本书选用西门子 UG NX 12.0软件，以工业机械手图册中的机械臂、通用气动机械手、送料机械手、扭尾机械手为载体，按照生产流程安排教学内容，重构知识结构体系。全书共 3 篇：第1篇是机械手三维建模，主要讲述三维实体建模、产品装配、工程图绘制等 UG NX 基础知识；第 2 篇是机械手运动仿真，主要讲述利用 UG/Motion 功能对三维实体模型各部件设立连接关系、赋予运动学特性，建立运动仿真模型；第 3 篇是机械手有限元分析，主要讲述通过前/后处理模块对机械手及其关键部件进行有限元分析，完成设计校核。

本书采用项目驱动方式编写，通过图样分析、部件建模、部件装配、知识技能点、实例演练及拓展等实现“教、学、做”的统一，培养机电一体化、机械电子工程技术等相关专业的学生对机电产品进行设计、三维建模、模拟仿真、机电概念设计和有限元分析的能力。

本书适合作为高等职业院校机电一体化及职业本科院校机械电子工程技术等专业学生的教材，也可作为工程技术人员的参考书和培训用书。

前言

第1篇  机械手三维建模

项目1  机械臂的建模与装配 2

1.1  机械臂部件三维建模 4

1.1.1  底座建模 4

1.1.2  手臂建模 8

1.1.3  销钉建模 10

1.1.4  手指建模 11

1.1.5  知识与技能点 14

1.2  机械臂二维图绘制 16

1.2.1  绘制底座工程图 16

1.2.2  绘制其他部件 17

1.3  机械臂整体结构装配 17

1.3.1  绝对原点和装配约束的设置 17

1.3.2  装配 18

项目2  通用气动机械手的建模与装配 21

2.1  机械手图样分析 21

2.2  部件建模过程 27

2.2.1  盖板建模 27

2.2.2  调整垫铁建模 28

2.2.3  轴建模 30

2.2.4  带轴齿轮建模 32

2.2.5  活塞建模 34

2.2.6  弹簧建模 35

2.2.7  夹紧缸体建模 35

2.2.8  法兰盘座建模 42

2.2.9  扇形齿轮建模 48

2.2.10  齿条活塞杆建模 54

2.2.11  手指建模 57

2.3  部件装配 61

2.3.1  装配图 61

2.3.2  装配过程 61

2.4  知识与技能点 67

2.4.1 “约束”命令的应用 67

2.4.2  约束实例1 71

2.4.3  约束实例2 75

2.5  实例演练及拓展 80

项目3  送料机械手的建模与装配 82

3.1  送料机械手图样分析 82

3.2  部件建模过程 89

3.2.1  定位手指建模 89

3.2.2  夹紧手指建模 93

3.2.3  滚轮建模 96

3.2.4  内套圈建模 97

3.2.5  销子建模 99

3.2.6  固定板建模 101

3.2.7  销轴建模 104

3.2.8  滚轮架（件5）建模 105

3.2.9  滚轮架（件4）建模 107

3.2.10  定位手指建模 108

3.2.11  螺钉建模 110

3.2.12  固定板建模 112

3.2.13  垫片建模 116

3.3  工程图出图 116

3.3.1  方孔支座出图过程 116

3.3.2  管道出图过程 120

3.4  实例演练及拓展 126

项目4  扭尾机械手的建模与装配 130

4.1  机械手图样分析 130

4.2  部件建模过程 133

4.2.1  销钉建模 133

4.2.2  齿条轴建模 133

4.2.3  滑动齿轮建模 136

4.2.4  钳爪建模 140

4.2.5  固定盘建模 146

4.2.6  圆柱销建模 147

4.3  机械手的装配 147

4.4  车轮建模与装配 149

4.4.1  车轮图纸分析 149

4.4.2  部件建模过程 151

4.4.3  装配 162 

第2篇  机械手运动仿真

项目5  机械臂运动仿真 166

5.1  运动环境 166

5.2  固定连杆 166

5.3  装配导航器 167

5.4  定义运动副 168

项目6  通用气动机械手运动仿真 171

6.1  运动环境 171

6.2  指派连杆 172

6.3  定义运动副 174

6.4  定义耦合副 175

项目7  送料机械手运动仿真 178

7.1  运动环境 178

7.2  指派连杆 178

7.3  定义运动副 181

7.4  定义连接器 182

项目8  扭尾机械手运动仿真 185

8.1  运动环境 185

8.2  指派连杆 186

8.3  定义运动副 188

8.4  定义耦合副 190

项目9  转位钳糖机械手运动仿真 192

9.1  运动环境 192

9.2  指派连杆 192

9.3  定义运动副 194

9.4  定义连接器 196 

第3篇  机械手有限元分析

项目10  通用气动机械手的有限元

分析 199

10.1  有限元分析流程 199

10.2  手指模型提升 201

10.3  FEM模型网格划分 204

10.4  仿真模型设置 206

10.5  解算方案求解 208

10.6  后处理 209

项目11  扭尾机械手的有限元分析 211

11.1  齿轮拆分 211

11.2  齿轮网格划分 213

11.3  齿轮仿真设置 216

11.4  求解及后处理 218

项目12  简单机械臂的有限元分析 221

12.1  设置装配体FEM 221

12.2  创建设置仿真模型 232

12.3  求解及后处理 237

参考文献 238