【正文】 徑向力 = =?? 計算支撐反力水平面受力圖如圖 (a)所示。+ =1HFr2= (+)H故 =， =垂直面受力圖如圖 (b)所示。+ +F=1V2t(+) =0t故 =， =、畫軸彎矩圖第 4 章 軸、螺釘?shù)脑O(shè)計與校核3141水平面彎矩圖見圖 (c) 圖。垂直面彎矩圖見圖 (d) 圖。HMVM合成彎矩圖見圖 (e)圖，合成彎矩 M= 。2VH?、畫轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 T= T ，轉(zhuǎn)矩圖見圖 (f) 圖。1 1T(a)(b) (c)燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計42(d)(e)(f)圖 　大軸 1 的受力分析、按彎扭合成應(yīng)力進行強度校核de 段的中間截面為危險截面。取 =。?哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文3443當量轉(zhuǎn)矩 =378180=226908 N mmT?=，查表知 =70MPa，所以 ??22/eMW?????1b??e? 。因此大1b?軸 1 的強度滿足要求，故安全 [2630]?！?大軸 2 的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核　大軸 2 的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 　大軸 2 的傳動方案確定大軸 2 上的零件的裝配方案大軸 2 上的零件的裝配方案如圖 所示。確定大軸 2 的材料以及各段直徑和長度大軸 2 的材料為 40Cr，調(diào)制處理。由于密封箱的壁厚為 45mm，孔徑為 150mm，因為外部還要裝端蓋，這段軸頸上還要裝配軸承，所以 gh 段的長度為 41mm，直徑為85mm,裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是 7217C。固定軸承的軸肩高度為 。fg 段為過渡段，長度為 80mm，直徑 92mm，固定齒輪的軸肩高度為 。由于大齒輪的齒寬為 75mm，軸頭的長度應(yīng)該小于輪轂的長度，所燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計44以 de 段的長度為 60mm，直徑為 90mm。為了齒輪的周向定位，這段軸上還要開有鍵槽，來安裝平鍵。根據(jù)這段軸的直徑和長度，鍵槽的寬度為 25mm，長度為 50mm，鍵槽的鍵槽深為 7mm。cd 段要安裝用于齒輪的軸向固定和軸承的軸向固定的軸套，考慮到另一半的密封箱的壁厚和孔徑以及大齒輪的輪轂比軸頭多出的長度，這段軸頸的長度為 45mm，直徑為 85mm。裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是 7217C。bc 段為過渡段，長度為 ，直徑為 80mm。ab 段與鉸鏈四桿機構(gòu)的底桿相連，并且穿過大臂末端的通孔，大臂在此處的厚度為 39mm，孔徑為 95mm，底桿的厚度為 40mm，孔徑為 90mm，這段軸與底桿的連接方式是脹緊聯(lián)結(jié)，通過脹緊套使大軸 2與底桿連接在一起。根據(jù)以上條件這段軸的長度為 ，直徑為60mm。脹緊套選用 Z2 型脹緊套?！〈筝S 2 的強度校核大軸 1 是帶動大臂實現(xiàn)俯仰運動的軸，大軸 2 是帶動鉸鏈四桿機構(gòu)運動的軸。從第三章可知大軸 1 受到的轉(zhuǎn)矩是 378180 N mm，而且同時承受大臂和小臂的總重量。大軸 2 受到的轉(zhuǎn)矩是 50400 N mm，但是只承受底桿的重量。兩根軸的主體機構(gòu)和材料以及熱處理方式一樣，大軸 2 的受力比大軸 1 的受力小得多，當大軸 1 滿足強度條件時，大軸 2 必然滿足強度條件。燕山大學(xué)里仁學(xué)院畢業(yè)論文45　 小軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 小軸 1 的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 　小軸 1 的傳動方案確定小軸 1 上的零件的裝配方案小軸 1 上的零件的裝配方案如圖 所示。確定小軸 1 的材料以及各段直徑和長度小軸 1 的材料為 40Cr，調(diào)制處理。ab 段的主要用處是通過聯(lián)軸器與電機相連，電機輸出端的軸徑是24mm，再根據(jù)凸緣軸器的寬度，ab 段的長度為 35mm，直徑為24mm。這一段由于和聯(lián)軸器連接，所以開有鍵槽，具體尺寸和電機輸出端的一樣。bc 段是過渡段，長度為 40mm，直徑為 28mm。由于密封箱的壁厚為 45mm，孔徑為 62mm，因為外部還要裝端蓋，這段軸頸上還要裝配軸承，所以 cd 段的長度為 25mm，直徑為30mm，裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是 7206C。固定軸承的軸肩高度為 4mm。ef 段為過渡段，長度為 95mm，直徑 38mm。由于小齒輪的齒寬為 70mm，軸頭的長度應(yīng)該小于輪轂的長度，所以 fg 段的長度為 67mm，直徑為 35mm。為了齒輪的周向定位，這段軸上還要開有鍵槽，來安裝平鍵。根據(jù)這段軸的直徑和長度，鍵槽的寬度為 12mm，長度為 56mm，鍵槽的鍵槽深為 5mm。固定齒輪的軸肩高度為 。gh 段要安裝用于齒輪的軸向固定和軸承的軸向固定的軸套，考慮到另一半的密封箱的壁厚和孔徑以及大齒輪輪轂比軸頭多出的長度，這段軸頸的長度為 50mm，直徑為 30mm。裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是 7206C。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計46 小軸 1 的強度校核計算齒輪的受力轉(zhuǎn)矩 T =10 =10 (3/75) 16??1/Pn?6=378180N mm圓周力 = =12606NtF12/d徑向力 = =??計算支撐反力水平面受力圖如圖 (a)所示。+ =1HFr2153= (67+153)故 =， =垂直面受力圖如圖 (b)所示。+ =1VF2t(67+153)= 67t故 =， = 畫軸彎矩圖水平面彎矩圖見圖 (c) 圖。垂直面彎矩圖見圖 (d) 圖。HMVM合成彎矩圖見圖 (e)圖，合成彎矩 M= 。2VH?畫軸轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 T= T ，轉(zhuǎn)矩圖見圖 (f) 圖。1 1T第 4 章 軸、螺釘?shù)脑O(shè)計與校核47(a)(b)(c) (d)燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計48(e)(f)圖 　小軸 1 的受力分析按彎扭合成應(yīng)力進行強度校核 fg 段的中間截面為危險截面。取 =。?當量轉(zhuǎn)矩 =378180=226908 N mmT?=，查表知 =70MPa，所以 ??22/eMW?????1b??e? 。因此小軸 1 的強度滿足要求，故安全。??1b?　 小軸 2 的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核小軸 2 的結(jié)構(gòu)與小軸 1 一樣，但驅(qū)動元件的輸出轉(zhuǎn)矩較小。上面校核的小軸 1 的強度滿足要求，故小軸 2 的強度必然滿足要求。　 回轉(zhuǎn)底盤與腰部主軸連接螺釘?shù)男：搜炕剞D(zhuǎn)所需轉(zhuǎn)矩 T= 。Nm?選取的螺釘材料為 Q235，直徑為 12mm，固定用的螺栓數(shù)目為第 4 章 軸、螺釘?shù)脑O(shè)計與校核496。取可靠系數(shù) C=，結(jié)合面摩擦系數(shù) f=， =65mm。ir預(yù)緊力 = =601/()iFTfr????./(65)??查表取材料屈服極限 =240MPaS?查表取安全系數(shù) S=故需用應(yīng)力 = =160MPa??/由此螺釘?shù)闹睆?=??()4dF??所以預(yù)選取的螺釘滿足強度要求?！?本章小結(jié)本章對噴漆機器人的重要傳動零件進行了強度校核。對大軸 1 、大軸 小軸 小軸 2 的各個段的尺寸進行了確定，同時確定了安裝在軸上的軸承的類型和型號，最后按照彎扭合成力矩對軸進行了校核。同時根據(jù)腰部的運動形式對腰部回轉(zhuǎn)底盤處的連接螺釘強度校核。經(jīng)計算均滿足強度的條件。結(jié) 論本文完成了 6 自由度關(guān)節(jié)式噴漆機器人的結(jié)構(gòu)的設(shè)計，實現(xiàn)了在 的最大覆蓋范圍內(nèi)自動噴漆的功能，達到了預(yù)期目標。180。3m主要完成了以下工作：完成了對噴漆機器人的方案設(shè)計。機器人可實現(xiàn) 6 個自由度的運動，分別為：腕部噴槍的回轉(zhuǎn)運動，腕部回轉(zhuǎn)套的回轉(zhuǎn)運動，小臂的俯仰運動，大臂的俯仰運動，腰部的回轉(zhuǎn)運動。用簡單的空間幾何的方法建立了噴漆機器人的運動空間的數(shù)學(xué)模型并對其進行研究。論證分析過程用到極限點法，即證明能夠滿足燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計50各個極限點，則其它各點必然滿足。結(jié)果證明本文設(shè)計的噴漆機器人能夠滿足作業(yè)空間要求。完成了驅(qū)動元件和傳感器的選擇。 完成零部件的設(shè)計并對重要零件進行了強度校核。主體采用鋁合金材料大大減輕總體質(zhì)量，有利于提高其動態(tài)特性。其中零部件設(shè)計的一大特點是小臂關(guān)節(jié)采用了典型平行四邊型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的好處是避免把驅(qū)動元件直接安裝到關(guān)節(jié)上，從而解決了小臂質(zhì)量大、轉(zhuǎn)矩大的缺點。另外此結(jié)構(gòu)保證了小臂自平衡，從而減少小臂的靜態(tài)力矩。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)論文51參考文獻[1] 杜祥瑛．工業(yè)機器人及其應(yīng)用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991:5257P．[2] 曲道奎 張念哲 ．機器人技術(shù)的新進展[EB][3] 羅輯，杜柳青，袁冬梅，曾宇丹．機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]．機床與液壓，2022，9(1) ：2528P ．[4] 卞正崗．動化技術(shù)和機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢[J] ．國內(nèi)外機電一體化技術(shù)，2022，9(1) ： 2528P．[5] 歐鋆．機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J] ．廣西電業(yè)，2022，10(10) ：99100P ．[6] 黃純穎．設(shè)計方法學(xué)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991：1226P．[7] 馬香峰．機器人結(jié)構(gòu)學(xué)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991：2340P．[8] 蔣新松．工業(yè)機器人[M]．北京：科學(xué)出版社，1997：8892P．[9] 高峰，劉辛軍．機器人機構(gòu) CAD 的研究[J]．機械工程報：2022，36(4)： 913P．[10] 王天然．機器人 [M]．北京：化工業(yè)出版社，2022：29P．[11] ，，and ，A framework to planning robotic flexible assembly cells，in 32nd International Conference on Computers and Industrial Engineering， Limerick，Ireland，pp．2022:607615P ．[12] 蔡自興．機器人學(xué)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2022：2030P．燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計52[13] 周伯英．工業(yè)機器人設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1995：815P．[14] 殷際英，何廣平．關(guān)節(jié)型機器人[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022：120P．[15] 孫迪生，王炎．機器人控制技術(shù)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1998：2556P．[16] 龐啟淮．小功率電動機應(yīng)用技術(shù)手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1996：112121P．[17] 朱喜林，張代治．機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)[M]．北京：科學(xué)出版社，2022：211215P.[18] 徐世昌．機電系統(tǒng)設(shè)計[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022：305312P．[19] 方大千等．電動機速查速算手冊[M]．北京：中國水利水電出版社，2022：3339P．[20] [日] 三浦宏文．機電一體化實用手冊 [M]．北京：科學(xué)出版社，2022：169188 ．[21] 成大先．機械設(shè)計手冊[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022：466572P．[22] 商大中．理論力學(xué)[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2022：122132P．[23] 劉艷磊，張建中．大學(xué)物理教程[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2022：5167P．[24] 楊在林．工程力學(xué)[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2022：1324P．[25] 武清璽，許慶春，趙引．動力學(xué)基礎(chǔ)[M]．江蘇：河海大學(xué)出版社，2022：2736P．[26] 楊恩霞．機械設(shè)計[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，燕山大學(xué)本科生畢業(yè)論文532022：126234P．[27] 曾光奇，胡均安．工程測試技術(shù)基礎(chǔ)[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2022：59113P．[28] 鄭文緯，吳克堅．機械原理[M]．北京：高等教育出版社，1996：67103P．[29] 李廣君，王鋼，石鈴．機械工程制圖[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2022：185319P．[30] 劉品 陳軍．機械精度設(shè)計與檢測基礎(chǔ)[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2022：37154P．[31] Z. 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