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二级升降多自由度机械臂是为航空发动机主泵的装配专门设计的机械臂。机械臂在装配的过程中,主要完成主泵的搬移和装配工作。本文在设计机械臂时,根据机械臂的构型方式与机械臂的实际工作情况,提出了二级升降和多自由度的设计方案。二级升降系统设计,减少了机械本身占用空间而增大了实际的工作空间;多自由度的设计,使机械臂的运动更加灵活,保证装配的精度。本文具体的研究内容如下:根据航空发动机主泵装配的实际情况,查阅资料初步了解机械臂的发展现状,对现有机械臂的主要工作进行了解。机械臂的应用在现有机械的装配中,在汽车行业应用中比较多,而在航空和船舶等方面的应用比较少。而本文是就机械臂在航空发动机主泵装配上的应用进行设计研究。首先根据现有机械臂的主要构型,分析各种构型的优缺点,结合机械臂的主要工作参数选择本文的机械臂的主要构型方式。同时,对机械臂的驱动装置进行选择。在对总体结构进行设计过程中,分析了各个系统的组成结构和运动原理。用CAD和Pro/E软件建立实体模型。用D-H方法建立该机械臂的坐标系。运用正向求解的方法,求出了机械臂的变换矩阵,为确定机械臂的定位及路径的正确性给予理论支持。应用力学分析方法对机械臂组成主要部件进行强度的计算。在本论文的最后,运用有限元分析的方法,对机械臂的组成部件进行静力学分析和模态分析。