【正文】 總 結(jié) 通過這次設(shè)計(jì) ,使我對(duì)工業(yè)機(jī)器人有了感性的認(rèn)識(shí) ,同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外的工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展也有所了解。 5. 針齒銷彎曲強(qiáng)度計(jì)算 1)針齒結(jié)構(gòu)尺寸 mm mm () mm 2 最大彎矩 Nmm 3 許用彎曲應(yīng)力 MPa 4 校核彎曲應(yīng)力 MPa 因?yàn)?[],所以滿足要求。 6 由齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限圖 ,查得 MPa 7 由彎曲疲勞壽命系數(shù) ,。 (8).計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (9).由接觸疲勞壽命系數(shù)圖表 ,查得 。 選小齒輪齒數(shù) Z124,大齒輪齒數(shù) 。 (8) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ,由下式得 MPa (9) 計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較 小齒輪的數(shù)值大。 取失效概率為 1%,安全系 S1,由下式得 [] MPa [] MPa 則 取 []H[]+[]/ Mpa ,由計(jì)算公式得 ≥ mm m/s mm mm 已知使用系數(shù)。 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式 (321)進(jìn)行計(jì)算。B170 mm。 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 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 。 勞強(qiáng)度圖表 ,按齒面硬度中間值 52HRC 查 得大、小的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Mpa。 因采用表面淬火 ,輪齒的變形不大 ,不需磨削 ,故初選 7級(jí)精度 GB1009588。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)的選擇 第一軸的電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)方案可知 ,第二軸、第三軸的所有重量都是第一軸的負(fù)荷 ,所以說 ,第一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是很大的 ,必須計(jì)算各零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ,計(jì)算出最終動(dòng)力源軸上所需要的最大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ,再根據(jù)動(dòng)力源軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行選擇電動(dòng)機(jī)。3)由于蝸桿蝸輪嚙合輪齒間相對(duì)滑動(dòng)速度大 ,使得摩擦損耗大 ,因而傳動(dòng)效率較低。當(dāng)然 ,參照以上的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分析 ,現(xiàn)擬定如下三種傳動(dòng)方案 : 方案一 :第一軸 :齒輪傳動(dòng) (直齒或斜齒 ) 第二軸、第三軸 :齒輪傳動(dòng) (直齒或斜齒 ) 方案二 :第一軸 :蝸桿蝸輪傳動(dòng) 第二軸、第三軸 :蝸桿蝸輪傳動(dòng) 方案三 :第一軸 :蝸桿蝸輪傳動(dòng) 第 二軸、第三軸 :齒輪傳動(dòng) (直齒或斜齒 ) 方案比較論證 首先 ,已知各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比 u:直齒圓柱齒輪傳動(dòng) ,u≤ 4。為了實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求以及結(jié) 構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)要求 ,整個(gè)減速系統(tǒng)采用了一級(jí)齒輪傳動(dòng)。該六自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的情況說明如下 :首先 ,由電動(dòng)機(jī) M1 經(jīng)過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)大臂的 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,且與大臂相連的所有其它手臂、手腕及機(jī)械構(gòu)件也隨大臂一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 一般的機(jī)器人 ,它由機(jī)器人的機(jī)構(gòu)部分、傳感器組、控制部分及信息處理部分構(gòu)成。設(shè)計(jì)好了之后 ,確定出總體的結(jié)構(gòu)及整體方案。 /s,轉(zhuǎn)角范圍為 0~270176。雖然歐洲地區(qū) 2020年機(jī)械手的產(chǎn)量比上年略有下降 ,但其產(chǎn)量仍接近 14000 臺(tái)。這是繼 2020 年工業(yè)機(jī)器人安裝數(shù)量重回增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)后的重大突破 ,2020 年也成為近15 年來世界工業(yè)機(jī)器人新安裝臺(tái)數(shù)最多的年份 ,比上一個(gè)峰值―― 2020 年的99000 臺(tái)增長(zhǎng) 22020 臺(tái)。按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種 。手部是用來抓持工件 (或工具 )的部件 ,根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式 ,如夾持型、托持型和吸附型等。程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。關(guān)鍵在于三軸 (臂 )的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,避免運(yùn)動(dòng)的干涉。在機(jī)械制造中 ,工業(yè)機(jī)器人既有效地用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)組成工藝裝備的基本工序中 ,也有效地用于輔助操作中。工業(yè)機(jī)器人是多品種的經(jīng)常更換產(chǎn)品的生產(chǎn)過程自動(dòng)化的通用手段。 本次設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)工業(yè)六自由度機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的分析和探討 ,進(jìn)行三自由度工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法 。 而少自由度工業(yè)機(jī)械人中大多數(shù)為機(jī)械手 ,而機(jī)械手機(jī)器人主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成 。 機(jī)械手的種類 ,按驅(qū)動(dòng)方式可分為液 壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手 。 據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟 (IFR)2020 年 5 月發(fā)布的“ 2020 世界機(jī)器人調(diào)查”顯示 ,2020 年世界新安裝工業(yè)機(jī)器人 121000 臺(tái) ,比 2020 年的 97000 臺(tái)增長(zhǎng) 25%。美洲地區(qū)機(jī)械手的產(chǎn)量幅度更是高達(dá) 53%。這次設(shè)計(jì)的機(jī)器人主要部位為第一軸與底座 ,設(shè)計(jì)一個(gè)第一軸轉(zhuǎn) 動(dòng)角速度為 90176。第三步 ,機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì) ,進(jìn)行系統(tǒng)的方案的設(shè)計(jì)、比較與確定 ,依據(jù)對(duì)選擇的傳動(dòng)方案 ,查閱相關(guān)參考文 獻(xiàn) ,從而完成 ,第一、第二、第三軸的傳動(dòng)選擇。在實(shí)際生產(chǎn) (如噴漆、焊接、裝配等 )中被廣泛應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人 ,示教再現(xiàn)型還是較多。當(dāng)然 ,圖中沒有表示出控制系統(tǒng)及手爪抓取的那一部分。 第二軸的結(jié)構(gòu) 第二軸的結(jié)構(gòu)圖 (圖 22): 圖 22 第二軸 ,該手臂實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的左右擺動(dòng) ,整個(gè)系統(tǒng)由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。第一軸采用的是齒輪傳動(dòng) ,第二軸、第三軸則采用的是擺線針輪行星齒輪傳動(dòng)。而在這里采用此傳動(dòng) ,則需要兩級(jí)傳動(dòng)才能滿足要 求 ,蝸桿蝸輪的傳動(dòng)是兩軸交錯(cuò)的 ,這樣一來也就增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 ,且同時(shí)也增加了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的負(fù)荷 。三軸都采用齒輪傳動(dòng)。 選用精度等級(jí)。 ,查得 。 由齒向載荷分配系數(shù)、 ,查得 , 故載荷系數(shù) 1 度圓直徑 ,由式得 mm mm 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式≥ mm (322) 1 確定計(jì)算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)縱向重合度 ,從螺旋角影響系數(shù)圖表查 得 。 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 mm mm 4 計(jì)算齒輪寬度 mm 圓整后取 B265 mm。初選螺旋角。 。 (7) 由彎曲疲勞壽命系數(shù) ,。 因采用表面淬火 ,輪齒的變形不大 ,不需磨削 ,故 初選 7級(jí)精度 GB1009588。 (7).齒輪接觸疲勞強(qiáng)度圖表 ,按齒面硬度中間值 52HRC 查得大、小的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Mpa。 5 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 。 4. 轉(zhuǎn)臂軸承 的選擇計(jì)算 1)估計(jì)擺線輪內(nèi)孔半徑 ~ 52~65mm 2)擇軸承型號(hào)尺寸 經(jīng)查表選用 502313 C114600 NC085200 mmd65mm b33mm da77mm a7 mm 3)名義徑向載荷 R R N 4)當(dāng)量載荷 P N 5)軸承相對(duì)轉(zhuǎn)速 n n+1000+1020r/min 承的壽命 h 因?yàn)樗蟮玫妮S承壽命≥ 15000 h ,所以滿足要求。第一軸的控制轉(zhuǎn)角 (0~270)的擋塊結(jié)構(gòu)示意圖如圖 51 圖 51 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (第一臂與底座 ) 第一軸轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu) :如圖 52,具體尺寸見附圖 (零件圖 )。 當(dāng)然在設(shè)計(jì)過程中 ,也碰到了許多問題。時(shí)至今日 ,在此論文完成之際 ,作為桃中一李 ,我想向我的指導(dǎo)老師許老師致以我由衷的謝意和崇高的敬意。盡我所知 ,除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 ,本設(shè)計(jì) (論文 )不含任何其他個(gè)人 或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年 ,現(xiàn)在終于到 結(jié)尾了。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。 學(xué)友情深 ,情同兄妹。