手指夹持工最大抓重 方案号 kg mm A B C 2 3 1 25 30 15 件最大直径 手臂回转角度 （o） 120 100 110 手臂回转半径 mm 685 700 500 手臂上下摆动角度 （o） 15 20 15 送料 频率 次/min 15 10 20 电动机转速 r/min 1450 960 1440 5.2 设计任务 1.机械手一般包括连杆机构、凸轮机构和齿轮机构。 2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3.设计平面连杆机构。对所设计的平面连杆机构进行速度、加速度分析，绘制运动线图。 4.设计凸轮机构。按各凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。 5.设计计算齿轮机构。 6.编写设计计算证明书。
7.学生可进一步完成：凸轮的数控加工、机械手的计算机动态演示验证等。
5.3设计提示
1. 机械手主要由手臂上下摆动机构、手臂回转机构组成。工件水平或垂直放置。设计时可以不考虑手指夹料的工艺动作。
2. 此机械手为空间机构，确定设计方案后应计算空间自由度。 3. 此机械手可按闭环传动链设计。
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题目6 巧克力糖包装机
6.1 设计题目
设计巧克力糖自动包装机。包装对象为圆台状巧克力糖（图6），包装材料为厚0.008mm的金色铝箔纸。包装后外形应美观挺拔，铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱（图7）。包装工艺方案为：纸坯型式采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪切式供纸（图8）。包装工艺动作为：1.将64mm×64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖ф17mm小端正上方；2.使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；3.将余下的铝箔纸分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。
表9 设计数据表
方案号 电动机转速 1440 1440 1440 r/min 每分钟包装糖果数目 个/min 具体设计要求如下： 1.要求设计糖果包装机的间歇剪切供纸机构、铝箔纸锥面成形机构、褶纸机构以及巧克力糖果的送推料机构。
2.整台机器外形尺寸（宽×高）不超过800mm×1000mm。
120 90 60 120 90 90 80 60 960 960 820 820 780 A B C D E F G H 11
4. 4. 锥面成形机构不论采用平面连杆机构、凸轮机构或者其他常用机构，要求成形动作
尽量等速，起动与停顿时冲击小。
6.2 设计任务
1.巧克力糖包装机一般应包括凸轮机构、平面连杆机构、齿轮机构等。 2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3.图纸上画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。
4.设计平面连杆机构。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图。
5.设计凸轮机构。确定运动规律，选择基圆半径，计算凸轮廓线值，校核最大压力角与最小曲率半径。绘制凸轮机构设计图。
6.设计计算齿轮机构。 7.编写设计计算说明书。
8.学生可进一步完成凸轮的数控加工。
6.3 设计提示
1. 剪纸与供纸动作连续完成。
2.铝箔纸锥面成形机构一般可采用凸轮机构、平面连杆机构等。 3.实现褶纸动作的机构有多种选择：包括凸轮机构、摩擦滚轮机构等。 4.巧克力糖果的送推料机构可采用平面连杆机构、凸轮机构。 5.各个动作应有严格的时间顺序关系。
题目7 书本打包机
7.1 设计题目
设计书本打包机，在连续生产线上实现自动送书，用牛皮纸将一摞（5本）书包成一包，并在两端贴好标签，如图9所示。 图9 书本打包机的功用
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书摞的包、封过程工艺顺序及各工位布置分别如图10、11所示： 1.送书。横向送一摞书进入流水线。
2.推书。纵向推一摞书前进到工位a，使它与工位b～g上的六摞书贴紧在一起。 3.送纸。包装牛皮纸使用整卷筒纸，由上向下送够长度后裁切。
4.继续推书前进到工位b。在工位b书摞上下方设置有挡板，以挡住书摞上下方的包装纸，所以书摞被推到工位b时实现三面包装，这一工序共推动a～g的七摞书。
5.推书机构回程。折纸机构动作，先折侧边将纸包成筒状，再折两端上、下边。 6.继续折前角。将包装纸折成如图11实线所示位置的形状。
7.再次推书前进折后角。推书机构又进到下一循环的工序4，此时将工位b上的书推到工位c。在此过程中，利用工位c两端设置的挡板实现折后角。
8.在实现上一步工序的同时，工位c的书被推至工位d。 9.在工位d向两端涂浆糊。 10.在工位e贴封签。
11.在工位f、g用电热器把浆糊烘干。 12.在工位h，人工将包封好的书摞取下。
③送纸①送书②推书④推书包三面c'⑤折侧边ad'cbd后角⑥折前角⑦折后角⑧推书⑨涂浆糊⑩贴封签⑾烘干 图10 包、封工艺顺序 推书行程②④⑤⑦⑧⑨⑩⑾①abcdefgh⑿⑥挡板③ 图11 包、封工位布置（俯视图） 13 图12所示为由总体设计规定的各部分的相对位置和有关尺寸。其中O为机器主轴的位置，A为机器中机构的最大允许长度，B为最大允许高度，y0为工作台面距主轴的高度，（x，y）为主轴的位置坐标，（x1,y1）为纸卷的位置坐标。 工作台面0卷纸0O地面11 图12 打包机各部分的相对位置及有关尺寸和范围 书本打包机具体技术要求为： 1.机构的尺寸范围 A=2000mm，B=1600mm。 工作台面位置
y0=400mm
主轴位置x =1000～1100mm，y =300～400mm； 纸卷位置x1=300mm，y1=300mm。
为了保证工作安全、台面整洁，推书机构最好放在工作台面以下。 2.工艺要求的数据
书摞尺寸：宽度a=130~140mm；
长度b=180~220mm； 高度c=180~220mm。
推书起始位置
x0=200mm。
推书行程H=400mm。
推书次数（主轴转速）n=(10±0.1)r/min。 主轴转速不均匀系数δ≤1/4。 纸卷直径d=400mm。 3.纵向推书运动要求
（1）推书运动循环：整个机器的运动以主轴回转一周为一个循环周期。因此可以用主轴的转角表示推书机构从动件（推头或滑块）的运动时间。
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