【正文】 小臂部分的相關(guān)計(jì)算設(shè)計(jì)預(yù)期目的：小臂相對大臂俯仰速度/s。小臂與大臂的連接部分原理圖如下：圖58 小臂與大臂連接部分傳動示意圖此傳動過程與大臂與基座連接部分設(shè)計(jì)原理相同。計(jì)算過程類似，選取重量及轉(zhuǎn)矩與大臂部分相同，初步取兩部分各部件尺寸相同，即兩部分是對稱結(jié)構(gòu)。 機(jī)械手手腕部分設(shè)計(jì)及其計(jì)算 機(jī)械手手腕部分設(shè)計(jì)原則：機(jī)械手的手臂運(yùn)動（包括腕部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動），給出了機(jī)械手末端執(zhí)行器在其工作空間中的運(yùn)動位置，而安裝在機(jī)械手手臂末段的手腕，則給出了機(jī)械手在其工作空間的運(yùn)動姿態(tài)。手腕是機(jī)械手操作機(jī)的最末端，它與機(jī)械手配合運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手手腕上安裝的末端執(zhí)行器的空間運(yùn)動軌跡與運(yùn)動姿態(tài)，完成所需要的作業(yè)運(yùn)動。手腕設(shè)計(jì)一般最循以下原則：（1）手腕的自由度數(shù)，應(yīng)根據(jù)作業(yè)需要來設(shè)計(jì)。一般的為2~3個，但有的作業(yè)需要有更多的自由度。機(jī)械手手腕部自由度越多，關(guān)節(jié)范圍越大，則機(jī)械手手腕部的靈活性越高，機(jī)械手作業(yè)適應(yīng)能力也越強(qiáng)。但是，手腕自由度的增加也必然會使腕部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，機(jī)械手的控制更難，成本造價越高。（2）手腕安裝在機(jī)械手手臂的末端，在設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量減少其重量和體積，結(jié)構(gòu)力求緊湊。為了減輕機(jī)械手手腕部的重量，腕部機(jī)構(gòu)驅(qū)動器采用分離傳動，驅(qū)動器一般安裝在手臂上，而不采用直接驅(qū)動，并選用鋁合金制造。（3）機(jī)械手手腕與末端執(zhí)行器相聯(lián)，因此，要有標(biāo)準(zhǔn)的法蘭，結(jié)構(gòu)上要便于安裝末端執(zhí)行器。（4）機(jī)械手的手腕機(jī)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證力與運(yùn)動的傳遞。（5）要有可靠的傳動間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，以減小空間間隙，提高傳動精度。（6）手腕各關(guān)節(jié)軸傳動要有限位開關(guān)，并設(shè)置硬限位，以防止超限造成機(jī)械損壞。 腕部的相關(guān)設(shè)計(jì)(1) 傳動部分及主要部件的參數(shù)設(shè)計(jì)腕部的傳動過程如下圖：59腕部傳動示意圖已知：小臂轉(zhuǎn)軸上最大載荷為2kg,根據(jù)大臂部分計(jì)算知，初步估算重力力臂。設(shè)r=，選擇與大臂相同的電機(jī)名稱：直流寬調(diào)速伺服電機(jī) 型號：70S –CZK01額定功率： 額定轉(zhuǎn)矩：額定轉(zhuǎn)速：2000r/min 生產(chǎn)廠家：安徽微電機(jī)研究所注：電機(jī)可帶測速機(jī)、碼盤和部分為一個圓柱—錐齒輪二級減速器，根據(jù)前面基座及大臂部分的傳動比計(jì)算，計(jì)算得：。根據(jù)齒輪齒根強(qiáng)度校核計(jì)算模數(shù)，取第一系列模數(shù)m=1,則?。▔毫牵┤?， 查得齒寬系數(shù)則。分度圓直徑：mm mm中心矩： mm齒 寬： mm mm 取取 mm mm 齒頂圓直徑：mm mm 齒根圓直徑：mm mm和部分是錐齒輪傳動，取mm則mm.。錐齒輪的分錐角： 大端分度圓直徑：mm mm錐 距：mm查得齒寬系數(shù) 則齒寬 取齒高h(yuǎn)：.以上和部分的設(shè)計(jì)計(jì)算過程類似前面格式，此處不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。計(jì)算方法相同。計(jì)算得：分錐角 大端分度圓直徑：mm mm錐 距：mm大端齒頂圓直徑：mm mm（2）腕部各軸的尺寸設(shè)計(jì)由于腕部有圓柱—錐齒輪為一個二級減速器，具體設(shè)計(jì)過程類似基座部分減速器設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算得主要部分結(jié)構(gòu)尺寸如下圖：圖510手腕部分軸6主要結(jié)構(gòu)尺寸主要計(jì)算過程為根據(jù)電動機(jī)的功率和額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算出各軸的功率和轉(zhuǎn)速，計(jì)算出各齒輪的傳動比，同理根據(jù)基座部分軸的各段定位方法確定出此一減速器部分的輸出軸6的各段結(jié)構(gòu)尺寸如上圖所示。校核方法同基座部分的校核方法。同理，手腕部分關(guān)節(jié)軸2的結(jié)構(gòu)尺寸得到確定，如下圖所示： 圖511 軸2結(jié)構(gòu)示意圖（2:1）軸上各段尺寸確定方法如上節(jié)所述。因時間關(guān)系本論文并未對所有結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行說明計(jì)算，如有不懂之處請?jiān)斠姼鞑糠盅b配圖。6 直接示教輕動化設(shè)計(jì) 示教輕動化是指用手牽引機(jī)器人操作機(jī)末端示教時，操作機(jī)機(jī)構(gòu)逆運(yùn)動的實(shí)際功率及省力程度。是以人手牽引操作機(jī)末端，引導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動的牽引力的大小來描述的。示教輕動化在連續(xù)示教噴漆機(jī)器人中特別重要，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的機(jī)械手主要用于焊接和上料工作環(huán)境，所以特別考慮了示教輕動化因素。示教輕動化可使機(jī)器人獲得平滑、準(zhǔn)確和勻速的運(yùn)動軌跡，既可以滿足工藝要求，又可保證機(jī)器人可靠的進(jìn)行工作。對操作機(jī)來說，影響示教輕動化的因素可歸納為兩類，一是逆?zhèn)鲃拥臋C(jī)構(gòu)效率，一是機(jī)構(gòu)的輕量化。示教輕動化的途徑：1 提高逆?zhèn)鲃有剩?）盡可能采用滾動結(jié)構(gòu)代替滑動結(jié)構(gòu)（2）直線油缸和擺動油缸的缸體和活塞之間采用間隙密封，或在直線中采用分離活塞（3）示教時在缸體旁采用短路閥使缸體兩腔油路就近接通，因此減小了長管中液體流動的阻力。（4）差動油缸的多余油量和油量補(bǔ)償，用特殊短路閥予以解決。2 減少重量及慣量（1）減小手腕部件的慣量，主要從結(jié)構(gòu)和材料著手，常用鋁合金。（2）減小小臂的慣量，多用鋁合金框架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大剛度、小慣量，其腕部的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座上，通過鏈條或連桿機(jī)構(gòu)傳動至腕部。（3）減小大臂的慣量，除從結(jié)構(gòu)和材料著手外，還應(yīng)使構(gòu)件質(zhì)心盡可能下移接近回轉(zhuǎn)軸。3 合理設(shè)計(jì)平衡裝置（1）小臂的平衡裝置，通過連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到回轉(zhuǎn)底座上（2）平衡裝置的回轉(zhuǎn)半徑盡可能小本次設(shè)計(jì)主要參考了減小重量及慣量來直接示教輕動化，在手腕部分采用了鋁合金回轉(zhuǎn)軸，殼體部分采用了復(fù)合材料，用來減小重量，同時采用配重平衡的方法達(dá)到減小轉(zhuǎn)動慣量的目的，通過上述方法使機(jī)械手達(dá)到直接示教的輕動化。7 總結(jié)設(shè)計(jì)是一門需要耐心和精力的學(xué)科，要有認(rèn)真謹(jǐn)慎的態(tài)度才能做好。在老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過了幾個月的努力將成果體現(xiàn)在這里，本次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年生涯最后的一次設(shè)計(jì)，也是最全面的一次機(jī)械機(jī)構(gòu)完整的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時也是對自己大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的一次檢驗(yàn)。經(jīng)過了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過本次設(shè)計(jì)訓(xùn)練，我們受益匪淺。不但使我們把課本內(nèi)容聯(lián)系了起來，還提高了我們對知識的整體理解。而且使我初步學(xué)到了盡可能熟練地應(yīng)用本行業(yè)的有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊、和規(guī)范的知識，同時通過設(shè)計(jì)還學(xué)到了一些四年內(nèi)沒有接觸到的知識，不僅增長了知識而且拓寬了視野。在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，最終的設(shè)計(jì)成果圖如下：圖71 設(shè)計(jì)總裝配圖參考文獻(xiàn)[1] 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 化工工業(yè)出版社 [2] 劉鴻文 材料力學(xué) 高等教育出版社 [3] 譚慶昌 趙洪志 機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 [4] 王春燕 陸鳳儀 機(jī)械原理 機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 吳宇澤 羅圣國 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 高等教育出版社 [7] 于俊一 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 劉朝如 彭福蔭 機(jī)械制圖 高等教育出版社 [9] 劉極峰 易際明 機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 [10] 機(jī)器人本體制作指南 機(jī)械工業(yè)出版社 [11] 白井良明 機(jī)器人工程 科學(xué)出版社 [12] . 2002 [13] .[14] [15] 洪振 梅江平 趙學(xué)滿 .[16] 于復(fù)生 沈孝芹 范文利 李彥鳳 ,97[17] 傅旻 [18] 何勇 （自然科學(xué)版）.2003 [19] 楊恩霞 侯茗楓 [20] 楊春杰 ，12[21] 常麗文 . 2004 謝 辭經(jīng)過幾個月的辛勤努力工作，終于使得本文呈現(xiàn)于此，可以說凝聚了本人汗水的結(jié)晶。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在楊威老師的精心指導(dǎo)下完成的。從課題選擇到細(xì)心指導(dǎo)，再到后來嚴(yán)格把關(guān)，老師本著認(rèn)真的工作作風(fēng)、高度的責(zé)任人和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度為我營造了一個良好的氛圍，使我順利的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對我起到了很大的幫助。楊老師的指導(dǎo)使我在設(shè)計(jì)中少走了不少彎路，增長很多關(guān)于本專業(yè)設(shè)計(jì)方面的方式方法。本次設(shè)計(jì)使我對大學(xué)以來所學(xué)的知識得到綜合的融會貫通，并有了進(jìn)一步的理解，對所學(xué)的知識以及相互聯(lián)系有了實(shí)際應(yīng)用的機(jī)會使我在各方面的能力都得到了很大程度的提高和鍛煉；學(xué)會了一些設(shè)計(jì)方法，提高了自身分析解決問題的能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)，對我受益匪淺。在這里特別感謝老師和其他指導(dǎo)老師對我的幫助和精心指導(dǎo)，同時也感謝同學(xué)們在設(shè)計(jì)中給予的幫助。在此，謹(jǐn)向老師表示我最衷心的謝意。老師您辛苦了！由于本人知識有限，缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。所以在設(shè)計(jì)中難免有不足和遺漏之處，真誠的希望各位老師批