【正文】 分布圖 ,查得 動載荷系數(shù) 。 1)確定公式內(nèi)的各計算值 (1).試選。 第二級的傳動條件 :電機的功率為 ,傳動比 ,具體設(shè)計計算如下 : 、精度等級、材料及齒數(shù) 考慮減速設(shè)計的要求 ,故大、小齒輪都選用硬齒面。 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)表查得 。 ,查得 。 選小齒輪齒數(shù) Z135,大齒輪齒數(shù) 。下面計算第一軸上的轉(zhuǎn)動慣量 : 如圖 311,該軸的轉(zhuǎn)動軸與第二軸的轉(zhuǎn)動軸不同 ,該轉(zhuǎn)動軸的軸線為 ob線 ,則在這種情況下 , 圖 311 第三臂的轉(zhuǎn)動慣量 : Kgm2 第二軸的轉(zhuǎn)動慣量 : (311) Kgm2 兩電動機的轉(zhuǎn)動慣量 : Kgm2 兩個齒輪的轉(zhuǎn)動慣量 : Kgm2 減速箱的轉(zhuǎn)動慣量 : Kgm2 第一軸本身的轉(zhuǎn)動慣量 : Kgm2 所以 ,總的轉(zhuǎn)動慣量為 : Kgm2 而轉(zhuǎn)動角加速度為 : 1/s2 則輸出軸的轉(zhuǎn)矩為由式 (317)得 : Nm 轉(zhuǎn)換到電動機上的轉(zhuǎn)矩為 : Nm 根據(jù)要求 ,選 P3KW,n1000r/min 的 MGMA 型伺服電機 ,為 。因此 ,第一軸采用齒輪傳動。斜齒輪傳動 ,u≤ 6。由電動機上的一個齒輪和軸承右側(cè)的一個齒輪嚙合 ,軸承通過定位銷與第二大臂固定 ,電動機帶動齒輪 ,把動力傳給與第二臂固定的軸承 ,使得第二臂實現(xiàn)水平線上的前后擺動。而后另一手臂由電動機 M2 驅(qū)動作左右擺動 。機構(gòu)部分有機械手和移動機構(gòu)兩部分組成 。第四步 ,選擇電動機 ,通過計算出第一軸上的轉(zhuǎn)動慣量 ,選擇合適的電動機 ,從而進行第一軸的傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計及計算。底座能夠?qū)崿F(xiàn)第一臂轉(zhuǎn)角 (0~270176。接下來依次是 :點焊接機器人、弧焊機器人、裝配機器人和分配機器人 ,其產(chǎn)量分別約為 20500 臺、 17500臺、 13000 臺和 4500 臺。 資料來源 :World Robotics 2020 圖 11: 19912020 年各年世界新安裝工業(yè)機器人臺數(shù) 據(jù)國際機器人聯(lián)盟統(tǒng)計局預(yù)測 ,截至 2020 年底 ,全世界在運行中的工業(yè)機器人共有 914000 臺 ,比 2020 年增加 8%。按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。運動機構(gòu) ,使手部完成各種轉(zhuǎn)動 (擺動 )、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作 ,改變被抓持物件的位置和姿勢。但除切削加工本身外 ,還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè) ,有待于進一步實現(xiàn)機械化。在本次設(shè)計中主要負責第一臂與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計。工業(yè)機器人與傳統(tǒng)自動化手段不同之處 ,首先在于它在各種生產(chǎn)功能上的通用性和重新調(diào)整的柔性。 當代柔性自動化生產(chǎn)的建立和廣泛應(yīng)用 ,取決于作為科技進步的催化劑的機床制造、機器人技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、儀器制造 等技術(shù)的加速發(fā)展。應(yīng)用工業(yè)機器人是提高生產(chǎn)過程自動化 ,改善勞動環(huán)境條件 ,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率手段之一。但在機械工業(yè)中 ,加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。目前我國常把具有上述特點的機器人稱為專用機器人 ,而把工業(yè)機械人稱為通用機器人。一般專用機械手有 2~3 個自由度。最近聯(lián)合國國際標準化組織采納了美國機器人協(xié)會給工業(yè)機器人下的定義 :工業(yè)機器人是一種可重復(fù)編程的多功能操作裝置 ,可以通過改變動作程序 ,來完成各種工作 ,主要用于搬運材料 ,傳遞工件。其中 ,亞洲地區(qū)機械手的產(chǎn)量比 2020年增加了 27%。在本次設(shè)計中的要求 ,主要負責第一臂與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計。第二步 ,在對所選課題有個初步的了解之后 ,在確定 3DOF 工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容。不少國家正在積極研制具有觀覺、觸覺等功能的工業(yè)機器人 ,并取得了不少成果 ,但是 ,真正將這些成果應(yīng)用于生產(chǎn)實際的還為數(shù)不多。 機器人具有六自由度 ,即大臂的回轉(zhuǎn)、臂的左右擺動、臂的上下擺動、手腕的回轉(zhuǎn)、手腕的伸縮和手爪的抓取。然而 ,與一般情況不同的是 ,第三級斜齒輪直接固定在機座上 ,從而使其它的 (上級的斜齒輪 )傳動機構(gòu)繞著它轉(zhuǎn)動 ,且電動機又固定在大臂上 ,所以導(dǎo)致大臂帶著電動機、減速箱一起作回轉(zhuǎn)運動。 傳動方案的確定 根據(jù)工業(yè)機器人的總體結(jié)構(gòu)分析可知 ,工業(yè)機器人的三軸的傳動結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。2)傳動比也較大 ,結(jié)構(gòu)比較緊湊。 總上所述 ,選擇方案一為最佳 。由查表常用齒輪材料及其機械特性表選得大、小齒輪的材料均為 40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火 ,齒面硬度為 48~55HRC。 (3).由標準圓柱齒傳動的端面重合度圖表 ,查得 , ,則 (4).計小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 N (5).由下表 321(圓柱齒輪齒寬系數(shù) ?d 表 ) 裝置狀況 兩支承相對小齒輪作對稱布置 兩支承相對小齒輪作對稱布 小齒輪作懸臂布置 ?d ~(~) ~(~) ~ 選取齒寬系數(shù) ?。 由接觸強度計算用的齒向載荷分布系數(shù)表 ,查得 ,由彎曲強度計算的齒向載荷分布系數(shù)圖 , 查得 。 計算中心距 a mm 將中心距圓整為 mm 按 圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不大 ,故參數(shù)等不必修正。 選取螺旋角。 ,查得 。 齒輪的彎曲疲勞強度極限圖 ,查得 Mpa。 選用精度等級。 (6).由材料的彈性影響系數(shù)表 ,查得 。 3 計算當量齒數(shù) 4 查取齒形系數(shù) 由齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 表查得 。 軸承相對轉(zhuǎn)速 n n+1000+1015r/min 軸承壽命 h 因為所求得的軸承壽命≥ 15000 h ,所以滿足要求。這里用擋塊結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)角范圍。學(xué)會從機器功能的要求出發(fā) ,合理選擇傳動機構(gòu)類型 ,制定設(shè)計方案 ,正確計算零件的工作能力 ,確定它的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料 ,并考慮制造工藝、使用、維護、經(jīng)濟和安全等問題 ,培養(yǎng)獨立設(shè)計能力。許老師淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)膽B(tài)度、開拓創(chuàng)新的工作作風和對學(xué)術(shù)執(zhí)著不虞的追求精神給我留下了深刻的印象 ,并使我終身受益。 論文密級 : □公開 □保密 (___年 __月至 __年 __月 )保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 作者簽名 :_______導(dǎo)師簽名 :_______ _______年 _____月 _____日 _______年 _____月 _____日 獨 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明 :所呈交的畢業(yè)設(shè)計論文 ,是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下 ,獨立進行研究工作所取得的成果 ,成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。 首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個課題 ,為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗 ,奠定了基礎(chǔ)。從他身上 ,我學(xué)到了許多能受益終生的東西。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨 ,對我成長的關(guān)心和愛護。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助 ,幫助解決了不少的難點 ,使得論文能夠及 時完成 ,這里一并表示真誠的感謝。四年的風風雨雨 ,我們一同走過 ,充滿著關(guān)愛 ,給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。 其次 ,我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴格要求 ,感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助 ,使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理 ,能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。 由于受時間和水平的限制 ,現(xiàn)代機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計還存在著不夠完善的方面甚至有些錯誤 ,懇請老師和專家指教 ,能使本設(shè)計更完善并能付諸于實際 ,制造出所設(shè)計的機器人 ,將是很欣慰的事情。在老師的指導(dǎo)和一些同學(xué)的幫助下 ,我也盡自己的努力去克服困難 ,最后順利地完成了整個設(shè)計。 底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 :如圖 53 圖 52 圖 53