基于機器人實體造型及機械結(jié)構(gòu)設(shè)計計算說明書畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 21:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 )則該截面處彎矩M=F1xqx2/2=qLx/2qx2/2由上式知任意截面處彎矩M=qLx/2qx2/2 =q/2(xL/2)2 Max=qL2/8根據(jù)以上公式可算出機器人的機械軸的彎矩為：M=q*(LX)由畢業(yè)設(shè)計題目可知，q屬于集中應(yīng)力，所以q=F=50/3N因此，M=50/3N * =根據(jù)參考文獻 可知：D3=MC /*[σ1b] (參考文獻9) 31在此設(shè)計中，MC=M 所以MC=同時[σ1b]即為MC/W 由題意可得 D3 =W/ 查表可得 D= 但是要取整所以可知d=10mm由以上可知 d3=C3*p/n 查表可得 C=120 設(shè)定軸的轉(zhuǎn)速為1000r/min P=d3*n/c3 (參考文獻9)所以p=103 * 1000 /1203 由此可得p= KW 因此可以選擇此功率范圍類的電動機 Y系列電動機型號為Y80M12 最高轉(zhuǎn)速為2825r/min 第四章 六自由度3UrSR的具體介紹（R副）的介紹轉(zhuǎn)動副的定義：組成運動副的兩構(gòu)件只能繞某一軸線作相對轉(zhuǎn)動的運動副。通過定義可以了解到要想構(gòu)成轉(zhuǎn)動副必須要繞某一軸線相對轉(zhuǎn)動，因此，在此機構(gòu)中要通過軸來實現(xiàn)此方向的轉(zhuǎn)動。 但是在此機構(gòu)中因為配合的需要，轉(zhuǎn)動副的保證是通過柱銷來確定的。 機構(gòu)上平臺上平臺通過螺紋的配合及螺母來固定轉(zhuǎn)動副，這樣能保證機構(gòu)在轉(zhuǎn)動過程中的穩(wěn)定性。 轉(zhuǎn)動副（R副）轉(zhuǎn)動副上的孔為柱銷孔，在運動軸上設(shè)計一個孔，通過柱銷來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。 轉(zhuǎn)動副受力情況分析（1）軸頸的摩擦 機器中所有的轉(zhuǎn)動軸都要支承在軸承中。軸放在軸承中的部分稱為軸頸，軸頸與軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。當軸頸在軸承中回轉(zhuǎn)時，必將產(chǎn)生摩擦力來組織其回轉(zhuǎn)。在此機構(gòu)中，柱銷來代替軸承的部分，軸上的孔與柱銷之間產(chǎn)生摩擦力。1） 摩擦力矩的確定，在驅(qū)動力偶矩M的作用下，軸頸與軸承中等速轉(zhuǎn)動。此時轉(zhuǎn)動副兩元素之間必將產(chǎn)生摩擦力以阻止軸頸相對于軸承的滑動。對軸頸的摩擦力矩為式中ρ=fvr=（1π/2）f,其中（1π/2）對于配合緊密且未經(jīng)配合的轉(zhuǎn)動副仍取較大值，而對于較大間隙的轉(zhuǎn)動副則取較小值。2） 總反力的方位確定 可根據(jù)如下三點來確定：①在不考慮摩擦的情況下，根據(jù)力的平衡條件，確定不計摩擦時的總反力的方向；②計摩擦時的總反力與摩擦圓相切；③軸承對軸頸的總反力FR對軸頸中心之矩的方向必須與軸頸相對于軸承的相對角速度的方向相反。 基于以上的分析，可以明確轉(zhuǎn)動副在機械運動中的趨勢，同時能夠更好的要求轉(zhuǎn)動副的精度，和性能的確定。把各個方面的因素考慮好，才能保證好穩(wěn)定的機械運動。 球副（S副）的介紹 球副的定義： 兩兩都能形成沿著(或繞著)某一軸線(或同一個點)來運動的運動副。 通過運用球副，可以來實現(xiàn)軸類零件多自由度的搖擺，而且能夠放棄使用軸承。這樣可以更加體現(xiàn)出改造型的多自由度，球副的設(shè)計給實體增添了多自由度的發(fā)展趨向，同時也面臨如何去選擇球副，才能讓造型更加的實用，通過多方比較才能選擇出更好的球副設(shè)計。，球副的應(yīng)用卻非常有限，特別是在具有新型轉(zhuǎn)動、移動、螺旋等功能復合的運動副的研究還沒有取得重要進展。若在機器人中應(yīng)用這種復合運動副，將縮小機器人機構(gòu)的體積，改善機器人的性能以下是確定后的球副造型： 球類軸設(shè)計該軸的原因在于，方便球副的運用。 下部軸。 球副配件。 球副的選擇分析三類球副的介紹；SSR型球副的介紹 SSR型球副我們將球 副與轉(zhuǎn)動副復合。，構(gòu)件1上有一個球體，構(gòu)件2上端做出一個球形孔，與球體相配合，下端也一樣，通過螺釘將上、下兩部分固定，這樣構(gòu)件1與構(gòu)件2可以實現(xiàn)球面運動。構(gòu)件4與構(gòu)件2類似，也是將上、下兩部分做出球形孔，與球體相配合，那構(gòu)件1與構(gòu)件4也可以實現(xiàn)球面運動。構(gòu)件2與構(gòu)件4之間通過公差相互配合且在軸2叉形處留有足夠的空間，相互轉(zhuǎn)動時不會發(fā)生干涉。這樣就實現(xiàn)了SSR型球 副結(jié)構(gòu)。需要改進的特征:球副與轉(zhuǎn)動副的復合且三軸之間能實現(xiàn)較大的相互轉(zhuǎn)角并轉(zhuǎn)動中心在一個點上。較以前的結(jié)構(gòu)來說，力從各個角度作用于該結(jié)構(gòu)都能實現(xiàn)上述功能的實現(xiàn)，物體或系統(tǒng)響應(yīng)外部變化的能力得到增強。 SSS型復合球 副它由一個球體、一個球轂,4根連桿構(gòu)成。在球轂上面開孔，可以讓更多的連桿公用這個球體。它是由4根桿分別在不同的位置實現(xiàn)球 副功能，轉(zhuǎn)動中心不在一個點上且轉(zhuǎn)角較小。而我們需要的是轉(zhuǎn)動中心在一個點上而且轉(zhuǎn)角較大。 SSS新型復合球副 :構(gòu)件1繞X軸、構(gòu)件1繞Z軸轉(zhuǎn)動的時候，作整周運動。同理構(gòu)件2繞X軸、繞Z軸的時候，作整周運動。構(gòu)件3繞Z軸轉(zhuǎn)動做整周運動。構(gòu)件1與構(gòu)件2繞Z軸的時候做整周運動。在構(gòu)件2的球體平面中心加工出一小球體，然后在構(gòu)件1的相關(guān)位置加工出一球毅，使球體與球轂形成間隙配合，最后加工一個大球轂，與構(gòu)件I、構(gòu)件2的外面大球體形成間隙配合，這樣構(gòu)件構(gòu)件I、構(gòu)件2分別形成球副功能，實現(xiàn)了3個球副功能且轉(zhuǎn)動中心在一個點上。根據(jù)原理35參數(shù)變化，我們可以將球體大小及轉(zhuǎn)角進行參數(shù)化設(shè)計。，因為在對一種新型并聯(lián)機器人的創(chuàng)新設(shè)計研究中發(fā)現(xiàn)，如果把連接上、下平臺的球副S和轉(zhuǎn)動副R復合在一起，使球 副與軸之間的轉(zhuǎn)動中心、與球 副相連的兩軸的轉(zhuǎn)動中心重合
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