和缸的动作时间有关。一般情况下, 忽略气缸管道自身的容积, 那么气缸在单位时间内用掉的空压可以根据式 (2) 得出。

其中, Q代表每秒钟消耗的压缩空气量, Q1、Q2分别代表气缸有、无进气时消耗的压缩空气量, D与d分别代表缸的内径以及活塞杆直径, M则代表气缸的行程。

1.1.3 小臂升降气缸计算

按照换刀机械手在实际生产中的最基本要求, 气缸吸住载荷时要求的力F≤15N, 所走的路程为30s, 剩余的时间为0.3s。其主要尺寸的确定如下。

缸径D的计算:取d/D为0.5, 取P为0.5MPa, η=0.3来进行计算, 可以得到D=16.6mm。

按照文献报道, 取SMC标准缸径为20mm, 取活塞杆的直径为d=8mm, 行程S取30mm, 如图1所示。

1.2 手腕结构的设计

实现机械手手臂手腕运动的机构形式是多种多样的。本文机械手的一切气动元件全部购买SMC标准气动件。

气缸的理论输出力矩为:

其中, M代表气缸所受到实际的力矩, η代表负载率, 且η≤0.3。

如果工作压力处于0.5MPa, 则输出的扭矩会达到0.53N·m, 可以得出允许动能大约在0.40J左右。除此以外, 摆动角度可以达到90°, 可调角度也能够精确到在±5°, 摆速也能够控制在0.2~1.0s/90°, 使用气压可以从0.1MPa一直到0.99MPa。

2 结束语

本文对气动机械手进行研究, 对小臂升降以及手腕进行详细设计, 给出了各个参数的定量计算, 为下一步的机械手自动化控制提供了有力的机械基础。

参考文献

[1]刘明保, 吕春红, 张春梅.机械手的组成机构及其技术指标的确定[J].河南高等专科学校学报, 2004, (1) :18-20.

[2]李超.气动通用上下料机械手的研究与开发[D].西安:陕西科技大学, 2003.

智能仓储机械手的结构设计 篇11

关键词：机械手；机械手臂；机械手抓手，结构设计

中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0003-02

1 引 言

目前工业机械手面临的问题主要还是成本的高昂和精度控制的不易达到要求。从工业机械手的具体应用情况来看，生产过程的机械自动化已成为现代工业的主要问题。虽然现代机械制造业中的加工、装配等各生产工序主要是间断的，但自动化生产中装卸、搬运等工序亟待实现机械化，工业机械手的出现便可满足这一需求。无论国内还是国外，工业机械手的应用前景广阔，而对机械手使用性能的要求则越来越高，面对越来越多样的产品需求，机械手结构上在向着小巧型，灵活型的方向发展，因此机械手结构设计的合理性变的至关重要。

2 机械手结构设计

2.1 机械手手臂部分原理

欲满足机械手的搬运功能，即将货物从某一水平高度提升至另一水平高度，可采用曲柄连杆机构实现规定搬运动作。本课题应用平行四边形机构的运动特点，依靠电动推杆驱动平行四边形机构转动实现货物高度上的变化。

平行四边形机构是一种平面连杆机构，由于构件联接呈平行四边形，因此也叫做平行四边形机构。平行四边形机构结构简单，易于分析，构件运动一致性好，广泛应用于各种实现平移搬运等功能的机构。

2.2 机械手手臂部分结构设计

机械手手臂在整个工作过程中起着至关重要的作用。本文所设计的机械手臂为平行四边形机构，由于机械手臂也是机械手负载的主要施加部位，故应具有良好的强度与刚度，保证在机械手工作中不能发生弯曲或折断的情况，同时搬运机构若过于沉重则会影响搬运功能的实现。

工业铝型材表面经氧化处理后，外观漂亮且耐脏，工作中沾染的油污易于清洗，可根据不同承重采用不同规格型材组装，同时搭配铝型材配件，无需焊接，安装拆卸方便，轻便环保，整体机械性能较好，广泛应用于生产制造行业。

本文的搬运机构选用密度小强度大并广泛应用于工业机械手行业的工业铝型材较为合适。机械手手臂结构整体布局及各个部件，如图1所示。

机构中的工业铝型材之间通过铰接的方式联接而成，支撑连杆梁1通过销轴5与固定在底座板材上的连接件联接，由角铝3将支撑梁与联接电动推杆4的横梁联接起来，而电动推杆4与底座板材则通过电动推杆连接座2固定于底座上。

2.3 机械手抓手部分原理

搬运机械手末端的机械手爪是机械手直接与货物接触的部分，机械手爪能够直接完成对货物的拾取和夹紧动作，它可以依据人手动作通过设计实现相应功能，通常机械手爪被安装在手臂的端部。机械手爪结构形式与人手有较大区别，它的结构外形拥有机械式的特点，通过不同部件的联接组合完成指定运动过程，依靠自身的运动而将物件抱住，故手爪即为主要的传力构件。

本课题所设计机械手的手部结构应为钳爪式，钳爪式手部结构包括手指和传力机构。如图2所示，机械手爪1在电动推杆的驱动下向右移动，当左部碰到左侧连杆机构时带动手爪2处，机械手爪的两部分1、2完成张开手爪动作；当右侧手爪在电动推杆缩回时，手爪2在弹簧作用下回复原来位置实现对货物的抓取动作。

2.4 机械手抓手部分结构设计

对机械手爪设计过程中，应考虑以下几个方面：机械手爪部件至少要有一定负载承受力，在将货物重量计入影响后，鉴于搬运动作中由于颤动所产生的影响也应适当增大设计强度，避免工件发生松动或脱落的情况。

为使机械手爪和被运输货物间保持较为稳定的姿态，应根据货物的实际外形设计相应的末端执行机构形状。所设计机械手爪主要受到被夹持物的反作用力，必须达到设计所需强度和刚度防止手爪断裂或弯曲变形的状况发生，同时设计机械手结构应该简单，缩小尺寸，尽量轻便以免影响运动过程。本文所设计机械手结构，如图3所示。

其中，机械手抓取动作的通过以下动作实现：由电动推杆1伸长驱动一体式小抓手向右移动，同时与一体式小抓手通过螺栓连接的连接杆4被带动向右移动，当连接板5接触到连杆6时，在连杆机构作用下，连杆8将沿水平方向向左移动直至小抓手突出部分完全缩回连接板9内，此时连接板右端面接触货物，电动推杆1缩回直至右侧一体式小抓手3上的连接板与货物接触并实现夹紧，在回缩过程中，当连接板5与连杆6不再接触时，连杆8在弹簧7的作用下回复原位，两个机械手爪的承重板通过支撑货篮的缺口位置，完成对货篮的抓取动作。

3 结 语

本文主要设计一种用于搬运货物的机械手，在生产过程中的搬运货物环节里替代工人，提高工作效率，节约更多的人力成本和物力成本。主要进行机械手的结构设计，通过对机械手臂和机械手抓手的结构设计，使整个机械手机构较为简单，维护方便。

参考文献：

[1] 王晓东.机器人技术其础[M].哈尔滨工业大学出版社，2003

[2] 徐元昌.工业机械手[M].北京：中国轻工业出版社，2001

[3] 牧野洋，谢存禧，郑时雄.空间机构及机器人机构[M].北京：机械工业出 版社，2003.248～26

[4] 刘明保，吕春红.机械手的组成机构及技术指标的确定[J]. 河南高等 专科学校学报，2004，1（1）.

[5] 张杨林.国内工业机器人市场及发展趋势[J].大众科技.2006（6）： 191-192 .

工程机械结构件自定位设计 篇12

1. 焊接自定位

焊接自定位多采用卯榫结构定位。采用卯榫结构能避免一些结构件的内部焊接,使内部结构通过卯榫结构转变为外部焊接,便于大批量的自动化生产与制造。其主要包括一般卯榫结构、折弯处的卯榫结构、板件与螺座的卯榫结构、防误卯榫结构、折弯处的留平面结构等5种。

(1)一般卯榫结构

一般卯榫结构是在钣金零件上加工出卯眼与榫头,以便结构件组焊时能找正对齐。采用这种卯榫结构,找正与对齐不需划线定位,能有效避免人为组装时造成的误差。一般卯榫结构有3类,分别是角卯榫、正卯榫和板-管定位,如图1所示.

(2)折弯处的卯榫结构

当折弯板上需要增加一个顶丝螺座时,若在板件上平面焊接螺座,则会提高螺钉位置高度;若在外侧面焊接螺座,则可能受尺寸限制。遇到上述情况,可在折弯板折弯前预开孔或槽进行定位,如图2a所示。此结构可省去螺栓座定位尺寸的找平和对齐,且连接强度也容易保证。

为了便于折弯角钢与圆管焊接前的定位,以使圆管圆柱贴合角钢内侧立面,圆管端面贴合角钢内侧水平面贴合,可在角钢折弯处开出异形孔,以抵消圆管的圆角,如图2 b所示。

(3)板件与螺座的卯榫结构

板件与螺座的卯榫结构如图3所示。将开有圆孔的面板与开有方槽的立板组焊之后,即刻确定圆柱体螺座的位置。

(4)防误卯榫结构

为方便组装时分辨位置,避免误装,可以对结构相似的零件作出相应的三角形卯榫与梯形卯榫,如图4所示。

(5)折弯处留平面结构

折弯件折弯处榫头一般只能与折弯件外侧面平齐,再长就会被折弯破坏,起不到榫头作用。当然,分段折弯可以解决长榫头问题,但折弯工艺相对复杂。折弯处留平面结构如图5所示。

2. 装配自定位

(1)长圆孔定位

使用螺栓连接两个组件时,若两个组件相应孔难以保证同心,其中1个组件(或两个组件)可采用长圆孔,如图6所示。若是多个组件连接,则可将中间组件的孔适当加大,以保证顺利连接。

(2)焊接螺母定位

在螺栓连接装配有困难时,不妨尝试组焊时预先焊接1个螺母,如图7所示。采用焊接螺母作定位工艺简单、拆装便捷,可减少连接件数量,不受空间限制,特别适用于封闭或狭小空间。

六角焊接螺母(GB/T13681)是一种带圆柱台阶的螺母,只需在板件上预留一个大于圆柱台的相应圆孔,即可作为焊接螺母定位孔。焊接螺母规格为M4～M 16,焊接时焊缝可以为2段或3段。焊接螺母适应于不足以加工有效螺纹的板材,通常板材厚度在10mm以下。采用焊接螺母须注意一点:焊接螺母是低碳材质,不适用于高强度螺栓连接。

(3)特殊紧固件定位

半圆头方颈螺栓俗称马车螺栓,它依靠螺栓四方柱面与机件上的四方孔定位,再用螺母紧定。采用半圆头方颈螺栓,能起到快速高效连接的作用。此外,连接箱柜结构的零部件时,可采用簧片螺母(也叫U形簧片、夹片螺母、夹板螺母)、卡式螺母(也叫浮动螺母、笼式螺母)进行定位,如图8a、8b所示。

(4)卡榫定位

卡榫在传统的竹木结构中普遍使用,在现代的塑料制品中使用也较多,将它应用到工程机械金属结构件中,可减少连接螺栓数量,且拆装方便。卡榫定位一般有腰卡榫与挂钩榫2种,如图9所示。